CC BY
2TEXNOLOGIYA
УДК: 621.38
ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ К СИСТЕМАМ FRID
ТЕХНОЛОГИИ
Хамзаев Дилшод Иномджонович ведущий инженер системный администратор, АО "Farg'onaazot", [email protected], orcid.0009-0003-3815-5606
Аннотация. Данная статья посвящена изучению влияния температурных изменений на системы технологии FRID. Целью исследования является выявление особенностей и эффективности работы данных систем в условиях изменения температуры окружающей среды. В работе используются методы математического моделирования, анализа данных и экспериментальных исследований. В статье рассматривается изучение температурных воздействий на системы FRID целью которого становится улучшения их эффективности, выявление проблем, связанных с температурными колебаниями, а также разработка методов и технологий, позволяющих оптимизировать работу оборудования в различных климатических условиях. Рассматривается исследование направления электромагнитного излучения посредством применения системы двух колебательных контуров между ридером и RFID-метки. В результате выведены две формулы, устанавливающие зависимость от дальности действия RFID-технологии от фактора температуры и влажности среды.
Annotatsiya. Ushbu maqola harorat o'zgarishining FRID texnologiya tizimlariga ta'sirini o'rganishga bag'ishlangan. Tadqiqotning maqsadi atrof-muhit haroratining o'zgarishi sharoitida ushbu tizimlarning xususiyatlarini va samaradorligini aniqlashdir. Ishda matematik modellashtirish, ma'lumotlarni tahlil qilish va eksperimental tadqiqot usullari qo'llaniladi. Maqolada FRID tizimlariga harorat ta'sirini o'rganish, ularning samaradorligini oshirish, haroratning o'zgarishi bilan bog'liq muammolarni aniqlash, shuningdek, turli iqlim sharoitida uskunalarning ishlashini optimallashtirish usullari va texnologiyalarini ishlab chiqish muhokama qilinadi. Elektromagnit nurlanish yo'nalishini o'rganish o'quvchi va RFID yorlig'i o'rtasidagi ikkita tebranish zanjiri tizimidan foydalangan holda ko'rib chiqiladi. Natijada, RFID texnologiyasi diapazonining atrof-muhit harorati va namligiga bog'liqligini aniqlaydigan ikkita formulalar olingan.
Abstract. This article is devoted to the study of the influence of temperature changes on FRID technology systems. The purpose of the study is to identify the peculiarities and efficiency of these systems under the conditions of ambient temperature changes. The paper uses methods of mathematical modeling, data analysis and experimental research. The paper considers the study of temperature effects on FRID systems to improve their efficiency, identifying problems associated with temperature fluctuations, as well as the development of methods and technologies to optimize the operation of equipment in different climatic conditions. A study of the direction of electromagnetic radiation by applying a system of two oscillating circuits between the reader and the RFID tag is considered. As a result, two formulas are derived that establish the dependence of the range of RFID technology on the factor of temperature and humidity of the environment.
Ключевые слова. RFID технология, RFID метка, природное воздействие, дифференциальное уравнение в частных производных колебаний тонкой струны, формула Томпсона.
Kalit so'zlar. RFID texnologiyasi, RFID tegi, tabiiy ta'sir, yupqa ip tebranishlarining
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024
TEXNOLOGIYA qisman differentsial tenglamasi, Tompson formulasi.
Keyword. RFID technology, RFID tag, natural effects, partial differential equation of thin string oscillations, Thompson's formula.
Введение. RFID технология применяется в различных областях промышленности при перемещении, учёте и инвентаризации продукции. Технология системы маркировки основана на принципе передачи данных с определённой величиной переменной амплитуды на расстояние через колебательный контур ридера - устройства для передачи и считывания электромагнитного сигнала. Направленное электромагнитное излучение принимается RFID-меткой или RFID-тегом, принимающий при помощи своего колебательного контура электромагнитное излучение и вводящий в него данный из памяти встроенное чипа, после чего сигнал направляется обратно.
Экстремальные температуры могут повлиять на работоспособность RFID устройств и меток, вызвать их деформацию или повреждение. Поэтому необходимо выбирать подходящие RFID решения для условий эксплуатации. Изучение температурных воздействий на системы FRID становится актуальной и востребованной темой, требующей глубокого анализа и исследования для обеспечения оптимальной работы оборудования и обеспечения качественного хранения продуктов. При передаче данных большую важность имеет характеристика волны - уменьшение энергии при прохождении через определённую среду, чем ограничивается дальность функционирование RFID-системы. Во время передачи электромагнитный сигнал, который затухает по отдаления от ридера, преобразуется на этапе возвращения переменную амплитуду, оставаясь с постоянной частатой, но переменная величина амплитуды компенсируется на протяжении всей волны. На основе этого, проводилась исследование электромагнитной волны с определёнными характеристиками без учёта информации в размере нескольких килобайт.
Исследование. Принцип работы RFID-метки основан на приёме и передаче определённого количества энергии между источником с собственным колебательным контуром и колебательным контуром RFID-метки. Структура каждого колебательного контура ридера и RFID-метки определяются в основном через устройство антенны, которая состоит из катушки индуктивности и конденсатора.
