Identyfikacja radiowa (RFID): działanie i zastosowanie

RFID (Radio Frequency Identification) to sposób na przechowywanie i przesyłanie informacji z wygodnego nośnika etykiet do wybranej lokalizacji za pomocą specjalnych urządzeń. Takie identyfikatory ułatwiają rozpoznawanie różnych przedmiotów: towarów w sklepie, pojazdów mobilnych podczas transportu, pomagają określić ich lokalizację, mogą identyfikować ludzi i zwierzęta, nie mówiąc już o szerokich możliwościach identyfikacji dokumentów i mienia.

Co to jest tag RFID

Fala elektromagnetyczna odbierana przez tag RFID z anteny aktywuje go i staje się możliwe zarówno zapisywanie danych do tagu, jak i odczyt danych z tagu. Antena służy zatem jako wielofunkcyjny kanał komunikacji między transiwerem a znacznikiem, który w pełni zapewnia procesy transmisji i odbioru danych.

Anteny o różnych kształtach i rozmiarach mogą być osadzone w skanerach, bramach, kołowrotach, w różny sposób do pracy z tagami RFID, w celu zapewnienia dostępu do informacji przechowywanych w tagach towarów, przedmiotów, ludzi, pojazdów itp. - łącznie, który porusza się w zasięgu anteny skanera i ma na nim znacznik RFID.

Antena może stale pracować i stale odczytywać znaczniki w dużych liczbach, cały czas je przesłuchując, lub może zostać na chwilę włączona sygnałem od operatora. Antena z nadajnikiem-odbiornikiem i dekoderem są często umieszczone w jednej wspólnej obudowie, dzięki czemu sygnał z anteny zostanie natychmiast zdemodulowany, odszyfrowany i przesłany za pośrednictwem standardowego interfejsu do komputera w celu dalszego przetwarzania otrzymanych danych.

Sama etykieta zwykle zawiera antenę, odbiornik, nadajnik i pamięć do przechowywania danych. Etykieta odbiera energię z sygnału radiowego anteny czytnika lub z własnego źródła zasilania, po odebraniu sygnału zewnętrznego etykieta odpowiada własnym sygnałem, który zawiera pewne informacje identyfikacyjne. Tagi RFID są więc rodzajem etykiety, tylko inteligentniejsze.

Zapis informacji do znacznika RFID

Informacje mogą być zapisywane na znaczniku na różne sposoby, w zależności od projektu znacznika. Tak więc tagi RFID mogą być następujących typów:

• R / O - znaczniki tylko do odczytu (tylko do odczytu), gdy dane są wprowadzane na etapie wytwarzania znaczników i nie zmieniają się;

• WORM - znaczniki do jednorazowego zapisu i wielokrotnego odczytu (Write Once Read Many), żadne dane nie są wprowadzane do takich znaczników w produkcji, informacje są zapisywane przez użytkownika raz, a następnie mogą być odczytywane wiele razy;

• R / W - znaczniki do wielokrotnego zapisu i późniejszego powtarzania odczytu informacji (odczyt / zapis).

Tagi pasywne i aktywne RFID

Pasywny znacznik RFID może pracować bez własnego źródła energii, odbiera energię do zasilania tylko z sygnału skanera. Takie tagi są mniejsze niż aktywne, lżejsze, tańsze w produkcji i mają nieograniczoną żywotność - to ich główna zaleta.

Warunkową wadą pasywnego znacznika RFID jest to, że wymagany jest czytnik o wystarczająco dużej mocy. Aktywny znacznik wyróżnia się obecnością wbudowanej baterii lub potrzebą dołączonej baterii.

Takie znaczniki oddziałują z anteną skanera na większą odległość niż znaczniki pasywne, ponieważ wymagają mniejszej mocy z anteny podczas pracy - jest to główna zaleta aktywnych znaczników, różnią się one zasięgiem odczytu 2-3 razy większym niż znaczniki pasywne oraz znacznikiem aktywnym może poruszać się z dużą prędkością przez obszar zasięgu skanera i nadal mieć czas na pracę.

Zarówno pasywne, jak i aktywne znaczniki do zapisu / odczytu, pojedyncze / wielokrotne, - mogą się znacznie różnić niezależnie od metody zasilania.

Urządzenie tag RFID

Odbiornik, nadajnik, antena i moduł pamięci są głównymi częściami znacznika RFID. Wszystko oprócz anteny znajduje się w przypadku małego mikroukładu - czipu, więc może się wydawać, że znak składa się tylko z anteny wieloobrotowej i czipu. W aktywnych etykietach jest inna część - źródło zasilania, na przykład bateria litowa.

