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提升RAIN RFID Label標籤生產效率關鍵因素之一: Encoding Cycle Time與市場上主要RAIN Tag ICs錄碼速度測試分析



當RAIN RFID技術已趨近成熟,應用領域遍及各行業時,貼標(RFID tagging)的數量將急遽上升,因此RFID標籤產業需要一套更有彈性且快速的貼標錄碼解決方案,我最近從NXP RAIN RFID專案經理 Mr. James Goodland那兒聽到: 「未來商品在設計時,就會將RAIN功能整合到商品上,而不是像現在將RFID標籤貼在商品上」,這也意味著,日後會有更多公司和終端用戶會跨入RAIN RFID行業,所以RAIN技術供應商需開始思考如何提供相對應的產品或服務以滿足未來市場的需求。這是第一篇和NXP共同撰寫的Blog,我們將探討在採用RAIN RFID時應考慮到的技術問題,首先我們將說明標籤錄碼週期(cycle time)如何影響標籤產出和標籤晶片的選用。


將產線速度轉換為可用的標籤錄碼週期時間

現階段市場上大部分的RAIN貼標(tagging)模式都還是使用以Inlay覆合成的標籤或吊卡為主,也就是說標籤(吊卡)上的訊息噴印和錄碼工作大都是在機器上以約每分鐘數十公尺產線速度完成。我們就以每分鐘30公尺產線速度來計算,假設標籤的長度是3.2公分(1.25 Inch),那麼1秒鐘將可以處理16張RAIN標籤。換句話說,處理一張標籤的時間只有62.5ms,在這62.5ms的週期時間內,標籤在產線上必須完成進出、訊息噴印和錄碼工作,如果你的RAIN錄碼所需時間是短於這週期時間,你的產線產出將不受影響。


如何不浪費時間的進行單一標籤錄碼 在標籤生產線上,我們時常須對單一RAIN標籤進行測試或錄碼,但問題是產線上有許多標籤會干擾RAIN標籤的測試或錄碼,基本上我們可以通訊協議(protocol)或是工程技術避開這個問題。 如採用通訊協議選擇特定標籤進行錄碼,使用者必須先執行inventory指令,然後才可以對標籤進行錄碼,然而執行inventory指令則會增加錄碼時間,特別是使用高Q-values時,因此,這個方法並不適用於產線高速錄碼。 另一方式則是採用特製天線Snoop Pro和專用錄碼器及觸發信號的設定,一樣可以達到對單一標籤進行錄碼,而且這個方式並不會增加錄碼時間。Voyantic Ensurance 錄碼解決方案提供上述兩種方式,但一般在產線上,使用特製天線Snoop Pro和專用錄碼器執行標籤錄碼會是最佳選項。 Ensurance 錄碼解決方案 為了讓Ensurance錄碼系統順利對標籤進行錄碼,標籤並不一定都要處在天線Snoop Pro的正上方,所以上面提到的標籤週期時間幾乎都可以用來進行錄碼工作,這也意味著,當機器以指定的最大速度運行時,Ensurance搭配的錄碼器完全不會閒置著。如果你是使用一般商業讀寫器進行標籤錄碼,為了要確保標籤錄碼的正確性,也許你會將產線速度調降50%以拉長標籤週期時間,或是加裝第二台商業讀寫器以便對那些錄碼不良的標籤進行二次錄碼,但是加裝讀寫器除了增加開支和擺設空間,也會讓整個錄碼系統變得更複雜。 我要說的是,在標籤生產環境中,首選的策略是使用具有高可靠性和高穩定性的RAIN錄碼系統,如此才能提高標籤產出和維持標籤錄碼品質。


標籤寫碼指令選項

所有遵循GS1 EPC Gen2 協議(ISO 18000-63標準)晶片都支援WRITE-Command,Gen2協議裡還包含一個選項指令BLOCKWRITE,BLOCKWRITE這個指令可以提升標籤錄碼效率。是否支持BLOCKWRITE指令取決於IC的設計,另外,請注意,不同IC其每一個BLOCKWRITE指令可支援寫入的資料量(Words)會有所不同。讓我們看看NXP UCODE® 8這個晶片:


a) WRITE

執行WRITE protocol control (PC) word, UID / EPC 96 bits and access password (nine words) + lock + read,所需時間為 66.5 ms。

b) BLOCKWRITE

執行BLOCKWRITE PC word (1 word at the time), UID / EPC 96 bits (3 blockwrites, 2 words at the time), and access password (1 blockwrite, 2 words) + lock + read,所需時間為 49.4 ms。

從上面的說明,只有使用BLOCKWRITE指令可以將標籤錄碼時間控制在62.5m內以滿足1秒鐘處理16張標籤的要求(產線速度每分鐘30公尺,標籤的長度是3.2公分),在此也需說明,執行BLOCKWRITE標籤錄碼工作需要具備一定程度的EPC Gen2協議專業知識。


RAIN IC的性能一直不斷的提升中 RFID標籤IC設計公司往往需要在相互衝突的需求中冷靜作出明智的決擇,譬如,客戶期盼IC有更出色的功能,而且IC尺寸要做的更小並符合ETSI RED規範,有些客戶則是希望新型RAIN IC靈敏度能夠優於市面上的RAIN IC。最後這些新款IC都匯集到Voyantic的實驗室,剛剛討論有關標籤IC錄碼時間,因此得以驗證。 比較不同RAIN RFID標籤IC寫碼速度 我們試著去測試這些IC的錄碼速度,使用的指令包含WRITE和BLOCKWRITE,一般使用者很難在IC Datasheet裡找到這些訊息,即使知道了IC錄碼速度,對大部分的RAIN終端使用者也沒有特別的意義,但是RFID標籤IC錄碼所需時間,在產線上進行快速錄碼確是極為重要的參數。


如果你有興趣想要了解更多訊息,請下載 “RAIN Tag IC Encoding Speed Test Result Overview”測試文件,你會發現如要進行UID/EPC+ACCESS password+Lock+Read等指令、 並不是所有IC的錄碼時間都能在62.5ms完成。IC寫(錄)碼的速度會和協議(protocol)設定有關,因此,我們都使用相同的協議設定對所有IC進行測試,詳細設定請參考測試文件。




這就是全部?

其實還有許多RFID標籤錄碼知識和技術值得更深入的探討,但如果你不是從事RFID標籤錄碼規劃相關工作,本篇文章所傳遞的訊息應已滿足你的需求。另外,如果你不想花費太多時間探索錄碼相關技術問題,但工作上確有需求,建議可以進一步的來了解Voyantic Ensurance標籤錄碼解決方案。


請繼續關注我們與NXP共同撰寫的Blog,下一篇我們將討論在RFID標籤產線上使用的各種類型機器。如有任何疑問,歡迎連繫我司在亞州業務代表。




Source: RAIN RFID Deployed in High-Speed Production Machines_Aspects of Cycle Time

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