إن إتقان ربط الشريحة الدقيقة يُحدث فرقاً كبيراً في الحفاظ على إشارات سليمة وموثوقة للعلامات اللاسلكية (RFID) التي تعمل في بيئات قاسية. عندما لا يتم هذا الربط بشكل صحيح، ترتفع معدلات الفشل بشكل كبير. أظهرت بعض الدراسات الحديثة مدى سوء الوضع عندما تبدأ الإشارات في التدهور في ظل الظروف القاسية. يعتمد معظم المصنّعين إما على ربط حراري ضغطي أو ربط بمواد لاصنة لحل هذه المشكلات. يعمل الربط الحراري الضغطي بشكل أفضل في الأماكن التي تكون فيها درجات الحرارة المرتفعة جزءاً من العمليات اليومية، في حين تُنشئ المواد اللاصقة روابط كيميائية قوية تبقى ثابتة حتى في الظروف الصعبة. كما يلعب تصميم الهوائي نفسه دوراً مهماً أيضاً في تحقيق أداء دائم. تستخدم العديد من الشركات حالياً مواد مرنة مثل البولي إيميد في تصميماتها، إلى جانب تقنيات لحام أفضل تساعد الهوائيات على تحمل الضربات الميكانيكية والعوامل البيئية الضارة.
نوع المادة المستخدمة في تغليف وسيلة التعرف على الترددات الراديوية (RFID) تُحدث فرقاً كبيراً عندما تحتاج إلى العمل في بيئات قاسية. في أغلب الأحيان نرى استخدام إما الراتنج أو السيليكون، وكل منهما يُضيف نقاط قوته الخاصة. يتميز الراتنج بقدرته العالية على تحمل الصدمات والحرارة، وهو ما يجعل الشركات المصنعة تختاره للعمل في البيئات الصناعية شديدة الحرارة. أما السيليكون فيحكي قصة مختلفة، فهو يميل إلى الانحناء بدل الانكسار، ولا يتأثر بالتعرض الطويل لأشعة الشمس، مما يجعله خياراً رائعاً للاستخدام الخارجي حيث تتغير درجات الحرارة بشكل كبير. عند النظر إلى مدى كفاءة عمل هذه الوسوم تحت عوامل الضغط مثل الصدمات المادية أو درجات الحرارة القصوى، هناك فجوة واضحة بين ما تقدمه المواد المختلفة. ولقد شهدنا مؤخراً تطورات مثيرة بفضل الاختراقات في تقنية النانو. هذه المواد الجديدة تعد بتوفير حماية أفضل مع الحفاظ على وظيفة الوسوم، وهو ما قد يُحدث تحولاً كبيراً في أنظمة وسيلة التعرف على الترددات الراديوية (RFID) التي تعمل في ظروف صعبة عبر مختلف الصناعات.
تُعد تردد هوائي RFID عاملاً مهمًا في كفاءة عمل هذه الأنظمة وقدرتها على التصميم، حيث تحتاج علامات RFID المختلفة إلى ترددات مختلفة بناءً على موقع تطبيقها، وهو ما يُعتبر مهمًا بوجه خاص في التطبيقات التي تُستخدم في إنترنت الأشياء عبر مختلف الصناعات. فعلى سبيل المثال، تعمل العلامات ذات التردد المنخفض (LF) بشكل أفضل بالقرب من الأسطح المعدنية لأنها تتحمل مشاكل التوصيل الكهربائي بشكل أفضل من الأنواع الأخرى. بينما توفر العلامات ذات التردد الفائق العالي (UHF) نطاق قراءة أطول، لكنها تواجه صعوبات عندما تكون هناك مواد تحتوي على الماء بالقرب منها بسبب مشاكل التداخل الإشاري. ولقد شهدنا أمثلة واقعية حيث تمكّنت تصميمات خاصة للantenna من الصمود في بيئات قاسية مثل التغيرات الشديدة في درجات الحرارة والتعرض للكيماويات التي قد تتلف المعدات عادةً. ويعتمد المهندسون الآن بشكل كبير على أدوات المحاكاة لضبط أداء الهوائي قبل نشره. وتتيح هذه المحاكاة لهم اكتشاف المشكلات المحتملة في وقت مبكر وإجراء تعديلات على التصاميم بما يتناسب مع التحديات البيئية الموجودة في موقع التركيب. ويضمن هذا النهج أن تعمل أنظمة RFID بالفعل وفقًا للمتطلبات حتى في الظروف الصناعية الصعبة.
