Защо батерията на ръчния RFID четец пада след 3 часа

Ръчен RFID четец, който се изключва след три часа работа, може да създаде впечатление, че цялата операция е по-проблемна, отколкото всъщност е. Складовият екип обвинява устройството. Отделът по покупки обвинява доставчика. IT екипът обвинява приложението. Ръководителят обвинява служителите, че са забравили да го заредят. Понякога една от тези догадки е вярна, но в повечето случаи реалната причина не е една дефектна батерия. Обикновено това е натрупване на малки енергийни загуби, които никой не е разгледал като цялостна система.

Скритите причини за бързо изтощаване

Консумация на RF модула

Съвременният ръчен UHF RFID четец не е просто скенер с дръжка. Обикновено това е Android RFID терминал, UHF модул за четене, баркод скенер, сензорен екран, Wi-Fi, Bluetooth, понякога 4G, понякога GPS, камера, говорител и батерия, събрани в едно устройство. Когато всички тези компоненти работят интензивно, три часа живот на батерията вече не изглеждат толкова изненадващи. Устройството може да е представено като RFID четец с дълъг живот на батерията, но тази стойност често идва от контролирани тестови условия, а не от натоварен склад, където операторите сканират постоянно, държат екрана ярък, преминават между Wi-Fi зони и използват тежко приложение за инвентаризация през целия ден.

Най-големият скрит консуматор обикновено е RF модулът. UHF RFID четенето използва много повече енергия от периодичното сканиране на баркодове. Когато операторът държи спусъка натиснат дълго време, четецът излъчва RF енергия, приема отговори от RFID тагове, обработва данните от таговете и ги изпраща към софтуера. Ако мощността на четене е настроена на максимум през целия ден, батерията пада бързо. Много екипи използват ръчните RFID четци на пълна мощност, защото смятат, че по-силният сигнал винаги е по-добър. Това не е така. По-високата мощност може да увеличи дистанцията на четене, но също така може да доведе до нежелани прочитания, дублирани записи, шумни данни и по-бърза консумация на батерия.

В дистрибуционен център в Далас екипът използвал ръчни RFID четци за инвентарни проверки на палети. Всички устройства били настроени на максимална изходна мощност, защото служителите искали да четат тагове от по-голямо разстояние. Операторите вървели по коридорите с почти постоянно натиснат спусък. Батериите се изтощавали преди обяд и екипът решил, че четците са дефектни. След тестове интеграторът намалил RF мощността, съкратил времето на активна сесия и обучил операторите да сканират от по-близки позиции. Животът на батерията се доближил много повече до пълна смяна, а данните от проверките станали по-чисти, защото четците спрели да улавят тагове от съседни палетни позиции.

Използване на екрана

Екранът е друг тих консуматор. Много Android RFID ръчни четци се доставят с ярки сензорни екрани, защото работниците трябва да виждат добре в складове, дворове, болници, магазини и хладилни помещения. Но максималната яркост през целия ден може бързо да изтощи батерията, особено когато приложението не позволява на екрана да премине в режим на заспиване. Някои складови приложения държат дисплея активен по време на всяка задача, защото разработчиците се притесняват, че потребителите ще пропуснат предупреждения. Това изглежда полезно, докато устройството не остане двадесет минути върху количка с напълно осветен екран. Ако четецът има голям дисплей, настройките на екрана могат да бъдат също толкова важни, колкото капацитетът на батерията на RFID четеца.

Текстилна пералня във Варшава се сблъскала точно с този проблем. Служителите използвали ръчни RFID четци за броене на колички с бельо и пакети с униформи. Приложението показвало големи цветни панели за статус, а екранът оставал включен през цялата смяна. Четците не сканирали непрекъснато, но батериите въпреки това падали бързо. Решението било просто, но лесно за пропускане: активирана била автоматична яркост, времето за изключване на екрана било намалено, а приложението било променено така, че да запазва сесията активна, без да държи дисплея постоянно буден. Пералнята не купила нови батерии. Тя променила поведението на съществуващите устройства между отделните сканирания.

Поведение на мрежата

Мрежовото поведение също може да изразходва много енергия. Складов RFID скенер, който постоянно търси Wi-Fi, прескача между слаби точки за достъп или качва всяко прочитане на таг в реално време, може да използва много повече енергия от очакваното. Когато Wi-Fi покритието е слабо, ръчното устройство работи по-интензивно, за да остане свързано. Ако приложението изпраща малки пакети данни след всяко прочитане, вместо да ги групира, устройството може цял ден да събужда радиомодули, да потвърждава връзки, да повтаря неуспешни качвания и да синхронизира статуси. Това е особено често в големи складове, контейнерни терминали и многоетажни сгради, където безжичното покритие е проектирано за офис лаптопи, а не за мобилна RFID работа.

