OLVASÓ PLATFORMOK KUTATÁSA

GOP 1.1.1-11-2011-0048 HASZNÁLATARÁNYOS DÍJFIZETÉST LEHETŐVÉ TÉVŐ HULLADÉKGYŰJTÉSI RENDSZER

Leírás

OLVASÓ PLATFORMOK KUTATÁSA

R13A - OLVASÓ PLATFORMOK R13- OLVASÓK HARDVERELEMEK VIZSGÁLATA R1 - A TÉRBELI RÁDIÓFREKVENCIÁS AZONOSÍTÁS LEHETŐSÉGEINEK KUTATÁSA

BUDAPEST, 2013


Tartalomjegyzék

1.

A DOKUMENTUM POZICIONÁLÁSA .................................................................................... 3 1.1. A TÉRBELI RÁDIÓFREKVENCIÁS AZONOSÍTÁS LEHETŐSÉGEINEK KUTATÁSA ............... 3 1.2. HARDVERELEMEK VIZSGÁLATA .................................................................................. 3 1.3. R13A – OLVASÓK ....................................................................................................... 3 1.3.1. CÉLJA .................................................................................................................... 3 1.3.2. EREDMÉNYEI ......................................................................................................... 4

2.

OLVASÓ PLATFORMOK VIZSGÁLATA ................................................................................ 5 2.1. PASSZÍV RFID RENDSZEREK ....................................................................................... 5 2.2. ALKALMAZÁSOK ......................................................................................................... 6

3.

NFC OLVASÓ PLATFORMOK .............................................................................................. 8 3.1. NFC SZABVÁNYOK ..................................................................................................... 8 3.2. NFC MÓDOK ............................................................................................................... 8 3.2.1. AKTÍV ADATÁTVITELI MÓD ................................................................................... 8 3.2.2. PASSZÍV PCD MÓD ................................................................................................ 8 3.2.3. PASSZÍV PICC MÓD ............................................................................................... 9 3.3. NFC-VEL RENDELKEZŐ MOBIL PLATFORMOK............................................................ 10 3.3.1. ALKALMAZÁS, INTEGRÁLÁS ................................................................................ 10

4.

UHF RFID OLVASÓ PLATFORMOK ................................................................................. 11 4.1. FIXÁLT UHF RFID OLVASÓK.................................................................................... 11 4.2. MOBIL UHF RFID OLVASÓK .................................................................................... 14 4.3. OEM UHF RFID OLVASÓ MODULOK ........................................................................ 14

5.

JAVASLAT AZ RFID ALAPÚ HULLADÉKKEZELÉSI ÉS SZÁLLÍTÁSI RENDSZERRE ........... 15 5.1. JAVASLAT A MOBIL ESZKÖZÖKRE .............................................................................. 15 5.2. JAVASLAT A FIXÁLT UHF RFID ESZKÖZRE ............................................................... 16

6.

R13A – EREDMÉNYEK ..................................................................................................... 17 6.1. OLVASÓ PLATFORMOK VIZSGÁLATA ......................................................................... 17 6.2. NFC OLVASÓK .......................................................................................................... 17 6.3. UHF RFID OLVASÓK ................................................................................................ 17 6.4. JAVASLAT, INTEGRÁLÁS ............................................................................................ 17

IRODALOMJEGYZÉK ................................................................................................................ 18

-2-


1.

A dokumentum pozicionálása

1.1.

