Інтэграцыя RFID і IoT: як тэгі, счытвальнікі, Edge Logic і воблачныя сістэмы працуюць разам

RFID і Інтэрнэт рэчаў часта параўноўваюць так, быццам праект павінен выбраць адно ці іншае. У многіх прамысловых сістэмах гэта няправільнае пытанне архітэктуры.

RFID - гэта тэхналогія аўтаматычнай ідэнтыфікацыі-і збору даных. IoT апісвае падлучаныя прылады і сістэмы, якія абменьваюцца дадзенымі праз сеткі. Такім чынам, разгортванне RFID можа стаць адным узроўнем-захопу даных у больш шырокай архітэктуры IoT: тэгі ідэнтыфікуюць фізічныя аб'екты, чытачы назіраюць за імі, праграмнае забеспячэнне краю пераўтворыць неапрацаваныя счытванні ў карысныя падзеі, а сеткавыя праграмы дзеляцца гэтымі падзеямі з воблачнымі або карпаратыўнымі сістэмамі.

У гэтым кіраўніцтве тлумачыцца гэтая мяжа інтэграцыі для каманд па актывах, складах, вытворчасці і рознічным гандлі, якім неабходна злучыць абсталяванне RFID з сучаснымі падключанымі праграмамі, не разглядаючы кожны пасіўны тэг як прыладу,-падключаную да Інтэрнэту.

 

RFID і IoT вырашаюць розныя ўзроўні адной і той жа фізічнай-да-лічбавай праблемы

NIST вызначае прыладу IoT як абсталяванне, па меншай меры, з адным пераўтваральнікам для ўзаемадзеяння з фізічным светам і, па меншай меры, з адным сеткавым інтэрфейсам для ўзаемадзеяння з лічбавым светам. Пасіўная RFID-метка звычайна сама па сабе не адпавядае гэтай мадэлі: яна не мае падключэння да Ethernet, Wi-Fi або сотавай сеткі і звычайна падтрымлівае сувязь толькі пры падключэнні ад сумяшчальнага счытвальніка.

Счытвальнік або шлюз часта з'яўляюцца мостам.

Для прагляду самой RFID-на ўзроўні кампанентаў SyntekКіраўніцтва па архітэктуры сістэмы RFIDтлумачыць тэгі, антэны, счытвальнікі, прамежкавае праграмнае забеспячэнне і прыкладное праграмнае забеспячэнне. Гэтая старонка прысвечана інтэграцыі паміж гэтым стэкам RFID і асяроддзем IoT.

 

Пасіўны тэг RFID звычайна не з'яўляецца канчатковай кропкай IoT

Адна з самых карысных абмежаванняў дызайну - перастаць называць кожны пазначаны аб'ект прыладай,-падключанай да Інтэрнэту.

Пасіўная УВЧ-бірка можа ўтрымліваць EPC і адказваць на допыт. Тэг звычайна не адкрывае злучэнне TCP/IP, не выконвае аўтэнтыфікацыю ў воблачным брокеры і не публікуе ўласныя паведамленні праз Wi-Fi. Інфраструктура счытвальніка выконвае радыёчастотную транзакцыю, а затым перадае дадзеныя ў сеткавае праграмнае забеспячэнне.

Гэта адрозненне ўплывае на бяспеку, кіраванне прыладай і ліквідацыю непаладак. Памылка чытання тэга-з'яўляецца праблемай ВЧ, пакуль не будзе даказана адваротнае. Збой воблачнага API - гэта праблема сеткі/праграмы. Аб'яднанне абодвух пад фразай "праблема IoT" ускладняе-аналіз першапрычын.

 

Чытач ператварае фізічныя назіранні ў лічбавы ўвод

Счытвальнік кантралюе сувязь з тэгамі RFID у зоне счытвання. У залежнасці ад сістэмы, ён можа інвентарызаваць EPC, чытаць іншую памяць, запісваць даныя, паведамляць інфармацыю аб антэнах і выстаўляць статус прылады праз SDK, LLRP, API або інтэрфейс пастаўшчыка.

На гэтым этапе вынік усё яшчэ больш блізкі да назірання датчыка, чым да дзелавой падзеі:

тэг EPC X быў заўважаны чытачом Y на антэне Z у момант T

Гэта назіранне можна паўтарыць шмат разоў, пакуль тэг застаецца ў полі. Адпраўка кожнага неапрацаванага назірання непасрэдна ў воблачнае прыкладанне можа стварыць непатрэбны сеткавы трафік і неадназначную бізнес-логіку.

 

Edge Logic павінен ачысціць даныя RFID, перш чым іх выкарыстоўваць воблака

Праграмнае забеспячэнне або прамежкавае праграмнае забеспячэнне RFID звычайна выконвае першы ўзровень апрацоўкі падзей.

