تطبيق تسمية درجة الحرارة RFID في النقل الحديث في سلسلة التبريد

- Apr 05, 2018-

المقدمة

يشير النقل بالسلسلة الباردة إلى نقل البضائع التي يتم الاحتفاظ بها دائمًا عند درجة حرارة معينة أثناء عملية النقل بأكملها ، بما في ذلك التحميل والتفريغ وتغيير وسائط النقل واستبدال معدات التعبئة. يمكن أن يكون نمط النقل بالسلسلة الباردة عبارة عن النقل البري ، أو النقل المائي ، أو النقل بالسكك الحديدية ، أو النقل الجوي ، أو أنه يمكن أن يكون وسيلة نقل متكاملة تتألف من وسائط نقل مختلفة. النقل بالسلسلة الباردة هو جزء مهم من الخدمات اللوجستية لسلسلة التبريد. يشمل النقل بالسلسلة الباردة أساسا: المستحضرات الصيدلانية مثل: اللقاحات ومنتجات الدم. الأطعمة الطازجة مثل: الأطعمة المجمدة واللحوم والمشروبات الباردة والخضروات والفواكه والمنتجات المائية ، إلخ.

يمكن تقسيم علامات RFID إلى ثلاثة أنواع وفقًا لأساليب اكتساب الطاقة الخاصة بهم. النوع الأول هو العلامات السلبية. بعد أن تدخل العلامة الحقل المغناطيسي ، فإنها تستقبل إشارة RF من القارئ ، ويتم إرسال الطاقة التي تم الحصول عليها بواسطة التيار الحثي وتخزينها في الشريحة. معلومات المنتج ، هذه العلامات عادة ما يكون لها هوية رقمية وعدد محدود من وحدات الذاكرة ، التي تنتمي إلى العلامات السلبية. النوع الثاني هو العلامات شبه النشطة ، ودوائر RF لهذه العلامات تستخدم أيضًا التيار الحثي لتوفير الطاقة ، وأجزاء أخرى من الدائرة. يتم تشغيلها بواسطة بطارية مدمجة ، لذا فهي أيضًا نوع من العلامات السلبية ؛ النوع الثالث هو علامة نشطة. يوفر هذا النوع من البطاريات المدمجة في البطاقة طاقة للدائرة بأكملها ويرسل البيانات بشكل نشط إلى جهاز الاستقبال ، وهو عبارة عن علامة نشطة ؛ بالإضافة إلى وجود هويات رقمية ، فإن نوعي العلامات لهما أيضًا معلومات أساسية أخرى ، مثل معلومات درجة الحرارة ، وتخزين المعلومات كبير نسبيًا.

العلامة درجة الحرارة RFID العلامة التي تجمع بين التعريف الرقمي وقياس درجة الحرارة. عند استخدام التعريف الرقمي لاستكمال تحديد المواد ، فإنه يقيس ويسجل البيئة التي يقع فيها. قامت هذه المقالة بمناقشة معمقة حول علامات حرارة RFID في مجال النقل الحديث للسلسلة الباردة.

علامات درجة الحرارة والقراء والتطبيقات

1 مقدمة عن حالة النقل بالسلسلة الباردة

في الولايات المتحدة واليابان وبلدان أوروبا الغربية ، يبلغ معدل نقل الأغذية الباردة من 80 ٪ إلى 90 ٪ ، وأوروبا الشرقية حوالي 50 ٪ ، والصين فقط حوالي 10 ٪. من المفهوم أن كمية النفايات الناجمة عن التخلص من المواد الغذائية الفاسدة في الصين في العام الماضي بلغت 70 مليار يوان ، وهو ما يمثل 20 ٪ من القيمة الإجمالية لإنتاج الغذاء. ويعزى هذا النوع من النفايات بشكل رئيسي إلى عدم وجود نظام نقل سلسلة التبريد ، مما تسبب في التخلص من بعض الأطعمة بسبب عدم القدرة على الحفاظ عليها لفترة طويلة أثناء النقل. بالنسبة للأدوية ، سيؤدي انحراف درجة الحرارة إلى تدهور جودة الأدوية وحتى اختلاف درجة السمية. سيؤدي تجميد الببتيدات والأدوية البروتينية إلى تقليل الفاعلية ، ويؤثر على الفعالية ، ويفقد نشاط تجميد اللقاحات ، وحتى ينتج سمومًا ضارة.

