เนื้อหาวันที่ : 2006-11-15 15:32:04 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 3442 views

RFID on the Product Line

เรามักจะคิดว่าระบบ RFID นั้นต้องมีราคาแพง แต่ในความเป็นจริงนั้นระบบที่มีต้นทุนต่ำ แต่ให้ประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และสมรรถภาพในการผลิตที่สูงมาก

.

RFID บนสายงานการผลิต

 ถ้าพูดถึงระบบ RFID (Radio Frequency Identification) พวกเรามักจะคิดว่าระบบ RFID นั้นต้องมีราคาแพง แต่ในความเป็นจริงนั้นระบบ RFID เป็นระบบที่มีต้นทุนต่ำ แต่ให้ประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และสมรรถภาพในการผลิตที่สูงมาก ในต่างประเทศได้มีการใช้งานเกี่ยวกับระบบ RFID กันอย่างแพร่หลายมากไม่ว่าในอุตสาหกรรม หรือกลุ่มดีพาร์ทเมนต์สโตร์ แต่ในแถบบ้านเราเพิ่งจะนำมาใช้งานอย่างแพร่หลายในช่วง 5 ปีหลังมานี้เอง แต่กลับมีการกระจายการใช้งานอย่างรวดเร็ว เพราะเนื่องจากต้นทุนที่ต่ำลงและมาตรฐานการผลิตหรือบริการที่สูงขึ้น ท่านผู้อ่านหลายท่านอาจจะคุ้นเคยกับระบบ RFID แต่ว่าไม่ทราบว่ามีการใช้งานหรือให้ความแตกต่างอย่างไรบ้าง กับระบบบาร์โค้ด (Barcode System) และระบบสมาร์ทการ์ด (Smart Card System) ที่จริงแล้วนั้นทั้งหมดที่กล่าวมาจะถูกเรียกอยู่ในระบบเดียวกันว่า Auto ID โครงสร้างของระบบที่มีการใช้งานสามารถดูได้ดังรูปที่ 1

.

รูปที่ 1 ระบบ Auto ID ที่ใช้ในปัจจุบัน

 

 

 

 

ระบบบาร์โค้ดนั้น จะสามารถพบเห็นได้ทั่วไปในชีวิตประจำวัน เช่น บนหีบห่อสินค้า หนังสือ หรือบนตัวสินค้า เนื่องจากมีต้นทุนต่อหน่วยที่ต่ำ ง่ายต่อการใช้งาน จึงเป็นเหตุผลให้บาร์โค้ดถูกนำมาใช้งานมากที่สุด บาร์โค้ดก็มีข้อจำกัดหลายอย่างเช่น จัดเก็บข้อมูลได้จำกัด เสียหายง่าย หรือมีปัญหาระหว่างการอ่าน เมื่อบาร์โค้ดเลือนลาง เป็นต้น ส่วนระบบ Auto ID อีกระบบ หนึ่ง คือระบบสมาร์ทการ์ด (Smart Card System) เป็นระบบที่อยู่ในรูปแบบบัตรต่าง ๆ เช่น บัตรชมภาพยนตร์ ซิมการ์ดของโทรศัพท์เคลื่อนที่ และบัตรสามาชิกตามคลับต่าง ๆ โดยใช้หลักการเอาแถบแม่เหล็กหรือไมโครชิปในการอ่าน/เขียนข้อมูล ข้อดี สามารถเก็บข้อมูลได้มาก มีความปลอดภัย แต่เนื่องจากเป็นแถบแม่เหล็กวิธีการอ่านข้อมูลจากสมาร์ทการ์ดจะต้องใช้วิธีสัมผัสทำให้เกิดการสึกหรอของเครื่องอ่าน เมื่อใช้ไปนาน ๆ เราจึงได้มีการนำระบบ RFID มาใช้เพื่อขจัดปัญหาต่าง ๆ ที่เป็นข้อเสียของ 2 ระบบดังกล่าวนี้

.

RFID System Basics

ระบบ RFID คืออะไร

ระบบ RFID จะประกอบด้วย ID Tag, ตัวอ่านเขียน (เสาอากาศและชุดควบคุม) และอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น PC (Personal Computer), PLC (Programmable Logic Controller) หรือ MCU (Micro Controller Unit) โดยใน Tag ID จะบรรจุชิพ IC ที่มีความสามารถในการเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ได้ และมีเสาอากาศที่ตัว Tag ID เพื่อจะได้สามารถ อ่านและเขียนจากตัวควบคุมเมื่อถูกสั่งงานจาก PC หรือ PLC แสดงโครงสร้างดังรูปที่ 2

.

