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CODESYS在RFID(射频识别)技术中的应用----“BL IDENT”,用于定制化射频识别解决方案

背景 RFID利用射频信号及其空间耦合的传输特性,实现静止或移动物品的自动识别,是一种非接触式自动识别技术。射频识别通常称为感应电子芯片或接近卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。一个简单的RFID由阅读器组成的系统(Reader)、应答器(Transponder)或电子标签(Tag)其原理是通过读写器向应答器发射特定频率的无线电波能量,驱动应答器电路,读取应答器内部ID码。RFID飞机雷达探测技术起源于第二次世界大战。二战期间,英军在盟军飞机上装备了无线电收发器,以区分盟军和德军的飞机。在战斗中,控制塔上的探测器向空中飞机发出询问信号。当飞机上的收发器接收到此信号时,将信号返回到探测器,探测器根据收到的返回信号确定是否为自己的飞机。该技术仍在商业和私人航空控制系统中使用。雷达的改进和应用催生了RFID技术。1945年,Leon Theremin发明了第一个基础RFID技术间谍装置。1948年Harry StocKMan发表的论文利用反射功率通信为射频识别奠定了理论基础。20世纪50年代是RFID远距离信号转发器的发明扩大了敌我识别系统的识别范围。直到20世纪70年代,RFID技术终于走出实验室进入应用阶段。很快,RFID技术和产品发展迅速,各种测试技术发展迅速,出现了早期的大规模应用。自20世纪80年代以来,集成电路、微处理器等技术的发展加速了RFID随着各种规模应用的发展,封闭系统应用开始形成。2001年以后,标准化问题越来越受到重视,RFID产品种类更丰富,有源电子标签, 发展了无源电子标签和半无源电子标签,降低了电子标签成本,扩大了规模应用行业。RFID丰富和完善了技术理论。单芯片电子标签、多电子标签识别、无线可读可写、无源电子标签远程识别、适应高速移动物体RFID成为现实。 1) 产品案例:在糖果生产设备中,RFID可以保证随时对每个环节进行检测2) RFID系统可以保证货物托运的透明度 尽管在过去的二十年里,RFID应用于许多工业生产系统许多工业生产系统中越来越重要的标准。RFID该技术的主要特点是通过电磁耦合传输识别信息,不受空间限制,可以快速跟踪物体和数据交换。不同技术和技术标准的发展极大地促进了这一需求的增长。一开始,除了选择专有解决方案(约1.5 MHz除了频率),只能选择125 kHz或250 kHz该系统被用作开放标准。然而,随着需求的增加,用户喜欢在许多无线电频率之间选择多种方案。在某些应用行业和场合,每个射频都有其特定的优势,必须遵守无线电频率管理的许多规范。

说明:一个RFID该系统由电子标签、读写器天线、读写器、传感器/执行器/报警器、控制器、主机和软件系统、通信设施等组成。 制造商最熟悉125和250 kHz由于近十年来几乎每个电感传感器的工作值都在这个频率范围内,范围内的单个标准频率。现在,按照各种标准,RFID系统的工作频率范围为125 kHz至13.56或433 MHz-甚至高达5.8 GHz。RFID在扩大工作频率范围的同时,实际上也使RFID更难选择工作频率,这就要求工程师具备大量的技术知识。但是,RFID频率选择等技术改进要求合理–更适合各行各业的应用。这样会要求用户或系统集成商仔细查看该应用程序,以确定哪个系统是合适的系统,选择频率必须遵循不同的行业标准。 例如,在400至900 MHz之间的UHF范围以及2.45至5.8 GHz在微波范围内的解决方案中,首先,您必须检查允许的最大传输功率与可能的干扰因素之间的比率,最终选择的高频可以避免可能的相互影响。根据设计,高频允许最大100 米的范围。 在许多应用中,使用高频是不现实的。例如,无线频率越高,通过极性液体(如水)吸收的能量就越多(这就是为什么微波炉非常适合加热)。这意味着高频在食品和饮料生产中的使用(或更确切地说是在水分子存在的任何环节)受到很大限制,甚至无法使用。例如,金属环境中的高频应用可能会产生其他问题。例如,在金属环境中,高频无线波被反射并部分干扰,导致携带有效数据的读卡器发生物理偏移和碎片化,这可能导致读取错误。在这种情况下,HF范围(13.56 MHz)系统显然是有利的。它们可能提供只最大100厘米的识别范围,但对水不敏感。通过金属环境确实会干扰这些频率的电波,但有些设计(包括Turck配有铁氧体箔的数据载体可直接安装在金属上,或以要求的距离(最小20-30mm)在金属上安装传统的数据载体可以减少这些干扰。

