Оглавление: |
RFID это?
Технология RFID на самом деле относится к радиочастотной технологии. Ее технология в основном основана на принципе магнитного поля или электромагнитного поля для реализации двусторонней связи между устройствами посредством беспроводной радиочастоты, тем самым реализуя функцию обмена данными. что он может получить другую сторону без контакта. Информация, ETC, логистика и библиотеки являются некоторыми типичными сценариями применения. Обычно используемые диапазоны радиоволн технологии RFID в основном включают: низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные и микроволновые диапазоны частот. .
Состав RFID системы
Система RFID в основном состоит из трех частей: считывателя/писателя, электронной метки и системы управления данными.
Считыватель: также называемый считывателем. Это устройство, которое в основном используется для считывания информации с электронных меток или записи информации, требуемой меткой, в метку. В зависимости от использования считыватели делятся на считыватели только для чтения и считыватели для чтения/записи, которые являются центром управления и обработки информации в системе RFID.
Когда система RFID работает, считыватель посылает радиочастотную энергию внутри определенной области, образуя электромагнитное поле. Размер области зависит от мощности передачи. Метки в зоне действия считывателя срабатывают, отправляют хранящиеся в них данные или модифицируют хранящиеся в них данные в соответствии с инструкциями считывателя и могут взаимодействовать с компьютерной сетью через интерфейс.
Задача считывателя RFID состоит в том, чтобы управлять радиочастотным модулем для передачи сигнала считывания на метку, получения ответа метки, декодирования информации идентификации объекта метки и передачи информации идентификации объекта и другой связанной информации о метке на хост. для обработки.
большинстве систем RFID считыватель излучает электромагнитные волны внутри определенной области (размер области зависит от рабочей частоты и размера антенны). Внутри карты имеется резонансный контур серии LC, частота которого равна частоте, излучаемой считывателем. Когда RFID карта проходит через эту область, под воздействием электромагнитных волн резонансный контур LC резонирует, заряжая таким образом конденсатор. На другом конце конденсатора находится однонаправленный электронный насос, который передает заряд конденсатора в другой конденсатор для хранения. Когда накопленный заряд достигает 2 В, этот конденсатор можно использовать в качестве источника питания для обеспечения рабочего напряжения для других цепей, передающих данные на карту или получающих данные от считывающего/записывающего устройства. После того, как устройство чтения/записи получает данные с карты, оно декодирует и выполняет проверку ошибок, чтобы определить достоверность данных, а затем передает данные в компьютерную сеть через RS232, RS422, RS485 или по беспроводной сети. Простой RFID-продукт представляет собой бесконтактную IC-карту, а сложные RFID-продукты могут быть подключены к внешним сенсорным интерфейсам для измерения и записи различных параметров и даже могут быть подключены к системам GPS для отслеживания объектов.
Электронная бирка (тег): Электронная бирка в основном используется для хранения определенной информации. В то же время она принимает сигналы от считывателя и отправляет необходимые данные обратно в считыватель. Электронные бирки обычно прикрепляются или стационарно устанавливаются на предметах. .
По различным методам подачи энергии RFID метки можно разделить на пассивные, полуактивные и активные. Энергия чипов в полуактивных и активных метках обеспечивается батареей, прикрепленной к электронной метке, и активной. метки могут активно излучать радиочастотные сигналы. В зависимости от рабочих частот RFID метки можно разделить на различные типы, такие как низкочастотные (LF), высокочастотные (HF), сверхвысокочастотные (UHF) и микроволновые. Принципы работы RFID в разных диапазонах частот различны. RFID метки в диапазонах LF и HF обычно используют принцип электромагнитной связи, тогда как RFID в диапазонах UHF и микроволновом диапазоне обычно используют принцип электромагнитного излучения.
Система управления данными: основной задачей является обработка данных электронных меток, передаваемых считывателем для анализа, и в то же время выполнение функций, необходимых пользователю. Например, следующий системный процесс:
Когда электронная метка находится в пределах зоны распознавания считывателя, считыватель излучает энергию радиоволн определенной частоты. Электронная метка принимает радиочастотный сигнал, излучаемый считывателем, и генерирует индуцированный ток. Используя энергию, генерируемую этим током, электронная метка отправляет информацию, хранящуюся в ее чипе.
Этот тип электронной метки обычно называется пассивной меткой или пассивной меткой, или метка активно отправляет считывателю сигнал определенной частоты. Этот тип электронной метки обычно называется активной меткой или активной меткой. После того как считыватель получает информацию, возвращаемую электронной меткой, он декодирует ее, а затем отправляет в соответствующее прикладное программное обеспечение или систему управления данными для обработки данных.
Классификация RFID систем
Технологию RFID можно разделить на три категории в зависимости от способа питания меток: пассивная RFID, активная RFID и полуактивная RFID.
① Пассивная RFID система получает энергию через катушку электромагнитной индукции для кратковременного энергоснабжения и полного обмена информацией. Он имеет простую конструкцию, низкую стоимость, низкий уровень отказов и длительный срок службы. Однако эффективное расстояние идентификации пассивной RFID обычно короче и обычно используется для идентификации контактов на близком расстоянии.
Пассивная RFID в основном работает в нижних частотных диапазонах: 125 kHz, 13,56 МГц и т. д. Типичные области применения пассивных RFID систем включают: автобусные карты, идентификационные карты второго поколения и карты питания в столовой.
