RFID systémy a frekvence
RFID systémy lze rozdělit podle frekvenčního pásma, ve kterém pracují: nízkofrekvenční, vysokofrekvenční a ultravysokofrekvenční. Existují také dvě široké kategorie systémů – pasivní a aktivní RFID. V následujících částech prozkoumáme frekvence a typy systémů RFID.
Jak lze systémy RFID kategorizovat?
RFID systémy jsou často kategorizovány podle jejich provozního frekvenčního pásma. Frekvence označuje velikost rádiových vln používaných ke komunikaci mezi komponentami systému. RFID systémy po celém světě pracují v nízkofrekvenčních (LF), vysokofrekvenčních (HF) a ultravysokofrekvenčních (UHF) pásmech. Rádiové vlny se na každé z těchto frekvencí chovají odlišně a používání každého frekvenčního pásma má své výhody a nevýhody.
Pokud například systém RFID pracuje na nižší frekvenci, má pomalejší rychlost čtení dat, ale lepší možnosti čtení v blízkosti kovových nebo tekutých povrchů nebo na nich. Pokud systém pracuje na vyšší frekvenci, má obecně vyšší rychlost přenosu dat a delší dosah čtení, ale větší citlivost na rušení rádiových vln způsobené kapalinami a kovy v prostředí. Technologické inovace v posledních letech však umožnily použití ultravysokofrekvenčních RFID systémů kolem kapalin a kovů.
Nízkofrekvenční (LF) RFID
Pásmo LF pokrývá frekvence od 30 kHz do 300 kHz. Typicky LF RFID systémy pracují na 125 kHz, i když existují některé, které pracují na 134 kHz. Toto frekvenční pásmo poskytuje krátký čtecí rozsah 10 cm a má nižší rychlost čtení než vyšší frekvence, ale není příliš citlivé na rušení rádiovými vlnami.
Aplikace LF RFID zahrnují řízení přístupu a sledování dobytka.
Normy pro LF systémy sledování zvířat jsou definovány v ISO 14223 a ISO/IEC 18000-2. LF spektrum není považováno za skutečně globální aplikaci kvůli mírným rozdílům ve frekvenci a úrovních výkonu po celém světě.
Vysokofrekvenční (HF) RFID
HF pásmo se pohybuje od 3 do 30 MHz. Většina HF RFID systémů pracuje na frekvenci 13,56 MHz s dosahem čtení mezi 10 cm a 1 m. HF systémy jsou středně citlivé na rušení.
HF RFID se běžně používá pro aplikace jízdenek, platby a přenos dat.
Existuje několik standardů HF RFID, jako je norma ISO 15693 pro sledování položek a normy ECMA-340 a ISO/IEC 18092 pro komunikaci v blízkém poli (NFC), což je technologie krátkého dosahu, která se běžně používá pro výměnu dat mezi zařízení. Mezi další HF normy patří normy ISO/IEC 14443 A a ISO/IEC 14443 pro technologii MIFARE, která se používá v čipových kartách a bezdotykových kartách, a JIS X 6319-4 pro FeliCa, což je systém čipových karet běžně používaný v elektronických penězích. karty.
Ultra-vysokofrekvenční (UHF) RFID
Frekvenční pásmo UHF pokrývá rozsah od 300 MHz do 3 GHz. Systémy RAIN RFID vyhovují standardu UHF Gen2 a využívají pásmo 860 až 960 MHz. I když existují určité rozdíly ve frekvenci mezi regiony, systémy RAIN RFID ve většině zemí pracují mezi 900 a 915 MHz.
Čtecí rozsah pasivních UHF systémů může být až 12 m a UHF RFID má rychlejší přenos dat než LF nebo HF. UHF RFID je nejcitlivější na rušení, ale mnoho výrobců UHF produktů našlo způsoby, jak navrhnout štítky, antény a čtečky, aby byl výkon vysoký i v obtížných prostředích. Pasivní štítky UHF jsou jednodušší a levnější na výrobu než štítky LF a HF.
RAIN RFID se používá v široké řadě aplikací, od správy zásob v maloobchodě, přes farmaceutický boj proti padělání až po konfiguraci bezdrátových zařízení. Většina nových projektů RFID využívá UHF (RAIN) na rozdíl od LF nebo HF, díky čemuž je RAIN nejrychleji rostoucím segmentem trhu RFID.