Zalety tagów RFID w porównaniu z identyfikatorami graficznymi

Kod kreskowy jest drukowany tylko raz na etapie produkcji i pakowania, a informacje na etykiecie RFID można nie tylko całkowicie zmienić, ale także uzupełnić. Znaczniki można od razu odczytać dużymi liczbami dzięki mechanizmowi antykolizyjnemu, który jest trudny do uzyskania w przypadku kodów graficznych.

Pomimo tego, że kody matrycowe mogą pomieścić stosunkowo duże ilości danych, wymagają dużych obszarów do zastosowania kodów, na przykład, aby zapisać 50 bajtów za pomocą kodu kreskowego, wymagany jest arkusz A4, a tag RFID z chipem o powierzchni zaledwie 1 centymetra kwadratowego jest łatwy pomieści 1000 bajtów.

Pisanie na etykiecie jest wystarczająco szybkie, a kody graficzne muszą być najpierw wpisane, a następnie wydrukowane i wklejone, a nawet w celu zachowania integralności obrazu.

Dzięki identyfikatorom RFID wszystko jest prostsze, wystarczy „wszczepić” etykietę do opakowania na etapie produkcji (niekoniecznie z zewnątrz), a następnie zapisać dane w sposób bezkontaktowy, a etykieta będzie wieczna (co najmniej 1 000 000 interakcji z anteną skanera), etykieta ukryta wewnątrz produktu nie jest przerażająca brud lub kurz.

Ponadto dane zapisane na etykiecie, w całości lub w części, można w razie potrzeby zabezpieczyć przed odczytem lub zastąpieniem hasłem - jest to niezawodny sposób ochrony przed podróbkami. Jednocześnie odczyt odbywa się w dowolnym miejscu znaku w obszarze pokrycia skanera - jest to wygodniejsze niż kod graficzny, który należy równomiernie przynieść do skanera.

Częstotliwość według zastosowania

Tam, gdzie wymagana jest wysoka prędkość odczytu, na przykład do monitorowania samochodów w ruchu, wagonów, w systemach zbierania odpadów, stosuje się wysokie częstotliwości 850-950 MHz i 2,4-5 GHz. Skanery o wysokiej częstotliwości są montowane w bramach lub barierach, a znacznik RFID (transponder) jest instalowany, na przykład, na przedniej szybie samochodu. Zasięg interakcji między znacznikiem a skanerem wynosi od 4 do 8 metrów, co stwarza dogodne warunki dla ludzi, ponieważ czytnik znajduje się poza ich zasięgiem.

Obecnie bardzo popularny jest zakres średnich częstotliwości 10–15 MHz. Jest stosowany w transporcie i innych podobnych aplikacjach, w których wymagana jest praca z kartami wielokrotnego zapisu, kartami inteligentnymi itp. Wiele obecnych kart inteligentnych działa podobnie jak tagi RFID w połowie fali.

Zakres niskich częstotliwości 100-500 KHz działa w niewielkiej odległości między skanerem a przedmiotem, nie więcej niż 50 cm, a czasem mniej niż 10 cm.

Duża antena kompensuje krótki zasięg, ale zakłócenia linii wysokiego napięcia, komputerów, a nawet lamp energooszczędnych mogą zakłócać działanie systemu. Jednak w wielu systemach kontroli dostępu (magazynach, przejściach) niskie częstotliwości są wykorzystywane do pracy z bezkontaktowymi kartami RFID. Ponadto zakres niskich częstotliwości służy do bezdotykowej identyfikacji zwierząt i przedmiotów metalowych, takich jak beczki piwa.

Zobacz także:

24 filmy o łącznym czasie trwania 11 godzin 17 minut.

Pierwsza część opisuje ogólnie, na czym polega identyfikacja częstotliwości radiowych, na jakich prawach fizycznych opiera się transmisja danych, jakie standardy istnieją i gdzie najczęściej stosuje się karty różnych standardów. Rodzaje kart, ich struktura wewnętrzna, zakres. Sposoby interakcji między kartami a czytnikami.

Druga część poświęcona jest przeglądowi standardowych kart EM-Marine. Współczynnik wykonania karty. Obszary zastosowania Transfer danych protokołu z karty. Format przechowywania kodu ID.Podstawy karty. Uwzględniono tu również obwód czytnika, zostaną podane zalecenia dotyczące montażu i konfiguracji czytnika. Na koniec szczegółowo analizowany jest algorytm przesyłania kodu identyfikacyjnego karty.

Trzecia część wideo poświęcona jest kartom Mifare. Wygląd kart, zakres użytkowania. Moduł oparty jest na specjalizowanym układzie MFRC522. Podłączanie modułu do mikrokontrolera. Analiza biblioteki do pracy z modułem. Szczegółowa analiza pracy z kartami Mifare Ultralight i Mifare Classic.