Търговска верига в Манила внедрила UHF RFID ръчни четци за циклична инвентаризация. Пилотният магазин работел добре, но по-големите магазини съобщавали, че устройствата се изтощават след три до четири часа. Хардуерът бил същият. Разликата била в Wi-Fi покритието. В складовите помещения и коридорите за стока ръчните терминали постоянно се разкачвали и свързвали отново. Приложението се опитвало да качва прочитанията незабавно, така че зоните със слаб сигнал изтощавали батериите и създавали забавяния при синхронизацията. След като търговецът добавил точки за достъп и разрешил пакетно качване по време на инвентарните обиколки, животът на батерията се подобрил, а процесът на броене станал по-стабилен.

Самото приложение

Самото приложение също може да бъде проблем. Лошо разработено RFID приложение за инвентаризация може да държи процесора натоварен дори когато четецът не се използва. То може да изпълнява фонови услуги, да обновява табла твърде често, да поддържа Bluetooth в режим на търсене, да държи GPS активен или да обработва дублирани EPC кодове неефективно. Някои приложения създават и много големи локални бази данни, които с времето забавят работата. Служителите виждат само как процентът на батерията пада, но истинският проблем може да е в софтуерната архитектура. Доброто RFID приложение трябва да управлява състоянията на сканиране, да филтрира прочитанията интелигентно, да преминава в покой при неактивност и да избягва ненужни фонови задачи.

Болница в Торонто използвала ръчни RFID четци за проследяване на медицинско оборудване, инфузионни помпи и спешни колички. Устройствата трябвало да издържат цяла смяна, но медицинските сестри се оплаквали, че батерията пада по време на следобедните проверки. IT екипът първо обвинил старите батерии, но прегледът на употребата показал, че приложението за проследяване на оборудване държи услугите за локация активни дори в зони, където GPS е безполезен. То също обновявало картите на активите всяка минута. След като софтуерният екип изключил ненужното следене на местоположение и коригирал интервалите за синхронизация, същите ръчни четци започнали да издържат много по-дълго. В здравеопазването това имало значение, защото изключено устройство по време на търсене на оборудване не е просто неудобство. То забавя подкрепата за пациента.

Възраст на батерията и навици при зареждане

Възраст на батерията

Възрастта на батерията е очевидният заподозрян и понякога наистина е причината. Литиевите батерии губят капацитет с циклите на зареждане, времето на съхранение, излагането на топлина и грубото боравене. Батерия на ръчен RFID четец, която е издържала осем часа като нова, може след една или две години тежка употреба да осигурява само пет часа работа. Ако устройството е изпускано, зареждано с евтини адаптери, съхранявано в горещи превозни средства или оставяно напълно разредено за дълги периоди, батерията може да се влоши по-бързо. Моделите RFID ръчни терминали със сменяема батерия са полезни, защото екипите могат да сменят батерийни пакети, вместо цялото устройство. Но дори сменяемите батерии се нуждаят от план за проследяване.

Логистичен двор в Ротердам използвал четиридесет индустриални RFID ръчни терминала, споделяни между смените. Четците били в добро състояние, но батерийните пакети се смесвали без етикети за възраст. Някои батерии били почти нови. Други били използвани интензивно две години. Работниците вземали какъвто пакет намерят в зарядното и се оплаквали случайно, когато дадено устройство се изключи рано. Дворът започнал да маркира батериите по дата на покупка, да тества капацитета им месечно и да изважда слабите пакети от употреба. Изведнъж оплакванията станали предвидими, вместо загадъчни. Решението не било впечатляващо, но дало контрол на ръководителите.

Навици при зареждане

Навиците при зареждане са по-важни, отколкото много екипи предполагат. Ако устройствата не са поставени правилно в зарядните стойки, ако контактите са замърсени, ако батериите се сменят преди пълно зареждане или ако служителите изключват зарядни, за да използват контактите за друго оборудване, следващата смяна започва със слаби батерии. Ръчен RFID четец може да показва 100% след плитко или неточно отчетено зареждане, а след това бързо да падне под RF натоварване. Замърсените контакти също могат да причинят прекъсващо зареждане, особено в прашни складове, текстилни предприятия, хранителни производства и външни дворове.

В архивна библиотека в Сингапур служителите използвали ръчни RFID скенери, за да намират кутии и маркирани документи в складови помещения. Устройствата се поставяли в зарядни стойки всяка вечер, но няколко единици все още започвали сутринта с непълен капацитет. Оказало се, че проблемът е хартиен прах върху зарядните контакти и няколко разхлабени кабела на стойките зад шкаф. След като библиотеката добавила прост контролен списък за зареждане в края на деня и седмично почистване на контактите, проблемът с батерията почти изчезнал. Това било напомняне, че не всеки проблем с батерията е електронен. Някои са въпрос на поддръжка и организация.