A térbeli rádiófrekvenciás azonosítás lehetőségeinek kutatása

Az olvasók/antennák dinamikus, kontextus függő vezérlésére szükség van, ami nagyreszt a környezettől függ. Ezért szükséges az RFID rendszerben működő, több objektumra is alkalmas okos lokalizációs es azonosító algoritmusok kidolgozása, amire a jelenlegi rendszerek nem képesek. Szükség van az RFID rendszerben működő okos lokalizációs es azonosító algoritmusok kidolgozására, amire a jelenlegi rendszerek nem képesek. A projekt során kutatjuk az RFID rendszer összetevőit annak érdekében, hogy az egyes alkalmazási területek speciális kihívásainak való megfelelés biztosított-e a jelenleg használt elemekkel, milyen korlátai vannak a rendszereknek, azokat milyen módon lehet a feladat megoldására optimalizálni. E speciális kihívások például: • az objektumok anyaga sok esetben fém • az objektumok nagy méret- és alakszórása • az objektumok tartalmának kiszámíthatatlansága • a rendszer működésének jellemzően extrém, különféle területre kell kiterjednie • nagyszámú objektumot kell kezelni A projekt fenti speciális kihívásoknak való megfelelés szempontjából az RFID rendszert hardver és szoftver oldalról az alábbi részterületeken vizsgálja rádiójelek terjedése, transzponderek, antennák, protokollok (air interface), olvasók, hálózatok, helymeghatározás, adatbázis tervezés. Az egyes alkalmazási területek, azok extrémitásai és az RFID technológia jellemzői alapján a kutatás célja olyan követelményrendszer megfogalmazására, amelyek a jövőbeni konkrét gyakorlati alkalmazhatóságot nagymértékben elősegítik. Meg kell vizsgálnunk, milyen típusú, karakterisztikájú és elhelyezésű antennával, olvasóval lehet a térbeli rádiófrekvenciás azonosítás pontosságát növelni.

1.2.

Hardverelemek vizsgálata

Az RFID rendszerek jelenleg használt hardver komponenseit elengedhetetlen mélyreható vizsgálat tárgyává tenni az általuk szolgáltatott funkcionalitás szempontjából. A vizsgálatot tehát az adott alkalmazástípus elvárásainak és környezeti jellemzőinek figyelembevételével kell végezni. Ennek során deríthető ki, hogy a megvalósítandó rendszer által elvárt teljes funkcionalitás halmaz lefedhető-e az elemek ''effektív funkcionalitásával''. Amennyiben nem, akkor egy vagy több olyan speciális rendszerelemet kell tervezni, amely alkalmas a mutatkozó hiányosság kiküszöbölésére.

1.3. 1.3.1.

R13A – Olvasók Célja

A tevékenység célja az UHF RFID, NFC olvasók és platformok vizsgálata, alkalmazhatósági szempontok vizsgálata, ipari körülményeknek való megfelelés vizsgálata, az egyes platformok lehetőségeinek feltárása az adott területeken.

-3-


1.3.2.

Eredményei • • •

Tanulmány dokumentum Kutatás dokumentálása Javaslatok

-4-


2.

Olvasó platformok vizsgálata

RFID rendszerek működtetése célszerű olyan alkalmazásokban, ahol az azonosítani kívánt objektumok száma nagy és automatizált, megbízható azonosítás szükséges. A passzív transzpondereken alapuló RFID technológia lehetővé teszi az automatikus, kontaktus-mentes adatátvitelt egy megfelelő olvasó eszköz és az azonosítani kívánt objektumon elhelyezett saját energiaellátással nem rendelkező transzponder között. A hulladékkezelési illetve szállítási rendszerekben manapság többféle RFID-n alapuló megoldás terjedt el, a kezelés során szükséges azonosítási információktól függően.

2.1.

Passzív RFID rendszerek

A passzív RFID technológiának alapvetően három fajtája van, ezek frekvenciasávban illetve az adatátviteli protokoll megvalósításában is eltérnek egymástól: • Low Frequency (LF) RFID, 125-134 kHz • High-Frequency (HF) RFID, 13.56 MHz • Ultra-High-Frequency (UHF) RFID, 856-960 MHz

működési

A három frekvenciasávban azonban nem találunk egységesen definiált szabványokat, gyártóktól függően szintén különböző megvalósítások léteznek, pl. ilyen a HF RFID egyik ágát képező, szintén szerteágazó NFC technológia, vagy az UHF RFID európai (EU) és amerikai (US), melyeken belül további szabványokat használhatnak (pl. Class 1 Gen 2, Gen 3). Egy adott alkalmazáshoz megfelelő RFID rendszer kiválasztásához mérlegelni kell a frekvenciasávok szerint elkülöníthető alapvető tulajdonságokat: • LF RFID: o jól alkalmazható nedves, illetve fémes környezetben o közepes olvasási távolsági (~ 30 cm, megfelelő eszközökkel) o viszonylag drága transzponderek o az olvasók egyszerre egy transzpondert képesek olvasni o lassú adatátvitel az olvasó és a transzponder között o pl. ipari környezetben vagy állatok azonosítására használják • HF RFID: o közepes olvasási távolság (~ 50 cm, megfelelő eszközökkel) o viszonylag olcsó transzponderek o az olvasó egyszerre több transzpondert is képes olvasni, ütközés-elkerüléssel o gyors adatátvitel, mely lehetővé teszi a nagy mennyiségű adat átvitelét rövid idő alatt, mely szükséges pl. az adatátvitel titkosítása esetén o pl. azonosító címkék, belépőkártyák • UHF RFID: o nagy olvasási távolság (~10-100m megfelelő eszközökkel, pl. BAP tag) o olcsó transzponderek o egyszerre több transzponder olvasható o gyors adatátvitel az olvasó és a transzponder között

