Wytwarzanie i sterowanie polami magnetycznymi dla radiowej identyfikacji obiektów RFID oraz indukcyjnego przekazu energii

Mgr inż. Marcin Szczurkowski

PROMOTOR: prof. dr hab. Lidia J. Maksymowicz – Akademia Górniczo-Hutnicza
DYSCYPLINA: Elektronika


W pracy przedstawiono możliwości zastosowania badań modelowych pola elektromagnetycznego do optymalizacji konstrukcji obwodu antenowego w celu zapewnienia radiowej identyfikacji obiektów RFID usytuowanych w otoczeniu metalicznym oraz analizę zjawisk cieplnych indukowanych przez zewnętrzne pole magnetyczne w transponderach systemu RFID przeznaczonych do pracy w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.

Przyjęcie modelowania pola magnetycznego jako podstawowej metody badawczej umożliwiło określenie wpływu otoczenia metalicznego na pracę obwodu antenowego oraz na zasięgi odczytu głowicy antenowej RFID. Szczegółowo rozważano typowe układy powietrznych cewek w otoczeniu metalicznym oraz układy anten ferrytowych. Pozwoliło to na opracowanie metody postępowania, w której rezultaty symulacji obwodów elektronicznych (SPICE) przenoszone są do programu COMSOL Multiphysics, w celu wyznaczenia rozkładu pola indukcji magnetycznej w funkcji odległości od głowicy antenowej RFID znajdującej się w otoczeniu metalicznym. Uzyskane dane pomiarowe na zbudowanych stanowiskach badawczych służyły do weryfikacji badań modelowych i prac konstrukcyjnych, jak również stanowiły podstawę analizy zachowania się podzespołów RFID.

W wyniku przeprowadzonych badań opracowano konstrukcję obwodu antenowego oraz elektroniczne obwody detekcyjne głowicy czytnika RFID. Dodatkowo na podstawie przeprowadzonych badań wytypowano odpowiedni transponder RFID oraz opracowano procedurę badawczą i cykl projektowo-konstrukcyjny zapewniający bezpieczną jego eksploatację w podziemiach kopalń. Otrzymane w trakcie prac podzespoły są obecnie ważnymi składnikami systemu identyfikacji obudów górniczych RFID wdrożonego do eksploatacji w polskim górnictwie.

Pełna wersja autoreferatu autoreferat.pdf.

