Technologia RFID (ang. Radio-Frequency Identification) oferuje szereg korzyści dla rolnictwa, szczególnie tego, które przechodzi transformację cyfrową.
dr inż. Jacek Skudlarski, SGGW w Warszawie
Tagi RFID (ang. Radio-Frequency Identification), zwane także chipami czy identyfikatorami, są najczęściej kojarzone jako małe urządzenia przyczepiane do odzieży lub innych produktów znajdujących się w sklepach dla zabezpieczenia przed kradzieżą. Te urządzenia są bardzo przydatne w wielu branżach, w tym w rolnictwie, w przemyśle oraz logistyce, ułatwiając monitorowanie produkcji oraz przepływu towarów oraz przesyłek.
| Czym są tagi RFID? |
RFID to technologia umożliwiająca bezprzewodową identyfikację różnego rodzaju obiektów za pomocą fal radiowych. Pracownik, korzystając ze specjalnego czytnika wychwytującego fale radiowe, jest w stanie wykryć oraz zidentyfikować wszystkie tagi RFID znajdujące się w określonej odległości. Czytnik RFID może być także urządzeniem stacjonarnym umieszczonym np. w przejściach pomiędzy pomieszczeniami w zakładzie.
Tagi RFID, zwane także chipami lub znacznikami bądź transponderami, to mikroskopijne układy elektroniczne z mikroprocesorem i anteną zawierające unikalny numer oraz pewną ilość danych dotyczących obiektu, na którym się znajdują. Mogą one być naniesione na plastikowe karty, opaski, taśmy przylepne wykonane ze specjalnego papieru bądź umieszczone w elementach wykonanych z tworzywa sztucznego (np. breloczki, żetony, bolce wbijane w palety). Gdy identyfikator ma postać etykiety, układ elektroniczny z anteną zatopiony jest na w cienkiej folii. Etykiety z układem elektronicznym są drukowane przez specjalne drukarki podłączone do systemu informatycznego (oprogramowana zarządzającego określonym działem w przedsiębiorstwie). Mają one szczególne zastosowanie w gospodarce magazynowej.
Znaczniki pełnią w systemie rolę nośnika informacji. Każdy znacznik może być wyposażony w unikalny identyfikator, dzięki któremu jest rozpoznawany przez system.
Technologia RFID polega na tym, że każdy produkt bądź obiekt, którym mogą być maszyny, różne produkty, zwierzęta oraz ludzie, jest wprowadzony do specjalnej bazy danych programu do zarządzania produkcją bądź innymi procesami tak w przedsiębiorstwie, jak i gospodarstwie rolnym. Tym samym do każdego obiektu przypisany jest konkretny tag RFID. Gdy dany obiekt znajdzie się w pobliżu czytnika lub czytnik znajdzie się w pobliżu obiektu, po odczytaniu przez czytnik numeru ID znacznika następuje identyfikacja obiektu, a użytkownik systemu automatycznie otrzymuje informacje pozyskane z bazy danych, do której przypisano dany obiekt. W ten sposób można automatycznie monitorować przemieszczanie się wózków widłowych z paletami produktów w zakładzie lub w magazynie. W momencie, kiedy wózek widłowy przejeżdża przez bramkę z czytnikami, która znajduje się w przejściach pomiędzy poszczególnymi pomieszczeniami, system sczytuje zarówno pojazd, jak i paletę. W ten sposób wiadomo, kiedy i gdzie produkty były przemieszczane. W gospodarce materiałowej można automatycznie monitorować przyjęcia towarów do magazynów, a także ich wydania z magazynu.
Wyróżnia się dwa rodzaje tagów RFID. Pierwsze z nich to dość popularne tagi pasywne, które nie posiadają własnego źródła zasilania. Energia niezbędna do uruchomienia mikroprocesora powstaje w wyniku działania pola elektromagnetycznego emitowanego przez czytnik. Odczyt i zapis tagów pasywnych może odbywać się przy stosunkowo krótkich odległościach (maksymalnie do kilku metrów). Jednakże są one zdecydowanie tańsze niż tagi aktywne. Te natomiast dysponują własną baterią. Zasięg ich sygnału dochodzi do 10 m. Ponadto, sygnał z tych tagów może być odczytywany z pojazdów poruszających się z bardzo dużymi prędkościami. Mają one m.in. zastosowanie w systemach opłat drogowych viatoll.
Tagi pracują na różnych częstotliwościach: LF (10–00 kHz), HF (10–15 MHz), UHF (860–960 MHz), mikrofale (2,4–5,0 GHz). Tagi LF cechuje mała przepustowość i prędkość transmisji danych oraz mały zasięg (do 0,5 m). Zasięg tagów HF sięga do 1,5 m. Urządzenia te mają wyższą przepustowość niż tagi LF. Najwyższą przepustowość i największy zasięg mają tagi pracujące na częstotliwości mikrofal. Pasmo mikrofalowe 2,4–5,0 GHz jest wykorzystywane przede wszystkim przez identyfikatory aktywne.
| RFID w rolnictwie |
Najbardziej popularnym zastosowaniem technologii RFID w rolnictwie jest znakowanie zwierząt. Mogą mieć one postać obroży zawieszanej na szyi lub opaski zakładanej na kończynę, lub być montowane na klipsach zakładanych na uszy zwierzęcia. Są to urządzenia pasywne pracujące na częstotliwości UHF. Czytniki chipów RFID są montowane przed bramkami selekcyjnymi, robotami udojowymi lub stacjami paszowymi. Poprzez odczyt z chipa odbywa się identyfikacja zwierzęcia. Odczytany numer zwierzęcia jest weryfikowany w bazie danych programu do zarządzania stadem. Wtedy to system bramek dopuszcza zwierzę do robota lub stacji paszowej, ewentualnie nakierowuje do pomieszczenia, w którym będzie wykonana inseminacja lub zabieg weterynaryjny. Wraz z rozpoznaniem zwierzęcia rolnik otrzymuje szereg informacji dotyczących stanu zdrowotnego, wydajności mlecznej, konieczności przeprowadzenia zabiegów weterynaryjnych itp.
