RFID i IoT integracija: kako oznake, čitači, Edge Logic i Cloud sistemi rade zajedno

RFID i Internet stvari se često porede kao da projekat mora izabrati jedno ili drugo. U mnogim industrijskim sistemima, to je pogrešno pitanje arhitekture.

RFID je automatska identifikacija i tehnologija{0}}hvatanja podataka. IoT opisuje povezane uređaje i sisteme koji razmjenjuju podatke putem mreža. RFID implementacija stoga može postati jedan sloj-hvatanja podataka unutar veće IoT arhitekture: oznake identifikuju fizičke objekte, čitaoci ih posmatraju, rubni softver pretvara neobrađeno čitanje u korisne događaje, a umrežene aplikacije dijele te događaje sa cloud ili poslovnim sistemima.

Ovaj vodič objašnjava tu granicu integracije za timove imovine, skladišta, proizvodnje i maloprodaje koji trebaju povezati RFID hardver sa modernim povezanim aplikacijama bez tretiranja svake pasivne oznake kao uređaja{0}}povezanog na internet.

 

RFID i IoT rješavaju različite slojeve istog fizičkog-do-digitalnog problema

NIST definira IoT uređaj kao opremu s najmanje jednim pretvaračem za interakciju s fizičkim svijetom i najmanje jednim mrežnim sučeljem za interakciju s digitalnim svijetom. Pasivna RFID oznaka obično ne zadovoljava taj model sama po sebi: nema Ethernet, Wi-Fi ili mobilnu mrežnu vezu i obično komunicira samo kada je pod naponom kompatibilnog čitača.

Čitač ili gateway je često most.

Za pogled na{0}}nivo komponente samog RFID-a, SyntekVodič za arhitekturu RFID sistemaobjašnjava oznake, antene, čitače, međuverski i aplikativni softver. Ova stranica se fokusira na integraciju između tog RFID steka i IoT okruženja.

 

Pasivna RFID oznaka obično nije IoT krajnja tačka

Jedna od najkorisnijih granica dizajna je prestanak nazivanja svakog označenog objekta uređajem{0}}povezanim na internet.

Pasivna UHF oznaka može držati EPC i odgovarati ispitivaču. Oznaka normalno ne otvara TCP/IP konekciju, autentifikuje kod posrednika u oblaku ili ne objavljuje vlastite poruke preko Wi-Fi mreže. Infrastruktura čitača obavlja RF transakciju i zatim prosljeđuje podatke u umreženi softver.

Ova razlika utiče na sigurnost, upravljanje uređajem i rješavanje problema. Greška-čitanja oznake je RF problem dok se ne dokaže suprotno. Greška API-ja oblaka je problem mreže/aplikacije. Kombinacija oba pod izrazom "IoT problem" otežava analizu korijenskog{4}}uzroka.

 

Čitač pretvara fizička posmatranja u digitalni ulaz

Čitač kontroliše komunikaciju sa RFID oznakama u svojoj zoni za čitanje. Ovisno o sistemu, može inventarizirati EPC-ove, čitati drugu memoriju, pisati podatke, izvještavati informacije o anteni i izlagati status uređaja putem SDK, LLRP, API ili sučelja dobavljača.

U ovoj fazi, izlaz je još bliži senzorskom posmatranju nego poslovnom događaju:

tag EPC X je uočio čitač Y na anteni Z u trenutku T

To zapažanje se može ponoviti mnogo puta dok oznaka ostaje u polju. Slanje svakog sirovog zapažanja direktno u aplikaciju u oblaku može stvoriti nepotreban mrežni promet i dvosmislenu poslovnu logiku.

 

Edge Logic bi trebao očistiti RFID podatke prije nego što ih oblak iskoristi

RFID rubni softver ili srednji softver obično obavlja prvi sloj obrade događaja.

