RFID rendszerek és frekvenciák
Az RFID-rendszerek a működésük szerinti frekvenciasáv szerint bonthatók: alacsony frekvencia, magas frekvencia és ultramagas frekvencia. A rendszereknek két nagy kategóriája is létezik: a passzív és az aktív RFID. Az alábbi részekben az RFID-rendszerek frekvenciáit és típusait fogjuk feltárni.
Hogyan lehet kategorizálni az RFID rendszereket?
Az RFID-rendszereket gyakran működési frekvenciasávjuk szerint osztályozzák. A frekvencia a rendszerelemek közötti kommunikációhoz használt rádióhullámok méretére utal. Az RFID-rendszerek világszerte alacsony frekvenciájú (LF), nagyfrekvenciás (HF) és ultramagas frekvenciájú (UHF) sávokban működnek. A rádióhullámok ezeken a frekvenciákon eltérően viselkednek, és az egyes frekvenciasávok használatának vannak előnyei és hátrányai is.
Például, ha egy RFID-rendszer alacsonyabb frekvencián működik, akkor lassabb az adatolvasási sebessége, de nagyobb a képessége a fém- vagy folyékony felületek közelében vagy azokon történő olvasáshoz. Ha egy rendszer magasabb frekvencián működik, akkor általában nagyobb az adatátviteli sebessége és hosszabb az olvasási tartománya, de érzékenyebb a környezetben lévő folyadékok és fémek által okozott rádióhullám-interferenciára. Az elmúlt évek technológiai újításai azonban lehetővé tették az ultramagas frekvenciájú RFID-rendszerek használatát folyadékok és fémek körül.
Alacsony frekvenciájú (LF) RFID
Az LF sáv 30 KHz és 300 KHz közötti frekvenciákat fed le. Az LF RFID rendszerek jellemzően 125 KHz-en működnek, bár vannak olyanok is, amelyek 134 KHz-en működnek. Ez a frekvenciasáv rövid, 10 cm-es olvasási tartományt biztosít, és lassabb olvasási sebességgel rendelkezik, mint a magasabb frekvenciák, de nem túl érzékeny a rádióhullám-interferenciára.
Az LF RFID alkalmazások közé tartozik a hozzáférés-vezérlés és az állatállomány nyomon követése.
Az LF állatkövető rendszerek szabványait az ISO 14223 és az ISO/IEC 18000-2 szabványok határozzák meg. Az LF-spektrum nem tekinthető igazán globális alkalmazásnak, mivel a frekvencia- és teljesítményszintek kismértékű eltérései vannak világszerte.
Nagyfrekvenciás (HF) RFID
A HF sáv 3 és 30 MHz között van. A legtöbb HF RFID rendszer 13,56 MHz-en működik, 10 cm és 1 m közötti olvasási tartományban. A HF rendszerek mérsékelt érzékenységet tapasztalnak az interferencia iránt.
A HF RFID-et általában jegyértékesítési, fizetési és adatátviteli alkalmazásokhoz használják.
Számos HF RFID szabvány létezik, mint például az ISO 15693 szabvány a tételek nyomon követésére, valamint az ECMA-340 és az ISO/IEC 18092 szabvány a Near Field Communication (NFC) számára, amely egy rövid hatótávolságú technológia, amelyet gyakran használnak az adatcserére. eszközöket. Egyéb HF szabványok közé tartozik az ISO/IEC 14443 A és ISO/IEC 14443 szabvány a MIFARE technológiára, amelyet intelligens kártyákban és proximity kártyákban használnak, valamint a JIS X 6319-4 a FeliCához, amely egy elektronikus pénzben általánosan használt intelligens kártyarendszer. kártyákat.
Ultra-nagy frekvenciájú (UHF) RFID
Az UHF frekvenciasáv a 300 MHz-től 3 GHz-ig terjedő tartományt fedi le. A RAIN RFID rendszerek megfelelnek az UHF Gen2 szabványnak, és a 860–960 MHz sávot használják. Míg a frekvencia régiónként eltérő, a RAIN RFID rendszerek a legtöbb országban 900 és 915 MHz között működnek.
A passzív UHF rendszerek olvasási tartománya akár 12 m is lehet, és az UHF RFID adatátviteli sebessége nagyobb, mint az LF vagy a HF. Az UHF RFID a legérzékenyebb az interferenciára, de sok UHF-termékgyártó megtalálta a módját a címkék, antennák és olvasók tervezésének, hogy a teljesítményt még nehéz körülmények között is megőrizze. A passzív UHF címkék gyártása egyszerűbb és olcsóbb, mint az LF és HF címkék.
