Etiquetas RFID de alta frequência

Visão geral das etiquetas eletrônicas RFID de alta frequência
Etiquetas eletrônicas RFID de alta frequência são sintetizadas principalmente a partir de antenas, que são feitas por gravação ou impressão. A diferença em relação às placas de alta frequência é que elas possuem distâncias maiores de leitura/escrita, desempenho estável, velocidades rápidas de leitura/gravação e resposta sensível ao sinal; Tamanhos de etiquetas de qualquer especificação podem ser projetados para atender a diferentes necessidades do usuário; Os materiais do rótulo são diversos e suaves, permitindo embalagens arbitrárias; Múltiplas leituras podem ser lidas simultaneamente, com recursos anti-colisão.

Etiquetas eletrônicas RFID de alta frequência são usadas principalmente aqui
1. Aplicação de corredores seguros de campus e de entrada e saída para ensino domiciliar
2. Aplicação dos sistemas de gestão de bibliotecas
3. Solicitação de presença para pessoal em parques empresariais, canteiros de obras de poços e empresas civis de explosivos
4. Aplicações anti-falsificação de consumíveis
5. Ferramentas e aplicações de gestão de lavagens
6. Sistema de acesso a grandes funcionários para conferências
7. Sistema de gestão de ativos fixos
8. Gestão e aplicação de sistemas logísticos farmacêuticos
9. Gestão de prateleiras inteligentes
10. Gestão de inventário de joias.

Características das etiquetas eletrônicas RFID de alta frequência
1. A frequência de operação é 13,56MHz, com comprimento de onda de aproximadamente 22m.
2. Exceto para materiais metálicos, comprimentos de onda nessa frequência podem passar pela maioria dos materiais, mas frequentemente reduzem a distância de leitura. As tags precisam estar pelo menos 4mm de distância do metal, e seu desempenho anti-metal é relativamente bom em várias faixas de frequência.
3. Esta banda é reconhecida mundialmente sem restrições especiais.
4. Os sensores geralmente assumem a forma de etiquetas eletrônicas.
5. Embora a região do campo magnético nessa frequência caia rapidamente, ela pode produzir uma região de leitura/escrita relativamente uniforme. Este sistema possui recursos de resistência a colisões e pode ler simultaneamente múltiplas etiquetas eletrônicas.
7. Certas informações de dados podem ser escritas em tags.


Aplicações técnicas de etiquetas eletrônicas RFID de alta frequência
Produtos RFID de curto alcance não têm medo de ambientes hostis como manchas de óleo e poeira, e podem substituir códigos de barras nesses ambientes, por exemplo, ao rastrear objetos em linhas de montagem de fábrica.
Produtos RFID de longo alcance são usados principalmente no tráfego, com distâncias de reconhecimento que chegam a dezenas de metros, como cobrança automática de pedágios ou verificação de identidade veicular.
1. No varejo, a aplicação da tecnologia de código de barras fez com que cada elo de dezenas de milhares de tipos de produtos, preços, origens, lotes, prateleiras, estoques e vendas fosse gerenciado de forma ordenada.
2. Ao adotar a tecnologia de identificação automática de veículos, locais pagos como estradas, pontes e estacionamentos evitam filas para desalfandega, reduzindo o tempo perdido e melhorando significativamente a eficiência do transporte e a capacidade das instalações.
3. Em linhas de produção automatizadas, cada etapa de todo o processo de fabricação do produto está sob rigoroso monitoramento e gestão
4. Em ambientes hostis como poeira, poluição, frio e calor, o uso da tecnologia RFID de longa distância aumenta o incômodo dos caminhonistas que precisam sair do veículo para completar os procedimentos.
5. Na gestão de operações de ônibus, o sistema automático de reconhecimento registra com precisão os horários de chegada e saída dos veículos em várias paradas ao longo da rota, fornecendo informações em tempo real e confiáveis para o despacho de veículos e o gerenciamento de operação em processo completo.
6. Na gestão de equipamentos, o sistema automático de identificação RFID pode vincular a localização específica do dispositivo ao leitor RFID, registrando o processo quando o dispositivo sai da posição designada do leitor.

