Три минуты, чтобы помочь вам разобраться в технологии RFID.

Технология RFID фактически относится к радиочастотной технологии. Она в основном основана на принципе магнитного или электромагнитного поля для осуществления двусторонней связи между устройствами посредством радиочастот, что позволяет осуществлять обмен данными. Главная особенность этой технологии заключается в возможности бесконтактного обмена данными. RFID-информация, электронная почта и связь (ETC), логистика и библиотеки — это несколько типичных сценариев применения. Наиболее часто используемые диапазоны радиочастот для RFID-технологии включают: низкочастотный, высокочастотный, сверхвысокочастотный и микроволновый диапазоны. RFID-система состоит из трех основных частей: считывателя, электронной этикетки и системы управления данными.

RFID-считыватель: Также известный как считыватель, он в основном используется для считывания информации с электронной метки или записи необходимой для метки информации в метку. В зависимости от назначения считыватели делятся на считыватели только для чтения и считыватели с возможностью чтения и записи, которые являются центрами управления и обработки информации в системе RFID. При работе системы RFID считыватель излучает радиочастотную энергию в определенной области, создавая электромагнитное поле, размер которого зависит от мощности излучения. Метки в зоне действия считывателя срабатывают, отправляют хранящиеся в них данные или изменяют их в соответствии с инструкциями считывателя и могут взаимодействовать с компьютерной сетью через интерфейс.

RFID-метка: Электронная метка в основном используется для хранения определенной информации. Одновременно она принимает сигнал от считывателя и отправляет необходимые данные обратно считывателю. Электронная метка обычно крепится или фиксируется на предмете.

Система управления данными: Основная задача заключается в обработке данных электронных меток, передаваемых считывателем для анализа, и одновременном выполнении функций, необходимых пользователю. Например, следующий алгоритм работы системы:

Как работают системы RFID

Когда RFID-метка находится в зоне действия считывателя, считыватель излучает радиоволны определенной частоты, и электронная метка принимает радиочастотный сигнал, посылаемый считывателем, и генерирует индуцированный ток. Используя энергию этого тока, электронная метка передает информацию, хранящуюся в ее чипе. Такие электронные метки обычно называют пассивными метками, а метки, активно посылающие сигнал определенной частоты считывателю, — активными метками. После того, как считыватель получит информацию, возвращаемую электронной меткой, он декодирует ее и затем отправляет в соответствующее прикладное программное обеспечение или систему управления данными для обработки данных.

Классификация RFID

Технология RFID может быть разделена на три категории в зависимости от способа питания меток: пассивная RFID, активная RFID и полуактивная RFID.

1. Пассивная RFID-технология

Пассивная RFID-система получает энергию через электромагнитную индукционную катушку для кратковременного питания и осуществляет обмен информацией. Полезная модель обладает преимуществами простой конструкции, низкой стоимости, низкой частоты отказов и длительного срока службы. Однако эффективное расстояние идентификации пассивной RFID-системы обычно невелико, и она, как правило, используется для идентификации при близком контакте. Пассивная RFID-система в основном работает в низкочастотном диапазоне 125 кГц, 13,56 МГц и т.д. Типичные области применения пассивных RFID-систем включают: проездные билеты, идентификационные карты второго поколения и карты питания в столовых.

2. Активная RFID-метка

Исследования и разработки активных RFID-систем начались поздно, но уже нашли применение в различных областях. Например, в сфере электронной коммерции (ETC) используется активная RFID-система. Активная RFID-система питается от внешнего источника питания или встроенного аккумулятора и активно передает сигналы на считыватель, что обеспечивает большую дальность и более высокую скорость передачи. Активные RFID-метки могут устанавливать связь с считывателями на расстоянии до 100 м, а скорость считывания может достигать 1700 раз в секунду. Активная RFID-система в основном работает в сверхвысокочастотных и микроволновых диапазонах, таких как 900 МГц, 2,45 ГГц, 5,8 ГГц, и имеет функцию одновременной идентификации нескольких меток. Вышеупомянутые характеристики активных RFID-систем делают их широко используемыми в высокопроизводительных, крупномасштабных RFID-системах.

3. Полуактивная RFID-технология

Поскольку эффективная дальность идентификации пассивных RFID-систем невелика, а активные RFID-системы имеют достаточную дальность, им требуется внешний источник питания или встроенный аккумулятор, и они занимают много места, для решения этого противоречия были созданы полуактивные RFID-системы. Технология полуактивных RFID также известна как технология активации с помощью низкочастотного триггера. В обычных условиях полуактивные RFID-метки находятся в спящем режиме и подают питание только на ту часть метки, которая хранит данные, поэтому потребление энергии невелико, и система может работать длительное время. Когда метка попадает в зону идентификации RFID-считывателя, считыватель сначала точно активирует метку в небольшом диапазоне с помощью низкочастотного сигнала 125 кГц, чтобы она заработала, а затем передает на нее информацию через микроволновую сеть 2,4 ГГц. Другими словами, для активации полуактивных RFID-устройств размещается несколько низкочастотных считывателей в разных местах, что позволяет осуществлять как позиционирование, так и сбор и передачу данных.

Для реализации системы управления активами с использованием RFID можно рассмотреть возможность использования технологий NB-IOT или Lora для передачи данных, собранных RFID-считывателем, на базовую станцию ​​Lora в режиме реального времени и их загрузки в бэкэнд. В настоящее время уже существуют попытки, когда RFID используется для идентификации, а NB-IOT или Lora — для передачи. Если вы разрабатываете систему самостоятельно, вам потребуется выполнить аппаратную и информационную стыковку, а затем разработать бэкэнд. На рынке должны быть зрелые аппаратные решения, но программный бэкэнд необходимо разрабатывать самостоятельно. Как правило, компании-производители оборудования предоставляют SDK. В настоящее время RFID широко используется во всех аспектах общественной жизни. Она может применяться в логистике, розничной торговле, производстве, швейной промышленности, медицине, идентификации личности, борьбе с контрафактом, управлении активами, транспорте, пищевой промышленности, автомобилестроении, военной сфере, финансовых платежах и других областях. Технология PFID является очень перспективным направлением развития.