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RFID macht die Zeitmessung an der Baustelle schmerzlos

Automatisierung; Genau darum geht es bei moderner Technologie!

Gleisbauzeit
Gleisbauzeit

Recently, Telaeris was asked to simplify employee time-keeping for a construction yard using radio frequency identification (RFID) technology. The company had 3000 employees and wanted to know both who was on the job site and when they came and left. Instead of hand punched time-cards which were tedious and error-prone, we provided them with an elegant, effective, and most importantly, automated solution. Here’s how it worked:

First, an RFID tag was placed on each employee hard-hat.

Als nächstes platzierten wir zwei UHF-RFID-Antennen mit großer Reichweite an jedem Tor. Während jeder Mitarbeiter das Tor und die Antennen durchquerte, erfassten die Leser die Mitarbeiteranweisungen und Markierungsinformationen.

Schließlich werden alle diese Daten automatisch in unsere Datenbank eingegeben XPressEntry System und Datenbank. Wir verfolgen genau jeden Mitarbeitereingang und -ausgang jeden Tag, um ihre tägliche Zeit zu berechnen. Wichtiger ist jedoch, dass wir fortlaufend berücksichtigen, wer vor Ort ist. So weiß der Arbeitgeber im Notfall sofort, wer am Arbeitsplatz ist, und verbessert so die Sicherheit der Mitarbeiter.

Das ist es!

It’s nice to have a system function so straightforwardly, but there are many factors which we had to consider for this project. Below is a in-depth explanation of the RFID technology behind it and what we based our choices on.

Der RFID-Tag

When deciding on the tag placement and tag type for any situation, it is important to keep a few
Faktoren im Hinterkopf:

Anwendungsfallumgebung: In der Anwendung dieses Kunden sollte das Etikett regelmäßig den Elementen ausgesetzt werden - insbesondere Sonne und Regen. Es musste robust genug sein, um längere Exposition zu ertragen.

Erforderliche Tag-Haltbarkeit: Da es sich um ein Bauunternehmen handelte, wussten wir, dass diese Tags jeden Tag Schmutz, Staub und Öl ausgesetzt sein würden. Darüber hinaus haben wir erwartet, dass die Tags durch die harte Arbeit der Angestellten ziemlich oft geknackt werden könnten.

HID Slimflex Tag
HID Slimflex Tag

Montageanforderungen: Some customers are able to wear UHF cards in lanyards or have tags on wristbands for tracking their people. This customer wanted to have the tag affixed to the employee hard hat without modifying the helmet as this could damage the integrity of the helmet’s safety performance. This required a tag that was flexible enough to conform to the curved helmet and a strong adhesive that would hold it indefinitely.

Tag-Standort-Platzierung: We considered placing the tag on the inside of the hat to keep it more protected. However, an interesting fact about RFID tags is when they are too close to a human body, they become ineffective. Water, which makes up 60% of our bodies, absorbs RF energy. Having a tag placed on the inside of the hat near the back of the head, would likely decrease the tag read range. To improve the tag performance, we chose to place the tag on outside back of the hard hat. While this would leave it more exposed, it would provide more reliable tag readability. This location had the additional benefit of allowing us to better differentiate between entries and exits, by appropriate placement of the antennas.

Um unsere Anforderungen zu erfüllen, haben wir uns für ein Tag aus der HID SlimFex-Linie von UHF-Tags entschieden. Dieser Tag ist flexibel und langlebig, mit großen Leseeigenschaften.

Die Antenne

Ähnlich wie bei der Auswahl von Tags müssen bei der Entscheidung über Antenneneigenschaften, Polarisation, Anzahl und Platzierung der Antenne einige Überlegungen angestellt werden.

Charakteristik: Wir mussten Antennengewinn und -breite untersuchen. Verstärkung ist die relative Stärke der Energie, die eine Antenne übertragen kann. Die Strahlbreite beschreibt den Bereich, in dem eine Antenne ein Tag lesen kann. Beide Faktoren hängen mit der Entfernung zusammen, die ein Tag von einer Antenne gelesen werden kann. Das Bestimmen der Verstärkung und der Strahlbreite, die für eine Anwendung erforderlich sind, kann den Unterschied zwischen Erfolg und Fehlschlag in einer Installation ausmachen. Zum Beispiel, wenn Sie versuchen, eine Person als zu verfolgen

Strahlbreite und Verstärkung
Strahlbreite und Verstärkung

Sie gehen an einer Tür vorbei, wollen sie aber nicht durch die Wand lesen, Sie wünschen eine breite Breite und einen mittleren Gewinn. Für eine Fahrzeuganwendung sind eine hohe Verstärkung und eine enge Strahlbreite wahrscheinlicher erwünscht.

Polarisation: Als nächstes wird die Antennenpolarisation betrachtet. UHF-RFID-passive Antennen können zirkular oder linear polarisiert sein. Linear polarisierte Antennen senden Radiofrequenz (RF) Wellen in einer einzigen Ebene, wodurch sie Tags lesen können, die korrekt weiter außen ausgerichtet sind. Zirkular polarisierte Antennen sind weniger von der Ausrichtung des Tags betroffen, haben aber eine kürzere maximale Reichweite.

If you can’t consistently predict the orientation or height of the tag, then a circular antenna will more reliably read your tag, albeit with a shorter range. In the case of the tag on the helmet, we know both the approximate height and orientation of the tag, so a linear antenna gave us the best performance. But given the short distance requirements, both types gave more than satisfactory read range.

Polarisation
Lineare vs zirkular polarisierte Antenne (Quelle www.ti.com)

Anzahl und Platzierung: Finally, we need to decide how many antennas are necessary for the job and how to place them at each entry/exit location. As a rough estimate, a circularly polarized antenna covers an 8 foot by 8 foot area at a range of 8 feet from the reader. Figuring out the number of antennas needed then depends the math of your area to cover. More overlap will provide better likelihood of not missing a tag as it passes by. Additionally, the entry and exit antennas needed to be far enough away so that they don’t conflict with each other, but close enough so that no area in the passageway fell out of range. For our scenario, there are 2 drive through portals and 2 walk through portals. For the 10-12 foot wide drive through portals, we used 4 antennas, 2 on each side of the driveway. For the smaller 4-5 foot wide walk through portals, we only needed 2 total antennas, with 1 antenna on each side.

That about wraps it all up! We are very excited about this project and can’t wait to see how much it will improve the everyday lives of the employees who will be using it!

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