RFID-systemer og frekvenser
RFID-systemer kan brytes ned etter frekvensbåndet de opererer innenfor: lavfrekvens, høyfrekvens og ultrahøy frekvens. Det er også to brede kategorier av systemer - passiv og aktiv RFID. I avsnittene nedenfor vil vi utforske frekvensene og typene av RFID-systemer.
Hvordan kan RFID-systemer kategoriseres?
RFID-systemer er ofte kategorisert etter deres driftsfrekvensbånd. Frekvens refererer til størrelsen på radiobølgene som brukes til å kommunisere mellom systemkomponenter. RFID-systemer over hele verden opererer i lavfrekvente (LF), høyfrekvente (HF), og ultrahøyfrekvente (UHF) bånd. Radiobølger oppfører seg forskjellig på hver av disse frekvensene og det er fordeler og ulemper forbundet med å bruke hvert frekvensbånd.
For eksempel, hvis et RFID-system opererer med en lavere frekvens, har det en langsommere datalesehastighet, men økte muligheter for lesing nær eller på metall- eller væskeoverflater. Hvis et system opererer med en høyere frekvens, har det generelt raskere dataoverføringshastigheter og lengre leseområder, men mer følsomhet for radiobølgeinterferens forårsaket av væsker og metaller i miljøet. Imidlertid har teknologiinnovasjoner de siste årene gjort det mulig å bruke ultrahøyfrekvente RFID-systemer rundt væsker og metaller.
Lavfrekvent (LF) RFID
LF-båndet dekker frekvenser fra 30 KHz til 300 KHz. Vanligvis opererer LF RFID-systemer ved 125 KHz, selv om det er noen som opererer ved 134 KHz. Dette frekvensbåndet gir et kort leseområde på 10 cm, og har lavere lesehastighet enn de høyere frekvensene, men er lite følsomt for radiobølgeinterferens.
LF RFID-applikasjoner inkluderer tilgangskontroll og husdyrsporing.
Standarder for LF dyresporingssystemer er definert i ISO 14223 og ISO/IEC 18000-2. LF-spekteret regnes ikke som en virkelig global applikasjon på grunn av små forskjeller i frekvens og effektnivåer over hele verden.
Høyfrekvent (HF) RFID
HF-båndet varierer fra 3 til 30 MHz. De fleste HF RFID-systemer opererer på 13,56 MHz med leseområder mellom 10 cm og 1 m. HF-systemer opplever moderat følsomhet for forstyrrelser.
HF RFID brukes ofte til applikasjoner for billettering, betaling og dataoverføring.
Det er flere HF RFID-standarder på plass, for eksempel ISO 15693-standarden for sporing av varer, og ECMA-340 og ISO/IEC 18092-standardene for nærfeltskommunikasjon (NFC), en kortdistanseteknologi som vanligvis brukes til datautveksling mellom enheter. Andre HF-standarder inkluderer ISO/IEC 14443 A og ISO/IEC 14443-standardene for MIFARE-teknologi, som brukes i smartkort og nærhetskort, og JIS X 6319-4 for FeliCa, som er et smartkortsystem som vanligvis brukes i elektroniske penger kort.
Ultra-høyfrekvent (UHF) RFID
UHF-frekvensbåndet dekker området fra 300 MHz til 3 GHz. RAIN RFID-systemer overholder UHF Gen2-standarden og bruker 860 til 960 MHz-båndet. Selv om det er en viss variasjon i frekvens fra region til region, opererer RAIN RFID-systemer i de fleste land mellom 900 og 915 MHz.
Leseområdet til passive UHF-systemer kan være så langt som 12 m, og UHF RFID har en raskere dataoverføringshastighet enn LF eller HF. UHF RFID er den mest følsomme for interferens, men mange UHF-produktprodusenter har funnet måter å designe tagger, antenner og lesere på for å holde ytelsen høy selv i vanskelige miljøer. Passive UHF-brikker er enklere og billigere å produsere enn LF- og HF-brikker.
RAIN RFID brukes i en lang rekke bruksområder, alt fra lagerstyring i detaljhandel, til farmasøytisk anti-forfalskning, til trådløs enhetskonfigurasjon. Flertallet av nye RFID-prosjekter bruker UHF (RAIN) i motsetning til LF eller HF, noe som gjør RAIN til det raskest voksende segmentet av RFID-markedet.