Az RAIN RFID-et számos alkalmazásban használják, kezdve a kiskereskedelmi készletkezeléstől a gyógyszerhamisítás elleni küzdelemen át a vezeték nélküli eszközök konfigurációjáig. Az új RFID projektek többsége UHF-et (RAIN) használ az LF vagy HF helyett, így a RAIN az RFID piac leggyorsabban növekvő szegmense.
Az UHF frekvenciasávot egyetlen globális szabvány, az ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63) UHF szabvány szabályozza. Impinj vezette a Gen2 szabvány kidolgozását, lobbizott a kormányoknál, hogy allokálják a frekvenciaspektrumot, és társalapítója volt aRAIN RFID Szövetséga Google-lal, az Intellel és a Smartrac-cal együtt, hogy elősegítsék a RAIN technológiai megoldások univerzális alkalmazását számos vertikális piacon.
A RAIN RFID az UHF Gen2 szabványt használja, és az RFID-piac leggyorsabban növekvő szegmense
Aktív RFID rendszerek
Az aktív RFID rendszerekben a címkéknek saját adójuk és áramforrásuk van. Általában az áramforrás egy akkumulátor. Az aktív címkék saját jelüket sugározzák, hogy továbbítsák a mikrochipjükön tárolt információkat.
Az aktív RFID rendszerek jellemzően az ultramagas frekvenciájú (UHF) sávban működnek, és akár 100 m-es hatótávolságot is kínálnak. Általában az aktív címkéket nagy tárgyakon használják, például vasúti kocsikon, nagy, újrafelhasználható konténereken és egyéb olyan eszközökön, amelyeket nagy távolságokon kell nyomon követni.
Az aktív címkéknek két fő típusa van: transzponderek és jeladók. A transzponderek „felébrednek”, amikor rádiójelet kapnak egy olvasótól, majd bekapcsolják, és visszaküldik a jelet. Mivel a transzponderek nem sugároznak ki aktívan rádióhullámokat, amíg olvasójelet nem kapnak, így kímélik az akkumulátor élettartamát.
A jeladók gyakran használnak valós idejű helymeghatározó rendszereket (RTLS) annak érdekében, hogy folyamatosan nyomon követhessék egy eszköz pontos helyét. A transzponderekkel ellentétben a jeladókat nem az olvasó jele kapcsolja be. Ehelyett előre beállított időközönként jeleket bocsátanak ki. A kívánt helymeghatározási pontosságtól függően a jelzőfények beállíthatók úgy, hogy néhány másodpercenként vagy naponta egyszer adnak ki jeleket. Minden jeladó jelét olvasóantennák veszik, amelyek a megfigyelt terület kerülete mentén helyezkednek el, és közölik a címke azonosító információit és helyzetét.
Az ügyfelek vezeték nélküli ökoszisztémája nagyon kiterjedt és naponta növekszik. Vannak olyan felhasználási esetek, amikor az aktív RFID és a passzív RFID egyidejűleg kerül bevezetésre az eszközök vagy érzékelők kezelésének additív megközelítése érdekében.
Passzív RFID rendszerek
A passzív RFID rendszerekben az olvasó és az olvasóantenna rádiójelet küld a címkének. Az RFID címke ezután a továbbított jelet használja a bekapcsoláshoz, és az energiát visszaveri az olvasóhoz.
A passzív RFID rendszerek alacsony frekvenciájú (LF), nagyfrekvenciás (HF) vagy ultramagas frekvenciájú (UHF) rádiósávokban működhetnek. Mivel a passzív rendszer hatótávolságát a címke visszaszórásának (a címkéről az olvasóra visszaverődő rádiójel) ereje korlátozza, ezek általában 10 m-nél kisebbek. Mivel a passzív címkék nem igényelnek áramforrást vagy adót, és csak egy tag chipet és antennát igényelnek, olcsóbbak, kisebbek és könnyebben gyárthatók, mint az aktív címkék.
A passzív címkék sokféleképpen csomagolhatók, az RFID-alkalmazás speciális követelményeitől függően. Például felszerelhetők egy hordozóra, vagy egy ragasztóréteg és egy papírcímke közé helyezhetők az intelligens RFID-címkék létrehozásához. A passzív címkék különféle eszközökbe vagy csomagokba is beágyazhatók, hogy a címke ellenálljon a szélsőséges hőmérsékleteknek vagy a kemény vegyszereknek.
Akkumulátoros passzív (BAP) rendszerek
Az akkumulátoros passzív RFID-címke egy olyan passzív címke, amely kulcsfontosságú aktív címke funkciót tartalmaz. Míg a legtöbb passzív RFID-címke az RFID-olvasó jeléből származó energiát használja fel a címke chipjének áramellátására, és visszaszórja az olvasóra, a BAP-címkék integrált áramforrást (általában akkumulátort) használnak a chip áramellátására, így az összes felvett energiát az olvasó visszaszórásra használható. A transzponderekkel ellentétben a BAP címkéknek nincs saját adójuk.