• выдаленне дублікатаў чытанняў на працягу вызначанага часовага акна;
• адфільтраваць ідэнтыфікатары, якія не адносяцца да працоўнага працэсу;
• звязаць чытанне са счытвальнікам, антэнай, дзвярыма, рабочай станцыяй або зонай;
• прымяняць логіку накіравання або запуску там, дзе ўстаноўка падтрымлівае гэта;
• буферныя назіранні падчас перапынкаў у сетцы;
• канвертаваць ідэнтыфікатары тэгаў у ідэнтыфікатары прыкладанняў;
• ствараць выключэнні для невядомых, дублікатаў або нечаканых тэгаў;
• апублікаваць кампактную падзею ў наступнай сістэме.

Сістэмная архітэктура GS1 размяшчае счытвальнікі RFID і праграмнае забеспячэнне для фільтрацыі/збору на шляху-захопу даных перад данымі-праграмнага ўзроўню падзей. Яго сямейства стандартаў RFID уключае такія інтэрфейсы, як LLRP і падзеі ўзроўню прыкладанняў для гэтай мяжы.

Важным прынцыпам праектавання з'яўляецца тое, што воблака павінна атрымліваць карысныя падзеі, а не некантралюемы паток радыёчастотных назіранняў.

 

Выкарыстоўвайце мадэль падзеі, каб захаваць сэнс у розных сістэмах

Пасля таго, як ўзровень RFID ідэнтыфікаваў аб'ект, наступнае пытанне - што здарылася з гэтым аб'ектам.

GS1Стандарт EPCISзабяспечвае карысную мадэль для бачнасці падзей, выказваючышто, калі, дзе, чаму і якпрадуктаў і актываў. EPCIS 2.0 таксама падтрымлівае дадзеныя датчыкаў, што робіць яго актуальным, калі ідэнтыфікацыя RFID спалучаецца з тэмпературай, станам або іншымі назіраннямі IoT.

Праект не павінен выкарыстоўваць EPCIS, каб вучыцца з гэтай структуры. Як мінімум, падзея RFID-to-IoT звычайна павінна мець дастаткова кантэксту, каб адказаць:

• які прадмет або прадметы былі задзейнічаны;
• калі адбылася падзея;
• куды належыць назіранне;
• які дзелавы крок адбыўся;
• якая прылада або працэс выклікалі падзею;
• ці з'яўляецца падзея звычайнай або выключнай.

 

RFID-ідэнтыфікацыя і IoT Sensing могуць падзяляць адну падзею

RFID часта адказвае "які гэта аб'ект?" а датчыкі адказваюць "у якім стане?"

Падключаная сістэма-халадзільнай ланцуга, напрыклад, можа выкарыстоўваць ідэнтыфікатар RFID або штрых-кода для грузу і сеткавы датчык тэмпературы для вымярэння навакольнага асяроддзя. Вытворчая сістэма можа ідэнтыфікаваць інструмент або нарыхтоўку праз RFID і аб'яднаць гэтую ідэнтыфікацыю з данымі-стану або вібрацыі станка ад асобных датчыкаў.

Архітэктура павінна захоўваць крыніцы дадзеных асобнымі, нават калі праграма пазней далучаецца да іх.

 

Вырашыце, што павінна заставацца на мяжы

Падключэнне да воблака карысна для бачнасці некалькіх-сайтаў, аналітыкі і цэнтралізаванага кіравання, але не кожнае рашэнне RFID павінна чакаць вяртання ў воблака.

Захоўвайце лакальную логіку, калі працэс павінен працягвацца падчас збояў у сетцы або патрабуе нізкай-затрымкі фізічнага кантролю, напрыклад:

• адкрыццё або прыпынак засаўкі канвеера;
• спрацоўванне індыкатара стэка або зуммера;
• адхіленне нечаканага пазначанага элемента;
• буферызацыя чытання падчас страты злучэння з WAN;
• дэдуплікацыя вялікага{0}}аб'ёму чытання;
• кіраванне харчаваннем счытвальніка або паслядоўнасцю антэны.

Адпраўляйце падзеі больш высокага{0}}ўзроўню ў воблака, калі значэнне паходзіць з бачнасці-сайтаў, гістарычнага аналізу, прыборных панэляў, аддаленага адміністравання або інтэграцыі з карпаратыўнымі праграмамі.

 

Выкарыстоўвайце сеткавы ўзровень для падзей, а не для таго, каб хаваць праблемы праектавання РЧ

Падключаны счытвальнік не выпраўляе зону дрэннага счытвання.

Калі тэгі прапушчаны з-за таго, што яны ўстаноўлены няправільна, экранаваны металам або вадкасцю, дрэнна арыентаваны або знаходзяцца па-за меркаваным полем антэны, больш хуткія воблачныя API не могуць аднавіць адсутную асобу. Падобным чынам партал, які чытае суседнія тэгі, будзе проста больш эфектыўна адпраўляць дрэнныя назіранні.

