RFID და IoT ინტეგრაცია: როგორ მუშაობენ ტეგები, მკითხველები, Edge Logic და Cloud სისტემები ერთად

RFID-ს და ნივთების ინტერნეტს ხშირად ადარებენ ისე, თითქოს პროექტმა უნდა აირჩიოს ერთი ან მეორე. ბევრ ინდუსტრიულ სისტემაში ეს არასწორი არქიტექტურის საკითხია.

RFID არის ავტომატური იდენტიფიკაციისა და მონაცემთა{0}}დაჭერის ტექნოლოგია. IoT აღწერს დაკავშირებულ მოწყობილობებსა და სისტემებს, რომლებიც ცვლიან მონაცემებს ქსელების მეშვეობით. ამრიგად, RFID-ის დანერგვა შეიძლება გახდეს მონაცემთა ერთ-დაჭერის ფენა უფრო დიდი IoT არქიტექტურის შიგნით: ტეგები იდენტიფიცირებენ ფიზიკურ ობიექტებს, მკითხველები აკვირდებიან მათ, ზღვრული პროგრამული უზრუნველყოფა გარდაქმნის ნედლეულ წაკითხვებს სასარგებლო მოვლენებად და ქსელური აპლიკაციები აზიარებენ ამ მოვლენებს ღრუბელთან ან საწარმოთა სისტემებთან.

ეს სახელმძღვანელო განმარტავს, რომ ინტეგრაციის საზღვრები აქტივების, საწყობის, წარმოებისა და საცალო ვაჭრობის გუნდებისთვის, რომლებსაც სჭირდებათ RFID აპარატურის დაკავშირება თანამედროვე დაკავშირებულ აპლიკაციებთან, ყოველი პასიური ტეგი ინტერნეტით-დაკავშირებულ მოწყობილობად არ განიხილება.

 

RFID და IoT წყვეტს ერთიდაიგივე ფიზიკური-ციფრული პრობლემის სხვადასხვა ფენებს-

NIST განსაზღვრავს IoT მოწყობილობას, როგორც მოწყობილობას, რომელსაც აქვს მინიმუმ ერთი გადამყვანი ფიზიკურ სამყაროსთან ურთიერთობისთვის და მინიმუმ ერთი ქსელის ინტერფეისი ციფრულ სამყაროსთან ურთიერთობისთვის. პასიური RFID ტეგი ჩვეულებრივ არ შეესაბამება ამ მოდელს თავისთავად: მას არ აქვს Ethernet, Wi- და ფიჭური ქსელის კავშირი და, როგორც წესი, ურთიერთობს მხოლოდ თავსებადი წამკითხველის მიერ ენერგიით.

მკითხველი ან კარიბჭე ხშირად ხიდია.

თავად RFID-ის კომპონენტის-დონის ხედისთვის, Syntek'sRFID სისტემის არქიტექტურის სახელმძღვანელოგანმარტავს ტეგებს, ანტენებს, მკითხველებს, შუალედურ და აპლიკაციურ პროგრამულ უზრუნველყოფას. ეს გვერდი ყურადღებას ამახვილებს ამ RFID დასტასა და IoT გარემოს შორის ინტეგრაციაზე.

 

პასიური RFID ტეგი, როგორც წესი, არ არის IoT საბოლოო წერტილი

დიზაინის ერთ-ერთი ყველაზე სასარგებლო ზღვარი არის ყველა მონიშნული ობიექტის ინტერნეტთან დაკავშირებულ მოწყობილობად გამოძახების შეწყვეტა.

პასიურ UHF ტეგს შეიძლება ჰქონდეს EPC და უპასუხოს გამომძიებელს. თეგი ჩვეულებრივ არ ხსნის TCP/IP კავშირს, არ ახდენს ავთენტიფიკაციას ღრუბლოვან ბროკერთან და არ აქვეყნებს საკუთარ შეტყობინებებს Wi-Fi-ზე. მკითხველის ინფრასტრუქტურა ასრულებს RF ტრანზაქციას და შემდეგ გადასცემს მონაცემებს ქსელურ პროგრამულ უზრუნველყოფაში.

