Публикации

M. Гудин, М. Федоров, "RFID–решения компании Escort Memory Systems для промышленной автоматизации".

"Автоматизация в промышленности" №2, 2006 г.

RFID–решения компании Escort Memory Systems для промышленной автоматизации

Компания Escort Memory Systems (EMS), входящая в холдинг Datalogic Group, является лидером в разработке и производстве RFID систем для логистических применений.

Компания была основана в 1985 году в Скоттс Велли , штат Калифорния, и на сегодняшний момент производит широкий спектр индустриальных меток, считывателей и сетевых устройств, нашедших применение в таких отраслях как авиа и автомобилестроение, почта, металлургия, газовая, химическая, лёгкая, деревообрабатывающая и пищевая промышленность.

Клиентами компании являются такие гиганты как Ford, Toyota, GM, P&G, Gillette.

Рисунок 1. Использование RFID технологи на линиях сборки двигателей.

Наиболее успешно продукция компании EMS проявила себя в автомобилестроении. В частности, Ford использует считыватели и метки EMS на линиях сборки двигателей и гидротрансформаторов, а Toyota на линиях сборки-сварки элементов кузова и в покрасочных камерах.

Модель	LRP125 (HT) LRP250 (HT)	LRP125HT-FLX	LRP250HT-FLX	LRP525HTS
Объем памяти, байт	48	48	48	112
Дальность чтения, см	40	20	40	95
Изображение
Доступные чипы	I-CODE 1	I-CODE 1	I-CODE 1	I-CODE SLI
Рабочая температура	от -40°C до +75°C	от -40°C до +75°C	от -40°C до +75°C	от -40°C до +85
Размеры, мм	LRP125-24,9x4,8 LRP250-50x50х5,3	22,3х7,6	50,8х1,5	128x52х11
Особенности	Стойкость к высокой температуре	Миниатюрный размер	Тонкое исполнение, стойкость к высокой температуре	Большая дальность чтения.

Таблица 1. Транспондеры серии LPR.

Для высокочастотных решений компания выпускает 3 серии транспондеров – FastTrack (обозначение LRP), HMS и UHF.

В транспондерах семейства FastTrack используются чипы I-CODE производства Philips Semiconductor (Таблица1).

Метки серии HMS – это третье поколение транспондеров HF диапазона, производимых компанией Escort Memory Systems. Они имеют чрезвычайную прочность и устойчивость к высокой температуре (Таблица 2).

Модель	HMS112	HMS125(HT)	HMS150HT
Объем памяти, байт	736	736	736
Дальность чтения, см	2	3	12
Изображение
Скорость чтения, байт/с	1000
Рабочая температура	от -20°C до +85°C	от -40°C до +240°C	от -40°C до +240°C
Размеры, мм	12x6,4	12x59x8

Таблица 2. Транспондеры серии HMS.

Для UHF решений компания поставляет UHF525HT – это прочный сверхвысокочастотный транспондер, работающий на частоте 902-928 МГц и устойчивый к воздействию высокой температуры (Таблица 3) При использовании считывателя UHF-UN1 транспондер может читаться на расстоянии 1,2 метра даже при монтаже на металлическую поверхность. Он идеально подходит для использования на сборочных конвейерах и в покрасочных высокотемпературных камерах в автомобильной промышленности.

Модель	UHF525HT
Объем памяти, байт	256
Дальность чтения, см	120 (на металлической поверхности)
Изображение
Доступные чипы	ISO 18000-6B
Рабочая температура	от -40°C до +204°C
Размеры, мм	128x52x11

Таблица 3. Транспондеры серии UHF-UN1.

Эти три серии уже широко известны во всем мире и зарекомендовали себя с наилучшей стороны, однако, в настоящее время наибольший интерес представляет собой принципиально новая серия транспондеров и считывателей HF-диапазона, получившая название Cobalt, представленная компанией 16 ноября 2005 года. Свое название серия получила благодаря ярко-синей гамме, в которой выполнены устройства (Рис. 1).

Рисунок2. Считыватели семейства Cobalt.

Это новое семейство RFID-продуктов предназначено для комплексной автоматизации в различных отраслях, включая фармацевтику, автомобилестроение, приборостроение, пищевой промышленности, медицинское обслуживание, требующих надежной автоматической идентификации на основе RFID во время производственных или других процессов.