• ukloniti dupla čitanja unutar definisanog vremenskog okvira;
• filtrirati identifikatore koji ne pripadaju toku posla;
• povežite čitanje sa čitačem, antenom, vratima, radnom stanicom ili zonom;
• primijeniti logiku smjera ili pokretača tamo gdje to podržava instalacija;
• zapažanja bafera tokom prekida mreže;
• pretvoriti identifikatore oznaka u identifikatore aplikacija;
• podići izuzetke za nepoznate, duplirane ili neočekivane oznake;
• objavite kompaktni događaj na sljedećem sistemu.

Arhitektura GS1 sistema postavlja RFID čitače i softver za filtriranje/sakupljanje na putanju{1}}hvatanja podataka prije podataka događaja na nivou aplikacije{2}}. Njegova porodica RFID standarda uključuje interfejse kao što su LLRP i događaji na nivou aplikacije za ovu granicu.

Važan princip dizajna je da oblak prima korisne događaje, a ne nekontrolisanu poplavu RF posmatranja.

 

Koristite model događaja za očuvanje značenja u svim sistemima

Kada RFID sloj identifikuje objekat, sledeće pitanje je šta se desilo sa tim objektom.

GS1EPCIS standardpruža koristan model za događaje vidljivosti izražavanjemšta, kada, gde, zašto i kakoproizvoda i imovine. EPCIS 2.0 takođe podržava podatke senzora, što ga čini relevantnim kada se RFID identitet kombinuje sa temperaturom, stanjem ili drugim IoT posmatranjima.

Projekat ne mora da koristi EPCIS da bi učio iz ove strukture. U najmanju ruku, RFID-do-IoT događaj bi obično trebao imati dovoljno konteksta da odgovori:

• koji predmet ili objekti su bili uključeni;
• kada se događaj dogodio;
• gde zapažanje pripada;
• koji poslovni korak se desio;
• koji je uređaj ili proces proizveo događaj;
• da li je događaj normalan ili izuzetan.

 

RFID identifikacija i IoT Sensing mogu dijeliti isti događaj

RFID često odgovara "koji je ovo objekt?" dok senzori odgovaraju "u kakvom je stanju?"

Povezani sistem hladnog{0}}lanca, na primjer, može koristiti RFID ili barkod identifikator za pošiljku i umreženi temperaturni senzor za mjerenja okoline. Proizvodni sistem može identificirati alat ili radni komad putem RFID-a i kombinirati taj identitet sa-stanjem mašine ili podacima o vibracijama iz odvojenih senzora.

Arhitektura bi trebala održavati izvore podataka različitim čak i kada im se aplikacija kasnije pridruži.

 

Odlučite šta mora ostati na rubu

Povezivost u oblaku je korisna za vidljivost više-lokacija, analitiku i centralizirano upravljanje, ali ne bi svaka odluka o RFID-u trebala čekati povratni put do oblaka.

Neka logika bude lokalna kada se proces mora nastaviti tokom prekida mreže ili mu je potrebna fizička kontrola sa malim-latencijama, kao što su:

• otvaranje ili zaustavljanje kapije transportera;
• aktiviranje svjetla ili zujalice;
• odbijanje neočekivane označene stavke;
• baferovanje čitanja tokom gubitka WAN veze;
• uklanjanje duplikata velikog{0}}očitavanja;
• kontrolu snage čitača ili sekvenciranja antene.

Šaljite događaje višeg-nivoa u oblak kada vrijednost dolazi od unakrsne-vidljivosti web lokacije, historijske analize, nadzornih ploča, daljinske administracije ili integracije sa poslovnim aplikacijama.

 

Koristite mrežni sloj za događaje, a ne da sakrijete probleme sa RF dizajnom

Povezani čitač ne popravlja lošu zonu čitanja.

Ako su oznake propuštene jer su nepravilno montirane, zaštićene metalom ili tekućinom, loše orijentirane ili izvan predviđenog antenskog polja, brži API-ji oblaka ne mogu povratiti identitet koji nedostaje. Slično, portal koji čita susjedne oznake jednostavno će efikasnije slati loša zapažanja.

RFID hardverski sloj se prvo mora potvrditi. Syntek'sVodič za RFID tehnologijupruža pozadinu o frekvenciji, oznakama, čitačima i antenama prije koraka mrežne integracije.

