08А_РФИД (конспект за второй семестр 4-го курса, преподаватель Ляхова)
Описание файла
Файл "08А_РФИД" внутри архива находится в папке "Ляхова_лек_4К". Документ из архива "конспект за второй семестр 4-го курса, преподаватель Ляхова", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технология и оборудование автоматизированного производства рэс" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "технология и оборудование автоматизированного производства рэс" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "08А_РФИД"
Текст из документа "08А_РФИД"
10
Радиочастотная идентификация (RFID)
Не требуется точное совмещение ярлыка с датчиком. Целесообразно использовать СВЧ -ярлык для идентификации подвижных объектов на расстоянии до 5 м, например, для транспортных средств или контейнеров в цехах или складских помещениях.
П
риемопередающая система
Г
енератор СВЧ Цирку Приемник(2) ПЗУ 3)
передатчика лятор
(1) СВЧ - ярлык
Д
ешифратор Приемник
к ВУ
Рис. Схема идентификации объектов с помощью СВЧ - ярлыка.
Идентификационный признак содержится в ПЗУ. Объем информации - 128 бит.
ПЗУ может быть несколько раз перепрограммируемо. СВЧ - ярлык состоит из
антенны (!), приемника (2) и ПЗУ (3). Приемопередающая система (ППС) излучает непрерывный СВЧ сигнал. Приемник СВЧ - ярлыка выпрямляет сигнал, полученный от антенны (1), до величины напряжения срабатывания (питания) ПЗУ - 3 В. В соответствии с записанной в ПЗУ программой происходит шунтирование приемника при логической «1» и неизменность сигнала при логическом «0». Таким образом, код ПЗУ модулирует сигнал, который переотражает антенна (1) СВЧ - ярлыка. Модулированный СВЧ сигнал принимается ППС и через циркулятор направляется к дешифратору и ВУ.
Радиочастотные ярлыки могут работать в низкочастотном диапазоне (НЧ): 100 ... 500 КГц, - среднечастотном диапазоне (СЧ): 3 ...30 Мгц и в диапазоне СВЧ: 850 ... 950 МГц, 2,45 ...8 ГГц. При низкой частоте увеличиваются размеры антенны, потребление энергии и поглощение в воде. При высокой частоте увеличивается зависимость от температуры и отражение от поверхностей, но увеличивается выстродействие.
Рис. Зависимость параметров RFID от частоты.
Ярлыки (метки) могут выпускаться в виде карт, дисков, брелков, капсул, шаров, обручей, браслетов.
Рис. Вид СЧ метки с антенной и чипом.
Рис. Метки для диапазона частот 850 -960 МГц.
СЧ и СВЧ RFID метки используются там, где требуются большое расстояние и высокая скорость чтения; это, например, контроль железнодорожных вагонов, автомобилей, системы сбора отходов. Считыватели устанавливаются на стойках, воротах или шлагбаумах, а транспондер закрепляется на ветровом или боковом стекле автомобиля. За счет большой дальности действия возможна безопасная установка считывателей вне пределов досягаемости людей. Системы высокой частоты эффективны там, где требуется передавать большие объемы данных. СВЧ - ярлыки используются для сортировочных систем, контроля доступа, снабжения. Для идентификации персонала нет необходимости предъявлять пропуск. Карточный (кредитный) формат предполагает проведение безналичных расчетов за пользование подъемниками, заправки бензином, оплаты проезда на скоростных дорогах. СВЧ - ярлыки используются для идентификации подвижных транспортных средств.
Низкочастотные RFID-теги находят широкое применение там, где допустимо небольшое расстояние между объектом и считывателем. Обычное расстояние считывания составляет 0,5 м, а для тегов, встроенных в маленькие объекты, дальность чтения, как правило, еще меньше - около 0,1 м. Большая антенна считывателя может в какой-то мере компенсировать малую дальность действия небольшого тега, но излучение высоковольтных линий, моторов, компьютеров, ламп и т. п. мешает ее работе. Так, большинство систем управления доступом, управления складами и производством, бесконтактные карты используют низкую частоту. НЧ - ярлыки используются для противоугонных систем автотранспорта, материально-технического снабжения.
Рис. Детекторные (считывающие) стойки в библиотеке или архиве.
Рис. Узел локальной сети радиочастотного контроля доступа.
Рис. Локальная сеть управления перемещения объектов.
Рис. RFID на пластыре формируют локальную сеть дистанционного мониторинга здоровья.
В качестве метки может использоваться чип с поверхностными акустическими волнами (ПАВ). Ультразвуковая технология считается лучшей альтернативой пассивной RFID в среде (типа больницы), где радиоволны могут отражаться от металлической или керамической поверхности объектов. Этим ухудшается точность позиционирования или чувствительность медицинского оборудования.
