RFID-systemen en frequenties
RFID-systemen kunnen worden onderverdeeld in de frequentieband waarin ze werken: lage frequentie, hoge frequentie en ultrahoge frequentie. Er zijn ook twee brede categorieën systemen: passieve en actieve RFID. In de onderstaande paragrafen zullen we de frequenties en soorten RFID-systemen onderzoeken.
Hoe kunnen RFID-systemen worden ingedeeld?
RFID-systemen worden vaak ingedeeld op basis van hun werkfrequentieband. Frequentie verwijst naar de grootte van de radiogolven die worden gebruikt om te communiceren tussen systeemcomponenten. RFID-systemen over de hele wereld werken in lage frequentie (LF), hoge frequentie (HF) en ultrahoge frequentie (UHF) banden. Radiogolven gedragen zich op elk van deze frequenties anders en er zijn voor- en nadelen verbonden aan het gebruik van elke frequentieband.
Als een RFID-systeem bijvoorbeeld met een lagere frequentie werkt, heeft het een langzamere gegevensleessnelheid, maar meer mogelijkheden voor het lezen in de buurt van of op metalen of vloeibare oppervlakken. Als een systeem op een hogere frequentie werkt, heeft het over het algemeen snellere gegevensoverdrachtsnelheden en grotere leesbereiken, maar meer gevoeligheid voor radiogolfinterferentie veroorzaakt door vloeistoffen en metalen in de omgeving. Technologische innovaties van de afgelopen jaren hebben het echter mogelijk gemaakt om ultrahoogfrequente RFID-systemen rond vloeistoffen en metalen te gebruiken.
Lage frequentie (LF) RFID
De LF-band bestrijkt frequenties van 30 KHz tot 300 KHz. Typisch LF RFID-systemen werken op 125 KHz, hoewel er enkele zijn die werken op 134 KHz. Deze frequentieband biedt een kort leesbereik van 10 cm en heeft een lagere leessnelheid dan de hogere frequenties, maar is niet erg gevoelig voor radiogolfinterferentie.
LF RFID-toepassingen omvatten toegangscontrole en het volgen van vee.
Normen voor LF-diervolgsystemen zijn gedefinieerd in ISO 14223 en ISO/IEC 18000-2. Het LF-spectrum wordt niet als een echt wereldwijde toepassing beschouwd vanwege kleine verschillen in frequentie en vermogensniveaus over de hele wereld.
Hoogfrequente (HF) RFID
De HF-band loopt van 3 tot 30 MHz. De meeste HF RFID-systemen werken op 13,56 MHz met leesbereiken tussen 10 cm en 1 m. HF-systemen zijn matig gevoelig voor interferentie.
HF RFID wordt vaak gebruikt voor toepassingen op het gebied van ticketing, betalingen en gegevensoverdracht.
Er zijn verschillende HF RFID-standaarden, zoals de ISO 15693-standaard voor het volgen van artikelen, en de ECMA-340 en ISO/IEC 18092-standaarden voor Near Field Communication (NFC), een korteafstandstechnologie die vaak wordt gebruikt voor gegevensuitwisseling tussen apparaten. Andere HF-normen zijn onder meer de ISO/IEC 14443 A- en ISO/IEC 14443-normen voor MIFARE-technologie, die worden gebruikt in smartcards en proximity-kaarten, en de JIS X 6319-4 voor FeliCa, een smartcardsysteem dat vaak wordt gebruikt in elektronisch geld. kaarten.
Ultrahoge frequentie (UHF) RFID
De UHF-frequentieband bestrijkt het bereik van 300 MHz tot 3 GHz. RAIN RFID-systemen voldoen aan de UHF Gen2-standaard en gebruiken de 860 tot 960 MHz-band. Hoewel er enige variatie in frequentie is van regio tot regio, werken RAIN RFID-systemen in de meeste landen tussen 900 en 915 MHz.
Het leesbereik van passieve UHF-systemen kan oplopen tot 12 m, en UHF RFID heeft een snellere gegevensoverdrachtsnelheid dan LF of HF. UHF RFID is het meest gevoelig voor interferentie, maar veel UHF-productfabrikanten hebben manieren gevonden om tags, antennes en lezers te ontwerpen om de prestaties hoog te houden, zelfs in moeilijke omgevingen. Passieve UHF-tags zijn gemakkelijker en goedkoper te vervaardigen dan LF- en HF-tags.
