RFID-systemer og frekvenser
RFID-systemer kan opdeles efter det frekvensbånd, de opererer inden for: lav frekvens, høj frekvens og ultra høj frekvens. Der er også to brede kategorier af systemer - passiv og aktiv RFID. I afsnittene nedenfor vil vi udforske frekvenser og typer af RFID-systemer.
Hvordan kan RFID-systemer kategoriseres?
RFID-systemer er ofte kategoriseret efter deres driftsfrekvensbånd. Frekvens refererer til størrelsen af de radiobølger, der bruges til at kommunikere mellem systemkomponenter. RFID-systemer over hele verden opererer i lavfrekvente (LF), højfrekvente (HF) og ultrahøje frekvensbånd (UHF). Radiobølger opfører sig forskelligt ved hver af disse frekvenser, og der er fordele og ulemper forbundet med at bruge hvert frekvensbånd.
For eksempel, hvis et RFID-system fungerer ved en lavere frekvens, har det en langsommere datalæsehastighed, men øgede muligheder for at læse nær eller på metal- eller væskeoverflader. Hvis et system fungerer ved en højere frekvens, har det generelt hurtigere dataoverførselshastigheder og længere læseområder, men mere følsomhed over for radiobølgeinterferens forårsaget af væsker og metaller i miljøet. Imidlertid har teknologiske innovationer i de senere år gjort det muligt at bruge ultrahøjfrekvente RFID-systemer omkring væsker og metaller.
Lavfrekvent (LF) RFID
LF-båndet dækker frekvenser fra 30 KHz til 300 KHz. Typisk fungerer LF RFID-systemer ved 125 KHz, selvom der er nogle, der fungerer ved 134 KHz. Dette frekvensbånd giver et kort læseområde på 10 cm, og har langsommere læsehastighed end de højere frekvenser, men er ikke særlig følsomt over for radiobølgeinterferens.
LF RFID-applikationer omfatter adgangskontrol og husdyrsporing.
Standarder for LF-dyresporingssystemer er defineret i ISO 14223 og ISO/IEC 18000-2. LF-spektret betragtes ikke som en virkelig global applikation på grund af små forskelle i frekvens og effektniveauer over hele verden.
Højfrekvent (HF) RFID
HF-båndet spænder fra 3 til 30 MHz. De fleste HF RFID-systemer fungerer ved 13,56 MHz med aflæsningsintervaller mellem 10 cm og 1 m. HF-systemer oplever moderat følsomhed over for interferens.
HF RFID bruges almindeligvis til applikationer til billetsalg, betaling og dataoverførsel.
Der er flere HF RFID-standarder på plads, såsom ISO 15693-standarden for sporing af varer, og ECMA-340 og ISO/IEC 18092-standarderne for Near Field Communication (NFC), en teknologi med kort rækkevidde, der almindeligvis bruges til dataudveksling mellem enheder. Andre HF-standarder omfatter ISO/IEC 14443 A- og ISO/IEC 14443-standarderne for MIFARE-teknologi, som bruges i smart cards og proximity-kort, og JIS X 6319-4 for FeliCa, som er et smart card-system, der almindeligvis bruges i elektroniske penge kort.
Ultrahøj frekvens (UHF) RFID
UHF-frekvensbåndet dækker området fra 300 MHz til 3 GHz. RAIN RFID-systemer overholder UHF Gen2-standarden og bruger 860 til 960 MHz-båndet. Selvom der er en vis variation i frekvens fra region til region, fungerer RAIN RFID-systemer i de fleste lande mellem 900 og 915 MHz.
Læseområdet for passive UHF-systemer kan være helt op til 12 m, og UHF RFID har en hurtigere dataoverførselshastighed end LF eller HF. UHF RFID er den mest følsomme over for interferens, men mange UHF-produktproducenter har fundet måder at designe tags, antenner og læsere på for at holde ydeevnen høj selv i vanskelige miljøer. Passive UHF tags er nemmere og billigere at fremstille end LF og HF tags.
