Kako čitati UHF tagove kroz gusto rastinje u poljoprivrednom praćenju

Čitanje UHF RFID oznaka kroz gusto lišće zvuči jednostavno dok ne izađete na pravo polje. Na čistom demonstracionom stolu, oznaka se čita sa nekoliko metara udaljenosti. U stakleniku, voćnjaku, vinogradu, rasadniku ili plantaži, priča se brzo menja. Lišće se nalazi između čitača i oznake. Stabljike se savijaju u putanju signala. Voće puno vode, vlažno zemljište, magla od navodnjavanja, metalne žice za pričvršćivanje, plastične gajbe, radnici i neravni teren — sve to ometa ono što je u kancelariji izgledalo lako. Zato praćenje u poljoprivredi zahteva drugačiji način razmišljanja. Ne birate samo UHF RFID oznaku. Projektujete putanju čitanja kroz živo okruženje koje se menja.

Prva iskrena činjenica je da UHF RFID ne prolazi magično kroz gusto lišće kao da je lišće nevidljivo. Biljke sadrže vodu, a voda apsorbuje i slabi UHF energiju. Vlažno lišće je gore od suvog lišća. Oznaka skrivena iza gustog zida vlažnog lišća vinove loze možda neće biti pročitana na istoj udaljenosti kao oznaka na suvoj plastičnoj gajbi. To ne znači da je UHF RFID pogrešan za poljoprivredu. To znači da su postavljanje oznake, izbor antene, snaga čitača, ugao čitanja i radni tok mnogo važniji nego u magacinskom prolazu. Cilj nije da nadjačate prirodu. Cilj je da projektujete oko nje.

Razumite stvarno poljsko okruženje pre izbora oznaka

Vinograd u Sonomi naučio je to kada je pokušao da prati redove visokovrednog grožđa koristeći UHF RFID oznake pričvršćene na stubove na kraju redova. Rani testovi obavljeni su zimi, kada su loze bile gole, i domet čitanja je izgledao odlično. Do sredine leta, gusto lišće i navodnjavanje promenili su sve. Oznake koje su se čitale sa puta za vozila postale su nedosledne. Vinograd nije odustao od RFID projekta. Premestio je oznake malo više na stubovima, usmerio ih ka putanji traktora i koristio RFID antenu montiranu na vozilo sa kružnom polarizacijom. Sistem nije čitao kroz svaki snop lišća. Stvorio je pouzdan koridor čitanja tamo gde traktor zaista prolazi.

Taj izraz, koridor čitanja, je važan. U poljoprivrednom RFID praćenju, često ne morate da čitate kroz ceo krošnju biljaka. Morate da čitate u predvidivom trenutku sa predvidive putanje. Ručni čitač koji prolazi duž reda useva, dron koji leti iznad bloka rasadnika, traktor koji se kreće kroz voćnjak ili čitač na kapiji na mestu prikupljanja žetve — svi mogu da stvore planirane mogućnosti čitanja. Gusto lišće postaje manji problem kada je oznaka postavljena tamo gde čitač ima poznat ugao. Nasumično skeniranje je teško. Planirano skeniranje je mnogo realističnije.

Farma borovnica u Oregonu koristila je RFID oznake za biljke da prati eksperimentalne sorte kroz više blokova uzgoja. U početku su radnici postavljali UHF RFID etikete nisko na kolce biljaka jer je oznake tamo bilo lako pričvrstiti. Do sezone žetve, lišće je prekrilo mnoge etikete, a vlažno lišće nakon jutarnjeg navodnjavanja smanjilo je performanse čitanja. Farma je promenila poziciju oznake na gornji deo svakog kolca, malo izvan najgušće zone lišća. Radnici koji su skenirali ručnim UHF RFID čitačima pratili su ivicu reda umesto da guraju čitač u biljke. Proces čitanja postao je brži jer oznaka više nije bila zakopana u usevu.

Izaberite poljoprivredne RFID oznake za spoljašnje uslove

Drugi ključ je izbor oznaka. Jeftina UHF etiketa opšte namene može da radi na kartonu, ali ne i na kolcu biljke, stablu drveta, cevi za navodnjavanje, plastičnoj saksiji, metalnoj rešetki ili vlažnom drvenom stubu. Poljoprivreda može zahtevati izdržljive UHF RFID oznake, spoljašnje RFID oznake za biljke, UV-otporne RFID etikete, RFID oznake sa vezicom, RFID oznake za drveće ili etikete otporne na pranje i vremenske uslove, u zavisnosti od primene. Ako je oznaka pričvršćena na plastičnu saksiju u rasadniku, zahtev je drugačiji od oznake montirane blizu metalne žice za pričvršćivanje. Ako oznaka stoji napolju pet godina, materijal površine, lepak, zaštitna obloga i UV otpornost važni su koliko i čip.