ეს განსხვავება გავლენას ახდენს უსაფრთხოებაზე, მოწყობილობის მართვასა და პრობლემების მოგვარებაზე. თეგის-წაკითხვის წარუმატებლობა არის RF პრობლემა, სანამ სხვაგვარად არ დამტკიცდება. ღრუბლოვანი API-ის წარუმატებლობა არის ქსელის/აპლიკაციის პრობლემა. ორივეს გაერთიანება ფრაზის „IoT საკითხი“ ართულებს root-გამომწვევ ანალიზს.

 

მკითხველი ფიზიკურ დაკვირვებებს ციფრულ შეყვანად აქცევს

მკითხველი აკონტროლებს კომუნიკაციას RFID ტეგებთან მის წაკითხულ ზონაში. სისტემიდან გამომდინარე, მას შეუძლია EPC-ების ინვენტარიზაცია, სხვა მეხსიერების წაკითხვა, მონაცემების ჩაწერა, ანტენის ინფორმაციის მოხსენება და მოწყობილობის სტატუსის გამოვლენა SDK, LLRP, API ან გამყიდველის ინტერფეისის მეშვეობით.

ამ ეტაპზე, გამომავალი ჯერ კიდევ უფრო ახლოს არის სენსორულ დაკვირვებასთან, ვიდრე საქმიანი ღონისძიება:

ტეგი EPC X დაფიქსირდა მკითხველის Y მიერ ანტენაზე Z დროს T

ეს დაკვირვება შეიძლება ბევრჯერ განმეორდეს, სანამ ტეგი რჩება ველში. ყოველი დაუმუშავებელი დაკვირვების პირდაპირ ღრუბლოვან აპლიკაციაში გაგზავნამ შეიძლება შექმნას არასაჭირო ქსელის ტრაფიკი და ორაზროვანი ბიზნეს ლოგიკა.

 

Edge Logic-მა უნდა გაასუფთავოს RFID მონაცემები, სანამ ღრუბელი გამოიყენებს მას

RFID edge პროგრამული უზრუნველყოფა ან შუალედური პროგრამა ჩვეულებრივ ასრულებს მოვლენის დამუშავების პირველ ფენას.

• წაშალეთ დუბლიკატი წაკითხული დროის განსაზღვრულ ფანჯარაში;
• გაფილტრეთ იდენტიფიკატორები, რომლებიც არ მიეკუთვნება სამუშაო პროცესს;
• წაკითხულის ასოცირება მკითხველთან, ანტენასთან, კართან, სამუშაო სადგურთან ან ზონასთან;
• მიმართეთ მიმართულებას ან ტრიგერის ლოგიკას იქ, სადაც ინსტალაცია მხარს უჭერს მას;
• ბუფერული დაკვირვებები ქსელის შეფერხების დროს;
• ტეგის იდენტიფიკატორების აპლიკაციის იდენტიფიკატორებად გადაქცევა;
• გამონაკლისების დაყენება უცნობი, დუბლიკატი ან მოულოდნელი ტეგებისთვის;
• გამოაქვეყნეთ კომპაქტური ღონისძიება შემდეგ სისტემაში.

GS1-ის სისტემის არქიტექტურა ათავსებს RFID მკითხველებს და ფილტრაციის/შეგროვების პროგრამულ უზრუნველყოფას მონაცემთა-აპლიკაციის{2}}დონეზე მოვლენის მონაცემებზე გადაღების გზაზე. მისი RFID სტანდარტების ოჯახი მოიცავს ინტერფეისებს, როგორიცაა LLRP და Application Level Events ამ საზღვრისთვის.

დიზაინის მნიშვნელოვანი პრინციპია ის, რომ ღრუბელმა უნდა მიიღოს სასარგებლო მოვლენები და არა RF დაკვირვებების უკონტროლო წყალდიდობა.

