Системы и частоты RFID
Системы RFID можно разбить по диапазону частот, в котором они работают: низкая частота, высокая частота и сверхвысокая частота. Есть также две широкие категории систем - пассивные и активные RFID. В следующих разделах мы рассмотрим частоты и типы систем RFID.
Как можно классифицировать системы RFID?
Системы RFID часто классифицируются по их рабочему диапазону частот. Частота относится к размеру радиоволн, используемых для связи между компонентами системы. Системы RFID во всем мире работают в диапазонах низких (LF), высоких (HF) и сверхвысоких частот (UHF). Радиоволны ведут себя по-разному на каждой из этих частот, и использование каждой полосы частот имеет свои преимущества и недостатки.
Например, если система RFID работает на более низкой частоте, у нее более низкая скорость чтения данных, но повышенные возможности чтения вблизи или на металлических или жидких поверхностях. Если система работает на более высокой частоте, она, как правило, имеет более высокую скорость передачи данных и более длинные диапазоны считывания, но более чувствительна к радиопомехам, вызываемым жидкостями и металлами в окружающей среде. Однако технологические инновации последних лет сделали возможным использование сверхвысокочастотных RFID-систем для жидкостей и металлов.
Низкочастотный (LF) RFID
Полоса НЧ покрывает частоты от 30 кГц до 300 кГц. Обычно системы LF RFID работают на частоте 125 кГц, хотя некоторые из них работают на частоте 134 кГц. Этот частотный диапазон обеспечивает короткий диапазон считывания 10 см и более низкую скорость считывания, чем более высокие частоты, но не очень чувствителен к помехам радиоволн.
Приложения LF RFID включают контроль доступа и отслеживание домашнего скота.
Стандарты для систем слежения за животными LF определены в ISO 14223 и ISO / IEC 18000-2. Спектр НЧ не считается по-настоящему глобальным применением из-за небольших различий в частотах и уровнях мощности во всем мире.
Высокочастотный (HF) RFID
Диапазон HF составляет от 3 до 30 МГц. Большинство систем HF RFID работают на частоте 13,56 МГц с диапазоном считывания от 10 см до 1 м. ВЧ-системы обладают умеренной чувствительностью к помехам.
HF RFID обычно используется в приложениях для продажи билетов, оплаты и передачи данных.
Существует несколько стандартов HF RFID, таких как стандарт ISO 15693 для отслеживания предметов и стандарты ECMA-340 и ISO / IEC 18092 для беспроводной связи ближнего радиуса действия (NFC), технологии ближнего действия, которая обычно используется для обмена данными между устройств. Другие стандарты HF включают стандарты ISO / IEC 14443 A и ISO / IEC 14443 для технологии MIFARE, которая используется в смарт-картах и бесконтактных картах, и JIS X 6319-4 для FeliCa, которая представляет собой систему смарт-карт, обычно используемую в электронных деньгах. карты.
Ультравысокочастотная (UHF) RFID
Полоса частот УВЧ охватывает диапазон от 300 МГц до 3 ГГц. Системы RAIN RFID соответствуют стандарту UHF Gen2 и используют диапазон от 860 до 960 МГц. Хотя есть некоторые различия в частоте от региона к региону, системы RAIN RFID в большинстве стран работают в диапазоне от 900 до 915 МГц.
Дальность считывания пассивных систем УВЧ может достигать 12 м, а RFID УВЧ имеет более высокую скорость передачи данных, чем НЧ или ВЧ. UHF RFID наиболее чувствителен к помехам, но многие производители продуктов UHF нашли способы конструировать метки, антенны и считыватели, чтобы поддерживать высокую производительность даже в сложных условиях. Пассивные метки УВЧ проще и дешевле в производстве, чем метки НЧ и ВЧ.
RAIN RFID используется в самых разных приложениях, начиная от управления запасами в розничной торговле и заканчивая борьбой с подделкой лекарственных средств и настройкой беспроводных устройств. Большинство новых проектов RFID используют УВЧ (RAIN) в отличие от LF или HF, что делает RAIN самым быстрорастущим сегментом рынка RFID.