-5-


o o

2.2.

nedves környezetben nem hatékony fémes környezetben speciális transzponderekre van szükség

Alkalmazások

Az előzőekben leírt tulajdonságokon kívül figyelembe kell venni az egyes platformok integrálhatóságát is különböző alkalmazásokba. Például UHF RFID rendszer tervezésekor érdemes kevés olvasóval tervezni, mivel nagy költséggel járnak, az antennák fizikai méretei miatt körülményesebb a szerelés, viszont nagy távolságban képesek olvasni. Az UHF frekvenciasávban a rendszer tervezésekor figyelembe kell venni a reflexiók és más eszközök sugárzása okozta interferenciákat, pl. több olvasó azonos helyen történő használata esetén azok működését szinkronizálni kell.

1. ábra: UHF RFID olvasó, antenna csatlakozókkal

2. ábra: UHF RFID antenna állványon

-6-


Ezzel szemben HF rendszerekben az olvasók nem járnak nagy költséggel, kisméretű olvasóantennával is működnek, viszont az olvasási távolság korlátozó tényező lehet. LF és HF olvasók alkalmazásakor kevesebb zavarjelenséggel lehet számolni a fizikai interfész csatolása miatt.

3. ábra: HF RFID olvasó A hulladékgyűjtő konténerek nyilvántartására, lokalizálására alkalmasak lennének a konténereken elhelyezett passzív, vagy a nagyobb olvasási távolsággal rendelkező szemi-passzív UHF RFID transzponderek. Ha nem fontos a nagy olvasási távolság, LF és HF rendszerek használata is gyakori. Ezek a rendszerek speciális olvasó berendezéseket igényelnek, melyeket a hulladékkezelés állomásain (gyűjtő autó, lerakóhelyek) telepítenek. Továbbá megfontolandó egy olyan azonosító platform használata, melyhez nem feltétlen szükséges speciális olvasó berendezés, könnyen beszerezhető, esetleg már létezik ehhez kiépített infrastruktúra. Ilyen lehet pl. a kétdimenziós vonalkód, a QR-kód, melyhez egy kamerára, valamint egy QR-kód képfeldolgozó alkalmazásra van szükség, vagy a HF RFID technológiát használó NFC szabvány, mely az NFC képes okos-telefonok számának növekedésével egyre népszerűbb nem csak ipari alkalmazásokban, hanem a lakosság körében is.

-7-


3.

NFC olvasó platformok

A HF RFID, ezáltal az NFC technológia előnye, hogy a fizikai interfész megvalósításához kevés számú eszközre van szükség, ezáltal olcsón, és kis méretben is megvalósítható. Az induktív típusú olvasó-transzponder csatolás, melyen keresztül a kommunikáció és az energiaátvitel történik, nem igényel speciális antennát, elég egy megfelelő menetszámú keretantenna, mely elfér egy proxykártyán, továbbá kellően zavartűrő szintén az induktív csatolás jelszintjeiből adódóan. ISO/IEC 18000-3 [4] szabvány által definiált fizikai réteg feletti protokollok viszont már nem egységesek, képességeik illetve adatátviteli sebesség szempontjából sem. Az összetettebb protokollok pl. képesek kezelni a transzponderek ütközés-elkerülését is.

3.1.

NFC szabványok

Az mobil eszközökben használt NFC kontrollerek nem csak olvasó, hanem egyben NFC transzponder emuláló funkcióval vannak ellátva, akár több NFC szabvány implementálásával is. Ezek a modulok általában tokozott integrált áramkörök, melyekhez minimális számú kiegészítő alkatrész szükséges, pl. az antenna és a hozzá kapcsolódó áramköri elemek. Az okos-telefonokban alkalmazott NFC chip-ek piacán a korábbi években az NXP NFC moduljai voltak a legnépszerűbbek, azonban az utóbbi időben a Broadcom, Qualcomm és a Texas Instruments chipjeit is egyre több mobil eszközben használják. A piac növelése érdekében a gyártók egyre több funkciót próbálnak beleépíteni a termékeikbe, pl. egy integrált áramköri tokba épített NFC, WiFi és Bluetooth kontrollert.

