Krótki artykuł wprowadzający w temat RFID

A skoro mowa o technologii RFID, wielu znajomych nigdy o niej nie słyszało lub słyszało, ale nie wie, co to jest. Kiedy płacimy w supermarkecie, kasjer może zidentyfikować produkt machnięciem skanera kodów kreskowych; kiedy mijamy punkt poboru opłat za autostradę, opłata może zostać automatycznie pobrana bez zatrzymywania się; gdy wypożyczamy książki z biblioteki, administrator może dokończyć rejestrację lekkim skanem; za tymi typowymi momentami kryje się ten sam „niewidzialny bohater” - RFID.

Technologia RFID narodziła się dawno temu i po cichu służyła wszystkim, w każdym zakątku. RFID to skrót od Radio Frequency Identification, a jego chińska nazwa to bezprzewodowa identyfikacja radiowa. Mówiąc najprościej, jest to-bezkontaktowa technologia automatycznej identyfikacji, która umożliwia identyfikację informacji bez interwencji człowieka.

Rozwój RFID

Początki stosowania technologii RFID sięgają II wojny światowej, kiedy wojsko amerykańskie używało jej do identyfikacji samolotów alianckich, aby uniknąć przypadkowego trafienia przyjaznych sił. Zaczął rosnąć w latach 80. XX wieku i stopniowo dojrzewał. Oprócz wojska, w wielu innych branżach ludzie muszą identyfikować różne przedmioty. Z tego powodu do towarów należy dołączyć wiele etykiet, a na etykietach należy wpisać wiele informacji. Jest to strata czasu i siły roboczej, a poziom błędów danych jest stosunkowo wysoki. Aby więc zaoszczędzić pracę i uwolnić ręce, ludzie zaczęli szukać metody, która może automatycznie identyfikować, i tak powstał RFID. Pomaga ludziom rozwiązywać wiele problemów, takich jak mała prędkość ręcznego wprowadzania danych, wysoki poziom błędów, duża pracochłonność, prosta i powtarzalna praca itp., a także poprawia rzeczywisty-czas i dokładność systemu informacyjnego, zapewniając dużą wygodę pracy w różnych branżach.

Skład RFID

Skład RFID jest bardzo prosty i składa się z trzech elementów: znacznika elektronicznego, anteny i czytnika. Są to wszystkie niezbędne części RFID, aby zakończyć jego pracę.

Etykieta elektroniczna

Tag elektroniczny to mikrourządzenie przechowujące informacje o celu (takie jak identyfikator, dane atrybutów), co jest odpowiednikiem „bezprzewodowej karty identyfikacyjnej”. Jego podstawową funkcją jest odbieranie energii, analizowanie instrukcji i danych zwrotnych.

Antena

Antena jest fizycznym kanałem transmisji energii i sygnałów pomiędzy czytnikiem a tagiem. Jego główną funkcją jest nadawanie i odbieranie sygnałów.

 

Czytelnik

Czytnik jest cyfrowym urządzeniem nadawczo-odbiorczym odpowiedzialnym za inicjowanie komunikacji, przetwarzanie sygnałów i zarządzanie interakcją danych, co jest odpowiednikiem „bezprzewodowego czytnika kart”.

 

Zasada działania RFID

Zasada działania RFID nie jest skomplikowana. Językiem komunikacji RFID z czytnikiem są fale elektromagnetyczne. Czytnik, antena i znacznik elektroniczny realizują transfer energii i interakcję danych za pośrednictwem fal elektromagnetycznych. Logiczną zależność można streścić w następujący sposób: czytnik wysyła instrukcje i odbiera sygnał zwrotny znacznika pod kontrolą hosta, antena odpowiada za emisję i odbiór fal elektromagnetycznych, a znacznik elektroniczny biernie lub aktywnie odpowiada i przekazuje informacje zwrotne.