لنقل سلسلة التبريد ، يجب علينا إتقان ظروف درجة الحرارة. تتمثل طريقة المراقبة التقليدية في استخدام مسجِّل درجة الحرارة لقياس وتسجيل درجة حرارة النقل بالكامل ، أي مسجل درجة حرارة واحد أو أكثر لكل مركبة نقل لقياس وتسجيل النقل. درجة الحرارة في العملية ، عندما تصل البضائع إلى يتم توصيل وجهة النقل ، ومسجل درجة الحرارة والكمبيوتر إلى الكمبيوتر من خلال اتصال سلكي ، ومن ثم إحصائيات وتحليل البيانات ، على سبيل المثال ، لإيجاد الاتجاهات القصوى ، والحد الأدنى ، ومنحنى. يمتلك مسجل الحرارة التقليدي مساوئ الأسعار المرتفعة ، والحجم الكبير ، وعدم القدرة على قياس درجة حرارة صندوق واحد ، والتعرف التلقائي لمعلومات المنتج ، والحاجة إلى الاتصال السلكي والتدخل اليدوي لتصدير البيانات ، ولا يمكن أن يفي بمتطلبات مراقبة درجة الحرارة في صناعة النقل سلسلة الباردة الحديثة. .

بالإضافة إلى درجة الحرارة ، فإن صناعة النقل بالسلسلة الباردة تواجه أيضًا مشكلة تمايز المسؤولية. رأس واحد من وسائل النقل السلسلة الباردة أصدرت مرة واحدة مثل هذه المشاعر. "يتم التحكم في نقل المبرد والتخزين المبرد في شركتنا وفقًا لدرجة حرارة الطعام القياسية ، ولكن يتم استلامها من الموردين. عندما يتم شحن البضائع ، غالباً ما يتبين أن المورد لم يشغّل البضاعة عند درجة الحرارة المناسبة. في هذه الحالة ، سنقوم بإعادة تجميد البضائع ثم نقلها إلى المتاجر المختلفة. ومع ذلك ، فبمجرد حدوث مشكلة في المتجر ، سينقل العميل المسؤولية إلينا. من ناحية أخرى ، بالنسبة لبعض الشركات ذات حس المسؤولية الضعيف ، من أجل توفير التكاليف ، عندما يقوم العميل بتحميل البضائع ، يتم تشغيل الجهاز البارد. أثناء عملية النقل ، يتم إيقاف تشغيل معدات التبريد. عندما يتم تشغيل الأرض ، لا يمكن تشغيل الجهاز البارد تمامًا. عندما يتم تسليم البضاعة ، يتم تجميد السلع فعليًا ، لكنها تدهورت فعليًا. ولذلك ، فإن مشكلة تقسيم المسؤوليات هي أيضا مسألة تحتاج إلى حل عاجل. أي عندما يصل المنتج إلى الطرف المستقبل وجودة المنتج لا تفي بالمتطلبات ، يجب الحكم على ما إذا كان السبب في ذلك هو درجة حرارة البضاعة غير المستوفية للمتطلبات. ومن هذه المخاوف من أن بعض شركات الأدوية الكبرى في الصين ترغب في الوقت الحالي في إنفاق مبالغ طائلة من المال وتكاليف باهظة لبناء الخدمات اللوجستية وهي غير راغبة في تبني شركات نقل سلسلة التبريد من طرف ثالث. من الواضح أن تكلفة القيام بذلك باهظة الثمن.

