Hệ thống và tần số RFID
Hệ thống RFID có thể được chia nhỏ theo dải tần mà chúng hoạt động: tần số thấp, tần số cao và tần số siêu cao. Ngoài ra còn có hai loại hệ thống - RFID thụ động và tích cực. Trong các phần dưới đây, chúng ta sẽ tìm hiểu tần số và các loại hệ thống RFID.
Hệ thống RFID có thể được phân loại như thế nào?
Hệ thống RFID thường được phân loại theo dải tần hoạt động của chúng. Tần số đề cập đến kích thước của sóng vô tuyến được sử dụng để liên lạc giữa các thành phần hệ thống. Các hệ thống RFID trên khắp thế giới hoạt động ở các dải tần số thấp (LF), tần số cao (HF) và tần số siêu cao (UHF). Sóng vô tuyến hoạt động khác nhau ở mỗi tần số này và có những ưu và nhược điểm liên quan đến việc sử dụng từng dải tần.
Ví dụ: nếu hệ thống RFID hoạt động ở tần số thấp hơn, hệ thống đó có tốc độ đọc dữ liệu chậm hơn, nhưng tăng khả năng đọc gần hoặc trên bề mặt kim loại hoặc chất lỏng. Nếu một hệ thống hoạt động ở tần số cao hơn, nó thường có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn và phạm vi đọc dài hơn, nhưng lại nhạy cảm hơn với nhiễu sóng vô tuyến do chất lỏng và kim loại trong môi trường gây ra. Tuy nhiên, những đổi mới về công nghệ trong những năm gần đây đã cho phép sử dụng các hệ thống RFID tần số siêu cao xung quanh chất lỏng và kim loại.
RFID tần số thấp (LF)
Dải LF bao gồm các tần số từ 30 KHz đến 300 KHz. Thông thường, các hệ thống RFID LF hoạt động ở 125 KHz, mặc dù có một số hoạt động ở 134 KHz. Dải tần này cung cấp phạm vi đọc ngắn 10 cm và có tốc độ đọc chậm hơn các tần số cao hơn, nhưng không nhạy cảm lắm với nhiễu sóng vô tuyến.
Các ứng dụng RFID của LF bao gồm kiểm soát truy cập và theo dõi gia súc.
Tiêu chuẩn cho hệ thống theo dõi động vật LF được xác định trong ISO 14223 và ISO / IEC 18000-2. Phổ LF không được coi là một ứng dụng toàn cầu thực sự vì có sự khác biệt nhỏ về tần số và mức công suất trên toàn thế giới.
RFID tần số cao (HF)
Dải tần HF nằm trong khoảng từ 3 đến 30 MHz. Hầu hết các hệ thống HF RFID hoạt động ở tần số 13,56 MHz với phạm vi đọc từ 10 cm đến 1 m. Hệ thống HF có độ nhạy trung bình đối với nhiễu.
HF RFID thường được sử dụng cho các ứng dụng đặt vé, thanh toán và truyền dữ liệu.
Có một số tiêu chuẩn HF RFID, chẳng hạn như tiêu chuẩn ISO 15693 cho các mục theo dõi và tiêu chuẩn ECMA-340 và ISO / IEC 18092 cho Giao tiếp trường gần (NFC), một công nghệ tầm ngắn thường được sử dụng để trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị. Các tiêu chuẩn HF khác bao gồm tiêu chuẩn ISO / IEC 14443 A và ISO / IEC 14443 cho công nghệ MIFARE, được sử dụng trong thẻ thông minh và thẻ lân cận và JIS X 6319-4 cho FeliCa, là hệ thống thẻ thông minh thường được sử dụng trong tiền điện tử thẻ.
RFID tần số siêu cao (UHF)
Dải tần UHF bao gồm dải từ 300 MHz đến 3 GHz. Hệ thống RAIN RFID tuân thủ tiêu chuẩn UHF Gen2 và sử dụng băng tần 860 đến 960 MHz. Mặc dù có một số khác biệt về tần số giữa các khu vực, các hệ thống RAIN RFID ở hầu hết các quốc gia hoạt động trong khoảng từ 900 đến 915 MHz.
Phạm vi đọc của hệ thống UHF thụ động có thể dài tới 12 m và UHF RFID có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn LF hoặc HF. UHF RFID nhạy cảm nhất với nhiễu, nhưng nhiều nhà sản xuất sản phẩm UHF đã tìm ra cách thiết kế thẻ, ăng-ten và đầu đọc để giữ hiệu suất cao ngay cả trong môi trường khó khăn. Thẻ UHF thụ động dễ sản xuất hơn và rẻ hơn so với thẻ LF và HF.
RAIN RFID được sử dụng trong nhiều ứng dụng, từ quản lý hàng tồn kho bán lẻ, chống hàng giả dược phẩm, đến cấu hình thiết bị không dây. Phần lớn các dự án RFID mới đang sử dụng UHF (RAIN) thay vì LF hoặc HF, làm cho RAIN trở thành phân khúc phát triển nhanh nhất của thị trường RFID.