3.2.

NFC módok

A fentiekben taglalt NFC kontrollerek az HF RFID eszközök fizikai rétegét definiáló ISO/IEC 18000-3 [4] szabvány alapján működnek, amivel az alábbi három működési mód megvalósítható.

3.2.1.

Aktív adatátviteli mód

A kommunikációban két résztvevő van, mindkettő lehet aktív állapotban, azonban nem egyszerre. Ez half-duplex kommunikációt jelent, jellemzően két eszköz közötti, kétirányú adatátvitelre használják ezt a módot.

3.2.2.

Passzív PCD1 mód

Ebben a módban az eszköz egyszerű NFC olvasó funkciót lát el, tehát kommunikációt kezdeményez egy kompatibilis passzív PICC módban lévő eszközzel, ami lehet pl. teljesen passzív proxy kártya, de adott esetben egy másik, kártyát emuláló aktív eszköz.

1

Proximity coupling device

-8-


3.2.3.

Passzív PICC2 mód

Az eszköz egy passzív proximity kártyát emulál, tehát egy kompatibilis olvasó eszköz lekérdezésére az olvasó jelének modulálásával válaszol. Gyártó, típus

NXP PN544

BroadCom BCM43341

Passzív PCD protokollok

ISO/IEC 14443-A/B

Texas Instruments TRF7970A ISO/IEC 18092, ISO/IEC 21481 ISO/IEC 14443-A/B, Felica

Aktív mód protokollok

ISO/IEC 18092

ISO/IEC 18092

Passzív protokollok

ISO/IEC 14443-A/B

ISO/IEC 14443-A/B, Felica

Interfész Alkalmazás

Adatlap

ISO/IEC 14443A/B, MIFARE, FeliCa, NFC Forum tags, ISO/IEC 15693 PICC ISO/IEC 14443 – A-B-B’, MIFARE, FeliCa UART, SPI, I2C, SWP Samsung Galaxy S3, Google Nexus S http://www.nxp.c om/documents/le aflet/75016890.p df

Parallel, SPI

https://www.broadcom.co m/products/NFC/NFCSolutions/BCM43341

http://www.ti.com/product/t rf7970A

1. táblázat: Gyakran alkalmazott NFC kontrollerek

2

Proximity inductive coupling card

-9-


3.3.

NFC-vel rendelkező mobil platformok

A népszerű mobil platformok (Android, Windows Mobile) lehetőséget nyújtanak NFC alkalmazások fejlesztésére, nyílt hozzáférésű program könyvtárakkal és részletes leírásokkal.

3.3.1.

Alkalmazás, integrálás

Az NFC kontrollert tartalmazó mobil eszközökben a kontrollerek kezelése az operációs megfelelő API3-jain keresztül történik, így egy NFC-t használó alkalmazás fejlesztése során magas szinten érhetjük el a kontroller nyújtotta szolgáltatásokat.[3] A fejlesztés illetve a tesztelés megkönnyítése érdekében a transzponder gyártók saját fejlesztésű alkalmazásokat bocsátanak ki, ezek közül néhányat foglal össze a 2. táblázat. Alkalmazás neve Gyártó NFC Easy Sony Corporation Connect NFC TagWriter

Nokia Writer amsNFC

NXP Semiconductors

NFC Nokia ams AG

Platform Android

Android

Windows Phone 8 Android

Szolgáltatások Szolgáltatás párosítás (Bluetooth) Szolgáltatás párosítás (Bluetooth), tag tartalom olvasás, írás (NFC Forum Type, MIFARE, ICODE SLI) Szolgáltatás párosítás Tag írás, olvasás

2. táblázat: Mobil NFC alkalmazások

3

Application Programming Interface


4.

UHF RFID olvasó platformok

A hulladékkezelésben és szállításban érdemes felkészülni a nagy igénybevételre mind adatfeldolgozási, mind fizika szempontból. Továbbá az olyan funkciók, mint pl. a hulladékgyűjtők lokalizálása, érzékeny és több bemenettel rendelkező olvasót követelnek meg. Ezenkívül érdemes olyan interfészt választani, mely kellően zajtűrő és mobil platformhoz is illeszthető.