На входе метки принятый антенной радиосигнал преобразуется в поверхностную акустическую волну. ПАВ отражается от неоднородностей, сформированных в соответствии с кодом. Отраженная акустическая волна претерпевает обратное преобразование, которое модулирует отраженный радиосигнал. Он принимается считывателем и декодируется.
Рис. Метка на ПАВ.
Браслет с ПАВ меткой, которая дублируется штрих – кодом.
| Достоинства | Недостатки | |
| «Визирная линия» | - Простота устройства | - Требуется прозрачность и прямая видимость |
| Штрих – код | - Простота изготовления метки - Универсальность использования (в т.ч. разными государствами) | - Требуется прозрачность и прямая видимость |
| RFID | - Дальность - Не требуется прямая видимость | - Сложность конструкции |
Использование физических параметров.
Возможна идентификация объектов по физическим параметрам в соответствии с методиками их измерений.
| Физический параметр | Прием идентификации | Применение |
| Показатель преломления материала, n | Измерение угла отражения падающего направленного оптического излучения | Определение качества оптических сред. Сортировка кристаллов |
| Диэлектрическая проницаемость, ε | Измерение частоты резонатора с диэлектриком в конденсаторе | Разбраковка кристаллов для резонаторов |
| Магнитная проницаемость, μ | Измерение частоты резонатора с магнитным материалом у индуктора. Измерение силы тока индуктора или магнитного датчика | Отделение магнитных материалов |
| Коэффициент затухания, α | Оценка мощности ослабления. | Сортировка диэлектрических материалов |
| Масса (вес) | Взвешивание | Сортировка деталей, грузов |
| Геометрические размеры | Определение положения характерных точек | Сортировка деталей |
Объемно распределенные поля (акустические, магнитные, электрические, оптические) меняют свои выходные характеристики (информационные отклики) при изменении соответствующих параметров среды соответственно: акустического сопротивления, магнитной или диэлектрической проницаемости, показателя преломления и т.п.. Это используется для подсчета деталей, контроля параметров, охраны.
Весовой метод. Идентификационным признаком является масса объекта. Вычисленная микроЭВМ масса сравнивается поочередно с эталонными интервалами значений для каждого типа объектов по всей номенклатуре. Таким образом, учитывается статистический разброс параметров объектов, организуется сортировка объектов по весу (как идентификация различных объектов и поддиапазоны в пределах одного объекта), а также учет для управления производством.
С помощью щупа можно определить положение характерных точек, набор которых является идентификационным признаком:
- 2 точки определяют длину или толщину,
- 3 точки определяют диаметр отверстия или цилиндра,
- 4 точки - угол или наклон плоскости детали.
В зависимости от вида системы распознавания, используемой в производственном элементе АП, выбирается признак распознавания:
- маркировка платы, (цифробуквенное или штрих - код),
- маркировка тары, оборудования (ярлык магнитный, с отверстиями, СВЧ..),
- вид ключа для совмещения навесных элементов с контактными площадками (отверстия или знак), а также для ориентирования детали на поверхности оборудования с целью привязки к координатной системе оборудования.
Контроль доступа (охрана).
Рис. Биометрический датчик папиллярных линий пальцев. В качестве сенсора может быть использовано высокоточное устройство считывания отпечатков пальцев, в котором на площади 1,6 х 16 мм расположено 53.000 транзисторов.
Системы контроля и управления доступа, паспортного и миграционного контроля, в т.ч.:
идентификационные документы и системы контроля и управления доступа на базе нанометок и нанопамяти, включая системы для идентификации лиц на основе получения, записи на защищенный носитель (нанопамять) и цифровой обработки трехмерного видеоизображения (рис. 4); замковые устройства для режимных помещений с уникальными электронными ключами – нанометками; электронные заграничные паспорта второго поколения и миграционные удостоверения с нанопамятью 1–10 Гбайт (рис. 5).
Технологии создания гетеромагнитных структур с использованием монокристаллических ферритовых микрорезонаторов в виде сфер, пленок различных топологий:
управляемые многофункциональные магнитодиоды Ганна и ЛПД в радиоволновом диапазоне; магнитные антенны (распределенные системы датчиков с управляемой мобильной пространственной апертурой); системы кодировки сигналов и сообщений; интеллектуальные микросистемы, нелинейные локаторы, распознающие образы и уровень организации (построения) радиоэлектронной системы; портативные системы магнитовидения и магнитной томографии. Особенность рассмотренных гетеромагнитных структур наноразмерных технологий — повышенная устойчивость к механико-климатическим воздействиям и воздействиям спецфакторов.