รูปที่ 2 แสดงโครงสร้างการใช้งาน RFID

.
Main Features of the RFID System

ถึงแม้ว่าเราจะคุ้นเคยกับระบบ Auto ID แต่ส่วนใหญ่ ยังต้องใช้คนมาเป็นผู้ดำเนินการหรือพูดง่าย ๆ ว่า ยังใช้คนมายุ่งเกี่ยวกับสินค้าหรือในสายงานการผลิต แต่สิ่งที่เราจะกล่าวถึงต่อไปนี้จะบอกถึงคุณลักษณะเด่นของระบบ RFID ได้เป็น 6 หัวข้อใหญ่ ๆ ได้ดังนี้

.

1. ระบบการอ่านอัตโนมัติ (Automation reading without human intervention) ระบบนี้จะแตกต่างจากระบบบาร์โค้ด โดยไม่จำเป็นต้องใช้คนในการดำเนินการ หรืออยู่ในกระบวนการผลิต แต่ถ้าเป็นระบบ RFID เราสามารถประยุกต์กับตัวเซ็นเซอร์ในการอ่านหรือเขียนเข้าระบบอัตโนมัติ โดยจะลดปัญหาของคนดำเนินการ หรือความผิดพลาดจากคนได้

.

2.การอ่านเขียนแบบไม่มีการสัมผัส (Contact free reading) ในการอ่านหรือเขียนข้อมูลจาก ID Tags สามารถทำได้เมื่อตัวควบคุม และ ID Tags อยู่ในระยะการสื่อสารซึ่งขึ้นอยู่กับสเป็คของแต่ละรุ่น

.

3.อ่านค่าจาก Tags หลายตัวในเวลาเดียวกัน (Multiple tags can be read simultaneously   การใช้งานระบบ RFID ผู้ใช้งานสามารถอ่านค่าใน Tags หลายตัวในเวลาเดียวกันได้ เพราะว่าระบบจะส่งคลื่นความถี่วิทยุออกไปอ่านค่าใน Tags จะใช้เวลาสั้นมากในการอ่านค่า และเก็บผลลัพธ์

4.สามารถจุข้อมูลขนาดใหญ่ได้ใน Tags (High capacity data Storage) เมื่อเปรียบเทียบกับบาร์โค้ดระบบ Tags ของ RFID สามารถเก็บได้มากกว่า 100 เท่า โดยจะอาศัยหน่วยความจำใน IC ที่บรรจุอยู่บน ID Tags
.

5.สามารถนำมาเขียนข้อมูลใหม่ได้ (Rewritable data) ข้อมูลที่บรรจุในชิพ IC บน ID Tags สามารถนำมาเขียนทับใหม่ได้ทำให้นำ ID Tags มาใช้งานซ้ำใหม่ได้

.

6.มีความทนทาน (Soil-resistant) ตัว ID Tags จะมีความทนทานต่อคราบสกปรก น้ำมัน และสารเคมี ความร้อน และสามารถสื่อสารได้แม้ว่าจะถูกคลุมด้วยคราบน้ำมัน หรือสิ่งสกปรก โดยขึ้นอยู่กับความสามารถของแต่ละรุ่นของตัวควบคุม

.

ตารางที่ 1 แสดงคุณสมบัติของ ID Tags เปรียบเทียบกับระบบอื่น ๆ

.

จากคุณสมบัติที่กล่าวไปแล้ว ท่านผู้อ่านหลายท่านคงพอจะเข้าใจถึงประโยชน์และการนำระบบ RFID มาใช้บ้างแล้ว ต่อจากนี้จะขอแนะนำ ย่านความถี่ที่ใช้งานและมาตรฐานของ RFID ย่านความถี่ที่ใช้งานกว้างตั้งแต่ประมาณ 125 KHz ไปจนถึง 2.45 GHz โดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นย่านต่าง ๆ ดังนี้

.

1.ย่านความถี่ต่ำ (Low Frequency, LF)

2.ย่านความถี่สูง (High Frequency, HF)

3.ย่านความถี่สูงมาก (Ultra High Frequency, UHF)

4.ย่านความถี่ไมโครเวฟ (Microwave)

.

1. ย่านความถี่ต่ำ จะอยู่ในช่วง 125 kHz จนถึง 134 kHz ระยะอ่านเขียนจะอยู่ที่ประมาณ 10 cm. สามารถอ่านทะลุผ่านวัตถุได้หลายชนิด ยกเว้นโลหะ นิยมใช้ในงานปศุสัตว์ บัตรเข้าออก หรือการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม

.

2. ย่านความถี่สูง จะอยู่ในช่วงความถี่ 13.56 MHz เป็นความถี่ที่นิยมใช้อย่างมากระยะการอ่านสูงสุดจะอยู่ที่ 100 cm. สามารถใช้ Tags ที่มีแบตเตอรี่หรือไม่มีก็ได้ นิยมใช้ในบัตรประจำตัวบุคคล หรือฉลากสินค้า

.