Znacznik elektroniczny RFID

Tag elektroniczny jest odpowiednikiem „karty identyfikacyjnej” RFID. Zawiera głównie dwa obszary przechowywania - obszar identyfikatorów przechowuje unikalny na całym świecie „numer dowodu osobistego” (UID), którego nikt nie może zmienić; obszar danych użytkownika przypomina notatnik, w którym możesz pisać i rysować do woli, tak aby każdy mógł przechowywać potrzebne mu informacje. Antena
Antena jest odpowiednikiem „ust” i „ucha” RFID, odpowiedzialnego za wysyłanie i odbieranie sygnałów fal elektromagnetycznych, dzięki czemu RFID może „rozmawiać” z czytnikiem. Czytelnik
Czytnik jest odpowiednikiem „tłumacza” RFID. Czytnik najpierw wysyła sygnał przez antenę. Po odebraniu RFID przesyła informację zawartą w tagu z powrotem do czytnika poprzez antenę. Na koniec czytnik przesyła informację do hosta w celu zakończenia identyfikacji.

Częstotliwość RFID

RFID można podzielić na cztery kategorie według częstotliwości: niska częstotliwość, wysoka częstotliwość, ultra-wysoka częstotliwość i mikrofale. Różne częstotliwości mają różne cechy i odgrywają wyjątkową rolę w różnych scenariuszach.

 

Niska-częstotliwość (125 kHz)

Podobnie jak osoba wolno-poruszająca się i mówiąca cicho, czytelnik musi znajdować się w promieniu 1,2 metra, aby wyraźnie słyszeć. Ma jednak dużą penetrację i nie może być blokowany przez przeszkody inne niż metal, co nadaje się do scen-z małej odległości, takich jak parkingi i kontrola dostępu.

Wysoka częstotliwość (13,56 MHz)

Jak „karabin maszynowy” z dużą prędkością mówienia, ale odległość transmisji również wynosi około 1,2 metra. Często można to zaobserwować w wypożyczaniu książek bibliotecznych i zarządzaniu logistyką medyczną.

Ultra-wysoka częstotliwość (860–960 MHz)

Niczym „głośny głos + szybka gęba” potrafi komunikować się nawet będąc oddalonym o 4 metry i posiada własne zasilanie (aktywne), odpowiednie do scen wymagających szybkiej identyfikacji jak np. linie produkcyjne czy zarządzanie kontenerami.
Kuchenka mikrofalowa (2,45 GHz, 5,8 GHz)
Niczym „mistrz-biegów długodystansowych” może przesyłać dane na odległość do ponad 100 metrów, a na nim opiera się mobilna identyfikacja pojazdów i zdalna kontrola dostępu.

Aktywne i pasywne

Odległość transmisji informacji zależy nie tylko od częstotliwości, ale także od wielu innych czynników. Na przykład jednym z decydujących czynników jest metoda dostarczania energii, która zostanie wprowadzona w następnej kolejności. RFID dzieli się na dwa typy ze względu na sposób dostarczania energii, a mianowicie aktywny RFID i pasywny RFID, które również odpowiadają metodzie aktywnej (aktywnej) i metodzie pasywnej (pasywnej) w sposobie komunikacji.

 

Niska częstotliwość

Niska częstotliwość jest generalnie pasywna. Pasywne znaczniki elektroniczne nie posiadają własnego zasilania i nie posiadają zasilania energią. Nie potrafią aktywnie mówić. Potrzebują czytnika, który będzie im przesyłał fale radiowe. Wykorzystują odebrany prąd indukowany do przekazania informacji czytelnikowi. Należą do rodziny pasywnej. Chociaż niska częstotliwość mówi powoli i cicho, ich głosy mają silną penetrację. Przeszkody ogólne, z wyjątkiem metalu, nie mogą blokować komunikacji pomiędzy nimi a czytnikiem. Jednakże ze względu na ograniczoną odległość komunikacyjną zazwyczaj zajmują się zarządzaniem zwierzętami domowymi, zarządzaniem wydarzeniami związanymi z jeździectwem sportowym itp., które nie wymagają dużej odległości.

 

Wysoka częstotliwość

Wysoka częstotliwość jest generalnie pasywna. Oprócz metalu sygnał może przechodzić także przez większość materiałów, jednak przeszkody te spowodują zmniejszenie odległości propagacji dźwięku. Znajdują zastosowanie w automatycznym ładowaniu parkingów, kontroli dostępu do hoteli i społeczności, zarządzaniu bibliotekami i innych miejscach.

 

UKF

UHF jest generalnie pasywny i sygnały UHF nie mogą przenikać przez metal. Metal ma znaczący i silny wpływ na sygnały RFID UHF i jest jednym z najczęstszych źródeł zakłóceń w zastosowaniach RFID UHF. UHF jest powszechnie stosowany w automatyzacji linii produkcyjnych, zarządzaniu pakietami lotniczymi, zarządzaniu kontenerami, zarządzaniu pakietami kolejowymi i innych miejscach o wysokich wymaganiach dotyczących prędkości transmisji.

