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![]() First printed in RFID Journal
多くの人たちは最初の段階でRFIDの基本的な問題に直面します。
不完全な機器と低い性能に落胆し、RFIDソリューションの大きな障害は物理的要因であるとの
共通の間違った認識を持ちます。確かに液体、金属、反射、輻輳そして外部要因などが
RFID導入の頭の痛い問題である事は疑う余地はありません。
しかしながらそれらの問題の解決の裏にはサイエンスがあるのです。
少し 問題から離れてみるとRFIDのフィジックスが最適な解決を得るために設計、
設置段階で要となる事に気づくでしょう。
RFIDの導入はマジックではありません、サイエンスなのです
電波のフィジックスに親しみのない人はしばしばRFID導入はマジックの様だと言います。
当らずづしも遠からずかもしれません。名称が示すようにRFID（Radio Frequency Identification）
は電波をベースにしています。
RFIDシステムの全体の姿は無線データコミュニケーションネットワークなのです。
リーダは単に高出力の電波発信機であり、高感度の受信機でもあります、
そしてタグは似たような動きをする低出力の電波発信機であり、低感度の受信機と見なせます。
RFIDに対する見方を無線データコミュニケーションネットワークと変えたとたん、
電波のフィジックスが最適なRFIDのシステム構築を決め、問題を解決するための源であると言う事が明白になるでしょう。
RFIDに対する無線コミュニケーションチャネル、エレクトロニクス、
アンテナの特性に関する基本原理と理論は100年に及ぶ研究と経験から容易に理解する事ができるのです。
モトローラは1970年代から80年代にかけて電波装置の設計にこの基本原理を応用しました。
この原理を応用する事により、
今日のRFIDの導入に際しても時間とコストをセーブし頭の痛い問題を取り除いてくれるでしょう。
フィジックスは電波の問題に光明をもたらし、答えを与えます
フィジックスはどのように答えを出してくれるのでしょうか？ どこで問題に直面するか、
なぜ問題は存在するのか、そしてどのように解決ができるのかを教えてくれます。
これを行う為に、
RFIDアプリケーション設計においては詳細に分類されたコンポーネントに問題を落とし込みます。
1. 現場環境-
RFIDシステムは家電のように動作しません
通常RFIDシステムはクリーンな環境に設置される事はありません、
また見ることはできなくとも環境は汚れています。そして電磁波、電波信号、
電波放射などがすでに環境のなかに存在し、RFIDシステムに影響を与える可能性があります。
これらの影響因子を特定するためには少なくとも動作環境で24-48時間
(Full Faraday Cycle Analysis)のスペクトラム分析が必要です。
この分析結果はどの周波数がRFIDシステム設置環境で最も問題を起しているかを知ることができます。
またこの事は同じように新設のRFIDシステムが既存の無線施設にどのように影響するかも知ることができます。
また電波経路損失曲線
(PLC)の分析をRFIDリーダーの設置環境で行う必要があります。
PLCのデータは使用場所で電波がどのように歪み、減衰するかを明らかにしてくれます。
この情報は設置環境の差異を明らかにし、アンテナの方向、位置、電源の場所や磁場フィールドなどの重要なデータとなります。電波経路損失曲線は不感ゾーンを最小化するための設計図を示し、電波のフィールドを可視化してくれるのです。
2.材質
– トライアル･アンド･エラーでない
SKUテスト
リーダからの漏洩電波が環境に影響を与えるように、タグを貼る対象物の材質により送信、受信の双方において信号や電波パターンが変化されてしまいます。
例を示すと、多くの人は液体がUHF波を減衰させ、金属が反射を起す事に危惧を持っています。しかしながら多くの人はどのようにタグ信号の歪みや後方拡散損失がどの周波数で、どのようになるかを測る方法を知りません。.
周波数レスポンス特性(FRC)
は最適なタグの選択、設置、改善計画などに対し科学的な裏づけを与えます。タグの材質に対する分析は
どのタグが使えるか、使えないか、そしてどこに添付するかを容易に教えてくれます。
材質に対するタグの選択だけではしばしば選択肢も添付場所にも限界がありますが
このデータはそれ以上にリーダ、アンテナの組合せまでも含めた情報を提供してくれます。
これによりより高い確率での読取率の向上がはかれます。
私たちは最近の顧客でトライアル･アンド･エラー方式でどのようにしても
８０％以上の読取率が得られなかったケースでFRCを使った手法に変えたところ、
１００％の読取率を達成しました。
3. RFIDネットワークアーキテクチャ
– 導入の為の仕様
設置環境の条件、製品材質の条件、ビジネスのプロセスと目的が明確になった時点で
最適なRFIDネットワークアーキテクチャの設計を始めなければなりません。
RFIDネットワークアーキテクチャは場所、設置、リーダ機器、タグ、機器構成、
電源などのトポロジーの仕様と、リーダの相互接続や交信レートなどを含んで設計します。
多くのユーザは未だに工場から出荷したままの機器をそのまま使い、アンテナを取り付け、
タグを通して、どうなるかを見ています。
それで上手く行かなければ設定を変えて再トライを繰り返しています。
しかし測定をきちんと行う事により電波が目的の商品に適切に向けられてを知ることができます。
これによりトポロジー、機器、構成を確実にし、導入を成功に導きます。
環境や部材が電波環境に適さない場合はどうしますか？
もしも過酷な環境や製品材料が電波伝達に適さない場合、相殺的干渉の原理を理解する事はより一層重要となります。
仮に電波環境が適していない場合でも、最適な構成でなくとも運良く動作する場合もあります。
しかしながらこれは決して電波に適した設定である保障はありません。
電波フィジックスによる測定と計算は最も難しいRFIDのパズルを解く鍵を与えてくれます。特定の周波数、場所、アプリケーションに焦点をあて、特定のタグとリーダが要求仕様に適するものかを教えてくれます。
フィジックスは推測で行う作業を無くします
事は単純です、RFIDの構成を想定で進めるのか、あるいは答えを出してから進めるかです。
フィジックスは成功するRFID導入の為の情報を最初の時点で与えてくれます、そして「トライアル･アンド･エラー」手法は”試しに行う”以上の何物でもありませんので問題に対してなんのヒントも与えてくれません。
フィジックスはどんな環境であるに関わらず、最適な解決方を与えてくれます。
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