RFID-system och frekvenser
RFID-system kan delas upp efter det frekvensband de verkar inom: lågfrekvens, högfrekvens och ultrahög frekvens. Det finns också två breda kategorier av system - passiv och aktiv RFID. I avsnitten nedan kommer vi att utforska frekvenser och typer av RFID-system.
Hur kan RFID-system kategoriseras?
RFID-system kategoriseras ofta efter deras driftsfrekvensband. Frekvens avser storleken på radiovågorna som används för att kommunicera mellan systemkomponenter. RFID-system över hela världen använder band med låg frekvens (LF), hög frekvens (HF) och ultrahög frekvens (UHF). Radiovågor beter sig olika vid var och en av dessa frekvenser och det finns fördelar och nackdelar med att använda varje frekvensband.
Till exempel, om ett RFID-system arbetar med en lägre frekvens, har det en långsammare dataavläsningshastighet, men ökade möjligheter att läsa nära eller på metall- eller vätskeytor. Om ett system arbetar på en högre frekvens har det generellt snabbare dataöverföringshastigheter och längre läsintervall, men mer känslighet för radiovågsstörningar orsakade av vätskor och metaller i miljön. De senaste årens tekniska innovationer har dock gjort det möjligt att använda ultrahögfrekventa RFID-system kring vätskor och metaller.
Lågfrekvent (LF) RFID
LF-bandet täcker frekvenser från 30 KHz till 300 KHz. Vanligtvis arbetar LF RFID-system vid 125 KHz, även om det finns några som arbetar vid 134 KHz. Detta frekvensband ger ett kort avläsningsområde på 10 cm, och har lägre läshastighet än de högre frekvenserna, men är inte särskilt känsligt för radiovågsstörningar.
LF RFID-applikationer inkluderar åtkomstkontroll och boskapsspårning.
Standarder för LF djurspårningssystem definieras i ISO 14223 och ISO/IEC 18000-2. LF-spektrumet anses inte vara en verkligt global tillämpning på grund av små skillnader i frekvens och effektnivåer över hela världen.
Högfrekvent (HF) RFID
HF-bandet sträcker sig från 3 till 30 MHz. De flesta HF RFID-system fungerar på 13,56 MHz med avläsningsintervall mellan 10 cm och 1 m. HF-system upplever måttlig känslighet för störningar.
HF RFID används ofta för applikationer för biljettförsäljning, betalning och dataöverföring.
Det finns flera HF RFID-standarder på plats, som ISO 15693-standarden för spårning av föremål, och ECMA-340 och ISO/IEC 18092-standarderna för Near Field Communication (NFC), en kortdistansteknik som vanligtvis används för datautbyte mellan enheter. Andra HF-standarder inkluderar ISO/IEC 14443 A- och ISO/IEC 14443-standarderna för MIFARE-teknik, som används i smarta kort och närhetskort, och JIS X 6319-4 för FeliCa, som är ett smartkortssystem som vanligtvis används i elektroniska pengar kort.
Ultrahög frekvens (UHF) RFID
UHF-frekvensbandet täcker intervallet från 300 MHz till 3 GHz. RAIN RFID-system följer UHF Gen2-standarden och använder bandet 860 till 960 MHz. Även om det finns en viss skillnad i frekvens från region till region, fungerar RAIN RFID-system i de flesta länder mellan 900 och 915 MHz.
Läsområdet för passiva UHF-system kan vara så långt som 12 m, och UHF RFID har en snabbare dataöverföringshastighet än LF eller HF. UHF RFID är den mest känsliga för störningar, men många UHF-produkttillverkare har hittat sätt att designa taggar, antenner och läsare för att hålla hög prestanda även i svåra miljöer. Passiva UHF-taggar är enklare och billigare att tillverka än LF- och HF-taggar.
RAIN RFID används i en mängd olika applikationer, allt från lagerhantering i detaljhandeln, till läkemedel mot förfalskning, till konfiguration av trådlösa enheter. Majoriteten av nya RFID-projekt använder UHF (RAIN) i motsats till LF eller HF, vilket gör RAIN till det snabbast växande segmentet på RFID-marknaden.