Komercijalni rasadnik u Holandiji označio je hiljade mladih stabala u kontejnerima. Preduzeće je želelo da prati vrstu, podlogu, seriju kalemljenja, starost i status rezervacije kupca. Papirne etikete i bar kodovi izbledeli su ili postali nečitljivi na kiši i prskanju zemljišta. Rasadnik je testirao standardne UHF etikete, ali neke su otkazale nakon izlaganja i grubog rukovanja. Prešao je na male izdržljive UHF oznake za biljke pričvršćene fleksibilnim vezicama blizu gornjeg dela kolca. Softver je povezao svaku oznaku sa zapisima o biljci, dok su ručni čitači skenirali blokove tokom inventara. Oznaka nije bila skrivena duboko u lišću; bila je postavljena tamo gde je rast biljke ne bi progutao.

Uskladite polarizaciju antene sa orijentacijom oznake

Polarizacija antene može da napravi veliku razliku. U voćnjaku ili vinogradu, oznake su retko savršeno poravnate. Neke su okrenute ka redu, neke se okreću na vezicama, neke se naginju sa granama, a neke stoje pod čudnim uglovima nakon vetra ili rukovanja radnika. Kružno polarizovane UHF antene su često korisne jer su tolerantnije prema orijentaciji oznake. Linearno polarizovane antene mogu i dalje dobro da rade kada je postavljanje oznake strogo kontrolisano, ali poljoprivreda je retko tako uredna. Najbolja RFID antena čitača za poljoprivredno praćenje zavisi od toga da li su oznake okrenute u jednom ili u više smerova.

Voćnjak citrusa u Španiji koristio je UHF RFID oznake za zapise o tretmanima na nivou drveta. Prvo podešavanje ručnog čitača koristilo je linearnu antenu. Radilo je kada je oznaka bila okrenuta ka operateru, ali je otkazalo kada su se oznake rotirale na fleksibilnim vezicama. Radnici su morali ručno da okreću oznake, što je poništilo svrhu. Voćnjak je prešao na kružno polarizovanu ručnu antenu i standardizovao postavljanje oznake na istoj strani svakog reda drveća. Doslednost čitanja se poboljšala, a radnici su prestali da dodiruju svaku oznaku. Poboljšanje je došlo iz usklađivanja ponašanja antene sa stvarnošću na terenu.

Kontrolišite visinu čitača, ugao i koridore čitanja

Visina i ugao čitača su jednako važni. Čitanje direktno ispred oznake razlikuje se od čitanja preko lišća pod plitkim uglom. U mnogim poljima, malo viši ugao antene može da izbegne deo nižeg lišća. U voćnjacima, antena montirana sa strane na radnom vozilu može da radi bolje od ručnog čitača držano previše nisko. U rasadnicima, čitač montiran blizu ručke kolica može da skenira oznake na saksijama dok se radnici kreću između klupa. U vinogradima, antena montirana na traktor može da skenira oznake na kraju redova tokom normalnog kretanja. Najbolji ugao je onaj koji smanjuje biljni materijal između antene i oznake.

Uzgajivač avokada u Čileu želeo je RFID praćenje drveća za zone navodnjavanja i zapise o tretmanima bolesti. Oznake postavljene na stabla bile su čitljive nakon orezivanja, ali su postale teže za skeniranje kada su niže grane postale guste. Farma je pokušala da poveća snagu čitača, ali to je izazvalo lutajuća čitanja iz susednih redova i nije u potpunosti rešilo blokirane oznake. Bolje rešenje bilo je premeštanje oznaka na kratke kolce okrenute ka spolja blizu svakog drveta, držeći ih izvan najgušće zone grana. Oznaka je i dalje predstavljala drvo, ali čitač više nije morao da se bori sa stablom i lišćem istovremeno.

