RFID-järjestelmät ja taajuudet
RFID-järjestelmät voidaan jakaa taajuuskaistan mukaan, jolla ne toimivat: matalataajuus, korkea taajuus ja erittäin korkea taajuus. On myös olemassa kaksi laajaa järjestelmien luokkaa: passiivinen ja aktiivinen RFID. Alla olevissa osioissa tutkimme RFID-järjestelmien taajuuksia ja tyyppejä.
Miten RFID-järjestelmät voidaan luokitella?
RFID-järjestelmät luokitellaan usein toimintataajuuskaistansa mukaan. Taajuus viittaa järjestelmän komponenttien väliseen kommunikointiin käytettyjen radioaaltojen kokoon. RFID-järjestelmät kaikkialla maailmassa käyttävät matalataajuisia (LF), korkeataajuisia (HF) ja ultrakorkeita taajuuksia (UHF). Radioaallot käyttäytyvät eri tavalla kullakin näistä taajuuksista, ja kunkin taajuuskaistan käyttöön liittyy etuja ja haittoja.
Esimerkiksi jos RFID-järjestelmä toimii pienemmällä taajuudella, sillä on hitaampi tiedonlukunopeus, mutta paremmat mahdollisuudet lukea metalli- tai nestepintojen lähellä tai niiden päällä. Jos järjestelmä toimii korkeammalla taajuudella, sillä on yleensä nopeammat tiedonsiirtonopeudet ja pidemmät lukuetäisyydet, mutta herkempi ympäristön nesteiden ja metallien aiheuttamille radioaaltohäiriöille. Viime vuosien teknologiainnovaatiot ovat kuitenkin mahdollistaneet ultrakorkeataajuisten RFID-järjestelmien käytön nesteiden ja metallien ympärillä.
Matalataajuinen (LF) RFID
LF-kaista kattaa taajuudet 30 KHz - 300 KHz. Tyypillisesti LF RFID -järjestelmät toimivat 125 kHz:llä, vaikka jotkut toimivat 134 kHz:llä. Tämä taajuuskaista tarjoaa lyhyen, 10 cm:n lukualueen, ja sen lukunopeus on hitaampi kuin korkeammilla taajuuksilla, mutta se ei ole kovin herkkä radioaaltohäiriöille.
LF RFID -sovelluksia ovat kulunvalvonta ja karjan seuranta.
LF-eläinten seurantajärjestelmien standardit on määritelty ISO 14223:ssa ja ISO/IEC 18000-2:ssa. LF-spektriä ei pidetä aidosti globaalina sovelluksena, koska taajuuksissa ja tehotasoissa on pieniä eroja eri puolilla maailmaa.
Korkeataajuinen (HF) RFID
HF-taajuus on 3-30 MHz. Useimmat HF RFID -järjestelmät toimivat 13,56 MHz:n taajuudella lukuetäisyydellä 10 cm ja 1 m. HF-järjestelmissä on kohtalainen herkkyys häiriöille.
HF RFID:tä käytetään yleisesti lippu-, maksu- ja tiedonsiirtosovelluksissa.
Käytössä on useita HF RFID -standardeja, kuten ISO 15693 -standardi kohteiden seurantaa varten ja ECMA-340- ja ISO/IEC 18092 -standardit Near Field Communication (NFC) -standardille, lyhyen kantaman teknologialle, jota käytetään yleisesti tiedonsiirtoon laitteet. Muita HF-standardeja ovat MIFARE-teknologian ISO/IEC 14443 A- ja ISO/IEC 14443 -standardit, joita käytetään älykorteissa ja lähikorteissa, sekä JIS X 6319-4 FeliCalle, joka on elektronisessa rahassa yleisesti käytetty älykorttijärjestelmä. kortit.
Ultra-korkeataajuinen (UHF) RFID
UHF-taajuusalue kattaa alueen 300 MHz - 3 GHz. RAIN RFID -järjestelmät ovat UHF Gen2 -standardin mukaisia ja käyttävät taajuutta 860 - 960 MHz. Vaikka taajuudessa on jonkin verran vaihtelua alueittain, RAIN RFID -järjestelmät toimivat useimmissa maissa 900–915 MHz:n välillä.
Passiivisten UHF-järjestelmien lukuetäisyys voi olla jopa 12 metriä, ja UHF RFID:llä on nopeampi tiedonsiirtonopeus kuin LF:llä tai HF:llä. UHF RFID on herkin häiriöille, mutta monet UHF-tuotteiden valmistajat ovat löytäneet tapoja suunnitella tunnisteita, antenneja ja lukijoita, jotta suorituskyky pysyy korkeana vaikeissakin ympäristöissä. Passiiviset UHF-tunnisteet ovat helpompia ja halvempia valmistaa kuin LF- ja HF-tunnisteet.
RAIN RFID:tä käytetään monenlaisissa sovelluksissa, joka ulottuu vähittäiskaupan varastonhallinnasta lääkeväärennösten torjuntaan ja langattomien laitteiden konfigurointiin. Suurin osa uusista RFID-projekteista käyttää UHF:ää (RAIN) LF:n tai HF:n sijaan, mikä tekee RAINista nopeimmin kasvavan RFID-markkinoiden segmentin.
