郭清 李睿 劉芷嫻 文斌通訊作者 趙一君通訊作者
1.貴州煙葉復烤有限責任公司遵義復烤廠 貴州遵義 563000;2.貴州煙葉復烤有限責任公司 貴州貴陽 550005;3.中國煙草總公司貴州省公司 貴州貴陽 550004
隨著信息技術的迅速發(fā)展的應用,“互聯(lián)網(wǎng)+”已經成為各個領域不可缺少的一部分。RFID技術作為一種無線通信技術,能在實現(xiàn)企業(yè)物流運作的自動化、信息化、智能化的需求的同時,實現(xiàn)RFID技術與企業(yè)信息化體系的無縫對接,極大的提高企業(yè)的工作效率,增強企業(yè)的競爭力。目前,該技術已廣泛應用于許物流、零售、制造業(yè)、服裝業(yè)、醫(yī)療、防偽、資產管理等諸多行業(yè)。對煙草企業(yè)而言,RFID技術的應用不僅響應了國家質量追溯體系建設的落地與實施要求,也促進自身企業(yè)管理水平,提升了煙草質量把控的主動性,確保煙葉原料都是可追溯、高質量的“合法”煙草。但在實際應用中發(fā)現(xiàn),RFID標簽讀寫存在漏讀、串讀、干擾等問題,本文就此類常見問題開展論述,并提出相關的解決對策,期望能夠給類似應用場景提供經驗參考。
RFID技術主要是運用電磁場方式進行電場感應。煙葉站將煙包所有的來源信息(如:站點、等級、煙農、物流等)逐包綁定在RFID標簽中,調運至復烤企業(yè)。當掛設有電子標簽的煙包進入復烤環(huán)節(jié)時,讀寫器建立的電場會接收電子標簽的反射波,并自動讀取標簽中的信息。因此,電子標簽的成功讀寫是RFID技術中最重要的一環(huán),標簽無法正常讀取會導致系統(tǒng)數(shù)據(jù)錯漏,增加時間和人力對標簽信息進行補錄。
RFID標簽能夠成功讀寫受多種條件影響,標簽一次性通過量、相鄰標簽之間的間距、標簽與讀寫器天線之間的距離等因素,都有可能出現(xiàn)標簽的漏讀或串讀現(xiàn)象的發(fā)生,影響標簽的成功讀寫。
漏讀是指標簽通過讀寫區(qū)域后未被正確讀取,造成數(shù)據(jù)丟失。當煙包經過讀寫器時,會產生兩種情況導致電子標簽漏讀:一是讀寫時煙包標簽被置于讀寫盲區(qū)。二是煙包標簽讀取信號受到現(xiàn)場環(huán)境干擾,導致讀取異常[1]。
串讀現(xiàn)象指的是讀寫器因現(xiàn)場環(huán)境特性,在讀寫區(qū)域中讀到了多個RFID標簽,造成了系統(tǒng)無法判斷應當正確讀取的標簽,導致系統(tǒng)記錄異常。
讀寫器的功率設置和讀取角度決定了讀寫器的讀寫范圍,在正常情況下,讀寫范圍應當能夠很好的覆蓋攜帶RFID標簽的原料通過路徑,同時讀寫功率還能夠較好的區(qū)分開前后相鄰標簽,避免在讀寫范圍讀取到當前標簽的同時還讀取到了相鄰標簽。
在某些特殊場景下,RFID標簽在通過讀寫器裝置的讀寫區(qū)域時,會受到輸送裝置或輸送煙包的影響,出現(xiàn)讀寫死角,導致在通過路徑上無法讀取到當前標簽。
此外常見的問題還有讀寫功率設置不當,出現(xiàn)讀寫信號過大過小甚至不穩(wěn)定的情況,導致無法正常讀取到應當讀取的RFID標簽,反而讀取到了其他不應讀到的RFID標簽。
以上因素均會造成漏讀和串讀的異常現(xiàn)象發(fā)生。
煙葉原料自動讀寫方案,主要是RFID讀寫器搭配自動輸送輥道或輸送皮帶使用,這樣的使用環(huán)境下,物料是逐一通過讀寫器的讀寫范圍。若攜帶RFID標簽的煙包原料在通過讀寫區(qū)域時過快或過慢,都有可能導致讀寫范圍內除了讀寫到當前RFID標簽外,還讀到了未離開讀寫范圍的前一個RFID標簽或已提前進入了讀寫范圍的下一個RFID標簽。導致這類問題的原因主要是輸送機制造成的,當讀寫區(qū)域內出現(xiàn)了多個標簽,便無法有序識別出標簽信息,造成系統(tǒng)記錄錯誤,而且這類問題難以排查。