В системе RFID используется система приёма-передачи радиоволн УВЧ-диапазона (860-960 МГц). Волна играет роль носителя информации между источником и приёмником. В настоящем исследовании, важную роль играет непосредственно электромагнитная волна, как было указано выше. Примем вывод волнового дифференциального уравнения для модели простейшей плоской волны (1).
E = Eme{ -at} cos( wt - kr + а) (1)
Уравнение, описывающее настоящее явление может быть выведено посредством определения Лапласиана функции (1), то есть вторых производных по координатам (2-4), а также по времени (5).
а2 e
дх2
ч2 ■
ду у
= -,kx2Eme(-at)сш(wt - kr + a) = -klE ^
klEme{~at)cos(wt - kr + a) = -kyE (3)
^2 x m
д2 E
p2 J?
— = -klEj-a)cos(wt - kr + a) = -klE (4)
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024
d2 E
W
TEXNOLOGIYA
= -k2Eme{-at]cos(wt - kr + a) = -k2E
(5)
Исходя из вышесказанного можно определить вид волнового дифференциального уравнения второго порядка (6).
д2Е д2Е д2Е
дх2 ду2 dz2
■ = АЕ = -(к; + к: + к:)Е = -к'Е =С
2л 2л f
к =— = —— Л c
1 w
- = — =>v = — = c
w = 2л f
(6)
□ AE =
1 d2E v2 dt2
Vw~ у~ к
уменьшения уровня её энергии до минимального значения, необходимого для запуска RFID-тега (7).
г = ег (Е) (7)
Благодаря этому, можно сказать, что имеется некоторая функция от расстояния (8), которая зависит от влажности среды, температуры и времени, за которую электромагнитная волна достигает RFID-тега, которая благодаря зависимости от энергии удовлетворяет уравнению (6), которую предстоит исследовать и вывести.
г = (у, Т, г) (8)
Описанная функция действительна и с её помощью были проведены некоторые эксперименты, где была установлена зависимость от температуры, влажности и значения самой функции расстояния (Табл. 1).
Таблица 1.
Температура, град Влажность, % Расстояние, см
16 90 115
12 36 198
10 54 195
3 58 195
Исходя из представленной Таблицы 1, можно говорить о выведении специальных граничных условий для функции (8) от представленных значений (9-16), полученные экспериментально.
r (90, T, t) = 115 (9)
r (36, T, t) = 198 (10)
r (54, T, t) = 195 (11)
r (58, T, t) = 195 (12)
r (v,16, t) = 115 (13)
r (v,12, t) = 198 (14)
r (v,10, t) = 195 (15)
r (v,3, t) = 195 (16)
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024
TEXNOLOGIYA
В результате многочисленных уравнение, получена общая функция от всех необходимых переменных и функций, собирая воедино выражение для расстояния от величин влажности, температуры и времени (17).
r (v, T, t) = -(7.508802646e°'024190246v + 430.1568771e-°>024190246v) * * (-1.006656628e0-125677492^ + 915.1687975e "0 125677492^ ) *
*, 2r,0,e
sfs I m '
255968748
cosh(0.127984374vt)
(17)
1-e
0.255968748
J
Обсуждение. От выявленных уравнении наглядного, полученной математической модели (17) построены графические отображения процесса.
Рис. 1. График зависимости дальности от температуры
График указывает, что при низких температурах (от 0^ до 2100 дальность действия RFГО-системы от температуры зависит экспоненциально-спадающим образом.
Заключения. Полученная математическая модель данного процесса (17) описывает зависимость дальности действия Я^ГО-системы от влажности, температуры и времени. При построении математической модели учитывалась только потерия энергии электромагнитной волны при прохождении через среду. Графические отображения выявленной из математической модели полностью коррелируют с экспериментальными данными, это в свою очередь указывает на достоверность математической модели.
ЛИТЕРАТУРA
1. Потапова К.А. Идентификация данных с помощью RFID-Меток // Вестник науки. - 2023. - №10 (67). URL: https://cyberleninka.ru/artide/n/identifikatsiya-dannyh-s-pomoschyu-rfid-metok.
2. Хамзаев Д.И., Абдурахмонов С.М., Хамзаев И.Х. О процессе маркировки мешков готовой продукции на предприятие АО "Farg'onaazot" // Universum: технические
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024
TEXNOLOGIYA
науки. - 2023. - №7-1 (112). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/o-protsesse-markirovki-meshkov-gotovoy-produktsii-na-predpriyatie-ao-farg-onaazot.
3. Хамзаев Д.И., Абдурахмонов С.М., Хамзаев И.Х. О современных системах учета и маркировки продукции // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. - 2023. - 12 (117). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/16467.
4. Хамзаев Д.И., Хамзаев И.Х. Сравнительный анализ между RFID и NFC технологий // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. - 2024. -2 (118). URL : https://7universum.com/ru/tech/archive/item/.
5. Хамзаев Д.И., Хамзаев И.Х. структура и технические характеристики rfid метки // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. - 2024. -1 (118). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/16699.
6. Хамзаев Д.И. Микрочипы для RFID меток // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2024. 3(120). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/17012.
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024