 

Odaberite integracijsko sučelje na skali implementacije

GS1 napominje da IoT arhitekture zavise od identifikacije, automatskog prikupljanja podataka i interoperabilnog dijeljenja podataka. NjegovoPregled IoT standardaeksplicitno pozicionira EPC/RFID kao jednu od tehnologija povezivanja fizičkih objekata sa digitalnim informacijama.

 

Odvojite RFID sigurnost od IoT mrežne sigurnosti

RFID i IoT dodaju različite sigurnosne površine.

Sloj -čitača oznaka može uključivati ​​javne identifikatore, memoriju-kontrolisanu lozinkom, autentifikaciju oznake ili nikakvu autentifikaciju, ovisno o tehnologiji. Čitač/mrežni sloj može uključivati ​​akreditive uređaja, API ključeve, TLS, segmentaciju mreže, upravljanje firmverom i dozvole za oblak.

Snažan sigurnosni stav u oblaku ne transformiše jednostavnu fiksnu-ID RFID oznaku u kriptografski autentificiranu vjerodajnicu. Isto tako, sigurna RFID oznaka ne osigurava automatski operativni sistem čitača ili mrežnu vezu.

NIST-ove IoT smjernice definiraju sigurnost mrežnog{0}}povezanog uređaja kao vlastiti problem životnog ciklusa. Tretirajte RFID vazdušni interfejs, čitač/ivični uređaj i aplikaciju u oblaku kao zasebne granice poverenja.

 

Planirajte rad van mreže prije nego što vam zatreba

Industrijski sistemi bi trebali definirati šta se dešava kada oblak ili WAN veza nije dostupna.

Pitanja za pilota uključuju:

• da li čitač nastavlja sa radom lokalno;
• koji su događaji baferirani i koliko dugo;
• kako su duplirani događaji u baferu spriječeni nakon ponovnog povezivanja;
• koje lokalne odluke se još mogu donositi;
• kako sistem označava događaje kreirane dok ste van mreže;
• šta se dešava ako se vreme uređaja pomeri;
• kako se sinkroniziraju promjene konfiguracije nakon oporavka.

Povezivanje u oblak bi trebalo da proširi sistem, a ne da postane neplanirana pojedinačna tačka kvara.

 

Pilotirajte potpunu fizičku-u-transakciju u oblaku

Koristan RFID/IoT pilot testira kompletan lanac:

1. označiti reprezentativni fizički predmet;
2. validirati predviđenu zonu čitanja;
3. uhvatiti sirovi identifikator;
4. primijeniti filtriranje rubova i kontekst;
5. kreirati planirani poslovni događaj;
6. pošaljite događaj preko mreže;
7. potvrdite da cloud ili poslovna platforma pohranjuje ispravnu stavku, lokaciju i vrijeme;
8. pokrenuti očekivano nizvodno djelovanje;
9. testiranje duplih čitanja, nepoznatih oznaka, prekida mreže i ponovnog pokretanja uređaja;
10. provjeriti pomirenje nakon oporavka.

Uspješno čitanje oznake je stoga samo prva kontrolna točka.

 

Šta staviti u specifikaciju integracije RFID-u-IoT integraciju

Ako projekt još uvijek bira RFID hardver, SyntekKategorija RFID čitačaje komercijalni sljedeći korak nakon što se definiraju događaj čitanja i granica integracije.

 

Pravilo integracije

Praktična sekvenca je:

fizički objekat → RFID identitet → zona čitanja → posmatranje čitača → filtriranje rubova → poslovni događaj → mrežni transport → IoT/cloud platforma → akcija preduzeća

RFID i IoT nisu konkurentni odgovori na isto pitanje. RFID može pružiti pouzdan fizički identitet i opažanja događaja; IoT infrastruktura može povezati, kombinovati i distribuirati te događaje. Arhitektura funkcioniše kada svaki sloj ima jasnu odgovornost i projekat validira kompletan lanac umesto da pretpostavlja da samo povezivanje stvara korisne podatke.