4.1.

Fixált UHF RFID olvasók

A hulladékgyűjtésben használt UHF RFID rendszerekben [5] általában fixált olvasókat használnak, melyek főbb tulajdonságai: • több antenna csatlakoztatási lehetőség • LAN vagy soros interfész a könnyű integrálás érdekében • saját operációs rendszer, akár felhasználói program futtatási lehetőséggel, pl. Java • nagy adóteljesítmény a hatékony olvasáshoz • jól paraméterezhető, nagy sebességű transzponder olvasás • általános célú ki- és bemeneti csatlakozók (GPIO), melyek pl. jelzőberendezést vezérelhetnek vagy melyeken keresztül az olvasást vezérelhetjük • az igénybevételnek megfelelő, erős tokozás • szinkronizálási lehetőség több olvasó esetén • saját fejlesztőkörnyezet Az alábbi táblázatban összehasonlított, ipari alkalmazásokban népszerű RFID olvasók hasonló paraméterekkel rendelkeznek árban és képességeikben [2]. Kimeneti teljesítményük az FCC, valamint a régiónkénti szabályozások (EU, USA) szerint maximalizált. Egy adott RFID olvasó kiválasztásánál ügyelni kell a régióhoz megfelelő szabvány kiválasztására, esetünkben ez EU. A 3. táblázatban szereplő Intelleflex olvasók szeparált adó- illetve vevőantenna csatlakozókkal rendelkeznek, ezzel növelve az olvasási érzékenységet. Azoknál az olvasóknál, ahol nincs ilyen elválasztás, a sugárzott illetve visszaérkező jelek szétválasztása elektronikusan történik cirkulátorral, mely csillapítást okoz, így csökkentve az érzékenységet.

-11-


Olvasó (gyártó,típus)

ThingMagic Vega Ruggedized RFID Reader

ThingMagic M6 UHF RFID Reader (4 Port)

Impinj Speedway Revolution R220

Működési frekvencia

EU 865.6-867.6 MHZ 10-16 V DC RS-232

EU 865.6-867.6 MHZ 10-30 V DC Ethernet, USB, WiFi 4

EU 865.6-867.6 MHZ

1 W ERP -82 dBm 4 in + 4 out 19 x 17.5 x 3 cm

Tápfeszültség Interfész Antenna csatlakozók száma Max. adóteljesítmény Olvasó érzékenység Operációs rendszer GPIO portok száma Méretek

3 1 W ERP -65 dBm Linux 2 in + 2out 21.6 x 13.3 x 3.8cm

1 W ERP

Súly Hozzávetőleges ár Adatlap

~ 1 kg $795 http://www.thingm agic.com/ruggedize d-reader

0.9 kg $1395 http://www.thingm agic.com/fixedrfidreaders/mercury6/2 -fixed-rfidreaders/336mercury6

Linux 4 in + 4 out 19 x 17.8 x 3.4 cm

24 V DC Ethernet, USB, RS-232 2

0.68 kg $1095 http://www.impinj.com/Documents/Re ader/Speedway_Revolution_Reader_w ith_Autopilot/

Sirit INfinity 510 UHF RFID Reader EU 860-960 MHZ 12-24 V DC Ethernet, RS-232 4

Intelleflex FMR-5000

Intelleflex FMR-6000

EU 865.6867.6 MHZ 24 V DC Ethernet, RS232 4 TX + 4 RX

EU 865.6867.6 MHZ 48V DC Ethernet, RS232, USB 2 TX + 2 RX

1 W ERP

1W ERP -108 dBm Linux 4 in + 4 out 19.1 x 30 x 6.6cm 2.8 kg $895 http://www.ly raphase.com/ doc/senior_d esign/compo nents/DataSh eet.fmr5000.pdf

1W ERP -120 dBm Linux 2 in + 2 out 31.1 x 17.4 x 34.5 cm 1.32 kg $ 1000 http://www.lyr aphase.com/d oc/senior_desi gn/component s/DataSheet.f mr-6000.pdf

4 in + 4 out 22 x 30 x 5.6 cm 3 kg $1200


3. táblázat Fixált RFID olvasók

-13-


4.2.

