トップレベルの声明として、あなたのサイトを離れたアイテムを追跡する必要がある場合、RFID テクノロジーはおそらく間違ったものです. あなたが持っている技術は、工場のフロアなど、広いエリア内での位置追跡タグに適しています。上記にもかかわらず、ここに私の見解があります：
アクティブ RFID への適切なアプローチは、領域をビジネス プロセスに関連付けられたゾーンに分割することです。次に例を示します。
ゾーンへのタグのエントリは、新しいプロセスの開始、またはおそらくタグが現在存在するプロセスの終了を表します。たとえば、倉庫から梱包への移動は出荷の組み立てを表し、積み込みベイへの移動は出荷を開始します。 .
多くの RFID 実装の核心は、RFID イントラストラクチャのインストールと構成であり、次のことを行います。
- マップタグ -> アセット (あなたが行った)
- マップタグの読み取り -> ゾーン (および推論アセットによる -> ゾーン)
- ゾーン間の移動をビジネス プロセスのステップにマッピングします (したがって、資産がサイトを離れたとき、つまり目標を理解します)
多くの考慮事項があります。433MHz 信号の物理的特性、アンテナの位置、アンテナの感度、および一部のベンダーが持っているいくつかのトリックです。最適なサイト構成の後、流入するタグ読み取りにいくつかの処理トリックが必要になる場合があります.
ダーティデータ
タグの読み取りデータが汚れていることを常に念頭に置いてください。RF 干渉 (シールドされていないモーター、電気配線などから)、気象条件、およびタグの物理的な操作 (金属で覆うなど) が常に発生します。
RSSI は株式相場表示のようなものです。幅広いマクロ経済トレンドに加えて、多くのランダム/ミクロ経済ノイズが存在します。動きを解釈するには、特定の読み取りの RSSI に依存するのではなく、読み取りのグループの線形回帰を計算します。
高い RSSI でブロードキャストしているタグが見られ、それが中程度に落ちてから低くなり、その後消える場合は、タグが受信機の範囲を離れていると解釈できます。それはオフサイトですか？サイトのレイアウト (ゾーン) とゾーン内の受信機の配置を考慮する必要があります。
三角測量三辺測量
編集「三角測量」という用語を間違って使用していました。これは、2 つまたは 3 つの既知の位置からの既知の角度によって何かの位置を決定することを指します。RFID では距離を使用するため、 「三辺測量」と呼ばれます。
私の経験では、あなたが説明したタグ技術を販売しているベンダーは、受信した RSSI を使用してタグの絶対位置を決定するサーバー ソフトウェアを持っています。このようなソフトウェアを使用すると、1 ～ 10 m 以内のタグの位置を取得できるはずです。タグがオフサイトに移動しているかどうかを判断するのは簡単です。
これを自分でコーディングするには:
まず、移動中に各タグが ping を実行します。これらの ping はほぼ同時にレシーバーにヒットし、サーバーに送信されます。ただし、メッセージが順不同で到着したり、他の受信者からの前後の読み取りにインターリーブされたりすることがあります。ping を関連付けるために、ping にはシーケンス番号が含まれています。3 つ (またはそれ以上) のレシーバーによって受信された、同じシーケンス番号を持つ同じタグからのタグ読み取りを探しています。3 つ以上の場合は、RSSI が最大の 3 つを選択します。
距離は RSSI から概算されます。これは線形ではなく、自明ではないランダムな変動の影響を受けます。簡単なグーグルが現れます：
3 つの既知のポイント (レシーバーの位置) からの 3 つのおおよその距離が与えられた場合、3 つの緯度と経度のポイント、および 3 つの距離を使用して三辺測量を使用して、タグのおおよその位置を解決できます。
これで、タグの絶対位置がわかりました。これらの位置を使用して、タグの絶対移動を追跡できます。
これを有効にするには、物理的なサイトの境界まで確実にタグを検出できるようにレシーバーを配置する必要があります。次に、レシーバーの範囲内で、サイト周辺の「ジオフェンス」を決定する必要があります。私なら、次のようなビジネス ルールを作成します。
- タグの最後の既知の位置がジオフェンスの外にあった場合、および
- タグから読み取られたタグが (たとえば) 10 秒間検出されなかった場合、
- タグがサイトを離れたことを宣言します。
三辺測量とジオフェンスを使用することで、ビジネス ロジックを機能不全に陥りそうなタグのみに集中させることができます。このようなタグから 1.5 秒の ping を数回しか受信できない場合は、タグが受信者の範囲外に出て、オフサイトになっている可能性が非常に高くなります。
タグの読み取りがリフレクションから発生する場合があることは既にご存じでしょう。これらがたくさんある場合、三辺測量はかなり貧弱になります。したがって、この方法は、オープン スペースがかなり大きく、反射板が最小限に抑えられている場合に最適です。
一部の RFID ベンダーは、これらすべてを自社のサーバーに組み込んでいます。独自のコードを作成してこれを処理することは (明らかに) 自明ではありません。
