Triển khai đa Reader

Các triển khai RFID trong sản xuất thường bao gồm nhiều đầu đọc hoạt động cùng nhau. Một kho hàng điển hình có thể có 4–8 đầu đọc tại các cửa nhập xuất hàng và 2–4 đầu đọc trên mỗi dây chuyền băng tải — tất cả đều truyền dữ liệu vào một phần mềm trung gian trung tâm để loại bỏ trùng lặp, lọc và định tuyến các sự kiện thẻ đến các hệ thống kinh doanh (WMS, ERP, TMS).

Kiến trúc gồm ba lớp: Edge (đầu đọc + anten tại các điểm đọc vật lý), Middleware (xử lý sự kiện, loại bỏ trùng lặp, logic kinh doanh) và Integration (kết nối API với WMS/ERP/TMS). Lớp middleware rất quan trọng — nó chuyển đổi các lần đọc thẻ thô (EPC + anten + RSSI + dấu thời gian) thành các sự kiện kinh doanh có ý nghĩa như 'pallet đã nhận tại cửa 3' hoặc 'thùng hàng đã xếp lên xe tải B'.

Thiết kế mạng: Mỗi đầu đọc cố định kết nối qua Ethernet (ưu tiên vì độ tin cậy) hoặc Wi-Fi. Sử dụng một VLAN riêng cho lưu lượng RFID để tách biệt với lưu lượng mạng chung. Băng thông điển hình: 1–5 Mbps mỗi đầu đọc trong quá trình kiểm kê tích cực. Đảm bảo độ trễ mạng ≤50ms cho các ứng dụng thời gian thực. Sử dụng giám sát nhịp tim để phát hiện lỗi đầu đọc — một đầu đọc ngoại tuyến tại cửa nhập xuất hàng đồng nghĩa với việc bỏ lỡ các lô hàng.

Khi nhiều đầu đọc hoạt động gần nhau, tín hiệu RF của chúng có thể gây nhiễu. Có ba chiến lược điều phối chính, mỗi chiến lược đều có những đánh đổi:

Phổ trải rộng nhảy tần (Frequency Hopping Spread Spectrum) là cơ chế quản lý nhiễu chính ở các khu vực như Việt Nam (920–925 MHz). Đầu đọc nhanh chóng chuyển đổi giữa các kênh trong các vòng kiểm kê, đảm bảo rằng ngay cả khi hai đầu đọc xung đột trên một kênh, chúng sẽ tách nhau ra ở bước nhảy tiếp theo.

Cấu hình FHSS thực tế: Cấu hình mỗi đầu đọc với một mặt nạ kênh (channel mask) xác định các kênh sẽ sử dụng. Đối với 2 đầu đọc liền kề, hãy gán các mặt nạ bổ sung cho nhau — Đầu đọc A sử dụng các kênh [0, 2, 4, 6, 8] và Đầu đọc B sử dụng các kênh [1, 3, 5, 7, 9]. Điều này đảm bảo không có sự chồng lấn. Đối với 3 đầu đọc, hãy chia thành các nhóm từ 3–4 kênh mỗi nhóm.

Tốc độ nhảy kênh rất quan trọng: nhảy nhanh hơn làm giảm xác suất va chạm kéo dài nhưng làm tăng chi phí vận hành. Hầu hết các đầu đọc nhảy sau mỗi vòng kiểm kê (mỗi 100–400ms). Lệnh SET_WORKING_FREQUENCY của giao thức Nextwaves NRN cấu hình danh sách kênh — ví dụ: các byte [0, 2, 4, 6, 8, 10] thiết lập các kênh từ 0 đến 10 với khoảng cách 1 MHz.