Testirajte vlagu pre odobrenja RFID podešavanja

Vlaga menja sve. Oznaka koja se dobro čita suvog popodneva može se loše čitati nakon navodnjavanja, kiše ili jutarnje rose. Poljoprivredni RFID piloti treba namerno da testiraju vlažne uslove. Ne odobravajte oznaku nakon jedne sunčane demonstracije. Testirajte nakon rada prskalica. Testirajte nakon oluje. Testirajte sa vlažnim lišćem koje visi ispred oznake. Testirajte kada je zemljište blatnjavo i radnici se kreću brzo. Ako sistem radi samo kada su biljke suve i uredne, otkazaće upravo onih dana kada je farmskim operacijama najpotrebniji.

Plantaža banana u Kostariki koristila je RFID oznake za identifikaciju blokova žetve i mesta prikupljanja. Tokom suvog testiranja, čitači montirani na vozilo pouzdano su hvatali oznake. Tokom kišne sezone, veliko vlažno lišće stvaralo je gubitak signala, a neke oznake montirane previše unutar linije biljaka postale su teške za čitanje. Tim je premestio oznake blokova na zaštićene, ali ka spolja okrenute stubove blizu pristupnih puteva i koristio vremenski otporne UHF RFID oznake sa jačim kućištima. Takođe su promenili rutinu skeniranja tako da vozila za prikupljanje prolaze blizu stubova za čitanje umesto da se oslanjaju na čitanja velikog dometa kroz vlažnu krošnju. Sistem je postao pouzdaniji jer je poštovao kišu umesto da je ignoriše.

Poboljšajte postavljanje oznake umesto da forsirate čitanja velikog dometa

Ponekad najbolji način da čitate oznake kroz lišće jeste da uopšte ne čitate kroz njega. To može zvučati očigledno, ali mnogi neuspešni projekti počinju sa pogrešnom pretpostavkom. Ako je oznaka unutar gustog lišća, premestite je na spoljnu ivicu. Ako je oznaka na drvetu blokirana granama, koristite produžno kolce. Ako je etiketa na saksiji skrivena rastom biljke, pričvrstite oznaku na vidljivu stranu kontejnera. Ako su oznake na gajbama za žetvu blokirane proizvodima, čitajte ih na kapiji pre nego što se čvrsto spakuju. UHF RFID najbolje radi kada oznaka ima razumnu putanju signala. Dobro postavljanje smanjuje potrebu za agresivnim podešavanjima čitača.

Farma jagoda u Kaliforniji koristila je RFID za praćenje gajbi za žetvu za višekratnu upotrebu i poljskih parcela. U početku, farma je želela oznake na strani gajbi nakon branja. Ali kada su gajbe naslagane pod senkom lišća i napunjene vlažnim voćem, neke oznake bile su blokirane susednim gajbama i radnicima. Farma je promenila proces: gajbe su skenirane prazne pri izdavanju na polju, ponovo skenirane kada su napunjene na mestu prikupljanja na kraju reda i skenirane pri prijemu pre hlađenja. RFID oznake nisu morale da se čitaju kroz najgušće lišće. Radni tok je stvorio čiste trenutke čitanja pre i posle neredovnog dela.

Za useve za stočnu hranu, šumarstvo i praćenje velike spoljašnje imovine, udaljenost čitanja može biti primamljiva. Kupci često traže UHF RFID oznake velikog dometa jer je polje veliko. Veliki domet je koristan samo ako je zona čitanja kontrolisana. U poljoprivredi, previše snage može stvoriti zabunu čitanjem obližnjih redova, susednih blokova ili oznaka na opremi parkiranoj u istoj oblasti. Ako softver ne može da utvrdi koja biljka ili imovina se skenira, veliki domet čitanja postaje problem sa podacima. Često je bolje imati pouzdano čitanje od dva metra sa jasnim kontekstom lokacije nego čitanje od deset metara koje hvata pogrešan blok.

Šumarski rasadnik u Britanskoj Kolumbiji koristio je UHF RFID oznake na posudama sa sadnicama i drveću za uzgoj. Projektni tim je u početku želeo maksimalan domet čitanja kako bi radnici mogli da skeniraju sa glavnih puteva. Sistem je čitao previše obližnjih posuda, posebno kada su posude naslagane za premeštanje. Rasadnik je smanjio snagu čitača i koristio zone skeniranja na krajevima klupa. Radnici su i dalje mogli brzo da skeniraju, ali softver više nije mešao susedne serije. U praćenju biljaka, ispravno čitanje je važnije od najdaljeg čitanja.

