سیستم ها و فرکانس های RFID
سیستم های RFID را می توان بر اساس باند فرکانسی که در آن کار می کنند تجزیه کرد: فرکانس پایین، فرکانس بالا و فرکانس فوق العاده بالا. همچنین دو دسته کلی از سیستم ها وجود دارد - RFID غیرفعال و فعال. در بخش های زیر فرکانس ها و انواع سیستم های RFID را بررسی خواهیم کرد.
چگونه می توان سیستم های RFID را دسته بندی کرد؟
سیستم های RFID اغلب بر اساس باند فرکانس عملیاتی خود طبقه بندی می شوند. فرکانس به اندازه امواج رادیویی مورد استفاده برای برقراری ارتباط بین اجزای سیستم اشاره دارد. سیستم های RFID در سراسر جهان باندهای فرکانس پایین (LF)، فرکانس بالا (HF) و فرکانس فوق العاده بالا (UHF) را اجرا می کنند. امواج رادیویی در هر یک از این فرکانس ها رفتار متفاوتی دارند و استفاده از هر باند فرکانسی مزایا و معایبی دارد.
به عنوان مثال، اگر یک سیستم RFID در فرکانس پایینتری کار کند، سرعت خواندن دادهها کندتر است، اما قابلیت خواندن در نزدیکی یا روی سطوح فلزی یا مایع افزایش مییابد. اگر سیستمی با فرکانس بالاتر کار کند، عموماً دارای سرعت انتقال داده سریعتر و محدوده خواندن طولانیتر است، اما حساسیت بیشتری به تداخل امواج رادیویی ناشی از مایعات و فلزات در محیط دارد. با این حال، نوآوری های فناوری در سال های اخیر امکان استفاده از سیستم های RFID با فرکانس فوق العاده بالا را در اطراف مایعات و فلزات فراهم کرده است.
فرکانس پایین (LF) RFID
باند LF فرکانس های 30 کیلوهرتز تا 300 کیلوهرتز را پوشش می دهد. به طور معمول سیستم های LF RFID با فرکانس 125 کیلوهرتز کار می کنند، اگرچه برخی از آنها با فرکانس 134 کیلوهرتز کار می کنند. این باند فرکانسی محدوده خواندن کوتاه 10 سانتی متری را فراهم می کند و سرعت خواندن کمتری نسبت به فرکانس های بالاتر دارد، اما به تداخل امواج رادیویی حساسیت چندانی ندارد.
کاربردهای LF RFID شامل کنترل دسترسی و ردیابی دام است.
استانداردهای سیستم های ردیابی حیوانات LF در ISO 14223 و ISO/IEC 18000-2 تعریف شده است. طیف LF به دلیل تفاوت های جزئی در فرکانس و سطوح توان در سراسر جهان، یک کاربرد واقعاً جهانی در نظر گرفته نمی شود.
فرکانس بالا (HF) RFID
باند HF بین 3 تا 30 مگاهرتز است. اکثر سیستم های HF RFID در فرکانس 13.56 مگاهرتز با محدوده خواندن بین 10 سانتی متر تا 1 متر کار می کنند. سیستم های HF حساسیت متوسطی به تداخل دارند.
HF RFID معمولاً برای برنامه های کاربردی بلیط، پرداخت و انتقال داده استفاده می شود.
چندین استاندارد HF RFID وجود دارد، مانند استاندارد ISO 15693 برای ردیابی اقلام، و استانداردهای ECMA-340 و ISO/IEC 18092 برای ارتباطات میدان نزدیک (NFC)، یک فناوری برد کوتاه که معمولا برای تبادل داده بین استفاده می شود. دستگاه ها سایر استانداردهای HF شامل استانداردهای ISO/IEC 14443 A و ISO/IEC 14443 برای فناوری MIFARE است که در کارتهای هوشمند و کارتهای مجاورتی استفاده میشود و JIS X 6319-4 برای FeliCa که یک سیستم کارت هوشمند است که معمولاً در پول الکترونیکی استفاده میشود. کارت ها
فرکانس فوق العاده بالا (UHF) RFID
باند فرکانس UHF محدوده 300 مگاهرتز تا 3 گیگاهرتز را پوشش می دهد. سیستم های RAIN RFID با استاندارد UHF Gen2 مطابقت دارند و از باند 860 تا 960 مگاهرتز استفاده می کنند. در حالی که مقداری تنوع در فرکانس از منطقه ای به منطقه دیگر وجود دارد، سیستم های RAIN RFID در اکثر کشورها بین 900 تا 915 مگاهرتز کار می کنند.
محدوده خواندن سیستم های UHF غیرفعال می تواند تا 12 متر باشد و UHF RFID سرعت انتقال داده سریع تری نسبت به LF یا HF دارد. UHF RFID حساس ترین به تداخل است، اما بسیاری از تولیدکنندگان محصولات UHF راه هایی را برای طراحی برچسب ها، آنتن ها و خوانندگان برای حفظ عملکرد بالا حتی در محیط های سخت پیدا کرده اند. تولید تگ های UHF غیرفعال آسان تر و ارزان تر از تگ های LF و HF است.
RAIN RFID در طیف گسترده ای از برنامه ها استفاده می شوداعم از مدیریت موجودی خرده فروشی، ضد جعل دارویی، تا پیکربندی دستگاه های بی سیم. اکثر پروژه های جدید RFID از UHF (RAIN) بر خلاف LF یا HF استفاده می کنند و RAIN را به سریع ترین بخش در حال رشد بازار RFID تبدیل می کند.