Условия на средата

Условията на средата също могат да съкратят работното време. Ниските температури намаляват производителността на батерията, а високата топлина ускорява стареенето ѝ. Четец, използван във фризер, хладилен склад, зимен външен двор или гореща товарна рампа, няма да се държи като същия четец в офис. Студът влияе и на работниците. Когато ръцете са изтръпнали или с ръкавици, хората може да държат спусъка по-дълго, да повтарят сканирания или да увеличат яркостта на екрана. При горещи условия устройствата може да ограничат производителността или да изразходват повече енергия, докато радиомодулите и процесорите работят под напрежение.

Хладилен склад за морски продукти в Осло използвал ръчни UHF RFID четци за проследяване на изолирани контейнери и движение на палети. Оценката на батерията от доставчика изглеждала добра на хартия, но устройствата се използвали в дълги сесии при ниски температури. Животът на батерията спаднал рязко през зимните смени. Компанията променила работния процес така, че четците да остават в по-топли подготвителни зони, когато не се използват, осигурила резервни топли батерии и съкратила сесиите за сканиране в най-студените помещения. Четците не се превърнали внезапно в различни устройства. Просто работната среда най-после била включена в уравнението за батерията.

Качество на таговете и работни модели

Качество на таговете

Качеството на таговете също може да повлияе на живота на батерията. Ако RFID тагове са поставени неправилно, блокирани от метал, разположени близо до течности или монтирани в непоследователни ориентации, операторите прекарват повече време в сканиране. Те увеличават мощността на четене, държат спусъка по-дълго, обикалят около обекта и сканират отново. Батерията на четеца поема вината, но основната причина може да е лошо позициониране на RFID тага или неподходящ таг за материала. Добрата RFID система намалява усилието при четене. Лошата превръща всяко сканиране в енергоемко търсене.

Завод за автомобилни части в Мексико използвал ръчни RFID четци за идентификация на метални стелажи и оборотни контейнери. Четците се изтощавали, защото работниците трябвало да сканират всеки стелаж от няколко ъгъла. Първоначалните тагове били универсални UHF RFID етикети, поставени директно върху метални рамки, което отслабвало производителността. След преминаване към подходящи RFID тагове за метал и стандартизиране на позицията им, работниците завършвали сканирането по-бързо и използвали по-ниска RF мощност. Животът на батерията се подобрил, защото четецът вече не трябвало да се бори с неподходяща среда за таговете през целия ден.

Работен модел

Работният модел е друг реален фактор. Ръчен RFID четец, използван за периодични проверки по изключение, може да издържи дълго. Същият модел, използван за непрекъснати инвентарни обходи, може да се изтощи много по-бързо. Екипите по покупки понякога сравняват показатели за батерията, без да ги съпоставят с работния цикъл. Устройство, оценено за осем или десет часа смесена употреба, може да не издържи толкова при непрекъснато UHF сканиране. Ако операцията изисква дълги непрекъснати сканирания, купувачът трябва да попита за капацитет на батерията, опции за сменяема батерия, поддръжка на hot swap, скорост на зареждане, цена на резервни батерии и реални тестови данни при непрекъснато RFID четене.

Компания за отдаване под наем на събитийно оборудване в Дубай използвала ръчни RFID четци за броене на осветителни конструкции, кабели, куфари и сценично оборудване след големи събития. Екипът сканирал агресивно по време на нощните връщания, защото камионите трябвало да се разтоварват бързо. Четците се изтощавали след три часа, но само в нощите след събития. През обичайните складови дни издържали много по-дълго. Мениджърът разбрал, че проблемът е работният цикъл. Компанията купила резервни батерийни пакети, добавила зарядна станция близо до зоната за връщане и променила приложението така, че RF сканирането автоматично да спира след кратък период на неактивност. Проблемът с батерията не бил напълно премахнат, но вече не забавял разтоварването на камионите.

Практични решения за по-дълъг живот на батерията

Използването на баркод скенер също може да увеличи консумацията. Много RFID ръчни терминали включват 1D или 2D модули за баркод сканиране. Ако работният процес използва едновременно RFID и баркод, устройството може да превключва между две енергоемки функции. Камери, фенерчета, звукови сигнали, вибрации и заснемане на етикети също могат да увеличат разхода на енергия. Служителят може да мисли, че прави само RFID инвентаризация, но терминалът може да използва няколко хардуерни функции през цялата задача.