Mobil UHF RFID olvasók

UHF RFID transzponderek olvasására elérhetőek mobil eszközök is, melyeket főleg készletnyilvántartási feladatokban alkalmaznak. Az ilyen eszközök általános tulajdonságai: • többféle címke olvasási képesség (pl. vonalkód, QR-kód) • saját operációs rendszer, felhasználói program futtatási lehetőséggel (pl. Windows CE, FreeBSD) • Ethernet / WiFi / GPRS / soros interfész lehetőségek • kis méret, könnyen hordozható • kisebb érzékenység és olvasási távolság a fixált olvasókhoz képest • ellenálló tokozás, kivitel

3. ábra: Alien ALH-9001 kézi olvasó

4.3.

OEM UHF RFID olvasó modulok

Az OEM UHF RFID modulok más rendszerekbe ágyazható, önállóan nem használható eszközök. Interfészelhetőségük is a beágyazott rendszerekben használt rendszerekhez igazodik (SPI, UART, I2C, USB), rendszerint kevesebb funkcióval bírnak, mint a fixált és kézi olvasók. Az OEM modulok használata fejlesztési szempontból jóval több munkát igényel, mivel ezekhez többek között szükség van vezérlő elektronika, a tokozás megtervezése és megvalósítása.

4. ábra: SkyTek M9 OEM modul


5.

Javaslat az RFID alapú hulladékkezelési és szállítási rendszerre

Egy korszerű és költséghatékony hulladékgyűjtési rendszer létrehozásához érdemes kihasználni a könnyen elérhető és népszerű RFID platformok nyújtotta lehetőségeket, lásd [3], melyek egyszerűsíthetik pl. a hulladékelszállítási igény bejelentését, megbízható módon kis járulékos költséggel (NFC címkék, mobil eszköz alkalmazás, adatbázis). Egy másik irány pedig a hulladékkezelést végző infrastruktúra fejlesztése, mely hatékonyabbá tenné a hulladék begyűjtését, valamint az ezzel járó adminisztrációs és kezelési feladatokat, pl. a konténerek megbízható azonosításával, lokalizációjával, járattervezéssel és útvonal optimalizálással. Egy ilyen rendszer fejlesztésekor érdemes felhasználni a jelenleg megvásárolható mobil eszközök nyújtotta lehetőségeket, mivel az ezekre történő fejlesztés a jó dokumentáltság miatt hatékony, valamint sok járulékos szolgáltatás igénybe lehet venni, pl. GPS, 3G, WiFi vagy az eszköz szenzor-adatai.

5.1.

Javaslat a mobil eszközökre

Az előbb felvázolt rendszerben mobil eszköz használatára két helyen volna szükség, az egyik az NFC-vel címkézett hulladékgyűjtők olvasására használt platform, a másik pedig a hulladékbegyűjtés során használt vezérlő illetve navigációs rendszerben. Az első esetben a megvalósítandó feladatok az NFC címke olvasásától kiindulva: • mobil platformra történő kliens-alkalmazás, mellyel az NFC címkék olvasása, majd az eredmények szerver felé továbbítása történik • adatbázis létrehozása a kliens-alkalmazástól érkező adatok regisztrálására • szerver oldali alkalmazás létrehozása, mely feldolgozza az adatbázisban tárolt adatokat, és ezek alapján pl. járat-optimalizálásra képes

A második esetben a mobil eszköz a hulladékgyűjtő járműben lenne elhelyezve, ehhez a következő feladatokat kell megvalósítani: • összetettebb mobil alkalmazás létrehozása, mely kapcsolatban van a hulladékkezelő rendszert működtető szerverrel, navigációs rendszert működtet, adminisztrálja és vezérli a hulladékbegyűjtést, kapcsolatban van a hulladékgyűjtőn elhelyezett RFID olvasóval A két alkalmazás különböző célt szolgál, a hulladékgyűjtő járműbe telepített mobil eszköz az UHF RFID olvasó vezérlését, valamint az adatok feldolgozását végezné, illetve a rendszer központi szerverével kommunikálna. Az UHF RFID olvasóval történő kommunikáció a két eszköz felől más fizikai interfészen történne. A mobil eszköznél célszerű a vezeték nélküli kommunikációs interfészt használni a hordozhatóság illetve az egyszerűbb telepíthetőség miatt, az UHF RFID olvasó viszont ilyennel nem rendelkezik. A két eszköz összekötését egy olyan illesztővel lehetne véghezvinni, ami

