Использование RFID-меток в сельскохозяйственном производстве
LocMe.ru – intelligent monitoring!
В январе текущего года у нас возникла необходимость проверить на практике некоторые теоретические изыскания. Мы предположили, что при помощи RFID-технологий можно контролировать некоторые технологические процессы в сельскохозяйственном производстве. До этого момента RFID-метки нам приходилось использовать только для идентификации прицепного оборудования.
Идея состояла в том, чтобы контролировать перемещение транспорта, используемого в процессе производства не только в зоне уверенного приема сигналов GNSS, но и внутри производственных помещений, где прием спутниковых сигналов затруднен или невозможен. В опытной зоне мы контролировали последовательность посещения технологическим транспортом производственных помещений, а также время пребывания в них.
Реализация пилотного проекта стала возможна благодаря сотрудничеству с компанией Неоматика. В тестовой зоне мы использовали абонентский терминал ADM300, RFID-считыватель ADM20 и несколько RFID-меток ADM21.
-
- ADM300
-
- ADM20
-
- ADM21
Абонентский терминал ADM300
Мы с ним давно и хорошо знакомы. Это тот же ADM100, только с расширенным функционалом и встроенным аккумулятором.
И в ADM100 и в ADM300 используется одна и та же печатная плата, только набор электронных компонентов и прошивка несколько различается. И несмотря на тот факт, что терминал ADM300 уже снят с производства, он все ещё востребован, так как остается современным, качественным и надежным устройством.
Кроме обычных функций ADM300 поддерживает подключение аудиогарнитуры и позволяет использовать RFID-считыватель с подключением по RS-485 совместно с цифровыми датчиками уровня топлива. Подключить к ADM300 по RS-485 можно до 5 считывателей ADM20.
RFID-считыватель ADM20
Считыватель ADM20 предназначен для установки на подвижные и стационарные объекты для идентификации различных объектов и учета рабочего времени.
Этот считыватель принимает данные с RFID-карт в диапазоне 13,56 МГц и 125 кГц на расстоянии до 5 сантиметров и со специализированных радиочастотных меток ADM21 на расстоянии до 100 м. Для приема сигналов с меток ADM21 используется частота 868 Мгц. Внешний интерфейс RS-485 позволяет использовать ADM20 с широким спектром оборудования. Протокол открытый. Пылевлагозащита по IP65. Можно монтировать на открытом воздухе.
ADM20 был разработан компанией Неоматика несколько позже ADM300, поэтому его возможности немного шире, чем может “потянуть” терминал. Для использования всех возможностей RFID-считывателя совместно с терминалом ADM300 последний нуждается в глубокой модернизации прошивки и протокола. Однако и в текущей версии связка ADM300 + ADM20 позволяет решать большую часть задач нашего пилотного проекта, правда, с некоторыми особенностями.
Так, абонентский терминал ADM300 передает в систему мониторинга не серийный номер, и не ID RFID-метки, а числовой код, например, 38.383. Эти данные терминал транслирует вместо значений на аналоговом входе. Номер видоизменяется во время передачи на сервер по причине преобразований и недостаточного размера поля аналогового входа. Для передачи состояния аналогового входа используется не более 2 байт в пакете полезных данных.
При реализации всех возможностей считывателя ADM20 можно получить от метки ADM21 не только числовой код (идентификатор), идентифицирующий метку, но и мощность сигнала от метки, а также заряд её аккумулятора, серийный номер и период выхода в эфир.
RFID-конфигуратор очень простой. Разобраться в настройках не составит труда. Для подключения считывателя к компьютеру понадобится любой преобразователь интерфейса RS-485/USB. Например, широко известное всем УНУ. У считывателя ADM20 минимум настроек. Это адрес устройства в сети RS-485 и номера подсетей, метки из которых должны считываться.
Во вкладке “Тестирование” можно видеть сообщения от меток. По уровню сигнала можно идентифицировать ближайшую к считывателю метку.
RFID-метка ADM21
Метка RFID ADM21 предназначена для установки на любые объекты для их идентификации. Работает в комплексе с RFID считывателем ADM20.
RFID-метка ADM21 – полностью автономное устройство. Срок службы до 3 лет. По истечению срока службы подлежит замене целиком, так как аккумулятор несъемный, а корпус неразборный (шурупы тут случайно). Пылевлагозащита выполнена по стандарту IP65.
Метка периодическая. Это означает, что метка автоматически передает в эфир свои идентификационные данные с заданным интервалом времени. Минимально возможный интервал 5 секунд. От настроек периодичности будет зависеть срок службы метки. Компания Неоматика заявляет срок до 3-х лет работы при периоде 5 минут (данные взяты с запасом). На практике же при периоде 30 секунд метка работает 2 года, теоретически проработает и 3 года. Но зависеть это будет от многих факторов, в том числе и от температурного режима эксплуатации. Если планируется использование метки в течение максимального срока 3 лет, следует выбирать период от одной до трех минут, учитывая температуру окружающей среды, в которой будет эксплуатироваться метка.
Некоторые данные о работе RFID меток ADM21, полученные от клиентов компании Неоматика:
- Метка с установленным периодом выдачи данных – 5 секунд.
Метка работает в течение двух с половиной лет, в данный момент в рабочем состоянии, по предварительным прогнозам заряда должно хватить еще не менее чем на пол года.
- Метка с установленным периодом выдачи данных – 5 минут.
Метка работает в течение двух с половиной лет, в данный момент в рабочем состоянии, уровень напряжения соответствует новому элементу питания.
Настраивается RFID-метка ADM21 при помощи того же конфигуратора. Для перевода метки в режим конфигурации необходимо использовать обычный магнит. Настройки очень простые. Полезная функция – настройка подсети. На одном объекте может находится огромное количество меток, задействованных в процессах, прямо не связанных друг с другом. При помощи настройки номера подсети можно избавить считыватель и всю систему от лишних данных.
Очень полезная возможность – настройка мощности передатчика RFID-метки. В пилотном проекте нам пришлось повозиться с этими настройками. В некоторых случаях, при максимальном уровне мощности радиопередатчиков RFID-меток, считыватель принимал сигнал сразу от двух меток, что несколько противоречило нашим целям.
Что в итоге?
В результате развернутого пилотного проекта нам удалось получить большое количество полезных данных. Такое решение, безусловно, имеет определенные перспективы.
Оборудование простое и надежное. Однако в настоящий момент ни в одной из известных нам систем мониторинга использовать полученные данные для целей контроля за технологическими процессами в сельскохозяйственном производстве невозможно. Отчетов по прицепному оборудованию для этого недостаточно. Что, в свою очередь, не означает, что от подобных проектов следует отказаться. Нам просто необходимо скорректировать вектор направления развития от поиска технических решений в сторону разработки собственных приложений для работы в составе системы мониторинга.
Будем стараться!
Рекомендуемые розничные цены на оборудование ADM300, ADM20 и ADM21 производителем не установлены.
