מערכות ותדרים RFID
ניתן לפרק מערכות RFID לפי פס התדרים שבתוכו הן פועלות: תדר נמוך, תדר גבוה ותדר גבוה במיוחד. יש גם שתי קטגוריות רחבות של מערכות - RFID פסיבי ואקטיבי. בסעיפים שלהלן נחקור את התדרים והסוגים של מערכות RFID.
כיצד ניתן לסווג מערכות RFID?
מערכות RFID מסווגות לרוב לפי רצועת תדר ההפעלה שלהן. תדר מתייחס לגודל גלי הרדיו המשמשים לתקשורת בין רכיבי המערכת. מערכות RFID ברחבי העולם פועלות בתדר נמוך (LF), תדר גבוה (HF), ותדר גבוה (UHF). גלי רדיו מתנהגים בצורה שונה בכל אחד מהתדרים הללו וישנם יתרונות וחסרונות הקשורים לשימוש בכל פס תדרים.
לדוגמה, אם מערכת RFID פועלת בתדר נמוך יותר, יש לה קצב קריאת נתונים איטי יותר, אך יכולות מוגברות לקריאה ליד או על משטחי מתכת או נוזלים. אם מערכת פועלת בתדר גבוה יותר, בדרך כלל יש לה קצבי העברת נתונים מהירים יותר וטווחי קריאה ארוכים יותר, אך יותר רגישות להפרעות בגלי רדיו הנגרמות מנוזלים ומתכות בסביבה. אולם חידושים טכנולוגיים בשנים האחרונות אפשרו להשתמש במערכות RFID בתדר גבוה במיוחד סביב נוזלים ומתכות.
RFID בתדר נמוך (LF).
רצועת LF מכסה תדרים מ-30 KHz עד 300 KHz. בדרך כלל מערכות LF RFID פועלות במהירות של 125 KHz, אם כי ישנן כאלה הפועלות במהירות של 134 KHz. פס תדרים זה מספק טווח קריאה קצר של 10 ס"מ, ובעל מהירות קריאה איטית יותר מהתדרים הגבוהים, אך אינו רגיש במיוחד להפרעות בגלי רדיו.
יישומי LF RFID כוללים בקרת גישה ומעקב אחר בעלי חיים.
התקנים למערכות מעקב אחר בעלי חיים מסוג LF מוגדרים ב-ISO 14223, וב-ISO/IEC 18000-2. ספקטרום ה-LF אינו נחשב ליישום גלובלי באמת בגלל הבדלים קלים בתדר וברמות הספק ברחבי העולם.
RFID בתדר גבוה (HF).
פס ה-HF נע בין 3 ל-30 מגה-הרץ. רוב מערכות HF RFID פועלות במהירות של 13.56 מגה-הרץ עם טווחי קריאה בין 10 ס"מ ל-1 מ'. מערכות HF חוות רגישות בינונית להפרעות.
HF RFID משמש בדרך כלל ליישומי כרטוס, תשלום והעברת נתונים.
קיימים מספר תקני HF RFID, כגון תקן ISO 15693 למעקב אחר פריטים, ותקני ECMA-340 ו-ISO/IEC 18092 לתקשורת בשדה קרוב (NFC), טכנולוגיה לטווח קצר המשמשת בדרך כלל לחילופי נתונים בין מכשירים. תקני HF אחרים כוללים את תקני ISO/IEC 14443 A ו-ISO/IEC 14443 עבור טכנולוגיית MIFARE, המשמשת בכרטיסים חכמים וכרטיסי קרבה, ואת ה-JIS X 6319-4 עבור FeliCa, שהיא מערכת כרטיסים חכמים הנפוצה בשימוש בכסף אלקטרוני. קלפים.
RFID בתדר גבוה במיוחד (UHF).
פס התדרים UHF מכסה את הטווח שבין 300 מגה-הרץ ל-3 גיגה-הרץ. מערכות RAIN RFID תואמות לתקן UHF Gen2 ומשתמשות בפס 860 עד 960 מגה-הרץ. למרות שיש שונות מסוימת בתדר מאזור לאזור, מערכות RAIN RFID ברוב המדינות פועלות בין 900 ל-915 מגה-הרץ.
טווח הקריאה של מערכות UHF פסיביות יכול להיות עד 12 מ', ול-UHF RFID יש קצב העברת נתונים מהיר יותר מאשר LF או HF. UHF RFID הוא הרגיש ביותר להפרעות, אך יצרני מוצרי UHF רבים מצאו דרכים לעצב תגים, אנטנות וקוראים כדי לשמור על ביצועים גבוהים גם בסביבות קשות. קל יותר וזול לייצור תגי UHF פסיביים מאשר תגי LF ו-HF.
RAIN RFID משמש במגוון רחב של יישומים, החל מניהול מלאי קמעונאי, לתרופות נגד זיוף, ועד לתצורת מכשירים אלחוטיים. רוב פרויקטי ה-RFID החדשים משתמשים ב-UHF (RAIN) בניגוד ל-LF או HF, מה שהופך את RAIN לפלח הצומח ביותר בשוק ה-RFID.