-15-


kapcsolatot teremt a mobil eszköz Bluetooth interfésze és az olvasó Ethernet interfésze között. Ez a köztes elem könnyen megvalósítható, valamint további szenzorok illesztését is megoldaná, pl. a hulladékgyűjtők beemelésének detektálására vagy mérleg csatlakoztatására. Az NFC-s hulladékgyűjtő azonosítás során kiegészítő hardverelemre nincs szükség, csak a konténeren elhelyezett NFC transzponder szabványát kell jól megválasztani, pl. MIFARE vagy ICODE SLI tag-ek használatával. A leolvasáshoz szükséges alkalmazásnak a hulladékkezelést nyilvántartó szerverrel kell kapcsolatot teremteni, pl GSM, 3G vagy WiFi hálózaton keresztül. Az olvasást vezérlő mobil platform kiválasztásánál fő követelmény a beépített bluetooth adapter, ezen felül a GSM, 3G és WiFi kapcsolat valamint a GPS vevő, mellyel pl. a leolvasott azonosítókhoz koordinátákat is lehetne rendelni. Ezeket a követelményeket tejesítené pl. a Samsung Galaxy Tab 3. A fejlesztés így Android operációs rendszerre történne, az olvasót vezérlő alkalmazás bluetooth kapcsolatot létesítene az Ethernet-Bluetooth illesztővel, és ezen keresztül küldhet parancsokat az RFID olvasónak, és fogadná az attól érkező adatokat.

5.2.

Javaslat a fixált UHF RFID eszközre

A [4.1] bekezdésben foglaltak alapján az olvasó kiválasztásakor figyelembe kell vennünk, hogy a megfelelő frekvenciasávban működő olvasót válasszuk, továbbá a komplexebb funkciókhoz, mint például a transzponderek lokalizálása, szükség van több, érzékeny antenna bemenetre. Figyelembe véve a költségeket, illetve az előbb felsorolt paramétereket, a legmegfelelőbb választásnak az Intelleflex FMR-5000 típusú olvasót találtuk. Ez az eszköz 4 transceiver-receiver antenna pár használatát teszi lehetővé, -108dBm érzékenységgel, szemi-passzív transzponderek használata esetén nagy olvasási távolsággal. Az olvasó konfigurálása illetve vezérlése Ethernet-en keresztül történik, melynek csatlakoztatása egy mobil eszközhöz viszont nem egyértelmű, mivel ezek általában nem rendelkeznek Ethernet csatlakozóval. Az illesztést ebben az esetben célszerű úgy megvalósítani, hogy a mobil eszköz hordozhatóságát ne korlátozzuk, érdemes vezeték nélküli kapcsolatot kiépíteni a járműbe szerelt fixált olvasó és a mobil eszköz között. Ez legegyszerűbben egy Ethernet-Bluetooth illesztő létrehozásával történhet.

5. ábra: UHF olvasó illesztése mobil platformhoz -16-


6.

R13A – Eredmények

6.1.

Olvasó platformok vizsgálata • • •

6.2.

NFC olvasók • •

6.3.

mobil platformok elterjedtek egyszerű integrálhatóság

UHF RFID olvasók • •

6.4.

Hulladékkezelésben is használt passzív LF, HF, UHF RFID alkalmazásának vizsgálata több szabvány használatos alkalmazásfüggő, hogy mit érdemes használni (pl. lokalizációhoz UHF)

fixált, kézi, OEM modul komplex feladat

Javaslat, integrálás • • •

NFC és UHF RFID használata Android platformra fejlesztés Fixált UHF RFID integrálása Ethernet-Bluetooth illesztőn keresztül

-17-

platformok


Irodalomjegyzék 1. http://www.nfcworld.com/nfc-phones-list/#available 2. http://www.atlasrfidstore.com/RFID_reader_s/29.htm 3. http://developer.android.com/reference/android/nfc/package-summary.html 4. http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=53 424 5. https://www.hidglobal.com/sites/hidglobal.com/files/resource_files/hid-wastemanagement-rfid-solutions-br-en.pdf

-18-

OLVASÓ PLATFORMOK KUTATÁSA

Recommend Documents