Полоса частот УВЧ регулируется единым глобальным стандартом, называемым стандартом УВЧ ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63). Impinj возглавил разработку стандарта Gen2, лоббировал правительства с целью распределения частотного спектра и стал соучредителемRAIN RFID Альянсвместе с Google, Intel и Smartrac, чтобы способствовать повсеместному внедрению технологических решений RAIN на многих различных вертикальных рынках.
RAIN RFID использует стандарт UHF Gen2 и является самым быстрорастущим сегментом рынка RFID.
Активные системы RFID
В активных системах RFID метки имеют собственный передатчик и источник питания. Обычно источником питания является аккумулятор. Активные теги транслируют свой собственный сигнал для передачи информации, хранящейся на их микрочипах.
Активные системы RFID обычно работают в диапазоне сверхвысоких частот (UHF) и предлагают диапазон до 100 м. Как правило, активные теги используются на крупных объектах, таких как железнодорожные вагоны, большие многоразовые контейнеры и другие объекты, которые необходимо отслеживать на больших расстояниях.
Есть два основных типа активных меток: транспондеры и маяки. Транспондеры «просыпаются», когда они получают радиосигнал от считывателя, а затем включаются и отвечают, передавая сигнал обратно. Поскольку транспондеры не излучают активно радиоволны до тех пор, пока не получат сигнал считывателя, они продлевают срок службы батареи.
Маяки часто используются в системах определения местоположения в реальном времени (RTLS), чтобы постоянно отслеживать точное местоположение объекта. В отличие от транспондеров, маяки не включаются по сигналу считывателя. Вместо этого они излучают сигналы с заранее установленными интервалами. В зависимости от требуемого уровня точности определения местоположения маяки могут быть настроены на подачу сигналов каждые несколько секунд или один раз в день. Сигнал каждого радиомаяка принимается антеннами считывателя, расположенными по периметру контролируемой области, и передает информацию об идентификаторе и местоположении тега.
Беспроводная экосистема для клиентов очень велика и растет с каждым днем, есть случаи, когда активная RFID и пассивная RFID развертываются одновременно для аддитивного подхода к управлению активами или датчиками.
Пассивные системы RFID
В пассивных системах RFID считыватель и антенна считывающего устройства посылают радиосигнал на метку. Затем RFID-метка использует переданный сигнал для включения и отражения энергии обратно в считывающее устройство.
Пассивные системы RFID могут работать в диапазонах низких частот (LF), высоких частот (HF) или сверхвысоких частот (UHF). Поскольку диапазоны пассивных систем ограничены мощностью обратного рассеяния метки (радиосигнал, отраженный от метки обратно к считывающему устройству), они обычно составляют менее 10 м. Поскольку пассивные метки не требуют источника питания или передатчика, а требуют только чип метки и антенну, они дешевле, меньше и проще в производстве, чем активные метки.
Пассивные метки могут быть упакованы разными способами, в зависимости от требований конкретного приложения RFID. Например, они могут быть установлены на подложке или зажаты между клеевым слоем и бумажной этикеткой для создания интеллектуальных RFID-этикеток. Пассивные метки также могут быть встроены в различные устройства или пакеты, чтобы сделать их устойчивыми к экстремальным температурам или агрессивным химическим веществам.
Пассивные системы с батарейным питанием (BAP)
Пассивная RFID-метка с батарейным питанием - это тип пассивной метки, которая включает в себя важную функцию активной метки. В то время как большинство пассивных меток RFID используют энергию сигнала считывателя RFID для питания чипа метки и обратного рассеяния на считыватель, метки BAP используют встроенный источник питания (обычно аккумулятор) для питания чипа, поэтому вся захваченная энергия от ридер можно использовать для обратного рассеяния. В отличие от транспондеров, метки BAP не имеют собственных передатчиков.