 

გამოიყენეთ მოვლენის მოდელი სისტემების მნიშვნელობის შესანარჩუნებლად

მას შემდეგ, რაც RFID ფენა ამოიცნობს ობიექტს, შემდეგი კითხვა არის რა დაემართა ამ ობიექტს.

GS1-ისEPCIS სტანდარტიიძლევა სასარგებლო მოდელს ხილვადობის მოვლენების გამოსახატავადრა, როდის, სად, რატომ და როგორპროდუქტებისა და აქტივების. EPCIS 2.0 ასევე მხარს უჭერს სენსორულ მონაცემებს, რაც რელევანტურს ხდის, როდესაც RFID იდენტურობა შერწყმულია ტემპერატურასთან, მდგომარეობასთან ან სხვა IoT დაკვირვებებთან.

პროექტმა არ უნდა გამოიყენოს EPCIS ამ სტრუქტურიდან სწავლისთვის. როგორც წესი, RFID-to-IoT მოვლენას უნდა ჰქონდეს საკმარისი კონტექსტი პასუხისთვის:

• რომელი ობიექტი ან ობიექტები იყო ჩართული;
• როდესაც მოხდა მოვლენა;
• სად არის დაკვირვება;
• რა ბიზნეს ნაბიჯი მოხდა;
• რომელმა მოწყობილობამ ან პროცესმა შექმნა ღონისძიება;
• მოვლენა ნორმალურია თუ გამონაკლისი.

 

RFID იდენტიფიკაციას და IoT სენსორს შეუძლია ერთი და იგივე მოვლენის გაზიარება

RFID ხშირად პასუხობს "რომელი ობიექტია ეს?" ხოლო სენსორები პასუხობენ "რა მდგომარეობაშია?"

დაკავშირებულმა ცივი-ჯაჭვის სისტემამ, მაგალითად, შეიძლება გამოიყენოს RFID ან შტრიხკოდის იდენტიფიკატორი გადაზიდვისთვის და ქსელური ტემპერატურის სენსორი გარემოს გაზომვისთვის. საწარმოო სისტემას შეუძლია იდენტიფიცირება მოახდინოს ხელსაწყოს ან სამუშაო ნაწილის RFID-ის მეშვეობით და დააკავშიროს ეს იდენტურობა მანქანით-მდგომარეობის ან ვიბრაციის მონაცემებთან ცალკე სენსორებიდან.

არქიტექტურამ უნდა შეინარჩუნოს მონაცემთა წყაროები განსხვავებულად მაშინაც კი, როდესაც აპლიკაცია მოგვიანებით შეუერთდება მათ.

 

გადაწყვიტეთ რა უნდა დარჩეს ზღვარზე

ღრუბლოვანი კავშირი სასარგებლოა მრავალი-საიტის ხილვადობის, ანალიტიკისა და ცენტრალიზებული მართვისთვის, მაგრამ ყველა RFID გადაწყვეტილება არ უნდა დაელოდოს ღრუბელში ორმხრივ მოგზაურობას.

შეინარჩუნეთ ლოკალური ლოგიკა, როდესაც პროცესი უნდა გაგრძელდეს ქსელის შეფერხების დროს ან საჭიროებს დაბალი-დაყოვნების ფიზიკურ კონტროლს, როგორიცაა:

• კონვეიერის კარიბჭის გახსნა ან შეჩერება;
• სტეკის შუქის ან ზუმერის გააქტიურება;
• მოულოდნელი მონიშნული ნივთის უარყოფა;
• ბუფერული კითხვა WAN კავშირის დაკარგვის დროს;
• წაკითხული მაღალი-მოცულობის დუბლიკატირება;
• მკითხველის სიმძლავრის ან ანტენის თანმიმდევრობის კონტროლი.