Основными элементами в серии Cobalt является среда программирования C-Macro, модули коммутации в виде хаба и коммуникационные шлюзы. Используя преимущества контроллера на основе микропроцессора, используемого в Cobalt, программирование в среде C-Macro позволяет распределить информацию по точкам принятия решений. Модули коммутации в виде хаба с портами ввода-вывода позволяют реагировать на события за время не превышающее 100 мс, запуская обработчики событий, запрограммированные в самом хабе, что позволяет уменьшить объем передаваемой между устройствами информации. Коммуникационные шлюзы позволяют обеспечить недорогой и высокоскоростной доступ по Ethernet, при этом один шлюз может обеспечить связь с 16 устройствами считывания.

В качестве основных преимуществ новой серии производитель анонсирует следующие моменты:

• 1. Интегрированные вместе чип, антенна и интерфейсные разъемы не требует дополнительных соединительных проводов и уменьшает время установки.
• 2. Команды C-Macro позволяют обрабатывать информацию на нижних уровнях, уменьшая объем передаваемых данных между считывателем и приложением пользователя.
• 3. Простая интеграция, обеспечивающаяся функцией plug-and-play и позволяющая легко удалять и добавлять устройства к функционирующей системе.
• 4. Шесть различных моделей считывателей с различными интерфейсами (RS-232, RS-422, RS-485, USB, TCP Ethernet, IND) позволяют интегрироваться практически со всеми существующими автоматизированными системами.
• 5. Четыре различных модификации антенн позволяют подобрать считыватель с необходимым радиусом действия и направленностью.
• 6. Возможность синхронного одновременного чтения/записи на несколько меток.
• 7. Поддержка процедур антиколлизии для приложений, работающих одновременно с несколькими метками.
• 8. Поддержка не только меток Escort Memory Systems (LRP и HMS), но и меток Philips Mifare, I-Code 1, I-Code SLI, Texas Instruments Tag-It, Infineon.

Все контроллеры имеют одинаковые характеристики и отличаются лишь коммуникационным интерфейсом, что отражено в обозначении. Первая серия букв описывает диапазон (HF), вторая – тип устройства – контроллер (CNTL), третья тип интерфейса (IND, TCP, 485, 422, 232, USB), последней идет цифра, описывающая модификацию (пока только 1). Обозначение антенн схоже, вторая серия букв обозначает антенну (ANT), затем цифрами указывается размер, например, для антенны 10х10 см – 1010 (Рис. 3.)

Рисунок 3. Конструктивное исполнение считывателей серии Cobalt.

Серия Cobalt четко ориентирована на индустриальное применение. Стойкая к внешним воздействиям, высоко интегрированная HF RFID серия Cobalt дает интеграторам недорогие (по сравнению с аналогами) и быстрые считыватели и метки для автоматизации всего спектра производства. Считыватели Cobalt имеют диапазон считывания от 2 до 24 дюймов (5-60 см) и обеспечивает высокую совместимость с различными системами за счет наличия большинства современных интерфейсов. В промышленном виде (защищенный корпус) в открытой продаже считыватели пока доступны только в двух модификациях (остальные изготовляются по заказу): HF-0405-01 и HF-04-05-02, которые различаются дальностью и выглядят следующим образом (Рис 4.)

Рисунок 4. Внешний вид HF-0405-01 и HF-04-05-02.

Основные технические данные считывателей:

• 1. Многоканальная связь в промышленной сети (фирменная технология Subnet16) по RS-485, коммуникационные интерфейсы (одноканальные) по RS-232, RS422, USB, Ethernet, Ethernet IP, IND.
• 2. Поддержка беспроводных протоколов «считыватель-метка» типа I-Code 1, ISO 15693, ISO 14443 A.
• 3. Степень защищенности: IP67.
• 4. Рабочий диапазон температур (хранение данных) – от -40 до +85, рабочий диапазон температур (обработка данных) – от -20 до +49.
• 5. Стойкость к вибрации соответствует стандарту IEC-68-2-6, ударостойкость соответствует IEC-68-2-27, корпус изделий влагонепроницаем, используются промышленные соединители М12 (соответствуют IP67).
• 6. Восемь светодиодных индикаторов информируют о наличии питания, связи, операциях чтения/записи, ошибках в сети (Subnet16).