باند فرکانسی UHF توسط یک استاندارد جهانی به نام استاندارد UHF ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63) تنظیم می شود. Impinj توسعه استاندارد Gen2 را رهبری کرد، دولتها را برای تخصیص طیف فرکانس لابی کرد و از بنیانگذاراناتحاد RAIN RFIDهمراه با گوگل، اینتل و Smartrac به منظور ترویج پذیرش جهانی راه حل های فناوری RAIN در بسیاری از بازارهای عمودی مختلف.
RAIN RFID از استاندارد UHF Gen2 استفاده می کند و سریع ترین بخش در حال رشد در بازار RFID است
سیستم های RFID فعال
در سیستمهای RFID فعال، برچسبها فرستنده و منبع تغذیه خاص خود را دارند. معمولا منبع تغذیه باتری است. تگ های فعال سیگنال خود را برای انتقال اطلاعات ذخیره شده بر روی ریزتراشه های خود پخش می کنند.
سیستمهای RFID فعال معمولاً در باند فرکانس فوقالعاده بالا (UHF) کار میکنند و بردی تا 100 متر را ارائه میدهند. به طور کلی، برچسب های فعال بر روی اشیاء بزرگ مانند واگن های ریلی، ظروف بزرگ قابل استفاده مجدد و سایر دارایی هایی که نیاز به ردیابی در فواصل طولانی دارند استفاده می شود.
دو نوع اصلی تگ فعال وجود دارد: فرستنده ها و بیکن ها. ترانسپوندرها وقتی سیگنال رادیویی را از یک خواننده دریافت می کنند، "بیدار می شوند" و سپس روشن می شوند و با ارسال یک سیگنال به عقب پاسخ می دهند. از آنجایی که فرستنده ها تا زمانی که سیگنال خواننده را دریافت نکنند به طور فعال امواج رادیویی را ساطع نمی کنند، عمر باتری را حفظ می کنند.
Beaconsare اغلب از سیستم های مکان یابی غیر واقعی (RTLS) برای ردیابی مکان دقیق یک دارایی به طور مداوم استفاده می شود. برخلاف فرستنده ها، بیکن ها توسط سیگنال خواننده روشن نمی شوند. درعوض، آنها سیگنال هایی را در فواصل از پیش تعیین شده منتشر می کنند. بسته به میزان دقت مکان یابی مورد نیاز، بیکن ها را می توان طوری تنظیم کرد که هر چند ثانیه یا یک بار در روز سیگنال منتشر کنند. سیگنال هر بیکن توسط آنتنهای خواننده دریافت میشود که در اطراف محیط منطقه تحت نظارت قرار گرفتهاند و اطلاعات شناسه و موقعیت برچسب را با هم ارتباط میدهند.
اکوسیستم بی سیم برای مشتریان بسیار بزرگ است و هر روز در حال رشد است، موارد استفاده ای وجود دارد که RFID فعال و RFID غیرفعال به طور همزمان برای یک رویکرد افزایشی به مدیریت دارایی یا حسگر استفاده می شوند.
سیستم های RFID غیر فعال
در سیستمهای RFID غیرفعال، آنتن خواننده و خواننده یک سیگنال رادیویی را به برچسب ارسال میکنند. سپس تگ RFID از سیگنال ارسالی برای روشن شدن استفاده می کند و انرژی را به خواننده بازتاب می دهد.
سیستم های RFID غیرفعال می توانند در باندهای رادیویی فرکانس پایین (LF)، فرکانس بالا (HF) یا فرکانس فوق العاده بالا (UHF) کار کنند. از آنجایی که محدوده سیستم غیرفعال توسط قدرت پراکنده برچسب (سیگنال رادیویی منعکس شده از برچسب به خواننده) محدود می شود، معمولاً کمتر از 10 متر است. از آنجایی که برچسبهای غیرفعال به منبع تغذیه یا فرستنده نیاز ندارند و فقط به چیپ برچسب و آنتن نیاز دارند، تولید آنها ارزانتر، کوچکتر و آسانتر از تگهای فعال است.
برچسبهای غیرفعال را میتوان به روشهای مختلفی بستهبندی کرد، بسته به نیازهای خاص برنامه RFID. به عنوان مثال، آنها ممکن است روی یک بستر نصب شوند یا بین یک لایه چسب و یک برچسب کاغذی قرار بگیرند تا برچسب های هوشمند RFID ایجاد کنند. برچسبهای غیرفعال همچنین ممکن است در دستگاهها یا بستههای مختلفی تعبیه شوند تا برچسب را در برابر دماهای شدید یا مواد شیمیایی خشن مقاوم کنند.
سیستم های غیرفعال به کمک باتری (BAP).
تگ RFID غیرفعال با کمک باتری نوعی تگ غیرفعال است که یک ویژگی تگ فعال حیاتی را در خود جای داده است. در حالی که اغلب تگهای غیرفعال RFID از انرژی سیگنال خواننده RFID برای روشن کردن تراشه برچسب استفاده میکنند و تگهای BAP از یک منبع انرژی یکپارچه (معمولاً باتری) برای روشن کردن تراشه استفاده میکنند، بنابراین تمام انرژی دریافتی از خواننده را می توان برای backscatter استفاده کرد. بر خلاف فرستنده ها، برچسب های BAP فرستنده مخصوص به خود را ندارند.