გაგზავნეთ უფრო მაღალი-დონის მოვლენები ღრუბელში, როდესაც მნიშვნელობა მოდის საიტის ჯვარედინი-ხილვადობის, ისტორიული ანალიზის, დაფების, დისტანციური ადმინისტრირების ან კორპორატიულ აპლიკაციებთან ინტეგრაციისგან.

 

გამოიყენეთ ქსელის ფენა მოვლენებისთვის, რათა არ დაიმალოთ RF დიზაინის პრობლემები

დაკავშირებული მკითხველი არ აფიქსირებს ცუდი წაკითხვის ზონას.

თუ ტეგები გამოტოვებულია, რადგან ისინი არასწორად არის დამაგრებული, სკრინინგულია ლითონის ან სითხის მიერ, ცუდად ორიენტირებული ან ანტენის ველის მიღმა, უფრო სწრაფი ღრუბლოვანი API ვერ აღადგენს დაკარგული იდენტურობას. ანალოგიურად, პორტალი, რომელიც კითხულობს მეზობელ ტეგებს, უბრალოდ ცუდ დაკვირვებებს უფრო ეფექტურად გაუგზავნის.

RFID აპარატურის ფენა ჯერ უნდა დადასტურდეს. სინტეკისRFID ტექნოლოგიის სახელმძღვანელოუზრუნველყოფს ფონს სიხშირეზე, ტეგებზე, მკითხველებსა და ანტენებზე ქსელში ინტეგრაციის ეტაპამდე.

 

აირჩიეთ ინტეგრაციის ინტერფეისი განლაგების შკალიდან

GS1 აღნიშნავს, რომ IoT არქიტექტურები დამოკიდებულია იდენტიფიკაციაზე, მონაცემთა ავტომატურ აღრიცხვასა და ურთიერთოპერატიულ მონაცემთა გაზიარებაზე. მისიIoT სტანდარტების მიმოხილვააშკარად პოზიციონირებს EPC/RFID, როგორც ერთ-ერთ ტექნოლოგიას, რომელიც აკავშირებს ფიზიკურ ობიექტებს ციფრულ ინფორმაციას.

 

გამოყავით RFID უსაფრთხოება IoT ქსელის უსაფრთხოებისგან

RFID და IoT ამატებენ უსაფრთხოების სხვადასხვა ზედაპირს.

ტეგის-მკითხველის ფენა შეიძლება მოიცავდეს საჯარო იდენტიფიკატორებს, პაროლით-კონტროლირებულ მეხსიერებას, ტეგის ავტორიზაციას ან საერთოდ არ ავთენტიფიკაციას, ტექნოლოგიის მიხედვით. წამკითხველი/ქსელის ფენა შეიძლება მოიცავდეს მოწყობილობის სერთიფიკატებს, API კლავიშებს, TLS-ს, ქსელის სეგმენტაციას, პროგრამული უზრუნველყოფის მენეჯმენტს და ღრუბლის ნებართვებს.

ღრუბლოვანი უსაფრთხოების ძლიერი პოზა არ გარდაქმნის მარტივ ფიქსირებულ-ID RFID ტეგს კრიპტოგრაფიულად დამოწმებულ სერთიფიკატად. ანალოგიურად, უსაფრთხო RFID ტეგი ავტომატურად არ იცავს მკითხველის ოპერაციულ სისტემას ან ქსელურ კავშირს.

NIST-ის IoT ინსტრუქცია განსაზღვრავს ქსელის{{0}დაკავშირებულ მოწყობილობის უსაფრთხოებას, როგორც საკუთარი სიცოცხლის ციკლის პრობლემას. განიხილეთ RFID საჰაერო ინტერფეისი, მკითხველი/პირის მოწყობილობა და ღრუბლოვანი აპლიკაცია, როგორც ცალკეული ნდობის საზღვრები.