Instalirajte oznake za rast, vreme i rukovanje na farmi

Pričvršćivanje oznake mora da preživi rast, vetar, sunce i rukovanje na terenu. Oznaka vezana previše čvrsto za mlado drvo može oštetiti biljku dok raste. Oznaka labavo pričvršćena za kolce može se rotirati iz poravnanja. Adhezivna etiketa na vlažnoj saksiji može se odlepiti. Oznaka na metalnom nosaču može zahtevati dizajn za metal. Oznaka izložena direktnom suncu može zahtevati UV-otporan materijal. Poljoprivredne RFID oznake treba instalirati kao deo životnog ciklusa useva, a ne kao nalepnicu u poslednjem trenutku. Oznaka treba da ostane čitljiva bez štete biljci ili ometanja orezivanja, prskanja, žetve ili navodnjavanja.

Maslinjak u Grčkoj koristio je RFID oznake za drveće da beleži orezivanje, tretmane i prinos žetve po bloku. Radnici su prvo pričvrstili oznake čvrstim plastičnim vezicama oko mladih stabala. Poljski nadzornik zaustavio je uvođenje jer su vezice mogle da ograniče rast i oštete koru. Farma je prešla na oznake montirane na kratkim kolcima blizu svakog drveta, sa ID drveta povezanim u softveru. Oznake su bile lakše za čitanje, bezbednije za drveće i jednostavnije za zamenu ako se kolce ošteti. RFID sistem je postao više poljoprivredni jer je instalacija poštovala biljku.

Držite podatke u sistemu, ne unutar oznake

Poljoprivredno praćenje je takođe pitanje strukture podataka. Od UHF oznake ne treba očekivati da čuva svaku poljsku belešku. ID oznake treba da se poveže sa bazom podataka koja sadrži sortu biljke, blok, red, datum žetve, zapis o tretmanu, zonu navodnjavanja, status inspekcije, seriju rasadnika, vlasnika ili porudžbinu kupca. To drži oznaku jednostavnom i omogućava da se zapis menja tokom vremena. Ako se biljka premesti, kalemi, tretira, rezerviše, požnje ili odbaci, softver se ažurira. Oznaka ostaje fizički ključ. To je posebno korisno za RFID praćenje useva, upravljanje inventarom rasadnika, praćenje imovine voćnjaka i sisteme sledljivosti na farmi.

Operacija paradajza u stakleniku u Meksiku koristila je RFID oznake za posude sa sadnicama, serije presađivanja i kolica za žetvu. Tim nije označio svaki plod. Označio je kontejnere i serije useva koje su bile važne za sledljivost. Ručni čitači skenirali su posude tokom premeštanja iz rasadnog dela u proizvodne zone, dok su fiksni čitači hvatali kolica za žetvu koja napuštaju staklenik. Gusto lišće unutar staklenika otežavalo je nasumična čitanja na nivou biljke, pa je preduzeće pratilo tačke kretanja umesto toga. To je menadžerima dalo korisnu sledljivost bez borbe sa svakim listom u redu useva.

Dizajnirajte RFID radne tokove oko stvarnog rada na farmi

Softver treba da pomaže poljskim radnicima, a ne da ih usporava. Ako radnici moraju da skeniraju oznaku, a zatim kucaju duge beleške na suncu sa prljavim rukavicama, izbegavaće sistem. Dobro poljoprivredno RFID rešenje za praćenje treba da omogući brzu potvrdu skeniranja, jednostavne dugmadi za status, prikupljanje podataka van mreže, GPS ili lokaciju bloka gde je korisno i sinhronizaciju kada se uređaj vrati u pokrivenost signalom. Polja i voćnjaci nemaju uvek jak Wi-Fi ili mobilne podatke. RFID čitač, mobilna aplikacija i baza podataka treba da budu pripremljeni za rad van mreže.

Kompanija za usluge u vinogradima u Južnoj Australiji koristila je ručne UHF čitače za praćenje iznajmljene opreme, markera redova i specijalnih probnih blokova na više farmi. Mobilni signal je bio slab u nekim dolinama. Prva aplikacija zahtevala je pristup oblaku u realnom vremenu, što je frustriralo radnike. Kompanija je prešla na čuvanje skeniranja van mreže sa kasnijom sinhronizacijom. Radnici su mogli da skeniraju oznake tokom poseta polju, dodaju jednostavne beleške i otpremaju zapise u depou. RFID je pomogao jer se softver uklopio u farmski dan umesto da pretpostavlja kancelarijske uslove.

