Resonaattoreilla varustetun säteilevän kaapelin soveltuvuus RFID-varastoinventaariojärjestelmään

• Main Author: Seppänen, R. (Riku)
• Format: Dissertation
• Language: Finnish
• Published: University of Oulu 2018
• Subjects: Electrical Engineering
• Online Access: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201806052443; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:fi:oulu-201806052443

Tutkimuksessa kartoitettiin säteilevän koaksiaalikaapelin soveltuvuutta radiotaajuustunnistukseen perustuvassa inventaariojärjestelmässä. Tarkoituksena oli selvittää, kuinka hyvään suorituskykyyn kaapeleilla on mahdollista päästä passiivisten transpondereiden (tagien) tunnistamisessa varasto-olosuhteissa. Tutkimuksiin käytettiin kahta eri kaapeliantennityyppiä: koko kaapelin mitalta kyljestä avattua kytkentämoodin kaapelia sekä periodisesti aukotettua säteilymoodin kaapelia. Kaapelit asennettiin metalliseen hyllykköön ja niiden toimintaa mitattiin RFID-lukijalaitteella 35 ja 75 cm:n etäisyyksiltä. Hyllykössä oli viisi tasoa 40 cm:n etäisyydellä toisistaan, joista neljää käytettiin mittauksiin. Pidemmän välimatkan mittaukset suoritettiin poistamalla joka toinen taso, jolloin hyllyväliksi tuli 80 cm. Tasojen koko oli 50 * 200 cm. Mittauksien aikana tagia pidettiin viiden senttimetrin korkeudella tasosta. Kaapeleihin asennettiin kuparisia resonaattoreita voimistamaan säteilytehokkuutta, jotka viritettiin käyttäen vektoripiirianalysaattoria. Testeissä huomattiin, että resonaattorit on vaikea saada täysin yhtäläiseen vireeseen ja tietyissä kaapeleiden kohdissa viritys oli vaikeaa. Tästä johtuen lukijalaitteen lähettämä signaalia ei saatu jakaantumaan täysin tasaisesti jokaisen hyllytason kohdalle. Resonaattoreilla oli merkittävä vaikutus lukuetäisyyteen. Ilman resonaattoreita lukuetäisyys oli alle 10 cm ja resonaattoreiden kanssa se ulottui mitatulle 75 cm:n etäisyydelle. Tarkoituksena oli pyrkiä mahdollisimman korkeaan lukuvarmuuteen koko kaapelin mitalla. Kaapeleiden toimintaa vertailtiin ja lopputuloksena kytkentämoodin kaapelin todettiin toimivan paremmin tässä tutkimuksessa kuvaillussa ympäristössä. Kaapeli pysyi hyvin vireessä ja sillä pystyi tunnistamaan tageja testihyllykön alueelta neljältä tasolta yhtäaikaisesti. === Radiating coaxial cables were tested for use in a radio frequency identification based inventory system. Goal was to find out how good performance cables can provide in identifying passive transponders (tags) in a warehouse environment. Two types of coaxial cables were used. Radiating mode and a coupling mode cables. Coupling mode cable is cut open throughout the length of the cable. Radiating mode cable was made by cutting holes periodically on the outer copper layer. Cables were mounted into a metal shelf and the performance was measured with a RFID reader from 35 and 75 cm distances. The shelf had five levels with 40 cm distance between each other. Four levels were used for measuring. Longer distance measurements were conducted by removing every other level when distance between levels increased to 80 cm. Size of the levels was 50 * 200 cm. Tag was held 5 cm above the shelf plane during measurements. Copper resonators were attached on the cables in order to boost the radiating efficiency. Resonators were tuned by using a vector network analyzer. Tests showed that resonators were difficult to tune uniformly and that at certain sections of the cable, coupling was really difficult to achieve. Due to this problem, completely uniform radiation output between all shelf levels was challenging to achieve. Resonators had a significant influence on reading distance. Without resonators the reading distance was below 10 cm and after installing the resonators, reading distance reached the measured 75 cm. The goal was to try and reach as high reading certainty as possible throughout the cable length. The performance of the cables was analyzed and in the end, coupling mode cable showed better results in the environment of this study. Cable was not vulnerable to disturbances and was able to read tags from four levels of the shelf simultaneously.