 

დაგეგმეთ ოფლაინ ოპერაცია, სანამ დაგჭირდებათ

სამრეწველო სისტემებმა უნდა განსაზღვრონ რა მოხდება, როდესაც ღრუბელი ან WAN კავშირი მიუწვდომელია.

პილოტის კითხვები მოიცავს:

• განაგრძობს თუ არა მკითხველი ლოკალურად მუშაობას;
• რომელი ღონისძიებებია ბუფერული და რამდენი ხნით;
• როგორ ხდება დუბლიკატი ბუფერული მოვლენების თავიდან აცილება ხელახალი დაკავშირების შემდეგ;
• რომელი ადგილობრივი გადაწყვეტილებების მიღება ჯერ კიდევ შესაძლებელია;
• როგორ აღნიშნავს სისტემა ოფლაინში შექმნილ მოვლენებს;
• რა მოხდება, თუ მოწყობილობის დრო გადაინაცვლებს;
• როგორ ხდება კონფიგურაციის ცვლილებების სინქრონიზაცია აღდგენის შემდეგ.

ღრუბლოვანი კავშირი უნდა გააფართოვოს სისტემა და არ გახდეს დაუგეგმავი ერთი მარცხის წერტილი.

 

პილოტირება სრული ფიზიკური-დან-Cloud ტრანსაქციაში

სასარგებლო RFID/IoT პილოტი ამოწმებს სრულ ჯაჭვს:

1. მონიშნეთ წარმომადგენლობითი ფიზიკური ნივთი;
2. დაადასტურეთ განკუთვნილი წაკითხვის ზონა;
3. დაუმუშავებელი იდენტიფიკატორის დაჭერა;
4. გამოიყენეთ კიდეების ფილტრაცია და კონტექსტი;
5. შექმენით დაგეგმილი ბიზნეს ღონისძიება;
6. ღონისძიების გაგზავნა ქსელში;
7. დაადასტურეთ, რომ ღრუბელი ან საწარმოს პლატფორმა ინახავს სწორ ნივთს, ადგილს და დროს;
8. მოახდინეთ მოსალოდნელი ქვედა დინების მოქმედება;
9. ტესტის დუბლიკატი წაკითხვები, უცნობი ტეგები, ქსელის შეფერხება და მოწყობილობის გადატვირთვა;
10. გადაამოწმეთ შერიგება აღდგენის შემდეგ.

წარმატებულად წაკითხული ტეგი მხოლოდ პირველი გამშვები პუნქტია.

 

რა ჩავსვათ RFID-და-IoT ინტეგრაციის სპეციფიკაცია

თუ პროექტი კვლავ ირჩევს RFID აპარატურას, Syntek-ისRFID მკითხველის კატეგორიაარის კომერციული შემდეგი ნაბიჯი წაკითხვის მოვლენის და ინტეგრაციის საზღვრის განსაზღვრის შემდეგ.

 

ინტეგრაციის წესი

პრაქტიკული თანმიმდევრობა ასეთია:

ფიზიკური ობიექტი → RFID იდენტურობა → წაკითხვის ზონა → მკითხველის დაკვირვება → კიდეების გაფილტვრა → ბიზნეს ღონისძიება → ქსელის ტრანსპორტი → IoT/ღრუბლოვან პლატფორმა → საწარმოს მოქმედება

RFID და IoT არ არის კონკურენტული პასუხები იმავე კითხვაზე. RFID-ს შეუძლია მიაწოდოს საიმედო ფიზიკური იდენტურობა და მოვლენებზე დაკვირვებები; IoT ინფრასტრუქტურას შეუძლია დააკავშიროს, დააკავშიროს და გაავრცელოს ეს მოვლენები. არქიტექტურა მუშაობს მაშინ, როდესაც თითოეულ ფენას აქვს მკაფიო პასუხისმგებლობა და პროექტი ამოწმებს სრულ ჯაჭვს იმის ნაცვლად, რომ ვივარაუდოთ, რომ მხოლოდ კავშირი ქმნის სასარგებლო მონაცემებს.