広域受信機によるゾーン設計
ゾーンの論理設計は、ビジネス ロジック層に役立ちます。たとえば、2 つの受信機 (1 と 2) を持つ 2 つのゾーン (A と B) があるとします。
A B
+----------+----------+
| | |
| 1 | 2 |
| | |
+----------+----------+
レシーバー 1 のタグからタグ読み取りを取得し、次にレシーバー 2 のタグを読み取った場合、それをどのように解釈しますか? タグ T はゾーン B に移動しましたか、それとも極端な範囲 2 で読み取りを取得しただけですか?
1 で後で読み取りを取得した場合、タグは元に戻りましたか、それともまったく移動しませんでしたか?
より良い物理的な解決策は次のとおりです。
A B
+----------+----------+
| | |
| 1 2 3 |
| | |
+----------+----------+
このアプローチでは、A から B に移動するタグは、次のレシーバーから読み取りを取得します。
1 1 1 2 1 2 2 3 2 2 3 2 3 3 3 3 3
-------> time
プログラミング ロジックの観点からは、A -> B からの移動は、読み取り 1 -> 2 -> 3 をトラバースする必要があります (多くのジッターがありますが)。RSSI と組み合わせると、さらに解釈が容易になります。
指向性受信機を使用したポータル設計
2 つの指向性受信機を使用して、非常に優れたポータルを作成できます (アンテナと感度を慎重に構成するために、ある程度の時間を費やす必要があります)。両側のドアの上に受信機を取り付けます。下は横から見た図です。R1 と R2 はレシーバー (おおまかな読み取りフィールドが表示されます) で、左側はドアからアセットを押す作業員です。
----> direction of motion
-------------------+----------------
R1 | R2
/ \ | / \
o / \ / \
|-++ / \ / \
|\++ / \ / \
------------------------------------------
次のような読み取りパターンが得られるはずです。
<nothing> 1 1 1 1 1 12 1 21 2 12 2 1 2 2 2 2 2 <nothing>
-------> time
これは、レシーバー 1 からレシーバー 2 への移動を示します。
「道しるべ」
Saviの実装では、場所を特定するために「標識」を使用することがよくあります。標識は、123KHz のビームで小さな領域 (出入り口など) を照らすビームを放出します。道しるべは、それ自体を識別する一意の番号も送信します (左のドアは 1、右のドアは 2 の場合があります)。タグがビームを通過すると、ウェイクアップして番号を再ブロードキャストします。リーダーは、タグがどのドアを通過したかを知ることができます。
周囲の金属に注意してください。123KHz は、コンクリート壁、金属フェンス、線路の鉄筋を非常によく通過します。このような影響により、タグが標識から数百メートル離れていることを報告したことがあります。
このアプローチでは、パッシブの場合と同じようにポータルを実装できます。
道標のシミュレーション
道しるべを使用する能力がない場合は、汚いハックがあります。
- パッシブ RFID タグをアクティブ RFID タグに貼り付けます
- 各戸口にパッシブ RFID リーダーを設置する
パッシブ RFID は実際には限られたスペースで非常に優れているため、この実装は非常にうまく機能します。このソリューションは、アクティブな RFID ベンダーと同じコスト (または安価) になる可能性があります。
賢ければ、パッシブ タグ ID に EPC GIAI 名前空間を使用して、アクティブ タグ ID で焼き付けることができます。アクティブ タグとパッシブ タグの両方に同じ名前が付けられます。
物理的な考慮事項
433MHz タグにはいくつかの興味深い特徴があります。適切に構成された受信機は、約 100m 以内でタグを読み取ることができます。これは、RFID にとっては長い道のりです。さらに、433MHz は障害物、特に金属製の障害物をうまく回避します。時速 50 km で走行する車のトランク (トランク) にあるタグを読み取ることさえできました。信号はゴム製のシールから伝達されます。
ゾーンを監視するためにリーダーをインストールする場合、ゾーン内のタグからの読み取りを最大化すると同時に、ゾーン外からの読み取りを最小限に抑えるために、その位置と感度を非常に慎重に調整する必要があります。これは、HW または SW 構成で行われる場合があります (特定の RSSI を下回るすべての読み取りをドロップするなど)。
以下のレイアウトのように、タグが終了しているエリアから受信機を離すことも考えられます (R はリーダーです)。
+-------------------------+-----------+
| Warehouse | Exit |
| . |
| .