RAIN RFID wordt gebruikt in een breed scala aan toepassingen, variërend van winkelvoorraadbeheer tot farmaceutische anti-namaak tot draadloze configuratie van apparaten. De meeste nieuwe RFID-projecten maken gebruik van UHF (RAIN) in plaats van LF of HF, waardoor RAIN het snelst groeiende segment van de RFID-markt is.
De UHF-frequentieband wordt gereguleerd door een enkele wereldwijde standaard, de ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63) UHF-standaard. Impinj leidde de ontwikkeling van de Gen2-standaard, lobbyde bij regeringen om frequentiespectrum toe te wijzen en was mede-oprichter van deRAIN RFID Alliantiesamen met Google, Intel en Smartrac om de universele acceptatie van RAINtechnology-oplossingen in veel verschillende verticale markten te bevorderen.
RAIN RFID gebruikt de UHF Gen2-standaard en is het snelst groeiende segment van de RFID-markt
Actieve RFID-systemen
In actieve RFID-systemen hebben tags hun eigen zender en stroombron. Meestal is de stroombron een batterij. Actieve tags zenden hun eigen signaal uit om de informatie op hun microchips door te geven.
Actieve RFID-systemen werken doorgaans in de ultrahoge frequentie (UHF) band en bieden een bereik tot 100 m. Over het algemeen worden actieve tags gebruikt op grote objecten, zoals treinwagons, grote herbruikbare containers en andere activa die over lange afstanden moeten worden gevolgd.
Er zijn twee hoofdtypen actieve tags: transponders en bakens. Transponders worden "gewekt" wanneer ze een radiosignaal van een lezer ontvangen en vervolgens inschakelen en reageren door een signaal terug te sturen. Omdat transponders geen actieve radiogolven uitstralen totdat ze een leessignaal ontvangen, sparen ze de levensduur van de batterij.
Beacons worden vaak gebruikt in real-time lokalisatiesystemen (RTLS), om continu de precieze locatie van een asset te volgen. In tegenstelling tot transponders worden bakens niet ingeschakeld door het signaal van de lezer. In plaats daarvan zenden ze signalen uit met vooraf ingestelde intervallen. Afhankelijk van het vereiste niveau van lokaliseringsnauwkeurigheid, kunnen bakens worden ingesteld om om de paar seconden of eenmaal per dag signalen uit te zenden. Het signaal van elk baken wordt ontvangen door lezerantennes die rond de omtrek van het bewaakte gebied zijn geplaatst en communiceren de ID-informatie en positie van de tag.
Het draadloze ecosysteem voor klanten is erg groot en groeit dagelijks. Er zijn gevallen waarin actieve RFID en passieve RFID gelijktijdig worden ingezet voor een additieve benadering van activa- of sensorbeheer.
Passieve RFID-systemen
Bij passieve RFID-systemen sturen de lezer en lezerantenne een radiosignaal naar de tag. De RFID-tag gebruikt vervolgens het verzonden signaal om in te schakelen en energie terug te reflecteren naar de lezer.
Passieve RFID-systemen kunnen werken in de laagfrequente (LF), hoogfrequente (HF) of ultrahoge frequentie (UHF) radiobanden. Omdat passieve systeembereiken worden beperkt door de kracht van de backscatter van de tag (het radiosignaal dat door de tag wordt gereflecteerd naar de lezer), zijn ze doorgaans minder dan 10 m. Omdat passieve tags geen stroombron of zender nodig hebben en alleen een tagchip en antenne nodig hebben, zijn ze goedkoper, kleiner en gemakkelijker te vervaardigen dan actieve tags.
Passieve tags kunnen op veel verschillende manieren worden verpakt, afhankelijk van de specifieke vereisten van de RFID-toepassing. Ze kunnen bijvoorbeeld op een substraat worden gemonteerd of tussen een kleeflaag en een papieren label worden geklemd om slimme RFID-labels te maken. Passieve tags kunnen ook worden ingebed in een verscheidenheid aan apparaten of pakketten om de tag bestand te maken tegen extreme temperaturen of agressieve chemicaliën.
Batterij-ondersteunde passieve (BAP) systemen
Een door batterijen ondersteunde passieve RFID-tag is een type passieve tag die een cruciale actieve tag-functie bevat. Terwijl de meeste passieve RFID-tags de energie van het signaal van de RFID-lezer gebruiken om de chip van de tag in te schakelen en terug te strooien naar de lezer, gebruiken BAP-tags een geïntegreerde stroombron (meestal een batterij) om de chip aan te zetten, zodat alle opgevangen energie van de lezer kan worden gebruikt voor backscatter. In tegenstelling tot transponders hebben BAP-tags geen eigen zenders.