Спачатку павінен быць правераны апаратны ўзровень RFID. СінтэкКіраўніцтва па тэхналогіі RFIDдае інфармацыю аб частаце, тэгах, счытвальніках і антэнах перад крокам сеткавай інтэграцыі.

 

Выберыце інтэрфейс інтэграцыі ў маштабе разгортвання

GS1 адзначае, што архітэктуры IoT залежаць ад ідэнтыфікацыі, аўтаматычнага збору даных і сумяшчальнага абмену дадзенымі. ЯгоАгляд стандартаў IoTвідавочна пазіцыянуе EPC/RFID як адну з тэхналогій, якія звязваюць фізічныя аб'екты з лічбавай інфармацыяй.

 

Аддзяліце бяспеку RFID ад бяспекі сеткі IoT

RFID і IoT дадаюць розныя паверхні бяспекі.

Узровень -чытальніка тэгаў можа ўключаць агульнадаступныя ідэнтыфікатары, памяць,-кіраваную паролем, аўтэнтыфікацыю тэгаў або ўвогуле не аўтэнтыфікацыю, у залежнасці ад тэхналогіі. Счытвальны/сеткавы ўзровень можа ўключаць у сябе ўліковыя даныя прылады, ключы API, TLS, сегментацыю сеткі, кіраванне прашыўкай і дазволы ў воблаку.

Моцная пазіцыя бяспекі ў воблаку не ператварае простую фіксаваную-ID-тэг RFID у ўліковыя даныя з крыптаграфічнай аўтэнтыфікацыяй. Сапраўды гэтак жа бяспечная бірка RFID не абараняе аўтаматычна аперацыйную сістэму або сеткавае злучэнне счытвальніка.

У рэкамендацыях NIST IoT бяспека-прылад, падлучаных да сеткі, вызначаецца як праблема іх жыццёвага цыкла. Разглядайце радыёінтэрфейс RFID, прыладу для чытання/краю і воблачнае прыкладанне як асобныя межы даверу.

 

Плануйце аўтаномную працу, перш чым яна вам спатрэбіцца

Прамысловыя сістэмы павінны вызначаць, што адбываецца, калі злучэнне з воблакам або WAN недаступна.

Пытанні для пілота ўключаюць:

• ці працягвае счытвальнік працаваць лакальна;
• якія падзеі захоўваюцца ў буферы і як доўга;
• як прадухіляюцца дублікаты буферызаваных падзей пасля паўторнага падключэння;
• якія мясцовыя рашэнні яшчэ можна прыняць;
• як сістэма адзначае падзеі, створаныя ў аўтаномным рэжыме;
• што адбываецца, калі час прылады дрэйфуе;
• як сінхранізуюцца змены канфігурацыі пасля аднаўлення.

Воблачнае падключэнне павінна пашыраць сістэму, а не станавіцца незапланаванай адзінай кропкай адмовы.

 

Выпрабуйце поўную транзакцыю з фізічнага-ў-воблака

Карысная пілотная праграма RFID/IoT правярае поўную ланцужок:

1. пазначыць рэпрэзентатыўны фізічны элемент;
2. пацвердзіць меркаваную зону чытання;
3. захапіць неапрацаваны ідэнтыфікатар;
4. прымяніць фільтрацыю краёў і кантэкст;
5. стварыць меркаванае дзелавое мерапрыемства;
6. адправіць падзею па сетцы;
7. пацвердзіць, што воблака або карпаратыўная платформа захоўвае правільны элемент, месца і час;
8. выклікаць чаканае дзеянне ўніз па плыні;
9. тэст дублікатаў чытання, невядомых тэгаў, перапынення сеткі і перазагрузкі прылады;
10. праверыць зверку пасля выздараўлення.

Такім чынам, паспяховае чытанне тэга - гэта толькі першая кантрольная кропка.

 

Што змясціць у спецыфікацыі інтэграцыі-RFID-IoT

Калі праект усё яшчэ выбірае абсталяванне RFID, Syntek'sКатэгорыя счытвальніка RFIDз'яўляецца камерцыйным наступным крокам пасля таго, як падзея чытання і мяжа інтэграцыі вызначаны.

 

Правіла інтэгравання

Практычная паслядоўнасць такая:

фізічны аб'ект → RFID-ідэнтыфікацыя → зона чытання → назіранне чытача → фільтраванне краёў → дзелавое мерапрыемства → сеткавы транспарт → платформа IoT/воблака → дзеянне прадпрыемства

RFID і IoT не з'яўляюцца канкуруючымі адказамі на адно і тое ж пытанне. RFID можа забяспечыць надзейную фізічную ідэнтыфікацыю і назіранні за падзеямі; Інфраструктура IoT можа злучаць, аб'ядноўваць і распаўсюджваць гэтыя падзеі. Архітэктура працуе, калі кожны ўзровень нясе выразную адказнасць і праект правярае поўную ланцужок замест таго, каб меркаваць, што адно злучэнне стварае карысныя даныя.