Tagi RFID mogą też być montowane na ciągnikach, maszynach, a zwłaszcza na środkach transportowych. Odczyt z chipów może być wykorzystany do rozpoznawania pojazdów wjeżdżających na teren gospodarstwa oraz je opuszczających. Identyfikacja maszyn i pojazdów może być zapisywana w systemach do zarządzania parkiem maszynowym. W ten sposób można monitorować wywóz z gospodarstwa środków produkcji na pole i przywóz z pola płodów rolnych.
Tagami RFID można znakować opakowania, palety i inne pojemniki zawierające pasze oraz produkty żywnościowe, które opuszczają gospodarstwo. W ten sposób można zlokalizować, z jakiego gospodarstwa pochodzi dany produkt, a nawet – z jakiej uzyskano go plantacji (działki) czy grupy zwierząt.
Tagi RFID mogą być umieszczane na balotach siana lub sianokiszonki. Zintegrowany z programem do zarządzania gospodarstwem moduł umieszczający tagi RFID montowany jest na szczycie komory zwijającej lub prasującej w prasach dowolnego typu. Umieszczony na ciągniku czy ładowarce czytnik tagów RFID identyfikuje balot podczas pobierania i załadunku na środek transportowy. Dzięki temu można rozpoznać, z jakiej łąki pochodzi dana pasza. Taka informacja może być wykorzystywana do oceny jakości pasz z poszczególnych pól.
| Rejestracja czynności wykonywanych przez pracowników za pomocą technologii RFID |
Technologia RFID pozwala rejestrować pracę pracowników także w gospodarstwie rolnym. Można w tym celu zastosować małe proste urządzenie odczytujące tagi RFID. Takie rozwiązanie oferuje firma InviNets, która stworzyła innowacyjny system mający zastosowanie zarówno w branży przemysłowej, farmaceutycznej, jak i w rolnictwie. System o nazwie MAPS umożliwia rejestrację wszelakich zdarzeń za pomocą prostego urządzenia wykorzystującego technologię RFID (sensor S-RFID). Sensor S-RFID to urządzenie o masie 52 g i wymiarach 78 x 48 x 20 mm, które odczytuje karty RFID. Jest on wyposażony w pamięć wewnętrzną, rejestrator notatek głosowych oraz Bluetooth (taki jak w smartfonach). S-RFID jest zasilany jedną baterią CR2477, która przeciętnie wystarcza na jeden rok. Co ważne, w trakcie jej wymiany nie dochodzi do utraty danych odczytanych przez sensor. Urządzenie wyposażono w klips do mocowania na pasku, dzięki czemu jest on wygodny do noszenia. Sensor może być wyposażony w dodatkowe urządzenia pomiarowe: termometr, higrometr, barometr, akcelerometr, magnetometr, czujnik natężenia światła i żyroskop, dzięki czemu może być on wykorzystany w różnych przedsiębiorstwach.
Kolejnym składnikiem systemu MAPS są uniwersalne karty RFID, które mogą mieć różną postać (karty, naklejki, opaski, breloki itp.). Karty RFID są umieszczane w różnych miejscach (lokalizacjach), np. przy maszynach. W tym samym miejscu może być umieszczonych kilka kart RFID. Mogą być one zgrupowane na jednej tablicy. Jedna z kart umożliwia identyfikację miejsca wykonania czynności, pozostałe zaś – rodzaj wykonywanych zadań.
W systemie MAPS pracownik pobiera małe urządzenie (sensor S-RFID) oraz skanuje swoją kartę chipową. W ten sposób informatyczny system, obsługujący dany dział w przedsiębiorstwie lub gospodarstwie, identyfikuje pracownika, któremu zlecono określone zadania. Następnie pracownik, przybywszy na określone miejsce (maszyna, określona lokalizacja), gdzie ma wykonać dane zadanie, skanuje sensorem kartę chipową, która identyfikuje owe miejsce. Jednocześnie system zapisuje datę i godzinę przybycia pracownika do określonej lokalizacji. W dalszej kolejności pracownik skanuje kartę chipową identyfikującą dane zadanie. System po odczycie przypisuje realizacji danego zadania datę i godzinę jego wykonania.
Trzecim elementem w systemie MAPS jest smartfon, poprzez który dane z sensora trafiają do chmury InviNets MAPS. W tym celu na smartfon wgrywana jest specjalna aplikacja, która poprzez sygnał Bluetooth pobiera dane z sensora. Pobrane dane przetransferowane do chmury są opracowywane i zestawiane w programie Excell. Dane mogą być zbierane okresowo, np. raz podczas zmiany. System MAPS w przypadku rolnictwa przeznaczony jest głównie dla produkcji szklarniowej, ale może mieć także zastosowanie w innych działach produkcji rolnej.