3. ย่านความถี่สูงมาก จะอยู่ในช่วง 866-915 MHz ระยะการอ่านเขียนอยู่ที่ 300-700 cm. ตัว Tags จะเป็นฟิล์มบาง ๆ ราคาต่อหน่วยไม่สูง นิยมใช้ในงาน Logistics หรือลักษณะงาน Supply Chain Management หรือในห้างสรรพสินค้าทั่วไป

.

4. ย่านความถี่ไมโครเวฟ จะใช้ความถี่ที่ 2.45 GHz ระยะการอ่านเขียนมากกว่า 1,000 cm. ตัว Tag จะเป็นชนิดที่มีแบตเตอรี่ เพราะจะอาศัยหลักการของเรดาร์ (Back sealer) งานที่ใช้จะเป็นงานอุตสาหกรรมรถยนต์ หรือการเข้าออกสถานที่

.

มาตรฐานที่สำคัญของระบบ RFID มีดังนี้

มาตรฐานสำหรับงาน Logistics;                                             ISO/IEC 18000, ISO/IEC 15961-15963, ISO/IEC 15418

มาตรฐานสำหรับงานปศุสัตว์;                                                    ISO/IEC 11784-1785, ISO/IEC 14223

มาตรฐานสำหรับงาน Contact less Smart Card;               ISO/IEC 10373, ISO/IEC 10536, ISO/IEC 14443, ISO/IEC 15693

มาตรฐานสำหรับงาน Global;                                                 EPC Global

.

การประยุกต์การใช้งานระบบ RFID เข้ากับระบบ PLC หรือ PC

นอกจากระบบบาร์โค้ดพัฒนามาเป็นสมาร์ทการ์ดจนมาถึงระบบ ID Tags ระบบการสื่อสารระหว่าง Controller RFID กับอุปกรณ์ Host ก็ถูกพัฒนาให้ใช้งานได้ง่ายและสะดวกขึ้นมาก ไม่ว่าจะต่อกับ Personal Computer ก็สามารถใช้ Software ในการสื่อสารโดยตรงกับตัว RFID หรือจะสื่อสารผ่าน PLC โดย PLC จะต่ออยู่กับ RFID Controller เราก็ใช้ Software SCADA ดึงค่าผ่านเข้าสู่ระบบการจัดการด้านต่าง ๆ รวมถึงระบบ EPR (Enterprise Resource Planning) ทำให้ผู้ใช้งานสามารถพัฒนาและขยายการใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ เช่น รุ่น V720S-CD1D หรือ V720S-CD2D สามารถนำมาใช้งานกับ PLC Omron รุ่น CSI Services หรือ CSI Services โดยผ่านทาง Serial Communicate Unit ในการสั่งอ่านและเขียนค่าจาก Tag จากการสื่อสารของ Tag กับตัวเสาอากาศสามารถแสดงสูตรคำนวณเวลาในการอ่านและเขียนดังนี้

.

                Fast mode           Read     T = 1.3N + 12.7   (msec) 

                                                Write      T = 1.3N + 13.5   (msec)

.

                โดยที่       T = Communications time (msec) 

                                N = Number of pages, the minimum access unit is page (4 bytes)

.
สำหรับเวลาการสื่อสารแบบ Multiple Access สามารถอ้างอิงจากตารางที่ 2 ด้านล่างนี้
.

ตารางที่ 2 แสดงค่าเวลาที่ใช้ในการเขียนข้อมูลลง Tags

.

รูปที่ 3 แสดงค่าลักษณะการเขียนหรืออ่านแบบ Multiple-tag Access

.

จากที่ได้กล่าวมาทั้งหมด การประยุกต์การใช้งานหรือการพัฒนาการใช้งานว่าควรเลือกใช้ RFID Controller แบบใด หรือ ID Tags แบบใด ขึ้นอยู่กับประเภทของงาน และสภาวะแวดล้อมของงาน ไม่ว่าจะเป็นอุตสาหกรรม หรือ Logistics ฯลฯ การนำเทคโนโลยีที่ทันสมัยเข้ามาประยุกต์ทำให้ระบบงานต่าง ๆ มีประสิทธิภาพและเสถียรภาพมากขึ้น ลดการสูญเสียจากระบบเดิม ทำให้เพิ่มโอกาสในการแข่งขันทางด้านธุรกิจได้สูงขึ้น โดยทางออมรอนประเทศไทย และบริษัท ต.ธีรกิจ ออโตเมชั่น จำกัด พร้อมให้คำปรึกษาและให้คำแนะนำในด้าน Hardware และ Software หรือเข้าเยี่ยมชมที่

.

http://www.torterakit.com, http://www.omron.ap.co.th หรือสอบถามเพิ่มเติมได้ที่ แผนกวิศวกรรม บริษัท ต.ธีรกิจออโตเมชั่น จำกัด โทรศัพท์ 0-2687-2222 โทรสาร 0-2211-8973 E-mail: sales@torterakit.com