تواجه أنظمة RFID صعوبات كبيرة عندما تصبح درجات الحرارة متطرفة للغاية، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى مشاكل في الأجهزة وفشل في النظام. تشير تقارير صناعية مختلفة إلى أن هذه المشكلات تحدث بشكل متكرر في البيئات شديدة البرودة وشديدة الحرارة، مما يعني أن المصنعين بحاجة إلى طرق أفضل للتعامل مع درجات الحرارة القصوى. تستخدم الشركات عادةً عناصر مثل مُشتتات الحرارة وطلاءات حرارية خاصة للتحكم في التقلبات الحرارية والحفاظ على الأجزاء الحساسة من التلف. خذ على سبيل المثال مستودعات التبريد حيث تُستخدم علامات RFID لتتبع البضائع القابلة للتلف داخل وحدات التبريد. بدون حماية حرارية مناسبة، ستتعطل هذه العلامات باستمرار في درجات الحرارة تحت الصفر. التحكم الحراري المناسب هو ما يصنع الفرق في الحفاظ على تشغيل أنظمة RFID بشكل صحيح بغض النظر عن الظروف الجوية التي تواجهها يومًا بعد يوم.
تتعرض علامات RFID في بيئات التصنيع لمختلف أنواع المواد الكيميائية التي تؤدي إلى تآكل موادها وتسبب خللاً في أدائها. فعلى سبيل المثال، المواد المنظفة والمذيبات والأحماض الصناعية الموجودة بشكل شائع في مصانع الإنتاج، يمكن أن تؤدي إلى تدهور حالة هذه العلامات مع مرور الوقت حتى تتوقف عن العمل بشكل صحيح. ولذلك، يلجأ العديد من الشركات الآن إلى استخدام مواد خاصة وطبقات حماية عند تصنيع علامات RFID المخصصة للبيئات القاسية. لقد شهدنا نتائج اختبارات تُظهر أن العلامات التي تحتوي على طبقات مقاومة للمواد الكيميائية تدوم لفترة أطول بكثير من العلامات العادية تحت ظروف مماثلة. وبالتالي، بالنسبة لأي شخص يعمل في مصانع معالجة المواد الكيميائية أو منشآت مماثلة يتعرض فيها العاملون بشكل منتظم لمواد عدوانية، فإن استخدام الإصدار المحسن من هذه العلامات يُعد منطقياً من حيث التشغيل والتكاليف.
يُعدّ جعل بطاقات RFID تعمل بشكل صحيح عند غمرها في الماء تحديًا كبيرًا للصناعات التي تتعرض فيها الأشياء للبلل باستمرار، فكّر في السفن في عرض البحر أو مصانع معالجة اللحوم. يعتمد معظم المصنّعين على طلاءات واقية تُطبّق فوق الدوائر الإلكترونية وعلى حلقات ختم (O-rings) حول الحواف لمنع دخول الماء. ولا تُختار هذه الحلول بشكل عشوائي، بل هناك معايير صناعية مُعتمدة مثل تصنيفات IP68 التي تُخبر الشركات عن مستوى الحماية المطلوب بناءً على مقدار العمق ومدة بقاء البطاقات تحت الماء. في الواقع، استخدمت صناعة الشحن بطاقات RFID المقاومة للماء منذ سنوات لتعقب الحاويات وأجزاء الماكينات أثناء وجودها في خزانات التوازن (ballast tanks) أو عند تنظيفها بعد الرحلات. وعندما تعمل هذه الطرق للمقاومة للماء بشكل صحيح، فإنها تُحدث فرقًا كبيرًا بين الحصول على بيانات تتبع موثوقة والتعامل مع أعطال متكررة في البيئات الرطبة.