| R . R --->
| .
| . |
| | |
+-------------------------+-----------+
RF のサイト調査を行い、十分な時間をかけてタグとリーダーがエリア内でどのように機能するかを正しく理解することには価値があります。物理的な設置を正しく行うことが重要です。
他に行うべきことは、廊下や出入り口などの物理的な制限を考慮し、それらをチョーク ポイントとして扱い、論理ゾーンをそれらにマッピングすることです。リーダー (くびれをカバーするように調整された指向性受信機を使用) を置き、くびれをカバーするために感度を下げます。
タグ読み取りなしが実際に意味すること
私の RFID の経験から学んだことがあるとすれば、それは、いつでも誤った読み取りが行われる可能性があり、すべてをある程度疑って扱う必要があるということです。たとえば、特定のタグからの読み取りが数秒間欠落している場合があります。これは何かを意味する可能性があります。
- ユーザーが誤って金属製の缶をタグの上に置いた
- タグとリーダーの間を移動するフォークリフト
- RF衝突
- 瞬間的なネットワークの混雑
- バッテリーが切れているかフェードアウトしています (タグの読み取りで低バッテリー フラグを確認し、ビジネスが古いタグを交換するプロセスを持っていることを確認してください)。
- パレットが押し込まれてタグが破壊された
- スクラップとして転売したい人に盗まれた（冗談ではなく、実際に起こったことです）
- そうそう、タグがオフサイトに移動した可能性があります。
タグがたとえば 5 分以内に聞こえない場合は、オフサイトである可能性があります。
このアクティブ タグ テクノロジを使用するほとんどのビジネス プロセスでは、システムがタグがオフサイトであると判断するまでの短い遅延は許容されます。
結論
- サイト調査: さまざまな場所にいる読者を対象に時間をかけて実験します。タグを付けてサイトを歩き回って、実際にどのような読み取りが得られているかを確認してください。これを使用して:
- サイトを論理的にゾーンに分割し、レシーバーを見つけてゾーン内のタグを最も正確に配置します
- 複数の受信機を使用すると、ゾーン間の移動を簡単に判断できます。可能であれば、ドアや廊下などの物理的な制限をポータルとして装備します。RFID 実装の一環として、新しい壁やフェンスを設置して、そのような制限を作成することもできます。ポータル用のパッシブ RFID を検討してください。
- 金属、特に広範囲に及ぶ金属に注意してください。
- 汚れたデータがあります。RSSI の線形回帰を計算して、短期間の傾向を特定する必要があります。少数の欠落したタグ読み取りを許容できる必要があります
- バッテリー切れやタグの突然の消失を処理するためのビジネス プロセスがあることを確認します。
何よりも、この問題は、受信機を最適な場所に設置して慎重に構成し、ソフトウェアを適切に設定することで解決するのが最善です. 不適切なサイトのインストールをソフトウェアで解決しようとすると、早期老化が発生する可能性があります。
開示: 私は主要なアクティブな RFID ベンダーで 8 年間働いていました。