2 تطبيق علامات الحرارة في النقل بالسلسلة الباردة

تم تطوير تقنية التعرف على الترددات اللاسلكية (RFID) الجديدة بشكل تلقائي في الداخل والخارج [1]. أصبح البحث عن إدخال تكنولوجيا RFID في مجال التطبيقات اللوجستية موضوعا ساخنا. صممت وطورت نظام فرز لوجستية التبغ على أساس تقنية RFID لتحقيق الفرز التلقائي لمنتجات التبغ. استناداً إلى تحليل احتياجات نظام تتبع اللوجستيات الخاص بمؤسسات تصنيع السيارات ، تم اقتراح نظام إدارة تتبع لوجستي قائم على تقنية RFID [4]. التطبيقات المذكورة أعلاه تستخدم مجرد RFID كمعرف لتحديد المنتجات. بالنسبة لصناعة النقل الحديثة في سلسلة التبريد ، يجب ألا يهتموا فقط بتحديد منتجاتهم بل يهتمون أيضًا بقيم درجة الحرارة المرتبطة بهم. يمكن أن تفي علامة درجة الحرارة بمتطلبات مراقبة درجة حرارة سلسلة النقل الباردة لأنها تحتوي على معلومات رقمية عن درجة الحرارة ودرجة الحرارة في نفس الوقت.

2.1 علامات درجة حرارة RFID شبه النشطة التي يمكن استخدامها للتتبع بأثر رجعي

توفر بطاقة درجة الحرارة شبه النشطة الطاقة للحصول على درجة الحرارة والتخزين من خلال بطارية مدمجة ، والتي يمكنها بشكل مستقل إكمال اكتساب درجة الحرارة وتخزينها. عند إدخال نطاق التعرف الفعال للقارئ ، يتم استخدام قارئ البطاقة للحصول على الطاقة لإكمال تبادل البيانات. هذه العلامة درجة الحرارة لديها استهلاك الحالي منخفضة للغاية.

هناك نوعان رئيسيان من علامات درجة الحرارة شبه النشطة: علامات درجة حرارة عالية التردد تتطابق مع معايير ISO / IEC 15693 وعلامات درجة حرارة فائقة للتردد تتوافق مع معايير ISO / IEC 18000. وينعكس الفرق الرئيسي بين الاثنين في قوة الاختراق ومسافة الاعتراف. تتميز العلامة الحرارية لدرجات الحرارة العالية بنفاذ قوي وهي مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات. يمكن تطبيقه على كل من السلع السائلة (مثل منتجات الدم) والسلع الصلبة (مثل الأطعمة المجمدة). عيب النقل هو أن مسافة الاعتراف قصيرة نسبياً. حتى مع وجود قارئ بطاقة عالية الطاقة ، يتم الاحتفاظ بمسافة التعرف الفعالة في حدود 1 متر ، كما هو موضح في الشكل 3 ولـ UHF. من حيث العلامات ، يتم زيادة مسافة التعرف بشكل كبير ، ولكن تغلغلها أضعف من علامات HF.

13.56M درجة الحرارة شبه النشطة تسمية وقارئ بطاقة

13.56M القارئ العالي الطاقة شبه النشطة

إن تدفق استخدام بطاقة درجة الحرارة شبه النشطة هو كما يلي: عندما يكون المنتج خارج المستودع ، وفقًا لاحتياجات نقل البضائع ، يتم تعيين بطاقة الحرارة على وقت البدء وفترة تجميع مجموعة علامة الحرارة ، و يتم وضع ملصق درجة الحرارة في حاوية نقل البضائع لتسليم الشحن ؛ بعد تحرير البضاعة ، تبدأ علامة درجة الحرارة تلقائيًا وظيفة تسجيل درجة الحرارة بعد الوصول إلى الوقت المحدد ، وسيتم تسجيل قيمة درجة الحرارة المحيطة بشكل مستمر في فترة التجميع المحددة مسبقًا. خلال عبور البضائع ، سيتم قراءة علامة RFID بواسطة الجهاز المحمول باليد. تسمية المعلومات ودرجة الحرارة لضمان فعالية السلع ؛ في تخزين المنتج ، يمكن للقارئ الثابت باليد أو القارئ الثابت عالي القدرة فرز البضائع بسرعة وبدقة وفقًا لمعلومات بطاقة RFID والتحقق من درجة حرارة البضاعة. درجة حرارة التخزين ترفض مباشرة المنتجات غير المؤهلة. عندما يتم تخزين البضائع التي تستوفي متطلبات درجة حرارة التخزين في المستودع ، سيتم استيراد بيانات درجة الحرارة إلى قاعدة البيانات بشكل متزامن. يتم تحقيق سجل درجات الحرارة بالكامل خلال عملية النقل والإمداد بكاملها ، مما يضمن جودة المنتج.