As etiquetas eletrônicas RFID possuem uma ampla gama de aplicações técnicas. As aplicações típicas incluem: chips de animais, controle de acesso, identificação aérea de encomendas, gerenciamento de rastreamento documental, rastreamento e identificação de encomendas, pecuária, gestão logística, comércio móvel, antifalsificação de produtos, cronometragem esportivo, gerenciamento de tickets, dispositivos antifurto de chips automotivos, controle de estacionamento, automação de linhas de produção, gestão de materiais e muito mais.

 

Etiquetas RFID de alta frequênciaAvanço do conhecimento

1. Métodos de Trabalho

Os modos básicos de operação dos sistemas RFID são divididos em sistemas Full Duplex, Half Duplex e Sequencial (SEQ).

Full-duplex significa que a etiqueta RFID e o leitor/escritor podem transmitir informações um ao outro ao mesmo tempo. Half-duplex significa que a informação pode ser transmitida bidirecionalmente entre a etiqueta RFID e o leitor/escritor, mas apenas em uma direção por vez.

Em sistemas full-duplex e half-duplex, a resposta da tag RF é transmitida na forma de campos eletromagnéticos ou ondas emitidas pelo leitor/escritor. Porque, comparado ao sinal do próprio leitor, o sinal da etiqueta RF é muito fraco na antena receptora, é necessário usar métodos de transmissão apropriados para distinguir o sinal do sinal do leitor. Na prática,As pessoas geralmente utilizam a tecnologia de modulação por reflexão de carga para carregar os dados da etiqueta RFID no eco refletido para transmissão de dados das etiquetas RFID para leitores (especialmente para sistemas passivos de etiquetas RFID).

O método de temporização é o oposto, onde o campo eletromagnético emitido pelo leitor é periodicamente desconectado por curtos períodos. Essas lacunas são identificadas por etiquetas RFID e usadas para transmissão de dados da etiqueta RFID para o leitor. Na verdade, esse é um método típico de operação de radar. A desvantagem do método de temporização é que, durante intervalos de transmissão do leitor, o fornecimento de energia para a etiqueta RF é interrompido, o que deve ser compensado instalando capacitores auxiliares ou baterias auxiliares suficientemente grandes.

2.Volume de dados

O volume de dados das tags RFID RFID normalmente varia de alguns bytes a vários milhares de bytes. No entanto, há uma exceção: a tag RF de 1 bit. Ele precisa de apenas 1 bit de dado para permitir que o leitor faça dois julgamentos: "Há uma etiqueta RF no campo eletromagnético" ou "Nenhuma etiqueta RF no campo eletromagnético." Esse requisito é totalmente suficiente para implementar funções simples de monitoramento ou transmissão de sinais. Como uma etiqueta RFID de 1 bit não requer um chip eletrônico, o custo da etiqueta RFID pode ser muito baixo. Por essa razão, um grande número de etiquetas RFID de 1 bit é utilizado em lojas de departamento e lojas para sistemas antifurto de produtos (EAS). Ao sair de uma loja de departamentos com produtos não pagos, leitores instalados na saída podem identificar a situação das "etiquetas de radiofrequência no campo eletromagnético" e desencadear reações correspondentes. Para bens pagos conforme as regulamentações, a etiqueta RFID de 1 bit é removida ou desativada no caixa.

3.Programável

Se os dados podem ser gravados em etiquetas RFID é outro fator que diferencia os sistemas RFID. Para sistemas RFID simples, os dados nas etiquetas RFID são, em sua maioria, um número simples (sequencial) que pode ser integrado durante o processamento do chip e não pode ser alterado posteriormente. Em contraste, etiquetas RFID graváveis gravam dados por meio de leitores ou dispositivos dedicados de programação.

A escrita de dados em etiquetas RFID geralmente é dividida em duas formas: escrita sem fio e escrita com fio. Atualmente, as etiquetas RF usadas em locomotivas e vagões de carga em aplicações ferroviárias utilizam todos métodos de escrita com fio.

