RFID傳感器可精確追蹤酒廠發(fā)酵桶
Boulton說，使用這套系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，酒廠預(yù)計(jì)可以進(jìn)行之前沒有可能的測(cè)試。葡萄的品種的不同、葡萄生長(zhǎng)過程中的環(huán)境因素以及葡萄園的位置導(dǎo)致每一顆葡萄也都不同。測(cè)試不同品種葡萄屬性的唯一方法就是跟蹤發(fā)酵狀態(tài)，手動(dòng)追蹤發(fā)酵狀態(tài)在過去是不可能的。使用SanJose公司CypressSemiconductor提供的RFID傳感系統(tǒng)，現(xiàn)在研究人員可以每五分鐘獲取到葡萄混合釀造的有關(guān)信息。
新建的葡萄酒廠是專為學(xué)生做葡萄酒工程方面的研究設(shè)立的。其152個(gè)發(fā)酵桶的每個(gè)桶里都盛有不同的葡萄，釀造出不同的葡萄酒。發(fā)酵過程是在葡萄酒生產(chǎn)過程中最初的幾個(gè)星期里進(jìn)行的，需要監(jiān)控混合含糖量和溫度。這些內(nèi)容通常是手工監(jiān)控，但在大型工廠，如在加州大學(xué)戴維斯分校的酒廠，要獲得每個(gè)桶里含糖量和溫度的定期測(cè)量需要大量的工作人員。而且用手工的方法需要移開蓋子進(jìn)行測(cè)量，這會(huì)導(dǎo)致潛在的溫度變化、氧化和污染。因?yàn)檠芯咳藛T計(jì)劃在葡萄品種和種植條件的基礎(chǔ)上研究在釀酒過程中的很多不同的因素，酒廠需要經(jīng)常測(cè)量每個(gè)桶的發(fā)酵過程以此收集數(shù)據(jù)。
在設(shè)計(jì)這個(gè)新的釀酒廠時(shí)，Boulton找到一套Cypress公司設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，旨在使用RFID跟蹤葡萄酒的狀態(tài)。Cypress公司的工程師團(tuán)隊(duì)為Boulton開發(fā)了一個(gè)解決方案，包括連接到RFID節(jié)點(diǎn)上的糖和溫度的傳感器，傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶x寫器，集成到插在筆記本電腦上USB端口的一個(gè)軟件狗上。這樣，筆記本電腦接收到據(jù)并通過Wi-Fi連接轉(zhuǎn)發(fā)到檢測(cè)和控制儀表板的軟件上，軟件也由Cypress公司提供。
這個(gè)解決方案在2010年9月正式啟用，在酒廠的第一批葡萄豐收的時(shí)候跟蹤30到50個(gè)發(fā)酵桶的狀況。這套系統(tǒng)包含了用于確定葡萄酒含糖量的Brix傳感器。一個(gè)20英寸的鋼管，包含了Brix和溫度傳感器，插入桶里，傳感器連接到一個(gè)安裝在桶外的電子模塊上。這個(gè)模塊接收到傳感器的測(cè)量，顯示在一個(gè)小屏幕上，并與一個(gè)有源RFID標(biāo)簽共享數(shù)據(jù)。這個(gè)標(biāo)簽連接到插入交流電源插座的電源適配器上。
每五分鐘，RFID標(biāo)簽會(huì)發(fā)出一個(gè)2.4GHz的信號(hào)，其中編入了其唯一的ID號(hào)和傳感器的數(shù)據(jù)。這種標(biāo)簽采用了專有的RF空中接口協(xié)議，在讀寫器視線清晰時(shí)讀取距離高達(dá)400米，在大量的鋼材和液體環(huán)境中讀取距離約100米，在這個(gè)葡萄酒應(yīng)用案例里就是如此。
傳輸由插入筆記本電腦的RFID閱讀器接收，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到運(yùn)行在加州大學(xué)戴維斯分校的服務(wù)器的檢測(cè)和控制儀表板軟件上。儀表板顯示出每個(gè)發(fā)酵桶最新的溫度和含糖量讀數(shù)并維護(hù)一個(gè)歷史測(cè)量的讀數(shù)。如果超出閾值范圍，軟件可以通過電子郵件或者短信發(fā)出警報(bào)，不過目前，警報(bào)只是顯示在儀表板上。因此，酒廠的工作人員必須通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程登錄，或查看現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)46英寸的視頻監(jiān)控（由Cypress公司提供），監(jiān)控器插入筆記本電腦并顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
在系統(tǒng)正式啟用之前，酒廠詢問過Cypress公司流入和流出大樓的水溫能否測(cè)量。Cypress公司花了兩個(gè)星期的時(shí)間設(shè)計(jì)了一套R(shí)FID傳感器的系統(tǒng)，用來測(cè)量安裝在天花板上的水管里的水溫（當(dāng)有涼水或熱水流進(jìn)流出的時(shí)候）。這有助于酒廠監(jiān)控流進(jìn)流出大桶的水的溫度。流進(jìn)來的水的不合適的溫度可能會(huì)影響酒的質(zhì)量，流出去的水的不合理的溫度可能表明其中有個(gè)桶有問題。像發(fā)酵桶的傳感器一樣，Cypress公司的水的傳感器連接到有源RFID標(biāo)簽上，傳輸溫度數(shù)據(jù)和唯一的ID號(hào)，由中心閱讀器閱讀。
Cypress公司的高級(jí)應(yīng)用工程師ArchanaYarlagadda說，系統(tǒng)安裝最大的挑戰(zhàn)是確保閱讀器可以在充滿鋼鐵和液體的環(huán)境中接收到每個(gè)RFID標(biāo)簽的傳輸。這些桶的廣泛的布局需要一個(gè)大的讀取范圍。這個(gè)問題得到了解決，在很大程度上，通過調(diào)整標(biāo)簽的位置，確保相對(duì)于閱讀器來說天線能處于最好的位置。
Yarlagadda說，明年，酒廠打算在其全部的152個(gè)桶上都部署這一系統(tǒng)，這可能需要不只一臺(tái)的中心閱讀器了，確保每個(gè)標(biāo)簽的信號(hào)都能被接收，以防只有一個(gè)閱讀器的話，可能有的標(biāo)簽與閱讀器的距離太遠(yuǎn)而不能通信。
Boulton對(duì)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)很感興趣，他指出，獲取的這些數(shù)據(jù)比其他同等規(guī)模的酒廠獲得的數(shù)據(jù)要多。他說：“大部分酒廠都需要足夠多的員工每天幾次來衡量溫度等。今年我們依靠這套系統(tǒng)取得了閱讀的精度和準(zhǔn)確度。”
Boulton還說：“這套系統(tǒng)節(jié)省了大量的勞動(dòng)力，還確保了更精確的溫度追蹤。”
