RFID高周波タグ

RFID高周波電子タグの概要
高周波RFID電子タグは主にアンテナから合成され、エッチングや印刷によって作られます。高周波カードとの違いは、読み書き距離が長く、安定した性能、高速な読み書き速度、そして感度の高い信号応答を持つ点にあります。 任意の仕様のラベルサイズは、異なるユーザーニーズに合わせて設計可能です。 ラベルの素材は多様で柔らかいため、任意のパッケージングが可能です。 複数の読み取り値を同時に読み取ることができ、衝突防止機能を備えています。

ここでは主にRFID高周波電子タグが使用されています
1. 安全なキャンパスおよびホームスクールの出入り通路の適用
2. 図書館管理システムの応用
3. 企業園区、竪坑建設現場、民用爆薬企業の人員の出勤申請
4. 消耗品の偽造防止応用
5. 工具および洗浄管理の応用
6. 大規模な会議職員アクセスシステム
7. 固定資産管理システム
8. 医薬品物流システムの管理と応用
9. インテリジェントシェルフの管理
10. ジュエリー在庫管理。

RFID高周波電子タグの特徴
1. 動作周波数は13.56MHzで、波長は約22mです。
2. 金属材料を除き、この周波数の波長はほとんどの材料を通過できますが、読み取り距離を短くすることが多いです。 タグは金属から少なくとも4mm離れている必要があり、いくつかの周波数帯で対金属性能は比較的良好です。
3. このバンドは特別な制限なく世界的に認められています。
4. センサーは一般的に電子タグの形をとります。
5. この周波数での磁場領域は急速に低下しますが、比較的均一な読み書き領域を生成できます。 このシステムは衝突抵抗性を備え、複数の電子タグを同時に読み取ることができます。
7. 特定のデータ情報をタグに書き込むことができます。


RFID高周波電子タグの技術的応用
短距離RFID製品は、油汚れやほこり汚染などの過酷な環境にも恐れず、例えば工場の組立ライン上の物体を追跡する際にバーコードの代替を務めることができます。
長距離RFID製品は主に交通で使用され、自動通行料徴収や車両の本人確認など、数十メートルにも及ぶ認識距離があります。
1. 小売業においては、バーコード技術の応用により、数万種類の商品タイプ、価格、産地、バッチ、棚、在庫、販売のあらゆるリンクが秩序立てて管理されるようになりました。
2. 自動車両識別技術の導入により、道路、橋、駐車場などの有料場所は通関のための車両の列を回避し、無駄な時間を減らし、輸送効率と輸送施設の容量を大幅に向上させます。
3. 自動化生産ラインでは、製品製造プロセスのあらゆる段階が厳格な監視と管理下にあります
4. ほこり、汚染、寒さ、暑さなどの過酷な環境下では、長距離RFID技術の利用により、トラック運転手が車から降りて作業を行う際の不便さが軽減されます。
5. バス運行管理において、自動認識システムは路線上の各停留所での車両の到着・出発時間を正確に記録し、車両の配車や全プロセス運行管理にリアルタイムかつ信頼性の高い情報を提供します。
6. 機器管理において、RFID自動識別システムはデバイスの特定の位置をRFIDリーダーに結合し、デバイスが指定されたリーダーの位置から移動した際のプロセスを記録できます。

RFID電子タグは幅広い技術的応用があります。典型的な用途には、動物チップ、アクセス制御、航空荷物識別、文書追跡管理、荷物追跡・識別、畜産、物流管理、モバイルコマース、製品偽造防止、スポーツタイミング、チケット管理、自動車チップ盗難防止装置、駐車場管理、生産ラインの自動化、資材管理などが含まれます。

 

RFID高周波タグ知識の進歩

1. 作業方法

RFIDシステムの基本的な動作モードは、フルデュプレックス、ハーフデュプレックス、シーケンシャル(SEQ)システムに分けられます。

全二重とは、RFIDタグとリーダー/ライターが同時に情報を送信できることを意味します。 ハーフデュプレックスとは、RFIDタグとリーダー/ライター間で情報を双方向に送信できるが、同時に一方向のみ送信できることを意味します。

全二重および半二重システムでは、RFタグの応答はリーダー/ライターが放出する電磁場または波の形で送信されます。 リーダー自体からの信号と比べて、RFタグの信号は受信アンテナ上で非常に弱いため、信号とリーダー信号を区別するために適切な伝送方法を使用する必要があります。 実際には、一般的に、RFIDタグデータを反射エコーに読み込み、RFIDタグからリーダーへのデータ伝送(特に受動型RFIDタグシステム)に用いられます。

タイミング法は逆で、リーダーから放出される電磁場が短時間周期的に切断されます。 これらの隙間はRFIDタグで識別され、RFIDタグからリーダーへのデータ伝送に使用されます。 実際、これは典型的なレーダー運用方法です。 このタイミング方式の欠点は、リーダーの送信間隔の間にRFタグへのエネルギー供給が途切れることであり、これを補うために十分な大容量の補助コンデンサや補助バッテリーを設置する必要があります。

