Suitability of RFID Based Access Control System in Factory Environment

Abstract

In this Bachelor’s thesis the functionality of RFID technology was assessed and tested in a factory environment. The subscriber was Outokumpu Stainless Oy, who wanted to evaluate the operability of the RFID system at the new F3 smelt shop in Tornio. The main goal was to study the suitability of RFID based access control system in a factory environment by conducting test measurements and collecting reliable measurement data of the functionality of the system. An additional goal was to utilize tools, which system administrators will be using in the future.

The thesis includes research of the RFID technology from the view of system administrator and measurements and tests carried out in the installation envi-ronment. Suitability to factory environments was assessed by studying technical specifications of the system components and comparing them to the normal conditions at the installation locations. Measurement data was gathered by using the embedded software of the reader, with emphasis on the collection of RSSI information at every ready zone. Moreover, functionality was examined by using the radio frequency spectrum analyser of the reader, which presents RF spectrum from all connected and working antennas of the reader.

As result, it was detected that the system is fitting to F3 melt shop environment quite well and the functioning of it is not disturbed by external factors in normal circumstances. The large amount of metallic surfaces seemed to enhance the operation of the system despite restrictions, such as exceeding the recom-mended length of antenna cabling. In conclusion, it can be argued, that current RFID devices can be utilized in demanding conditions as long as the correct reader, tag and antenna models are being applied and the system is thoroughly designed.

Opinnäytetyössä arvioitiin ja testattiin RFID-tekniikan toimivuutta tehdasympäristössä. Työn toimeksiantaja oli Outokumpu Stainless Oy, joka halusi arvioida Tornion tehdasalueen uuden F3 sulaton RFID-järjestelmän toimivuuden. Päätavoitteena oli tutkia RFID-pohjaisen kulunvalvontajärjestelmän soveltuvuutta tehdasympäristöön toteuttamalla testimittauksia ja keräämällä luotettavaa mittaustietoa järjestelmän toimivuudesta. Lisätavoitteena oli hyödyntää työkaluja, joita järjestelmän hallinnoijat tulevat käyttämään jatkossa.

Opinnäytetyö sisälsi selvitystyötä RFID-tekniikan perusteista järjestelmän ylläpitäjän kannalta ja käyttöympäristössä suoritettuja mittauksia ja käyttötestejä. Tehdasympäristöön soveltuvuutta arvioitiin tutkimalla järjestelmän komponenttien teknisiä määrittelyjä ja vertaamalla niitä sulatolla järjestelmän asennuspaikoilla tavallisesti vallitseviin olosuhteisiin. Mittaustietoa kerättiin käyttämällä lukijaan sulautettua ohjelmistoa, jossa painotuttiin RSSI-tietojen tallentamiseen jokaiselta lukupaikalta. Lisäksi toimivuutta tarkisteltiin myös lukijan mahdollistamalla antennien ympäristön radiotaajuisen spektrin analyysillä.

Lopputuloksena havaittiin, että kyseisen järjestelmän kokoonpano soveltuu F3 sulaton ympäristöön hyvin ja sen toiminta ei normaaliolosuhteissa häiriinny ulkopuolisten tekijöiden vuoksi. Yllättäen ympäristön suuri metallipintojen määrä vaikutti tehostavan järjestelmän toimintavarmuutta esimerkiksi antennikaapelien suosituspituuksien ylittymisestä huolimatta. Johtopäätöksenä voidaan sanoa, että nykyisiä RFID-laitteita voidaan hyödyntää vaativissakin olosuhteissa, kunhan käytetään tarkoitukseen sopivia lukija-, antenni- ja tagimalleja ja järjestelmä suunnitellaan perusteellisesti.