RFID-метки высокой частоты

Обзор RFID-высокочастотных электронных меток
Высокочастотные RFID-метки в основном синтезируются с антенн, которые производятся методом травления или печати. Отличие от высокочастотных карт заключается в том, что они обладают большими расстояниями чтения/записи, стабильной производительностью, высокой скоростью чтения/записи и чувствительной откликом сигнала; Размеры этикеток любой спецификации могут быть разработаны с учетом различных потребностей пользователей; Материалы для этикеток разнообразны и мягкие, что позволяет использовать произвольную упаковку; Можно одновременно читать несколько показаний с функциями противоколлизионной борьбы.

Здесь в основном используются RFID-высокочастотные электронные метки
1. Применение безопасных коридоров входа и выхода для кампуса и домашнего обучения
2. Применение систем управления библиотеками
3. Заявка на посещение персонала в корпоративных парках, на строительных площадках шахт и на предприятиях по производству взрывчатых веществ
4. Применения по борьбе с подделкой расходных материалов
5. Приложения для управления инструментами и мойкой
6. Крупная система доступа для конференц-персонала
7. Система управления основными средствами
8. Управление и применение фармацевтических логистических систем
9. Управление интеллектуальными полками
10. Управление запасами ювелирных изделий.

Характеристики RFID-высокочастотных электронных меток
1. Рабочая частота составляет 13,56 МГц, длина волны составляет примерно 22 м.
2. За исключением металлических материалов, длины волн на этой частоте могут проходить через большинство материалов, но часто уменьшают расстояние считывания. Метки должны находиться на расстоянии не менее 4 мм от металла, и их антиметаллическая эффективность относительно хороша в нескольких частотных диапазонах.
3. Эта группа признана во всём мире без особых ограничений.
4. Датчики обычно имеют форму электронных меток.
5. Хотя область магнитного поля на этой частоте быстро снижается, она может создавать относительно однородную область чтения/записи. Эта система обладает устойчивостью к столкновениям и может одновременно считывать несколько электронных меток.
7. Определённая информация о данных может быть записана в теги.


Технические применения RFID-высокочастотных электронных меток
Короткодействующие RFID-продукты не боятся суровых условий, таких как масляные пятна и загрязнение пылью, и могут заменить штрихкоды в таких условиях, например, при отслеживании объектов на заводских конвейерах.
В трафике в основном используются дальнодействующие RFID-продукты, при этом расстояния распознавания достигают десятков метров, например, автоматический сбор платы за проезд или проверка личности транспортного средства.
1. В розничной торговле применение технологии штрихкодов позволило организовать управление каждым звено десятков тысяч типов товаров, цен, происхождения, партий, полок, запасов и продаж.
2. Внедряя технологию автоматической идентификации транспортных средств, платные места, такие как дороги, мосты и парковки, избегают очередей на таможню, сокращая потерю времени и значительно повышая эффективность транспорта и пропускную способность транспортных объектов.
3. На автоматизированных производственных линиях каждый этап всего производственного процесса находится под строгим контролем и управлением
4. В суровых условиях, таких как пыль, загрязнение, холод и жара, использование технологии дальнего RFID-соединения снижает неудобства для водителей грузовиков, вынужденных выходить из автомобиля для выполнения процедур.
5. В управлении эксплуатацией автобусов система автоматического распознавания точно фиксирует время прибытия и отправления транспортных средств на различных остановках по маршруту, предоставляя в реальном времени и достоверную информацию для диспетчеризации транспортных средств и управления полным процессом эксплуатации.
6. В управлении оборудованием автоматическая система идентификации RFID может привязать конкретное местоположение устройства к считывателю RFID, записывая процесс, когда устройство выходит за пределы назначенного считывателя.

RFID-электронные метки имеют широкий спектр технических применений. Типичные применения включают: микросхемы для животных, контроль доступа, идентификацию воздушных посылок, управление отслеживанием документов, отслеживание и идентификацию посылок, животноводство, управление логистикой, мобильная коммерция, борьба с подделками продукции, спортивное тайминг, управление билетами, противоугонные устройства на автомобильных чипах, контроль парковок, автоматизация производственных линий, управление материалами и многое другое.

 

RFID-метки высокой частотыРазвитие знаний

1. Методы работы

Основные режимы работы RFID-систем делятся на системы Full Duplex, Half Duplex и Sequential (SEQ).

Full-duplex означает, что RFID-метка и считыватель/писатель могут передавать информацию друг другу одновременно. Полудуплекс означает, что информация может передаваться в двунаправленном направлении между RFID-меткой и считывателем/записателем, но только в одном направлении в данный момент времени.

В полнодуплексных и полудуплексных системах отклик RF-метки передаётся в виде электромагнитных полей или волн, излучаемых считывателем/писателем. Поскольку по сравнению с сигналом от самого считывателя, сигнал РЧ-метки на принимающей антенне очень слаб, необходимо использовать соответствующие методы передачи, чтобы отличить сигнал от сигнала считывателя. На практике,Люди обычно используют технологию модуляции отражения нагрузки для загрузки данных RFID-метки на отражённое эхо для передачи данных от RFID-меток к считывателям (особенно для пассивных RFID-меток).

Метод тайминга противоположен: электромагнитное поле, излучаемое считывателем, периодически отключается на короткие периоды. Эти пробелы выявляются RFID-метками и используются для передачи данных от RFID-метки к считывателю. На самом деле, это типичный способ работы радара. Недостаток метода тайминга заключается в том, что во время интервалов передачи считывателя прерывается подача энергии на RF-метку, что необходимо компенсировать установкой достаточно больших вспомогательных конденсаторов или вспомогательных батарей.