2.2 علامات درجة حرارة RFID النشطة التي يمكن استخدامها لاكتساب درجة الحرارة في الوقت الحقيقي لكميات كبيرة من البضائع

يحتوي ملصق درجة الحرارة شبه النشطة على وظيفة تسجيل درجة الحرارة ، على غرار الصندوق الأسود ، ويتم استخدامه بشكل أساسي لتحديد هوية المسئولية بعد المفعول. بالنسبة إلى إنذار درجة الحرارة في الوقت الفعلي في عملية النقل ، يمكن استخدام ملصق نشط بدرجة الحرارة. يمكن لعلامة درجة الحرارة النشطة قياس قيمة درجة الحرارة المحيطة في الوقت الحقيقي وإرسال البيانات إلى جهاز الاستقبال بفاعلية. لذلك ، يمكنها الاستجابة بسرعة للحالات غير العادية لتذكير السائق باتخاذ تدابير لتجنب الخسائر. يمكن لجهاز القراءة تحقيق درجة الحرارة في الوقت الحقيقي لقراءة عدد كبير من علامات درجة الحرارة في نفس الوقت ، وتحقيق وظيفة تسجيل البيانات من خلال بطاقة الذاكرة الرقمية المؤمنة المدمج في قارئ البطاقات ، وتحقيق التنبيه في الوقت الحقيقي درجة الحرارة للرسالة القصيرة من خلال وحدة GSM ، بالإضافة إلى ذلك ، جهاز الاستقبال نفسه لديه وظيفة بوابة ويمكن أيضا تحقيق الرصد عن بعد. من خلال وظيفة الربط الشبكي ، يمكن تخزين البيانات مباشرة في مركز البيانات. يمكن للعميل النهائي أيضًا التحقق من معلومات درجة الحرارة الخاصة بالمنتج في الوقت الحقيقي من خلال صفحة الويب. يجب استخدام بطاقة الحرارة النشطة مع جهاز القراءة ، لذلك فهي محدودة لمراقبة درجة حرارة حمولة النقل أثناء عملية النقل بالسلسلة الباردة. من أجل تحقيق رصد في الوقت الحقيقي من درجة حرارة البضائع.

هناك أربعة نطاقات تشغيل رئيسية لعلامات درجة الحرارة النشطة: 433 MHz و 915 MHz و 2.4 GHz و 5.8 GHz. لا يوجد فرق واضح بين هذه النطاقات الأربعة ، أما النطاق 433 فهو أعلى قليلاً من قوة الاختراق. والفرق الرئيسي هو التكلفة. نظرًا لأن علامات درجة الحرارة النشطة هي البيانات المنقولة بشكل نشط ، بالإضافة إلى استهلاك الطاقة والمسافة الفعالة لتحديد الهوية ، فإن قدرة البيانات المضادة للتصادم والعدد الأقصى من علامات التعريف هي أيضًا مؤشر مهم للأداء.

3 - الخلاصة

علامات درجة الحرارة شبه النشطة وعلامات درجة الحرارة النشطة هي نوعان من المنتجات التكميلية للغاية. يمكن لعلامة درجة الحرارة شبه النشطة جمع وتسجيل درجة الحرارة المحيطة بالسلع المنقولة. يمكن تشغيله بشكل مستقل عن القارئ ويمكن استخدامه لتسجيل السلع. في الإنتاج ، التخزين ، النقل ، المبيعات ، إلى درجة الحرارة المحيطة في جميع الجوانب قبل الاستهلاك ، لتحقيق تتبع درجات الحرارة الكاملة ، بحيث يمكن التمييز بين مشكلة المسؤولية عن الحوادث بفعالية ، يمكن تطبيقها على كل من الناقل والمرسل من البضائع . تسمية درجة الحرارة النشطة كمسألة حقيقة إن ميزات مثل التوقيت ، القراءة المتزامنة لعدد كبير من العلامات ، والتوسعة الجيدة أكثر ملاءمة لرصد درجة حرارة السيارة الباردة ، وتميل شركات نقل البضائع إلى تفضيل هذه المنتجات. من خلال الجمع بين الاثنين ، نأمل في تحسين نوعية نقل سلسلة التبريد بشكل فعال ، وبالتالي ضمان جودة السلع.