125 kHz范围的RFID该系统可用于金属环境LF系统(低频射频)。在这个范围下,甚至还有一些特殊的设计可用于通过金属直接读取和写入数据载体。然而,这种使用的可能缺点是:在一般工业环境中,在这个频率范围内,有许多干扰,使电压波动更大。因此,当许多电感传感器以相似的频率和相同的输出工作时,抗干扰性更强的传感器将成功。LF系统(低频射频)的另一个缺点是传输速率低。对于快速应用程序或所谓的即时读写操作所谓的即时读写操作(其中处理是动态执行的)。为实现极短的循环时间和高处理速度,必须在尽可能短的时间内读写数据载体。对此类应用, 13.56MHz由于频率高,系统可以在载波上调制更多信息,从而增加每秒传输的数据量。对于某些应用程序,选择合适的RFID系统不容易。到目前为止,如果用户想结合不同的需求形成综合解决方案,他们只能妥协地选择妥协解决方案。随着BL ident RFID图尔克现在提供了系统的扩展HF和UHF将技术优势与系统中的选项相结合。(并行操作不需要高成本配置;例如,可以UHF识别头连接到现有的HF系统;应用范围可扩展到三米)。如果BL ident主要用于生产控制,也可用于物流追溯和整个供应链管理。在纽伦堡举行PLC / IPC 图尔克在驱动贸易展上推出了两种UHF识别头。产品规格为3米:260 x 260 mm;最大产品规格为1米:80 x 80 mm。BL ident传感器外壳尺寸满足特定行业的需求,如重力滚筒输送机中使用的解决方案。Q适用于80cm宽的标准滚筒输送机滚筒之间的距离。Q也可以处理组检测,换句话说,它可以同时识别大量的数据载体。 BL ident基于模块化的产品系列I / O系统:BL67,BL compact和BL20C,除数据载体和读写头外,还包括通信技术和网关。由于模块化设计,RFID系统可以很容易地集成到现有的系统中Turck I / O在解决方案中。两个、四个、六个或八个通道可以根据不同的扩展性使用。可用于现场总线接口Profibus DP,DeviceNet,EtherNet / IP,PROFINET I / O和Modbus TCP。 图尔克提供了可编程网关作为接口组件的扩展。用户可以使用紧凑型控制系统CODESYSIDE编程并满足分散式自动化解决方案不断增长的需求。网关的核心是512 KB32位程序存储器RISC处理器可在不到一毫秒的时间内处理1000条AWL命令。除10/1000外,作为编程接口 Mbit用户也可以选择以太网外RS232接口。 凭借其“智能性”,网关可以减轻中央控制系统的负担,因为RFID网关可以直接处理通信。可编程网关列出PLC如果需要使用上级控制系统,只需更换用户数据即可。

RFID技术可应用于许多行业,CODESYS可以在这些行业结合OEM硬件产品提供软件解决方案: 1.物流、物流、仓储是RFID最具潜力的应用领域之一,UPS、DHL、Fedex国际物流巨头等都在积极实验RFID为了在未来大规模应用技术,提高其物流能力。可用过程包括:货物跟踪、信息自动收集、仓储管理应用、港口应用、邮政包裹、快递等。2.交通出租车管理、公交枢纽管理、铁路机车识别等成功案例较多。3、身份识别RFID该技术因其读取快、伪造困难而被广泛应用于个人身份识别证书中。如电子护照项目、中国第二代身份证、学生证等电子证件。4、防伪RFID很难伪造,但如何应用于防伪还需要政府和企业的积极推广。可应用的领域包括贵重物品(烟、酒、药)的防伪和票证的防伪。5.资产管理可应用于各种资产的管理,包括贵重物品、大量相似性高的物品或危险品。随着标签价格的下降,RFID几乎所有的物品都可以管理。6.食品可用于水果、蔬菜、生鲜食品等管理。该领域的应用需要在标签设计和应用模式上进行创新。7、信息统计RFID信息统计已经成为一项简单而快速的工作。文件信息管理平台的查询软件发出统计检查信号,阅读器快速阅读收集文件的数据信息和相关存储位置信息,智能返回中心信息库中获得的信息和信息进行校对。例如,对于不匹配的文件,管理者使用阅读器进行现场验证,调整系统信息和现场信息,然后完成信息统计。8.在查询档案信息时,档案管理人员借助查询管理平台查找档案编号。系统根据档案编号在中央信息数据库中读取数据数据。验证后,文件发出信号将传出。存储管理平台的文件智能识别功能模块将结合文件编号对应的相关存储编号,找出文件存储的具体部分。经理发出档案出库信号后,储位点上的指示灯立即亮起。数据出库时,射频识别阅读器将获得的信息反馈给管理平台,管理者再次核实,核对出库档案后出库。此外,系统还将记录信息出库时间。如果反馈文件与查询文件不一致,安全管理平台上的报警模块将传输异常报警。9、安全控制安全控制系统可实现档案及时监控和异常报警功能,避免档案被破坏、盗窃等。借阅归还档案时,特别是实物档案,常用于展览、评价检查等。经理仔细检查归还的档案,并与之前的信息核实,以便及时发现档案是否损坏或丢失。BL图尔克克克BL20 I/O系统用途:BL20 (IP20)和BL67 (IP67) IO可编程网关系统可用作独立PLC控制任务或作为网络设备,快速处理外围信号。网关配备现场总线接口PROFINET、Modbus TCP、Ethernet/IP或PROFIBUS-DP;此外,这些网关支持以太网和串行通信的标准。扩展模块通过内部总线与网关进行通信,并可独立于现场总线协议进行配置。支持通信协议:PROFINET、Modbus TCP、Ethernet/IP或PROFIBUS-DP、OPC服务器编程:CODESYS V3 IDE接口:Ethernet和USB可编程接口,2×RJ45端口防护等级:IP20/I67供电方式:集成电源其它:有用于显示PLC状态、电源电压、内部错误和总线错误的LED,集成以太网交换机允许线性拓扑结构 -END-

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