SET_WORKING_FREQUENCY payload:

2 readers (zero overlap):
  Reader A: [0, 2, 4, 6, 8]   → 920.0, 921.0, 922.0, 923.0, 924.0
  Reader B: [1, 3, 5, 7, 9]   → 920.5, 921.5, 922.5, 923.5, 924.5

3 readers:
  Reader A: [0, 3, 6, 9]      → 920.0, 921.5, 923.0, 924.5
  Reader B: [1, 4, 7, 10]     → 920.5, 922.0, 923.5, 925.0
  Reader C: [2, 5, 8]         → 921.0, 922.5, 924.0

Chế độ đầu đọc mật độ cao (Dense Reader Mode) là một tính năng của EPC Gen2 được thiết kế đặc biệt cho các môi trường có nhiều đầu đọc đặt gần nhau (>2 đầu đọc trong vòng 3m). DRM sử dụng băng thông kênh hẹp hơn và các phản hồi thẻ được mã hóa Miller để giảm nhiễu giữa các đầu đọc.

Sự đánh đổi của DRM: Việc bật DRM cải thiện đáng kể khả năng cùng tồn tại của nhiều đầu đọc nhưng làm giảm hiệu suất của từng đầu đọc đơn lẻ — băng thông hẹp hơn đồng nghĩa với thông lượng dữ liệu thấp hơn trên mỗi đầu đọc. Trong thực tế, một đầu đọc ở chế độ DRM kiểm kê thẻ chậm hơn khoảng 20–30% so với chế độ tiêu chuẩn, nhưng hiệu suất cấp hệ thống được cải thiện vì các đầu đọc không còn chặn lẫn nhau.

Khi nào nên bật DRM: Có nhiều hơn 2 đầu đọc trong vòng 3 mét. Các đầu đọc tại các cửa kho liền kề có thể "nhìn thấy" thẻ của nhau. Các hệ thống lắp đặt bán lẻ gắn trần mật độ cao. Khi nào nên tắt DRM: Các đầu đọc biệt lập với khoảng cách >5m. Các ứng dụng cầm tay một đầu đọc. Các đường hầm băng tải có che chắn RF tốt.

Tình trạng "đói" thẻ xảy ra khi một số thẻ nhất định trong một nhóm liên tục bị bỏ qua trong các vòng kiểm kê. Điều này thường xảy ra do các thẻ mạnh hơn (gần anten hơn, hướng tốt hơn) chiếm lĩnh sự chú ý của đầu đọc, và các thẻ yếu hơn không bao giờ có cơ hội phản hồi.

Phát hiện: Theo dõi tỷ lệ giữa số lượng thẻ duy nhất (unique-tag-count) so với tổng số lần đọc (total-read-count). Nếu bạn đang đọc 50 thẻ duy nhất nhưng nhận được tổng cộng 5000 lần đọc, các thẻ mạnh đang được đọc lại 100 lần trong khi các thẻ yếu đang bị 'đói' (starving). Một tỷ lệ hợp lý là số thẻ duy nhất × 3–10 = tổng số lần đọc.

Chiến lược giảm thiểu: Sử dụng giá trị Q phù hợp (quá thấp = xung đột khiến các thẻ yếu bị mất tín hiệu, quá cao = các vòng quét bị chậm). Kích hoạt tính năng duy trì phiên (S2/S3) để các thẻ đã được đọc sẽ chuyển sang trạng thái im lặng. Luân chuyển tiêu điểm anten bằng cách lập trình tuần tự qua các cổng anten. Điều chỉnh mức công suất để tạo vùng phủ sóng đồng đều hơn — giảm công suất trên các anten hướng vào các thẻ ở gần, tăng công suất trên các anten bao phủ các khu vực xa. Sử dụng cờ 'target' để luân phiên giữa các hướng kiểm kê A→B và B→A.

Kỹ thuật nâng cao: Triển khai các lệnh 'select' để phân chia quần thể thẻ thành các nhóm và kiểm kê từng nhóm riêng biệt. Điều này đặc biệt hiệu quả đối với các quần thể hỗn hợp, nơi các thẻ nhỏ ở cấp độ mặt hàng cùng tồn tại với các thẻ lớn ở cấp độ pallet.

Các cấu hình này đã được xác thực trong các lần triển khai thực tế và đại diện cho các phương pháp hay nhất cho các tình huống phổ biến.