Prilikom testiranja, koristite stvarne čitače i stvarne operatere. Demonstracija dobavljača sa jednom oznakom i jednim čitačem ne dokazuje sistem. Testirajte sa istim ručnim čitačem, fiksnim čitačem, čitačem montiranim na traktor ili čitačem montiranim na dron koji se planira za svakodnevnu upotrebu. Testirajte radnike koji hodaju normalnom brzinom. Testirajte oznake nakon što se zaprljaju. Testirajte u različitim fazama rasta useva. Testirajte sa navodnjavanjem u toku, nakon orezivanja, pre žetve i tokom žetve. Gusto lišće je sezonsko, pa pilot obavljen na golom polju možda ne predstavlja najteži mesec.

Farma hmelja u Nemačkoj napravila je tu grešku. Oznake na stubovima rešetke čitale su se lako rano u sezoni. Kako su loze rasle i lišće se zgušnjavalo, polje je postalo veoma drugačije RF okruženje. Farma se prilagodila postavljanjem RFID markera na stubove okrenute ka spoljašnjoj stazi i skeniranjem tokom rutinskih prolazaka vozila umesto pokušaja čitanja kroz zrele loze. Sledeće sezone, RFID plan je izgrađen oko rasta krošnje od samog početka. Farma nije napustila UHF; prestala je da testira samo tokom lake faze.

Napravite praktičnu listu za kupovinu poljoprivrednog RFID

Za nabavne timove koji traže UHF RFID oznake za poljoprivredu, RFID oznake za praćenje biljaka, spoljašnje RFID oznake za farme, RFID oznake za drveće, izdržljive RFID oznake za rasadnike, RFID sisteme za praćenje useva ili poljoprivredna RFID rešenja čitača, lista za kupovinu treba da bude konkretna. Pitajte o frekvenciji oznake, dizajnu antene, dometu čitanja blizu vlažnog lišća, UV otpornosti, vodootpornosti, načinu pričvršćivanja, radnoj temperaturi, materijalu lepka ili vezice, kompatibilnosti sa ručnim čitačima i očekivanom radnom veku napolju. Zatražite uzorke i testirajte ih u stvarnom usevu, ne samo na kapiji kancelarije. Poljoprivreda je previše promenljiva za pretpostavke iz kataloga.

Najbolja strategija je smanjiti lišće kao prepreku kontrolisanjem onoga što možete. Postavite oznake na ivicu biljne mase. Koristite kolce, stubove, pozicije gajbi ili markere redova kada je direktno pričvršćivanje na biljku loše. Izaberite kružno polarizovane antene kada orijentacija varira. Podesite snagu čitača da izbegnete čitanje pogrešnog reda. Skenirajte nakon definisanja jasnih putanja i tačaka čitanja. Testirajte vlažno lišće, gust rast i stvarno kretanje na terenu. Koristite softver koji povezuje skeniranja sa kontekstom bloka, reda, useva ili imovine. Držite oznaku jednostavnom i stavite inteligenciju u bazu podataka.

Koristite praktičnu RFID opremu za način na koji farme zaista skeniraju

Čitanje UHF oznaka kroz gusto lišće je moguće kada je sistem dizajniran iskreno. Teško je kada kupci očekuju domet čitanja kao u magacinu u živom okruženju useva. Lišće se kreće. Sadržaj vode se menja. Biljke rastu. Radnici koriste prečice. Vreme menja RF putanju. Tajna nije jedna čudotvorna oznaka ili jedan moćan čitač. To je kombinacija postavljanja oznake, ugla antene, testiranja vlage, kontrolisanih koridora čitanja, izdržljivih materijala i praktičnog radnog toka na farmi.

Poljoprivreda nagrađuje sisteme koji poštuju polje. Dobro dizajnirano UHF RFID podešavanje za praćenje može pomoći farmama i rasadnicima da upravljaju biljkama, gajbama za žetvu, opremom, zapisima o drveću, probnim parcelama, istorijom tretmana i imovinom za višekratnu upotrebu uz daleko manje ručnog pretraživanja. Ali čitač mora da sretne usev tamo gde jeste, a ne tamo gde je kancelarijski plan zamislio. Izvadite oznaku iz najgušćeg lišća, dajte anteni čistu putanju, testirajte u lošim uslovima i koristite podatke inteligentno. Tako UHF RFID postaje koristan u poljoprivrednom praćenju, čak i kada lišće postane gusto.