2.Объем данных

Объём данных RFID-меток RFID обычно варьируется от нескольких байт до нескольких тысяч байт. Однако есть одно исключение: 1-битная RF-метка. Достаточно одного бита данных, чтобы читатель мог сделать два вывода: «В электромагнитном поле есть RF-метка» или «Нет RF-метки в электромагнитном поле». Это требование полностью достаточно для реализации простых функций мониторинга или передачи сигналов. Поскольку 1-битная RFID-метка не требует электронного чипа, стоимость RFID-метки может быть очень низкой. По этой причине большое количество 1-битных RFID-меток используется в универмагах и магазинах для систем противоугонной защиты продукции (EAS). При выходе из универмага с неоплаченными товарами считыватели, установленные на выходе, могут определить ситуацию «радиочастотных меток в электромагнитном поле» и запустить соответствующие реакции. Для товаров, оплаченных согласно правилам, 1-битная RFID-метка удаляется или деактивируется при оформлении заказа.

3.Программируемый

Возможность записи данных на RFID-метки — ещё один фактор, отличающий RFID-системы. Для простых RFID-систем данные на RFID-метках в основном представляют собой простой (последовательный) номер, который можно интегрировать во время обработки чипа и изменить позже. В отличие от этого, записываемые RFID-метки записывают данные через считыватели или специализированные программные устройства.

Запись данных на RFID-метках обычно делится на две формы: беспроводная запись и проводная запись. В настоящее время RF-метки, используемые в локомотивах и грузовых вагонах в железнодорожных приложениях, используют проводные методы записи.

4.Носители данных

Для хранения данных используются три основных метода: EEPROM, FRAM и SRAM. Для общих RFID-систем основным методом является использование стираемой программируемой только для чтения памяти (EEPROM). Однако недостаток этого метода в том, что он потребляет много энергии во время процесса записи, а его срок службы обычно составляет 100 000 циклов записи. В последнее время некоторые производители также начали использовать так называемую ферроэлектрическую память с произвольным доступом (FRAM). По сравнению с стираемой программируемой только для чтения памятью, ферроэлектрическая память с произвольным доступом снижает энергопотребление записи в 100 раз и записывает даже в 1000 раз. Однако из-за проблем в производстве ферроэлектрическое хранилище с произвольным доступом пока не было широко распространено. FRAM относится к классу энергонезависимых хранилищ.

Для микроволновых систем также используется статическая оперативная память (SRAM), которая позволяет быстро записывать данные. Для постоянного сохранения данных для бесперебойного питания необходимы дополнительные батареи.

5.Режим состояния

Для программируемых RF-тегов «внутренняя логика» носителя данных должна контролировать операции записи/чтения в памяти тега и запросы авторизации на авторизацию для записи/чтения. В самом простом случае это может сделать автомат состояний. Использование автомата состояний позволяет выполнять очень сложные процессы. Однако недостатком автоматов является недостаток гибкости в модификации программных функций, из-за чего проектирование новых чипов требует модификации схем на кремниевых чипах, что делает изменения в дизайне дорогостоящими.

Использование микропроцессоров значительно улучшило эту ситуацию. Во время производства микросхем операционная система, используемая для управления данными приложений, интегрируется в микропроцессор посредством маскирования с минимальными изменениями. Кроме того, программное обеспечение можно настраивать под различные специализированные приложения. Кроме того, существуют RFID-метки, которые хранят данные с использованием различных физических эффектов, включая только для чтения поверхностные волны (SAW) RFID-метки и 1-битные RFID-метки, которые обычно могут быть деактивированы (записать «0») и редко повторно активироваться (записать «1») 1-битными RF-метками.

6.Энергоснабжение

Важной особенностью RFID-системы является источник питания RFID-метки. Пассивные RF-метки сами по себе не имеют источника питания. Поэтому вся энергия, используемая для работы пассивных RFID-меток, должна получать от электромагнитного поля, излучаемого считывателем. В отличие от этого, активные RFID-метки содержат батарею, которая обеспечивает всю или часть энергии («вспомогательная батарея») для работы микрочипа.

7.Диапазон частот

Ещё одной важной особенностью RFID-систем является их рабочая частота и расстояние чтения. Можно сказать, что рабочая частота тесно связана с расстоянием считывания, которое определяется характеристиками распространения электромагнитных волн. Рабочая частота RFID-системы обычно определяется как частота, на которой считыватель посылает RF-сигнал при чтении RFID-метки. В большинстве случаев это называется частотой передачи считывателя (модуляция нагрузки, обратное рассеяние). В любом случае, «мощность передачи» RF-меток значительно ниже, чем у считывателей.

Частоты, передаваемые RFID-системами, обычно делятся на три диапазона:

(1) Низкие частоты (30 кГц ~ 300 кГц);

(2) Средне-высокая частота (3 МГц ~ 30 МГц);

(3) Сверхвысокие частоты (300 МГц ~ 3 ГГц) или микроволновые (>3 ГГц).

В зависимости от дальности действия дополнительные классификации RFID-систем включают:

Плотное соединение (0 ~ 1 см),

Дистанционное соединение (0 ~ 1м) и

Дальнобойная система (>1 м).

8.RF-метки → передачу данных для читателей и писателей

Существуют различные способы передачи данных обратно на считыватель RF-метками, которые можно свести в три категории:

(1) Использовать модуляцию нагрузки для отражения или обратного рассеяния (частота отражённой волны совпадает с частотой передачи считывателя);

(2) Использование субгармоник частоты передачи считывателя для передачи информации о метке (отражённая волна метки отличается от частоты передачи считывателя, отражая его гармоники высшего порядка (n)

или разделённые гармоники (1/n раз);

(3) Другие формы.