Dải tần số UHF được quy định bởi một tiêu chuẩn toàn cầu duy nhất được gọi là tiêu chuẩn UHF ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63). Impinj dẫn đầu sự phát triển của tiêu chuẩn Gen2, vận động các chính phủ phân bổ phổ tần số và đồng sáng lậpRAIN RFID Alliancecùng với Google, Intel và Smartrac để thúc đẩy việc áp dụng phổ biến các giải pháp Công nghệRAIN trên nhiều thị trường ngành dọc khác nhau.
RAIN RFID sử dụng tiêu chuẩn UHF Gen2 và là phân khúc phát triển nhanh nhất trên thị trường RFID
Hệ thống RFID hoạt động
Trong các hệ thống RFID đang hoạt động, các thẻ có máy phát và nguồn điện riêng. Thông thường, nguồn điện là pin. Các thẻ hoạt động phát tín hiệu riêng của chúng để truyền thông tin được lưu trữ trên các vi mạch của chúng.
Hệ thống RFID chủ động thường hoạt động ở băng tần siêu cao tần (UHF) và cung cấp phạm vi lên đến 100 m. Nói chung, thẻ hoạt động được sử dụng trên các đối tượng lớn, chẳng hạn như toa xe lửa, thùng chứa lớn có thể tái sử dụng và các tài sản khác cần được theo dõi trong khoảng cách dài.
Có hai loại thẻ hoạt động chính: bộ phát đáp và báo hiệu. Bộ truyền tín hiệu “đánh thức” khi chúng nhận được tín hiệu vô tuyến từ một đầu đọc, sau đó bật nguồn và phản hồi bằng cách truyền lại tín hiệu. Bởi vì các bộ phát đáp không chủ động phát sóng vô tuyến cho đến khi chúng nhận được tín hiệu của đầu đọc, chúng tiết kiệm thời lượng pin.
Beaconsare thường được sử dụng hệ thống định vị thời gian thực (RTLS), để theo dõi vị trí chính xác của tài sản một cách liên tục. Không giống như bộ phát đáp, đèn hiệu không được cấp nguồn bởi tín hiệu của đầu đọc. Thay vào đó, chúng phát ra tín hiệu ở những khoảng thời gian được thiết lập trước. Tùy thuộc vào mức độ chính xác của vị trí cần thiết, đèn hiệu có thể được đặt để phát ra tín hiệu vài giây một lần hoặc mỗi ngày một lần. Mỗi tín hiệu của đèn hiệu được nhận bởi các ăng-ten của đầu đọc được đặt xung quanh chu vi của khu vực đang được giám sát và truyền thông tin ID và vị trí của thẻ.
Hệ sinh thái không dây dành cho khách hàng rất lớn và đang phát triển hàng ngày, có những trường hợp sử dụng trong đó RFID chủ động và RFID thụ động được triển khai đồng thời cho một cách tiếp cận bổ sung để quản lý tài sản hoặc cảm biến.
Hệ thống RFID thụ động
Trong hệ thống RFID thụ động, đầu đọc và ăng-ten của đầu đọc gửi tín hiệu vô tuyến đến thẻ. Sau đó, thẻ RFID sử dụng tín hiệu đã truyền để bật nguồn và phản xạ năng lượng trở lại đầu đọc.
Hệ thống RFID thụ động có thể hoạt động ở các dải tần vô tuyến tần số thấp (LF), tần số cao (HF) hoặc tần số cao (UHF). Vì phạm vi hệ thống thụ động bị giới hạn bởi sức mạnh của vật liệu phản hồi của thẻ (tín hiệu vô tuyến phản xạ từ thẻ trở lại đầu đọc), chúng thường nhỏ hơn 10 m. Bởi vì thẻ thụ động không yêu cầu nguồn điện hoặc máy phát và chỉ yêu cầu chip thẻ và ăng-ten, chúng rẻ hơn, nhỏ hơn và dễ sản xuất hơn thẻ chủ động.
Thẻ bị động có thể được đóng gói theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào các yêu cầu ứng dụng RFID cụ thể. Ví dụ: chúng có thể được gắn trên đế hoặc kẹp giữa lớp keo dán và nhãn giấy để tạo nhãn RFID thông minh. Thẻ bị động cũng có thể được nhúng vào nhiều thiết bị hoặc gói khác nhau để làm cho thẻ chịu được nhiệt độ khắc nghiệt hoặc hóa chất khắc nghiệt.
Hệ thống thụ động hỗ trợ pin (BAP)
Thẻ RFID thụ động hỗ trợ pin là một loại thẻ thụ động tích hợp một tính năng quan trọng của thẻ chủ động. Trong khi hầu hết các thẻ RFID thụ động sử dụng năng lượng từ tín hiệu của trình đọc RFID để cấp nguồn cho chip của thẻ và phân tán ngược trở lại đầu đọc, các thẻ BAP sử dụng nguồn điện tích hợp (thường là pin) để cấp nguồn cho chip, vì vậy tất cả năng lượng thu được từ đầu đọc có thể được sử dụng cho tán xạ ngược. Không giống như bộ phát đáp, thẻ BAP không có bộ truyền phát riêng của chúng.