רצועת התדרים UHF מווסתת על ידי תקן עולמי יחיד בשם ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63) תקן UHF. Impinj עמדה בראש הפיתוח של תקן Gen2, לחצה על ממשלות להקצות ספקטרום תדרים והקימה אתברית RAIN RFIDיחד עם גוגל, אינטל ו-Smartrac במטרה לקדם את האימוץ האוניברסלי של פתרונות טכנולוגית RAIN בשווקים אנכיים רבים ושונים.
RAIN RFID משתמש בתקן UHF Gen2 והוא הפלח הצומח ביותר בשוק ה-RFID
מערכות RFID אקטיביות
במערכות RFID פעילות, לתגים יש משדר ומקור כוח משלהם. בדרך כלל, מקור הכוח הוא סוללה. תגים פעילים משדרים אות משלהם כדי להעביר את המידע המאוחסן בשבבים שלהם.
מערכות RFID אקטיביות פועלות בדרך כלל ברצועת התדר האולטרה-גבוה (UHF) ומציעות טווח של עד 100 מ'. באופן כללי, משתמשים בתגים אקטיביים על חפצים גדולים, כגון קרונות רכבת, מכולות גדולות לשימוש חוזר ונכסים אחרים שיש לעקוב אחריהם למרחקים ארוכים.
ישנם שני סוגים עיקריים של תגים פעילים: משדרים ומשואות. משדרים "מתעוררים" כאשר הם מקבלים אות רדיו מקורא, ולאחר מכן נדלקים ומגיבים על ידי שידור אות בחזרה. מכיוון שהמשדרים אינם מקרינים גלי רדיו באופן פעיל עד שהם מקבלים אות קורא, הם חוסכים בחיי הסוללה.
לעתים קרובות נעשה שימוש במשואות במערכות איתור בזמן אמת (RTLS), על מנת לעקוב אחר המיקום המדויק של נכס באופן רציף. שלא כמו משדרים, המשואות אינן מופעלות על ידי האות של הקורא. במקום זאת, הם פולטים אותות במרווחי זמן מוגדרים מראש. בהתאם לרמת דיוק האיתור הנדרשת, ניתן להגדיר את המשואות לפלוט אותות כל כמה שניות, או פעם ביום. האות של כל משואה מתקבל על ידי אנטנות קורא הממוקמות סביב ההיקף של האזור המנוטר, ומעביר את מידע הזיהוי והמיקום של התג.
המערכת האקולוגית האלחוטית ללקוחות היא גדולה מאוד וצומחת מדי יום, ישנם מקרי שימוש בהם Active RFID ו-Pasive RFID נפרסים בו-זמנית עבור גישה נוספת לניהול נכסים או חיישנים.
מערכות RFID פסיביות
במערכות RFID פסיביות הקורא ואנטנת הקורא שולחים אות רדיו לתג. לאחר מכן, תג ה-RFID משתמש באות המשודר כדי להפעיל ולהחזיר אנרגיה לקורא.
מערכות RFID פסיביות יכולות לפעול ברצועות הרדיו בתדר נמוך (LF), בתדר גבוה (HF) או בתדר גבוה (UHF). מכיוון שטווחי מערכת פסיביים מוגבלים על ידי עוצמת הפיזור האחורי של התג (אות הרדיו המוחזר מהתג בחזרה אל הקורא), הם בדרך כלל פחות מ-10 מ'. מכיוון שתגים פסיביים אינם דורשים מקור חשמל או משדר, ודורשים רק שבב תג ואנטנה, הם זולים יותר, קטנים יותר וקלים יותר לייצור מתגים אקטיביים.
ניתן לארוז תגים פסיביים בדרכים רבות ושונות, בהתאם לדרישות הספציפיות של יישום ה-RFID. לדוגמה, הם עשויים להיות מורכבים על גבי מצע, או להצמיד אותם בין שכבת דבק ותווית נייר כדי ליצור תוויות RFID חכמות. תגיות פסיביות עשויות להיות מוטמעות גם במגוון מכשירים או חבילות כדי להפוך את התג לעמיד בפני טמפרטורות קיצוניות או כימיקלים קשים.
מערכות פסיביות בעזרת סוללה (BAP).
תג RFID פסיבי בעזרת סוללה הוא סוג של תג פסיבי המשלב תכונת תג אקטיבית חיונית. בעוד שרוב תגי ה-RFID הפסיביים משתמשים באנרגיה מהאות של קורא ה-RFID כדי להפעיל את השבב של התג ולהתפזר לאחור לקורא, תגי BAP משתמשים במקור כוח משולב (בדרך כלל סוללה) כדי להפעיל את השבב, כך שכל האנרגיה הנלכדת מ הקורא יכול לשמש לפיזור לאחור. בניגוד למשדרים, לתגי BAP אין משדרים משלהם.