RAIN RFID bruges i en lang række applikationer, lige fra lagerstyring, til farmaceutisk bekæmpelse af varemærkeforfalskning, til konfiguration af trådløse enheder. De fleste nye RFID-projekter bruger UHF (RAIN) i modsætning til LF eller HF, hvilket gør RAIN til det hurtigst voksende segment af RFID-markedet.
UHF-frekvensbåndet er reguleret af en enkelt global standard kaldet ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63) UHF-standard. Impinj stod i spidsen for udviklingen af Gen2-standarden, lobbyede regeringer for at allokere frekvensspektrum og var med til at stifteRAIN RFID Alliancesammen med Google, Intel og Smartrac for at fremme den universelle indførelse af RAIN-teknologiløsninger på tværs af mange forskellige vertikale markeder.
RAIN RFID bruger UHF Gen2-standarden og er det hurtigst voksende segment på RFID-markedet
Aktive RFID-systemer
I aktive RFID-systemer har tags deres egen sender og strømkilde. Normalt er strømkilden et batteri. Aktive tags udsender deres eget signal for at transmittere den information, der er gemt på deres mikrochips.
Aktive RFID-systemer fungerer typisk i ultrahøjfrekvensbåndet (UHF) og tilbyder en rækkevidde på op til 100 m. Generelt bruges aktive tags på store objekter, såsom jernbanevogne, store genanvendelige containere og andre aktiver, der skal spores over lange afstande.
Der er to hovedtyper af aktive tags: transpondere og beacons. Transpondere "vågnes op", når de modtager et radiosignal fra en læser, og tænder derefter og reagerer ved at sende et signal tilbage. Fordi transpondere ikke aktivt udsender radiobølger, før de modtager et læsesignal, sparer de på batteriets levetid.
Beacons bruges ofte inreal-time lokaliseringssystemer (RTLS), for løbende at spore den præcise placering af et aktiv. I modsætning til transpondere tændes beacons ikke af læserens signal. I stedet udsender de signaler med forudindstillede intervaller. Afhængigt af det krævede niveau af lokaliseringsnøjagtighed, kan beacons indstilles til at udsende signaler med få sekunders mellemrum eller en gang om dagen. Hvert beacons signal modtages af læseantenner, der er placeret rundt om perimeteren af det område, der overvåges, og kommunikerer mærkets ID-oplysninger og position.
Det trådløse økosystem for kunder er meget stort og vokser dagligt, der er brugssager, hvor Active RFID og Passive RFID er implementeret samtidigt for en additiv tilgang til aktiv- eller sensorstyring.
Passive RFID-systemer
I passive RFID-systemer sender læseren og læseantennen et radiosignal til mærket. RFID-tagget bruger derefter det transmitterede signal til at tænde og reflektere energien tilbage til læseren.
Passive RFID-systemer kan fungere i lavfrekvente (LF), højfrekvente (HF) eller ultrahøjfrekvente (UHF) radiobånd. Da passive systemrækkevidder er begrænset af kraften fra tag's backscatter (radiosignalet, der reflekteres fra taggen tilbage til læseren), er de typisk mindre end 10 m. Fordi passive tags ikke kræver en strømkilde eller sender, og kun kræver en tag-chip og antenne, er de billigere, mindre og nemmere at fremstille end aktive tags.
Passive tags kan pakkes på mange forskellige måder, afhængigt af de specifikke RFID-applikationskrav. For eksempel kan de monteres på et underlag eller klemmes mellem et klæbende lag og en papirlabel for at skabe smarte RFID-labels. Passive tags kan også være indlejret i en række forskellige enheder eller pakker for at gøre tagget modstandsdygtigt over for ekstreme temperaturer eller barske kemikalier.
Batteristøttede passive (BAP) systemer
Et batteristøttet passivt RFID-tag er en type passiv tag, som inkorporerer en afgørende aktiv tag-funktion. Mens de fleste passive RFID-tags bruger energien fra RFID-læserens signal til at tænde mærkets chip og sprede tilbage til læseren, bruger BAP-tags en integreret strømkilde (normalt et batteri) til at tænde chippen, så al den opfangede energi fra læseren kan bruges til backscatter. I modsætning til transpondere har BAP-tags ikke deres egne sendere.