2.データボリューム

RFIDタグのデータ量は通常、数バイトから数千バイトの範囲です。 ただし、例外が一つあります。それが1ビットRFタグです。 読み取り者は「電磁場中にRFタグがある」または「電磁場にRFタグがない」と2つの判断を下すために、わずか1ビットのデータが必要です。 この要件は、単純な監視や信号伝送機能の実装に十分です。 1ビットのRFIDタグは電子チップを必要としないため、RFIDタグのコストを非常に低く抑えることができます。 このため、多数の1ビットRFIDタグが百貨店や店舗の盗難防止システム(EAS)に使用されています。 未払いの商品を抱えてデパートを出る際、出口に設置されたリーダーは「電磁場中の無線周波数タグ」の状況を識別し、対応する反応をトリガーできます。 規則に従って支払われた商品については、1ビットのRFIDタグはレジ時に取り外されるか無効化されます。

3.プログラム可能

RFIDタグにデータを書き込めるかどうかも、RFIDシステムを区別するもう一つの要素です。 単純なRFIDシステムの場合、RFIDタグのデータは主に単純な(連続した)番号で構成されており、チップ処理中に統合でき、後で変更することはできません。 これに対し、書き込み可能なRFIDタグはリーダーや専用のプログラミング機器を通じてデータを書き込みます。

RFIDタグへのデータ書き込みは一般的に、ワイヤレス書き込みと有線書き込みの2つの形態に分けられます。 現在、鉄道用途の機関車や貨車で使用されるRFタグはすべて有線書き記入方式を使用しています。

4.データキャリア

データを保存するためには、主に3つの方法が用いられます:EEPROM、FRAM、SRAMです。 一般的なRFIDシステムでは、消去可能なプログラム可能読み取り専用メモリ(EEPROM)を主な方法としています。 しかし、この方法の欠点は書き込みプロセス中に多くの電力を消費し、寿命は一般的に100,000回の書き込みサイクルであることです。 最近では、いわゆる強誘電ランダムアクセスメモリ(FRAM)の導入も一部のメーカーが始めています。 消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリと比べて、強誘電ランダムアクセスメモリは書き込み電力を100倍に削減し、書き込みも1000倍に抑えられます。 しかし、生産上の問題により、強誘電ランダムアクセス記憶装置はまだ広く採用されていません。 FRAMは揮発性ストレージのクラスに属します。

マイクロ波システムでは、データを高速に書き込むことができる静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)も使用されます。 データを恒久的に保存するためには、無断電電源供給のために補助バッテリーが必要です。

5.状態モード

プログラム可能なRFタグの場合、データキャリアの「内部ロジック」がタグメモリの書き込み/読み取り操作および書き込み/読み取り認可の認可要求を制御しなければなりません。 最も単純な場合、状態機械がこれを実現できます。 状態機械を使用することで非常に複雑なプロセスが可能になります。 しかし、ステートマシンの欠点はプログラミング機能の変更の柔軟性が不足していることであり、新しいチップを設計するにはシリコンチップ上の回路を改造する必要があり、設計変更にコストがかかります。

マイクロプロセッサの利用により、この状況は大幅に改善されました。 チップ製造中、アプリケーションデータを管理するオペレーティングシステムは、最小限の変更でマスキングによってマイクロプロセッサに統合されます。 さらに、ソフトウェアはさまざまな専門的な用途に合わせて調整可能です。 さらに、読み取り専用の表面波(SAW)RFIDタグや、通常は無効化(「0」と書く)およびまれに再活性化(「1」)できる1ビットRFIDタグなど、さまざまな物理効果を用いたRFIDタグもあります。

6.エネルギー供給

RFIDシステムの重要な特徴の一つは、RFIDタグの電源供給です。 パッシブRFタグ自体には電源がありません。 したがって、受動的なRFIDタグの動作に使用されるすべてのエネルギーは、リーダーから放出される電磁場から得られなければなりません。 対照的に、アクティブRFIDタグにはマイクロチップの動作に必要なエネルギーの全部または一部(「補助バッテリー」)を提供するバッテリーが含まれています。

7.周波数帯域

RFIDシステムのもう一つの重要な特徴は、動作周波数と読み取り距離です。 動作周波数は、電磁波の伝播特性によって決まる読み取り距離と密接に関連していると言えます。 RFIDシステムの動作周波数は通常、リーダーがRFタグを読み取る際にRF信号を送信する周波数として定義されます。 ほとんどの場合、これはリーダー伝送周波数(負荷変調、後方散乱)と呼ばれます。 いずれにせよ、RFタグの「送信出力」はリーダーのそれよりもはるかに低いです。

RFIDシステムリーダーが送信する周波数は、一般的に3つの範囲に分けられます。

(1) 低周波(30kHz ~ 300kHz);

(2) 中高周波(3MHz ~ 30MHz);

(3) 超高周波(300MHz ~ 3GHz)またはマイクロ波(>3GHz)。

作用範囲に基づく追加のRFIDシステムの分類は以下の通りです:

タイトカップリング(0 ~ 1 cm)、

リモートカップリング(0 ~ 1m)および

長距離システム(>1m)。

8.RFタグ→リーダーとライターのデータ伝送

RFタグがデータをリーダーに返送する方法はいくつかあり、これらは3つのカテゴリーにまとめられます。

(1) 反射またはバック散乱(反射波の周波数がリーダーの送信周波数と一致する)に負荷変調を使用する;

(2) リーダーの送信周波数のサブハーモニクスを用いてタグ情報を送信する(タグの反射波はリーダーの送信周波数とは異なり、高次高次倍波を表す n 倍)

または分割倍音(1/n倍);

(3) その他の形態。