1. Fitowski K., Jankowski H., Jankowski-Mihułowicz P., Krzak Ł., Meder A., Stankiewicz J., Szczurkowski M., Warzecha M., Worek C.: RFID collection system of mining equipment in underground environment, IV Międzynarodowa Konferencja „Nowe technologie elektryczne i elektroniczne oraz ich wdrażanie w przemyśle”, Zakopane 21-24 czerwiec 2005, Materiały Konferencyjne, strony: 250 253.
2. Fitowski K., Jankowski H., Krzak Ł., Stankiewicz J., Szczurkowski M., Warzecha M., Worek C.: System identyfikacji elementów maszyn górniczych z wykorzystaniem technologii RFID, PWT 2005: Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne: X poznańska konferencja naukowo-dydaktyczna w dziedzinie telekomunikacji i elektroniki: Poznań 8 9 grudnia 2005, Instytut Elektroniki i Telekomunikacji Politechniki Poznańskiej przy wsparciu IEEE Communications Soc., Chapter Communications – Poznań, s. 281–286.
3. Fitowski K., Jankowski H., Jaszczuk M., Jenczmyk D., Krzak Ł., Pieczora E., Stankiewicz J., Szczurkowski M., Rogala J., Warzecha M., Worek C.: RFID – nowa metoda identyfikacji elementów w podziemiach kopalń, miesięcznik „Napędy i Sterowanie” nr 02, luty 2006r, strony 82-88.
4. Fitowski K., Jankowski H., Jaszczuk M., Jenczmyk D., Krzak Ł., Pieczora E., Stankiewicz J., Szczurkowski M., Rogala J., Warzecha M., Worek C.: Nowoczesny sposób identyfikacji elementów sekcji obudowy ścianowej za pomocą technologii RFID, Konferencja Naukowo-Techniczna 2006 „NOWE TRENDY W BUDOWIE MASZYN GÓRNICZYCH” 27-28 luty 2006 r. Centrum Konferencyjno-Hotelowe GLIMAR Wysowa-Zdrój, strony 37-39.
5. Jenczmyk D., Krzak Ł., Szczurkowski M., Rogala J., Warzecha M., Worek C.: Wykorzystanie technologii RFID oraz nowoczesnych systemów bazodanowych do ewidencji części maszyn górniczych i oceny ich stanu technicznego, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa - Czasopismo Naukowo-Techniczne, nr 5 (424), Maj 2006, Wydawca: Centrum Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa „EMAG”, strony 38-45.
6. Jankowski H., Krzak Ł, Szczurkowski M., Warzecha M., Worek C.: Technologia radiowej identyfikacji obiektów RFID, Wiadomości Elektrotechniczne, nr 9/2006, strony: 8-14.
7. Szczurkowski M., Jankowski H., Worek C., Maksymowicz L. J.: Czytnik RFID do identyfikacji metalicznych obiektów przemysłowych, IX Konferencja Naukowa Czujniki Optoelektroniczne i Elektroniczne COE 2006, Kraków - Zakopane 19-22 czerwca 2006, strony 519-522.
8. Szczurkowski M.: Hardware and software solutions in RFID reader, Tools of information technology: proceedings of the 1st conference: Rzeszów, Poland 15 September 2006 pp. 101-106.
9. Worek C., Krzak Ł, Szczurkowski M., Warzecha M., Jenczmyk D., Rogala J.: Wykorzystanie technologii RFID oraz nowoczesnych systemów bazodanowych do ewidencji części maszyn górniczych i oceny ich stanu technicznego, Konferencja Naukowo-Techniczna 2006 „Systemy i urządzenia automatyzacji procesów technologicznych i kontroli bezpieczeństwa w przemyśle wydobywczym”, Szczawnica 24 ÷ 26 maja 2006, strony 135-142.
10. Szczurkowski M., Jankowski H., Worek C., Maksymowicz L. J.: RFID reader designing for identification of industrial metallic objects, Optoelectronic and Electronic Sensors VI, Tadeusz Pisarkiewicz, Editor, Proceedings of SPIE Vol.6348 0T, October 2006.
11. Worek C., Krzak Ł., Szczurkowski M., Warzecha M., Jankowski D.: Czytnik RFID przystosowany do pracy w podziemnych wyrobiskach górniczych, Przegląd Elektrotechniczny, nr 9/2007, strony: 94-97.
12. Szczurkowski M., Jankowski H., Worek C., Maksymowicz L. J., Meder A.: Praktyczne doświadczenia wdrożeniowe w zakresie wykorzystania technologii RFID oraz nowoczesnych systemów bazodanowych do ewidencji części maszyn górniczych Szkoła Eksploatacji Podziemnej 25-29.02.2008, Materiały Konferencyjne.
13. Worek C., Szczurkowski M.: Kompatybilność elektromagnetyczna w podziemiach wyrobisk górniczych, Przegląd Telekomunikacyjny, Wiadomości Telekomunikacyjne, Tom 82, Numer 7, strony 268–270, 2009.
14. Worek C., Szczurkowski M.: Kompatybilność elektromagnetyczna urządzeń elektronicznych przeznaczonych do pracy w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, Przegląd Elektrotechniczny, Tom 86, Numer 3, strony 176–178, 2010.
15. Rogala-Rojek J., Piecha A., Szczurkowski M., Kozubek A., Siedlaczek A.: „Doświadczenia eksploatacyjne z wdrożenia systemu elektronicznej identyfikacji elementów sekcji zmechanizowanych obudów ścianowych w KWK Marcel”, Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Kraków, 22–26 lutego 2010, Materiały Szkoły Eksploatacji Podziemnej 2010, Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, Kraków 2010.