UHF-taajuuskaistaa säätelee yksi maailmanlaajuinen standardi, nimeltään ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63) UHF-standardi. Impinj johti Gen2-standardin kehittämistä, lobbai hallituksia varaamaan taajuusspektriä ja oli mukana perustamassaRAIN RFID Allianceyhdessä Googlen, Intelin ja Smartracin kanssa edistääkseen RAIN-teknologiaratkaisujen yleistä käyttöönottoa monilla eri vertikaalisilla markkinoilla.
RAIN RFID käyttää UHF Gen2 -standardia ja on nopeimmin kasvava segmentti RFID-markkinoilla
Aktiiviset RFID-järjestelmät
Aktiivisissa RFID-järjestelmissä tunnisteilla on oma lähetin ja virtalähde. Yleensä virtalähde on akku. Aktiiviset tunnisteet lähettävät oman signaalinsa välittääkseen mikrosiruilleen tallennetun tiedon.
Aktiiviset RFID-järjestelmät toimivat tyypillisesti ultrakorkealla taajuudella (UHF) ja tarjoavat kantaman jopa 100 metriin. Yleensä aktiivisia tunnisteita käytetään suurissa kohteissa, kuten junavaunuissa, suurissa uudelleenkäytettävissä konteissa ja muissa resursseissa, joita on seurattava pitkiä matkoja.
On olemassa kaksi päätyyppiä aktiivisia tunnisteita: transponderit ja majakat. Transponderit "herätään", kun ne vastaanottavat radiosignaalin lukijalta, ja sitten ne kytketään päälle ja vastaavat lähettämällä signaalin takaisin. Koska transponderit eivät säteile aktiivisesti radioaaltoja ennen kuin ne vastaanottavat lukijasignaalin, ne säästävät akun käyttöikää.
Majakat ovat usein käytössä reaaliaikaisia paikannusjärjestelmiä (RTLS), joiden avulla voidaan seurata jatkuvasti omaisuuden tarkkaa sijaintia. Toisin kuin transponderit, majakat eivät saa virtaa lukijan signaalista. Sen sijaan ne lähettävät signaaleja ennalta määrätyin aikavälein. Vaaditun paikannustarkkuuden tasosta riippuen majakat voidaan asettaa lähettämään signaaleja muutaman sekunnin välein tai kerran päivässä. Kunkin majakan signaalin vastaanottavat lukijaantennit, jotka on sijoitettu valvottavan alueen ympärille ja jotka välittävät tunnisteen tunnustiedot ja sijainnin.
Asiakkaiden langaton ekosysteemi on erittäin laaja ja kasvaa päivittäin. On käyttötapauksia, joissa aktiivista RFID:tä ja Passiivista RFID:tä otetaan käyttöön samanaikaisesti, mikä lisää omaisuuden tai anturien hallintaa.
Passiiviset RFID-järjestelmät
Passiivisissa RFID-järjestelmissä lukija ja lukijaantenni lähettävät radiosignaalin tunnisteeseen. RFID-tunniste käyttää sitten lähetettyä signaalia käynnistääkseen virran ja heijastaakseen energiaa takaisin lukijaan.
Passiiviset RFID-järjestelmät voivat toimia matalien taajuuksien (LF), korkeataajuisten (HF) tai ultrakorkeiden (UHF) radiokaistojen alueilla. Koska passiivisen järjestelmän kantamia rajoittaa tunnisteen takaisinsironta (radiosignaali, joka heijastuu tagista takaisin lukijaan), ne ovat tyypillisesti alle 10 m. Koska passiiviset tunnisteet eivät vaadi virtalähdettä tai lähetintä ja vaativat vain tunnistesirun ja antennin, ne ovat halvempia, pienempiä ja helpompia valmistaa kuin aktiiviset tunnisteet.
Passiiviset tunnisteet voidaan pakata monilla eri tavoilla riippuen erityisistä RFID-sovellusvaatimuksista. Ne voidaan esimerkiksi asentaa alustalle tai liimakerroksen ja paperitarran väliin älykkäiden RFID-tarrojen luomiseksi. Passiiviset tunnisteet voidaan myös upottaa useisiin laitteisiin tai pakkauksiin, jotta tunniste kestää äärimmäisiä lämpötiloja tai kovia kemikaaleja.
Battery Assisted Passive (BAP) -järjestelmät
Paristoavusteinen passiivinen RFID-tunniste on eräänlainen passiivinen tunniste, jossa on tärkeä aktiivinen tunnisteominaisuus. Useimmat passiiviset RFID-tunnisteet käyttävät RFID-lukijan signaalin energiaa virran syöttämiseen tunnisteen sirulle ja takaisinsiroittamiseen lukijalle, kun taas BAP-tunnisteet käyttävät integroitua virtalähdettä (yleensä akkua) sirulle, joten kaikki siepattu energia lukijaa voidaan käyttää takaisinsirontaan. Toisin kuin transponderit, BAP-tunnisteilla ei ole omia lähettimiä.