① Исследования и разработки активных RFID систем начались поздно, но они нашли применение в различных областях. ETC, например, использует активную систему RFID. Активный RFID питается от внешнего источника питания или встроенной батареи и активно отправляет сигналы считывателю, обеспечивая тем самым большую дальность передачи и более высокую скорость передачи. Активные RFID метки могут устанавливать передачу данных со считывателями в радиусе 100 м, а скорость считывания может достигать 1700 раз/с.
Активная RFID в основном работает в диапазонах сверхвысоких частот и диапазонах микроволновых частот, таких как 900 МГц, 2,45 ГГц и 5,8 ГГц, и имеет функцию одновременной идентификации нескольких меток. Вышеуказанные характеристики активных RFID систем делают их широко используемыми в высокопроизводительных крупномасштабных сценариях RFID.
① Поскольку эффективное расстояние распознавания пассивной системы RFID невелико, дальность активного распознавания RFID достаточно велика, но требует внешнего источника питания или встроенной батареи и имеет больший размер. Чтобы решить это противоречие, были созданы полуактивные RFID системы. Полуактивную технологию RFID также называют триггерной технологией низкочастотной активации. В обычных условиях полуактивные RFID метки находятся в спящем состоянии и питают только ту часть метки, которая содержит данные, поэтому они потребляют меньше энергии и могут работать дольше.
Когда метка попадает в зону распознавания RFID-считывателя, считыватель сначала использует низкочастотный сигнал частотой 125 kHz для точной активации метки в небольшом диапазоне для перехода в рабочее состояние, а затем передает ему информацию через микроволны с частотой 2,4 ГГц. Другими словами, несколько низкочастотных считывателей размещаются в разных местах для активации полуактивных RFID-продуктов, тем самым обеспечивая как позиционирование, так и сбор и передачу данных.
Типы RFID
Системы RFID делятся на три основных диапазона радиочастот: низкочастотный (НЧ), высокочастотный (ВЧ) и сверхвысокочастотный (УВЧ). Они различаются в зависимости от применения, максимального диапазона считывания и типа используемой RFID метки и считывателя.
Сверхвысокая частота (УВЧ)
Системы UHF RFID работают в диапазоне частот от 860 до 960 МГц. Типичные расстояния считывания варьируются от близкого контакта до более 20 метров, что делает его чрезвычайно универсальным и полезным в таких приложениях, как управление запасами и цепочками поставок, интеллектуальное производство, отслеживание багажа авиакомпаний, хронометраж спортивных соревнований и многое другое.
В этом диапазоне частот существуют два основных региональных поддиапазона, определяемых регулирующими органами. Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI) определяет диапазон 865–868 МГц для использования RFID, а Федеральная комиссия по связи США (FCC) выбрала диапазон 902–928 МГц. Некоторые из наших RFID-меток и вкладышей предназначены для использования на частотах FCC или ETSI, а многие новые продукты поддерживают оба диапазона.
По сравнению с ВЧ и НЧ системы УВЧ поддерживают большую дальность считывания, позволяют использовать экономичные вставки и метки различных размеров и форм и могут быстро считывать незакрепленные детали, но более чувствительны к металлу, проводящим материалам или жидкостям. .
Высокочастотная (HF) и ближняя радиосвязь (NFC)
RFID системы HF и NFC работают в диапазоне частот 13,56 МГц и имеют дальность считывания от близкого контакта до 50 см. Типичные области применения включают управление библиотечными носителями, автоматизированное производство, управление игровыми чипами, бесконтактные платежи по удостоверениям личности, платежные карты NFC или приложения для смартфонов, а также взаимодействие с потребителями. HF-метки требуют специальных считывателей и записывающих устройств, а NFC-метки могут быть прочитаны практически любым смартфоном на расстоянии нескольких сантиметров.
Поскольку сегодня на рынке появляются миллиарды смартфонов с поддержкой NFC, и все больше потребителей привыкают к бесконтактным платежам, появляется широкий простор для использования тегов NFC для взаимодействия с потребителями и других новых приложений, ориентированных на потребителя.
Низкая частота (НЧ)
Большинство НЧ-систем работают в диапазоне частот 125–134 kHz, обеспечивая дальность считывания до 10 см. Типичные области применения включают идентификацию животных, контроль доступа, въезд и выезд транспортных средств, а также среды с жидкостями и металлами высокой плотности.
КОНЕЦ
Чтобы реализовать управление активами RFID, вы можете рассмотреть возможность использования технологии NB-IOT или Lora для передачи данных, собранных считывателем RFID, на базовую станцию Lora в режиме реального времени и загрузки их на серверную часть. В настоящее время мы понимаем, что некоторые компании уже пытаются использовать RFID для идентификации и NB или Lora для передачи.
Если вы разрабатываете его самостоятельно, вам необходимо выполнить стыковку оборудования и данных, а затем заняться серверной частью. На рынке должны быть зрелые аппаратные решения, но серверную часть программного обеспечения определенно необходимо разрабатывать самостоятельно. Как правило, это делают компании-производители оборудования. предоставить SDK. В настоящее время RFID широко используется, охватывая все аспекты общественной жизни. Его можно применять в логистике, розничной торговле, производстве, швейной промышленности, здравоохранении, распознавании личности, борьбе с контрафактной продукцией, управлении активами, транспорте, продуктах питания, автомобилях, вооруженных силах. финансовые платежи и другие области. Технология PFID. Это должно быть очень перспективное направление развития.