Беспитовое UHF RFID: разблокирование lean промышленного IoT

Быстрое расширение IoT уже подсвечивает ограничения батарейных устройств — как с точки зрения устойчивости, так и в терминах предсказуемости и стоимости. К 2025 году совокупный потребительский и промышленный IoT-рынок прогнозируется достигнуть $11,1 трлн, согласно отчету Prudour 2020 года. Для адресации этих вызовов разработчики Индустрии 4.0 обращаются к безбатарейным решениям, с UHF RFID технологиями — особенно тем, что возглавляет RAIN RFID Alliance — ведя путь.

RAIN RFID Alliance, похожая на Bluetooth SIG и Wi-Fi Alliance, продвигает технологию, связывающую UHF RFID с облаком, позволяя данным от RFID-тегов храниться, управляться и делиться через Интернет. Членство открыто для любой организации, заинтересованной в пассивном UHF RFID.

Сегодняшние производственные полы используют данные, хранящиеся в RFID-тегах, для гибкого, эффективного и кастомизированного производства. Пассивные RFID-теги — в отличие от активных тегов или штрихкодов — не требуют выделенного источника питания или линии видимости, делая их идеальными для высокоавтоматизированных сред и lean цепочек поставок.

Хотя технология все еще الناشئة, только горсть вендоров сейчас предлагают решения, превращающие пассивные RFID-чипы в умные сенсорные устройства, требуемые для RAIN RFID. Эти IC-семейства могут измерять температуру, влажность, движение, окружающий свет, электрическую непрерывность и материальную пластичность полностью пассивно, передавая данные стандартному RAIN RFID ридеру на расстояниях 5–10 метров.

Специальное HW/SW не требуется

Передача данных от чипа к ридеру занимает всего несколько миллисекунд и полностью соответствует протоколу EPC Gen2. Пользователи могут получать и обрабатывать измеренные значения без дополнительного оборудования или ПО — существующие ридеры могут захватывать и интерпретировать данные, передавая их в системы высшего уровня. В логистических приложениях, например, ID актива, EPC номер и сенсорные данные захватываются одновременно.

Инлеи конвертируются в широкий спектр форматов транспондеров — от гибких этикеток до жестких тегов. Классический QFN пакет с интегрированным сенсорным IC подходит даже для суровых сред.

Сравнение коммуникационных технологий для Индустрии 4.0 (Источник: Asygn)

Приложения предиктивного обслуживания

Глобальный рынок батарейных RFID-сенсоров ожидается расширяться с составным годовым темпом роста 13,3% до достижения $2 099 млн к 2030 году, движимый прогрессом в безбатарейной технологии и увеличенными R&D инвестициями, сообщает Prudour.

Сенсорные IC уже развернуты в промышленных настройках — такие как обнаружение деформации труб, задача, которая традиционно опиралась на тензометры или требовала сложные сенсорные сборки. Интегрируя все необходимые компоненты в один чип и коммуницируя через UHF RFID, батареи и внешние сенсоры больше не нужны.

Выгоды предиктивного обслуживания существенны: предвосхищая износ или надвигающийся отказ, команды обслуживания могут фокусироваться на критических проблемах, генерируя большие наборы данных, лежащие в основе точных предиктивных моделей. Металлические надстройки — мосты, крупные здания и другая критическая инфраструктура — главные кандидаты; встраивание беспитовых сенсоров в бетон при производстве позволяет мониторинг температуры или влажности в реальном времени, давая стейкхолдерам непрерывное понимание и снижая риск катастрофических сбоев.

Производители тяжелой промышленности также исследуют технологию для приложений вроде обнаружения перегрева на лопастях турбин в гидро- или ветроэлектростанциях. Датчики давления могут защитить промышленные газовые баллоны от взрывов, в то время как чипы, встроенные в эластомеры, могут позволить измерение веса или нагрузки транспортных средств через датчики давления в шинах.

Встраивание беспитовых сенсоров в бетон позволило бы доступ в реальном времени к критическим параметрам, так что конструкции могли бы мониториться во времени. (Источник: Asygn)

Позади индустрии, разработчики таргетят сельское хозяйство и здравоохранение.дроны с ридерами могут мониторить условия теплиц и полей; скот может быть отслежен и мониторен на температуру тела для раннего обнаружения болезней. RFID-сенсоры, интегрированные в протезные устройства, могут раскрывать нагрузку или отклонения температуры, позволяя техникам вмешаться до того, как неисправность станет проблемой.

Индустрия уже приняла IoT; следующий шаг — сделать решения Индустрии 4.0 более lean и эффективными для максимизации ROI. Беспитовые UHF RFID технологии прокладывают путь.

— Фредерик Марикур, директор по продажам в Asygn.

>> Эта статья изначально публиковалась на нашем партнерском сайте EE Times Europe.