يساعد نظام التصنيف IK في تحديد مدى مقاومة منتجات RFID للتأثيرات الفيزيائية. تخبرنا هذه التصنيفات بشكل أساسي عن درجة الاصطدامات والصدمات التي يمكن أن تتحملها العلامة قبل أن تتلف، وهو أمر مهم للغاية بالنسبة للعلامات RFID التي تعمل في بيئات صناعية قاسية. عندما تكون العلامات تحمل تصنيفات IK جيدة، فإنها تميل إلى أن تكون أكثر دواماً حتى عند سقوطها أو اصطدامها عن طريق الخطأ أثناء العمليات العادية. تشير بعض البيانات الميدانية إلى أن العلامات التي لا تحمل شهادة IK مناسبة غالباً ما تتلف أسرع من تلك التي تلتزم بهذه المعايير. بالنسبة لأي شخص يشتري معدات RFID، فإن مراجعة تصنيف IK مقارنة بالظروف الفعلية في مكان العمل أمر منطقي. يحتاج مخزن يحتوي على معدات ثقيلة إلى مستوى حماية مختلف عن ذلك المطلوب في بيئة مكتبية، في النهاية اختيار الصحيح منها يعني استبدالاً أقل وأداءً أفضل للنظام ككل على المدى الطويل.
من المهم جدًا فهم رموز الحماية (IP) إذا أردنا معرفة مدى تحمل بطاقات RFID للظروف البيئية المختلفة. تخبرنا هذه الرموز بشكل أساسي عن مستوى الحماية التي توفرها البطاقة ضد دخول الأتربة والرطوبة، أو حتى الغمر في الماء. يعمل النظام على رقمين، يمثل كل منهما مستوى حماية محددًا. تُظهر الاختبارات الواقعية أن بطاقات RFID ذات التصنيفات IP الجيدة تميل إلى أن تكون أكثر دوامًا تحت ظروف قاسية مقارنة بتلك التي لا تحتوي على ختم مناسب. بالنسبة للشركات التي تختار حلول RFID، فإن مطابقة تصنيف IP مع المتطلبات الفعلية في الموقع تحدث فرقًا كبيرًا. قد يحتاج مستودع يتعامل مع مخزون خارجي إلى مواصفات مختلفة تمامًا مقارنة بمستودع يعمل في بيئة غرفة نظيفة. اختيار التصنيف الصحيح يمنع الحاجة إلى استبدالات مكلفة لاحقًا ويضمن استمرار العمليات دون حدوث أعطال غير متوقعة.
تُعد شهادات ATEX وIECEx مهمة للغاية عند العمل في الأماكن التي قد تحدث فيها انفجارات. بشكل أساسي، تضع هذه الشهادات قواعد صارمة يجب أن تتبعها معدات RFID لتُعتبر آمنة بما يكفي للاستخدام في تلك الأماكن الخطرة. انظر إلى المصانع أو منشآت تخزين المواد الكيميائية - الشركات هناك تواجه عادةً المزيد من الحوادث عندما تتجاهل الحصول على الشهادة المناسبة لعلامات RFID الخاصة بها. هذا هو السبب في أن الالتزام بهذه المعايير ليس خيارًا بل ضرورة. الحصول على الشهادة يعني خضوع المنتجات RFID لاختبارات مكثفة يتم فيها فحص كل شيء من العيوب التصميمية إلى انهيارات الأداء تحت ظروف قاسية. ولأصحاب الأعمال الذين يهتمون بكل من سلامة الموظفين واستمرارية العمليات، فإن استثمار الوقت في الحصول على هذه الشهادات يحقق عائدًا كبيرًا. فليس فقط هذا الأمر يبقي العمال بعيدًا عن مناطق الخطر، بل يضمن أيضًا أن أنظمة التتبع لا تفشل بالضبط في اللحظات التي تكون فيها الأكثر أهمية خلال حالات الطوارئ.