UHF-frekvensbåndet er regulert av en enkelt global standard kalt ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63) UHF-standard. Impinj gikk i spissen for utviklingen av Gen2-standarden, drev lobbyvirksomhet for regjeringer for å allokere frekvensspektrum og var med å grunnleggeRAIN RFID Alliancesammen med Google, Intel og Smartrac for å fremme universell bruk av RAIN-teknologiløsninger på tvers av mange forskjellige vertikale markeder.
RAIN RFID bruker UHF Gen2-standarden og er det raskest voksende segmentet på RFID-markedet
Aktive RFID-systemer
I aktive RFID-systemer har tagger sin egen sender og strømkilde. Vanligvis er strømkilden et batteri. Aktive tagger kringkaster sitt eget signal for å overføre informasjonen som er lagret på mikrobrikkene deres.
Aktive RFID-systemer opererer vanligvis i ultrahøyfrekvensbåndet (UHF) og tilbyr en rekkevidde på opptil 100 m. Generelt brukes aktive tagger på store objekter, for eksempel jernbanevogner, store gjenbrukbare containere og andre eiendeler som må spores over lange avstander.
Det er to hovedtyper av aktive tagger: transpondere og beacons. Transpondere "våknes" når de mottar et radiosignal fra en leser, og deretter slås på og reagerer ved å sende et signal tilbake. Fordi transpondere ikke aktivt utstråler radiobølger før de mottar et lesersignal, sparer de på batterilevetiden.
Beacons brukes ofte inreal-time lokaliseringssystemer (RTLS), for å spore den nøyaktige plasseringen av en eiendel kontinuerlig. I motsetning til transpondere, blir ikke beacons slått på av leserens signal. I stedet sender de ut signaler med forhåndsinnstilte intervaller. Avhengig av nivået på lokaliseringsnøyaktigheten som kreves, kan beacons settes til å sende ut signaler med noen sekunders mellomrom, eller en gang om dagen. Hvert beacons signal mottas av leserantenner som er plassert rundt omkretsen av området som overvåkes, og kommuniserer brikkens ID-informasjon og posisjon.
Det trådløse økosystemet for kunder er veldig stort og vokser daglig, det er brukstilfeller der Active RFID og Passive RFID distribueres samtidig for en additiv tilnærming til aktiva- eller sensoradministrasjon.
Passive RFID-systemer
I passive RFID-systemer sender leseren og leserantennen et radiosignal til brikken. RFID-taggen bruker deretter det overførte signalet til å slå på, og reflektere energi tilbake til leseren.
Passive RFID-systemer kan operere i lavfrekvente (LF), høyfrekvente (HF) eller ultrahøyfrekvente (UHF) radiobånd. Siden passive systemrekkevidder er begrenset av kraften til taggens tilbakespredning (radiosignalet som reflekteres fra taggen tilbake til leseren), er de vanligvis mindre enn 10 m. Fordi passive tagger ikke krever en strømkilde eller sender, og bare krever en brikke og antenne, er de billigere, mindre og enklere å produsere enn aktive tagger.
Passive tags kan pakkes på mange forskjellige måter, avhengig av de spesifikke RFID-applikasjonskravene. For eksempel kan de monteres på et underlag, eller klemmes mellom et selvklebende lag og en papiretikett for å lage smarte RFID-etiketter. Passive tags kan også være innebygd i en rekke enheter eller pakker for å gjøre taggen motstandsdyktig mot ekstreme temperaturer eller sterke kjemikalier.
Batteristøttede passive (BAP) systemer
En batteristøttet passiv RFID-brikke er en type passiv tag som inneholder en viktig aktiv tag-funksjon. Mens de fleste passive RFID-brikker bruker energien fra RFID-leserens signal for å slå på brikken til brikken og spre tilbake til leseren, bruker BAP-tagger en integrert strømkilde (vanligvis et batteri) for å slå på brikken, slik at all den innfangede energien fra leseren kan brukes til backscatter. I motsetning til transpondere har ikke BAP-brikker sine egne sendere.