RFID標簽讀取通訊是通過電磁波進行交互的,而電磁波會受到一些特定因素干擾。在煙葉原料入庫的使用場景中發(fā)現(xiàn),RFID標簽受到輸送裝置以及煙葉原料自身對讀寫信號造成屏蔽的現(xiàn)象十分常見。如果煙包標簽與輸送裝置的金屬結構發(fā)生接觸時,會出現(xiàn)明顯的信息屏蔽現(xiàn)象。此外,如果RFID標簽與煙包接觸面較大時,由于煙葉的含水特性,同樣會出現(xiàn)信號屏蔽現(xiàn)象。以上現(xiàn)象均會造成RFID信息漏讀。
一個完備的RFID信息讀寫系統(tǒng),除了讀寫器自身調校和運行應當處于一個良好的狀態(tài)外,整套系統(tǒng)還應當有一系列反饋和判斷機制,如聲光報警和數(shù)據(jù)篩查等介入機制,才能確保在讀寫器在運行過程中能夠發(fā)現(xiàn)非正常數(shù)據(jù)并及時處理。如果系統(tǒng)不具備這一系列識別糾錯機制,就必然會出現(xiàn)RFID信號識別異常,導致信息記錄不完整或記錄錯漏[2]。
RFID讀寫器的調校,主要是減少或消除讀寫盲區(qū),同時將讀寫范圍能夠較好的覆蓋RFID標簽的通過路徑,信息覆蓋的邊界應當確保清晰,不會出現(xiàn)讀寫范圍不穩(wěn)定,或讀取電磁波發(fā)送到讀寫現(xiàn)場的其他位置去。
調校過程首先要確定讀寫區(qū)域,讀寫區(qū)域要根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境和物料大小與形狀特性,確定讀寫區(qū)域的位置和大小。讀寫區(qū)域的位置和大小確定,應當確保該位置是RFID標簽的必經路徑之外,還要確定該位置不會出現(xiàn)多個標簽。
在確定了讀寫區(qū)域后,就應當根據(jù)劃定好的讀寫范圍,安裝讀寫器天線。天線的安裝角度要根據(jù)物料形狀和標簽的掛設位置,安裝單體或者分體天線,確保讀寫角度能夠很好的覆蓋RFID標簽可能通過的區(qū)域。
最后是調節(jié)RFID讀寫器讀寫功率,調整功率要結合天線的讀寫角度同步調整,讀寫邊界要重復測試其穩(wěn)定性和邊界的清晰度,如出現(xiàn)讀寫邊界不穩(wěn)定的情況,應當檢查讀寫器的運行電壓和讀寫器的完好性。
要解決RFID標簽信號被屏蔽的問題,需要對輸送設備金屬結構進行限定。輸送設備可能與RFID接觸的部位,應當采用非金屬材料,避免標簽與金屬結構物接觸后造成信號屏蔽[3]。
而標簽的掛設規(guī)范要求上,應當減少標簽緊貼煙包情況發(fā)生的概率,掛在四角或兩端。避免標簽與含水量較高的煙葉出現(xiàn)較大面積接觸時造成信號屏蔽。
通過軟件系統(tǒng)的邏輯判斷,增加系統(tǒng)攔截機制,把煙包信息獲取是否正常作為煙包是否能夠通過的前置條件。當讀取出現(xiàn)異常時,設備發(fā)出信號,暫停該段設備,然后由人工進行干預,讓標簽信息得以正常讀取后,輸送設備才再次啟動,繼續(xù)后續(xù)流程。以下為相關功能的主要代碼:
目前RFID技術已與多個行業(yè)相互融合,并取得重大成果。RFID技術對構建質量追溯系統(tǒng)具有舉足輕重的作用,而RFID標簽的正常讀寫率又是這一技術中至關重要的一環(huán)。隨著國家質量追溯體系建設的推進,解決RFID讀寫目前存在的常見問題,對提高作業(yè)效率和經濟效益將起到關鍵作用。