В отличие от традиционных RFID систем, в серию Cobalt включены и вспомогательные устройства, обеспечивающие полный комплект оборудование для построения промышленных RFID-систем: это хабы, шлюзы, выносные антенны и комплект программного обеспечения (SDK).

Хабы доступны в двух модификациях: HUB-01-TCP-01 и HUB-01-IND-01, которые различаются интерфейсами для подключения и выглядят следующим образом (Рис 5.)

Рисунок 5. Внешний вид хабов HUB-01-TCP-01 и HUB-01-IND-01.

Основные технические характеристики хабов:

• 1. Коммуникационные интерфейсы Ethernet (выход), Ethernet IP, Modbus TCP, Subnet16 (вход).
• 2. Скорость передачи данных составляет 10/100 Мбит по Ethernet и 9.6-115.2 Кбод по сети Subnet16.
• 3. Электрические параметры входа-выхода индустриальным протоколам (RS-485, RS422) составляют максимум 4.5-30В и 25мА для входа, 0-30В и 500 мА для выхода.
• 4. Рабочий диапазон температур (хранение данных) – от -40 до +85, рабочий диапазон температур (обработка данных) – от -20 до +49.
• 5. Стойкость к вибрации соответствует стандарту IEC-68-2-6, ударостойкость соответствует IEC-68-2-27, корпус изделий влагонепроницаем на 90 %.
• 6. Двадцать один светодиодный индикатор информирует о наличии питания, ошибках шины хаба, присутствии считывателя, метки, сигналов на входе и выходе.

Шлюзы доступны в двух модификациях GWY-01-TCP-01 и GWY-01-IND-01, , которые различаются интерфейсами для подключения (преобразования) и выглядят следующим образом (Рис. 6).

Рисунок 6. Внешний вид шлюзов GWY-01-TCP-01 и GWY-01-IND-01.

Основные технические характеристики шлюзов:

• 1. Рабочий диапазон температур (хранение данных) – от -20 до +70, рабочий диапазон температур (обработка данных) – от 0 до 50.
• 2. Стойкость к вибрации соответствует стандарту IEC-68-2-6, ударостойкость соответствует IEC-68-2-27, корпус изделий влагонепроницаем на 90 %.
• 3. Четыре светодиодных индикатора информируют о наличии питания, состоянии шины шлюза, ошибках и состоянии сети (Subnet16).

Выносные антенны доступны в двух модификациях: HF-0405-ANT-03 и HF-0405-ANT-06, которые различаются конструктивным исполнением (в виде цилиндра и в классическом прямоугольном виде соответственно) и выглядят следующим образом (Рис. 7).

Рисунок 7. Внешний вид выносных антенн HF-0405-ANT-03 и HF-0405-ANT-06.

Основные технические характеристики выносных антенн:

• 1. Поддерживаются беспроводные коммуникационные протоколы «считыватель-метка» I-Code 1, ISO-15693, ISO-14443A.
• 2. Конструктивное исполнение соответствует защищенности по классу IP67.
• 3. Рабочий диапазон температур (хранение данных) – от -20 до +49, рабочий диапазон температур (обработка данных) – от +5 до +35.
• 4. Стойкость к вибрации соответствует стандарту IEC-68-2-6, ударостойкость соответствует IEC-68-2-27, корпус изделий влагонепроницаем

Для того, чтобы интеграторы в полной мере могли воспользоваться всеми преимуществами серии Cobalt изготовитель предлагает комплект программного обеспечения для разработчиков (SDK), обладающий множеством возможностей (Рис. 7).

Рисунок 8. Комплект программного обеспечения для разработчиков (SDK).

Требования к системе разработчика для установки поставляемого SDK следующие:

• 1. Операционная система Microsoft Windows 2000/XP, поддержка монитором разрешения 800х600 (SVGA).
2. Установленная платформа Microsoft .NET 1.1 Framework.
• 3. Минимальное количество оперативной памяти – 512 Мб, минимальное количество свободного места на диске – 100 Мб.
• 4. Для полнофункциональной работы системы требуется наличие одного свободного USB порта.

На основании приведенных характеристик нового семейства продуктов Escort Memory Systems хотелось бы отметить, что автоматизированные системы на основе Cobalt имеют все шансы получить широкое распространение во многих сферах промышленности за счет полного комплекса компонентов, полностью готовых к индустриальному применению.