UHF-frekvensbandet regleras av en enda global standard som kallas ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63) UHF-standard. Impinj gick i spetsen för utvecklingen av Gen2-standarden, lobbade regeringar för att allokera frekvensspektrum och var med och grundadeRAIN RFID Alliancetillsammans med Google, Intel och Smartrac för att främja det universella införandet av RAIN-tekniklösningar på många olika vertikala marknader.
RAIN RFID använder UHF Gen2-standarden och är det snabbast växande segmentet på RFID-marknaden
Aktiva RFID-system
I aktiva RFID-system har taggar sin egen sändare och strömkälla. Vanligtvis är strömkällan ett batteri. Aktiva taggar sänder sin egen signal för att överföra informationen som lagras på deras mikrochips.
Aktiva RFID-system fungerar vanligtvis i ultrahögfrekvensbandet (UHF) och erbjuder en räckvidd på upp till 100 m. I allmänhet används aktiva taggar på stora föremål, såsom järnvägsvagnar, stora återanvändbara containrar och andra tillgångar som behöver spåras över långa avstånd.
Det finns två huvudtyper av aktiva taggar: transpondrar och beacons. Transpondrar "väckas upp" när de tar emot en radiosignal från en läsare, och slås sedan på och svarar genom att sända en signal tillbaka. Eftersom transpondrar inte aktivt utstrålar radiovågor förrän de får en läsarsignal sparar de på batteriet.
Beacons används ofta inrealtidslokaliseringssystem (RTLS), för att kontinuerligt spåra den exakta platsen för en tillgång. Till skillnad från transpondrar slås inte beacons på av läsarens signal. Istället avger de signaler med förinställda intervall. Beroende på vilken nivå av lokaliseringsnoggrannhet som krävs, kan beacons ställas in för att avge signaler med några sekunders mellanrum eller en gång om dagen. Varje beacons signal tas emot av läsarantenner som är placerade runt omkretsen av det område som övervakas, och kommunicerar taggens ID-information och position.
Det trådlösa ekosystemet för kunder är mycket stort och växer dagligen, det finns användningsfall där Active RFID och Passive RFID distribueras samtidigt för en additiv inställning till tillgångs- eller sensorhantering.
Passiva RFID-system
I passiva RFID-system skickar läsaren och läsarantennen en radiosignal till taggen. RFID-taggen använder sedan den överförda signalen för att slå på och reflektera energin tillbaka till läsaren.
Passiva RFID-system kan fungera i lågfrekventa (LF), högfrekventa (HF) eller ultrahöga (UHF) radiobanden. Eftersom passiva systemräckvidden begränsas av kraften hos taggens backscatter (radiosignalen som reflekteras från taggen tillbaka till läsaren), är de vanligtvis mindre än 10 m. Eftersom passiva taggar inte kräver en strömkälla eller sändare, och bara kräver ett tag-chip och antenn, är de billigare, mindre och enklare att tillverka än aktiva taggar.
Passiva taggar kan paketeras på många olika sätt, beroende på de specifika RFID-applikationskraven. Till exempel kan de monteras på ett substrat eller läggas mellan ett självhäftande lager och en pappersetikett för att skapa smarta RFID-etiketter. Passiva taggar kan också vara inbäddade i en mängd olika enheter eller förpackningar för att göra taggen resistent mot extrema temperaturer eller starka kemikalier.
Batteristödda passiva (BAP) system
En batteristödd passiv RFID-tagg är en typ av passiv tagg som innehåller en viktig aktiv taggfunktion. Medan de flesta passiva RFID-taggar använder energin från RFID-läsarens signal för att slå på taggens chip och spridas tillbaka till läsaren, använder BAP-taggar en integrerad strömkälla (vanligtvis ett batteri) för att slå på chippet, så all infångad energi från läsaren kan användas för backscatter. Till skillnad från transpondrar har BAP-taggar inga egna sändare.