4.Portadores de dados

Para armazenar dados, são usados três métodos principais: EEPROM, FRAM e SRAM. Para sistemas RFID gerais, o uso de Memória Somente de Leitura Programável Apagável (EEPROM) é o principal método. No entanto, a desvantagem desse método é que ele consome muita energia durante o processo de escrita, e sua vida útil geralmente é de 100.000 ciclos de escrita. Recentemente, alguns fabricantes também começaram a usar a chamada memória de acesso aleatório ferroelétrico (FRAM). Comparada à memória somente leitura programável apagável, a memória de acesso aleatório ferroelétrica reduz o consumo de energia de escrita em 100 vezes e a gravação até 1000 vezes. No entanto, devido a problemas na produção, o armazenamento de acesso aleatório ferroelétrico ainda não foi amplamente adotado. FRAM pertence à classe de armazenamento não volátil.

Para sistemas de micro-ondas, também é usada memória de acesso aleatório estático (SRAM), que pode gravar dados rapidamente. Para preservar os dados permanentemente, baterias auxiliares são necessárias para o fornecimento de energia ininterrupto.

5.Modo de estado

Para tags RF programáveis, a "lógica interna" do portador de dados deve controlar as operações de escrita/leitura na memória da tag e os pedidos de autorização para autorização de gravação/leitura. No caso mais simples, uma máquina de estados pode realizar isso. O uso de uma máquina de estados permite processos muito complexos. No entanto, a desvantagem das máquinas de estados é a falta de flexibilidade na modificação das funções de programação, o que significa que projetar novos chips exige modificar circuitos em chips de silício, tornando as mudanças de projeto caras.

O uso de microprocessadores melhorou significativamente essa situação. Durante a fabricação do chip, o sistema operacional usado para gerenciar dados de aplicações é integrado ao microprocessador por meio de mascaramento, com modificações mínimas. Além disso, o software pode ser ajustado para se adequar a diversas aplicações especializadas. Além disso, existem etiquetas RFID que armazenam dados usando vários efeitos físicos, incluindo etiquetas RFID de onda superficial somente leitura (SAW) e etiquetas RFID de 1 bit que geralmente podem ser desativadas (gravar "0") e raramente reativadas (escrever "1") por etiquetas RF de 1 bit.

6.Fornecimento de energia

Uma característica importante do sistema RFID é a fonte de alimentação da etiqueta RFID. Etiquetas passivas de RF não têm fonte de alimentação. Portanto, toda a energia usada para o funcionamento das etiquetas RFID passivas deve ser obtida do campo eletromagnético emitido pelo leitor. Em contraste, as etiquetas RFID ativas contêm uma bateria que fornece total ou parcialmente a energia (a "bateria auxiliar") para o funcionamento do microchip.

7.Faixa de frequência

Outra característica importante dos sistemas RFID é sua frequência de operação e distância de leitura. Pode-se dizer que a frequência de operação está intimamente relacionada à distância de leitura, que é determinada pelas características de propagação das ondas eletromagnéticas. A frequência de operação de um sistema RFID é geralmente definida como a frequência na qual o leitor envia o sinal RF ao ler a etiqueta RFID. Na maioria dos casos, isso é chamado de frequência de transmissão do leitor (modulação de carga, retroespalhamento). De qualquer forma, a "potência de transmissão" das tags RF é muito menor do que a dos leitores.

As frequências enviadas pelos leitores de sistemas RFID geralmente se dividem em três faixas:

(1) Baixa frequência (30kHz ~ 300kHz);

(2) Frequência média-alta (3MHz ~ 30MHz);

(3) Ultra-alta frequência (300MHz ~ 3GHz) ou micro-ondas (>3GHz).

Com base na amplitude de ação, classificações adicionais dos sistemas RFID são:

Acoplamento apertado (0 ~ 1 cm),

Acoplamento remoto (0 ~ 1m) e

Sistema de longo alcance (>1m).

8.Tags RF → transmissão de dados para leitores e escritores

Existem várias maneiras de as tags RF enviarem dados de volta ao leitor, que podem ser resumidas em três categorias:

(1) Usar modulação de carga para reflexão ou retroespalhamento (a frequência da onda refletida corresponde à frequência da transmissão do leitor);

(2) Usar sub-harmônicos da frequência de transmissão do leitor para transmitir informações da etiqueta (a onda refletida da etiqueta difere da frequência de transmissão do leitor, representando seus harmônicos de ordem superior (n vezes)

ou harmônicos divididos (1/n vezes);

(3) Outras formas.