Frekvenční pásmo UHF je regulováno jediným globálním standardem s názvem ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63) UHF standard. Impinj stál v čele vývoje standardu Gen2, lobboval u vlád za přidělení frekvenčního spektra a byl spoluzakladatelemRAIN RFID Alliancespolečně se společnostmi Google, Intel a Smartrac s cílem podpořit univerzální přijetí technologických řešení RAIN na mnoha různých vertikálních trzích.
RAIN RFID využívá standard UHF Gen2 a je nejrychleji rostoucím segmentem trhu RFID
Aktivní RFID systémy
V aktivních systémech RFID mají štítky svůj vlastní vysílač a zdroj energie. Obvykle je zdrojem energie baterie. Aktivní tagy vysílají svůj vlastní signál pro přenos informací uložených na jejich mikročipech.
Aktivní RFID systémy obvykle pracují v pásmu ultravysokých frekvencí (UHF) a nabízejí dosah až 100 m. Obecně se aktivní značky používají na velkých objektech, jako jsou železniční vozy, velké opakovaně použitelné kontejnery a další položky, které je třeba sledovat na velké vzdálenosti.
Existují dva hlavní typy aktivních značek: transpondéry a majáky. Transpondéry se „probudí“, když přijmou rádiový signál ze čtečky, a poté se zapnou a reagují odesláním signálu zpět. Protože transpondéry aktivně nevyzařují rádiové vlny, dokud nedostanou signál ze čtečky, šetří životnost baterie.
Beacons se často používají systémy lokalizace v reálném čase (RTLS), aby bylo možné nepřetržitě sledovat přesnou polohu aktiva. Na rozdíl od transpondérů nejsou majáky napájeny signálem čtečky. Místo toho vysílají signály v předem nastavených intervalech. V závislosti na požadované úrovni přesnosti lokalizace lze majáky nastavit tak, aby vydávaly signály každých několik sekund nebo jednou denně. Každý signál majáku je přijímán čtecími anténami, které jsou umístěny po obvodu monitorované oblasti, a sdělují ID informace a polohu štítku.
Bezdrátový ekosystém pro zákazníky je velmi rozsáhlý a denně roste, existují případy použití, kdy jsou aktivní RFID a pasivní RFID nasazeny současně pro aditivní přístup ke správě aktiv nebo senzorů.
Pasivní RFID systémy
V pasivních RFID systémech čtečka a anténa čtečky vysílají rádiový signál do štítku. RFID tag poté využívá vysílaný signál k zapnutí a odrazu energie zpět do čtečky.
Pasivní RFID systémy mohou pracovat v nízkofrekvenčních (LF), vysokofrekvenčních (HF) nebo ultravysokofrekvenčních (UHF) rádiových pásmech. Protože dosahy pasivního systému jsou omezeny silou zpětného rozptylu štítku (rádiový signál odražený od štítku zpět ke čtečce), jsou obvykle menší než 10 m. Protože pasivní štítky nevyžadují zdroj energie ani vysílač a vyžadují pouze štítkový čip a anténu, jsou levnější, menší a jednodušší na výrobu než aktivní štítky.
Pasivní štítky lze balit mnoha různými způsoby v závislosti na konkrétních požadavcích aplikace RFID. Mohou být například namontovány na substrát nebo vloženy mezi adhezivní vrstvu a papírový štítek a vytvořit tak chytré štítky RFID. Pasivní štítky mohou být také zabudovány do různých zařízení nebo obalů, aby byl štítek odolný vůči extrémním teplotám nebo agresivním chemikáliím.
Bateriemi asistované pasivní (BAP) systémy
Bateriemi asistovaný pasivní RFID štítek je typ pasivního štítku, který obsahuje zásadní funkci aktivního štítku. Zatímco většina pasivních RFID štítků využívá energii ze signálu čtečky RFID k napájení čipu štítku a zpětného rozptylu ke čtečce, štítky BAP využívají k napájení čipu integrovaný zdroj energie (obvykle baterii), takže veškerá zachycená energie z čipu čtečku lze použít pro zpětný rozptyl. Na rozdíl od transpondérů nemají BAP tagy své vlastní vysílače.