Фърмуерът и настройките на четеца също заслужават внимание. Производителите понякога публикуват фърмуерни актуализации, които подобряват управлението на енергията, RF контрола, поведението при заспиване, точността на зареждане или стабилността на модула. Ако една компания никога не актуализира устройствата си, тя може да носи стари проблеми с батерията години наред. От друга страна, актуализациите трябва да се тестват преди масово внедряване, защото промени в поведението на четеца могат да засегнат интеграцията. Доброто управление на устройствата включва контрол на версията на фърмуера, контрол на версията на приложението, проверки на здравето на батерията и логове за употреба.

Много проблеми с батерията могат да се диагностицират с прост полеви тест. Вземете два четеца от един и същ модел. Заредете и двата напълно. Използвайте единия в самолетен режим само с активиран RFID и сканирайте контролиран набор от тагове при умерена мощност. Използвайте другия в реалния работен процес с Wi-Fi, синхронизация на приложението, яркост на екрана, баркод сканиране и нормално поведение на оператора. Сравнете разхода на батерия. Ако контролираният четец издържи много по-дълго, батерията не е единственият проблем. След това тествайте едно по едно нивата на RF мощност, времето за изключване на екрана, мрежовите зони, фоновата активност на приложението и четимостта на таговете. Такъв тест не е сложен, но рядко се прави преди хората да започнат да обвиняват хардуера.

За купувачи, които търсят RFID четец с дълъг живот на батерията, най-добрият подход е да задават конкретни въпроси. Какъв е капацитетът на батерията в милиамперчасове или ватчасове? Сменяема ли е батерията? Поддържа ли устройството бързо зареждане или hot swap? Колко време издържа при непрекъснато UHF RFID сканиране при ясно определено ниво на мощност? Колко време издържа при смесена употреба с включен Wi-Fi? Какъв размер и яркост на екрана са използвани в теста? Поддържа ли четецът регулируема RF мощност, timeout на сканиране, пакетен режим и управление на заспиването? Може ли доставчикът да предостави реални референции от складова RFID инвентаризация, търговски инвентар, проследяване на активи или логистични приложения?

Отговорът може да бъде и оперативен, а не технически. Ако складът работи на две смени, той не трябва да разчита на една батерия за устройство, освен ако батерията доказано покрива и двете смени. Резервни батерии, зарядни стойки, ротация на батериите и обучение на потребителите са част от RFID решението. Ръчният четец е инструмент. Подобно на мотокари, радиостанции, таблети и принтери за етикети, той се нуждае от план за употреба. Ако планът е слаб, дори добро устройство ще изглежда ненадеждно.

Има практични начини да се подобри животът на батерията на ръчен RFID четец. Намалете RF мощността до нивото, което реално върши работа. Избягвайте постоянно натискане на спусъка, когато кратки серии от сканиране са достатъчни. Използвайте правилно настройките за сесии и филтриране, за да намалите повторните прочитания. Подобрете позиционирането на таговете, за да могат операторите да сканират по-бързо. Намалете яркостта на екрана и съкратете времето за изключване. Подобрете Wi-Fi покритието и използвайте пакетно качване, когато синхронизацията в реално време не е необходима. Изключвайте неизползвани радиомодули като GPS, Bluetooth или мобилни данни, когато не са нужни. Поддържайте приложението леко. Актуализирайте фърмуера внимателно. Почиствайте зарядните контакти. Проследявайте възрастта на батерията. Осигурете резервни батерии за задачи с тежко сканиране. Нито една от тези стъпки не е драматична, но заедно могат да превърнат разочароващо тричасово устройство в надежден работен инструмент.

Истинската причина батерията на ръчния RFID четец да пада след три часа обикновено не е, че четецът е безполезен. Причината е, че устройството е принудено да използва RF мощност, екран, мрежа, софтуер, сензори и човешки навици на пълна скорост без енергийна стратегия. RFID е бърз, защото може да чете много тагове за кратко време, но тази скорост използва енергия. Целта не е да се избегне консумацията напълно. Целта е енергията да се използва само там, където създава полезни прочитания.

Доброто RFID внедряване разглежда живота на батерията като системен резултат, а не като обещание от каталог. Четецът има значение. Батерията има значение. Но значение имат и таговете, приложението, мрежата, работният процес, режимът на зареждане, средата и обучението. Когато всички тези елементи са настроени правилно, ръчният RFID четец може да поддържа сериозна складова инвентаризация, проследяване на активи, циклично броене в търговията, логистична проверка, проверки на медицинско оборудване и индустриални операции, без да се изключва по средата на деня. Когато бъдат пренебрегнати, дори скъп четец може да изглежда като евтина грешка още преди обяд.