 

Najprostszym sposobem rozróżnienia pomiędzy aktywnym i pasywnym jest sprawdzenie, czy znacznik elektroniczny ma własne zasilanie. Tagi posiadające własne zasilanie są aktywne, natomiast tagi bez zasilania są pasywne

 

Mikrofale

Kuchenki mikrofalowe są na ogół aktywne, a elektroniczne znaczniki mikrofalowe mają własne zasilanie. Aby osiągnąć stosunkowo wysoką częstotliwość mówienia, muszą posiadać własne źródło zasilania, które zapewni energię. Również dzięki własnemu zasilaniu mogą aktywnie wysyłać do czytnika sygnały o częstotliwości radiowej, a własne zasilanie pozwala na transmisję sygnałów na większą odległość. Mikrofalowy RFID jest szerzej stosowany w identyfikacji pojazdów mobilnych, elektronicznego zdalnego sterowania i innych miejscach, gdzie występują wysokie wymagania dotyczące prędkości transmisji i odległości transmisji. Weźmy na przykład automatyczne pobieranie opłat-pojazdami ETC o dużej prędkości. Ponieważ pojazd porusza się szybciej, gdy jest w ruchu, potrzebny jest mikrofalowy RFID zapewniający większą prędkość mówienia. Właściciel przykleja w samochodzie elektroniczny identyfikator mikrofalowy. Elektroniczny znacznik mikrofalowy ma własne zasilanie i w dowolnym momencie emituje fale elektromagnetyczne przez antenę, aby oznaczyć swoje położenie. Gdy pojazd przejeżdża przez punkt poboru opłat, czytnik wysyła sygnał przez swoją antenę w celu uzyskania informacji o pojeździe. Elektroniczny znacznik mikrofalowy przesyła informacje o pojeździe do czytnika. Czytnik odbiera informacje i oblicza należne opłaty w zależności od modelu pojazdu i odległości, a następnie przesyła przetworzone informacje (opłata drogowa) z powrotem do elektronicznego znacznika mikrofalowego. Następnie pojazd będzie mógł przejechać po uiszczeniu przez właściciela opłaty. Cały proces trwa zaledwie 2 sekundy, co jest bardzo wydajne.

Zastosowania RFID

Wszystkie dziedziny życia odniosły ogromne korzyści z popularyzacji i zastosowania technologii RFID. Na przykład tradycyjna branża handlu detalicznego wykorzystuje kody kreskowe do zarządzania zapasami, co wymaga ręcznego skanowania każdego artykułu. Jest to nie tylko nieefektywne (inwentaryzacja dużego supermarketu o powierzchni 1000 metrów kwadratowych może zająć kilka godzin, a nawet 1 dzień), ale łatwo jest również zniekształcić dane dotyczące zapasów w wyniku pominiętego lub nieprawidłowego skanowania, co z kolei powoduje problemy z „brakem zapasów” lub „zaległościami”. Po zastosowaniu technologii RFID znaczniki RFID mogą rejestrować dane dotyczące całego cyklu życia towarów, takie jak magazynowanie, regały, sprzedaż i zwroty, a system aktualizuje stan zapasów w czasie rzeczywistym. Sklepy mogą dokładnie zorientować się, „które towary znajdują się na półkach, które są w magazynie, a które wkrótce zostaną wyprzedane”, unikając „fałszywych braków w magazynie” (towary faktycznie znajdują się w magazynie, ale nie na półkach) lub nadmiernego gromadzenia zapasów z powodu opóźnień informacyjnych i poprawiając efektywność rotacji zapasów o 20–50%.

 

W przeszłości w branży magazynowej i logistycznej wejście i wyjście towarów wymagało ręcznego liczenia i formularzy rejestracyjnych, co nie tylko pochłaniało dużo siły roboczej i czasu. Teraz, gdy zastosowano technologię RFID, wózki widłowe mogą szybko odczytywać informacje o ładunku pomiędzy włożeniem a rozładunkiem oraz przesyłać informacje o wejściu i wyjściu ładunku z powrotem do tablicy wizualizacyjnej Big Data. Kierownicy magazynów fabrycznych mogą jednym rzutem oka sprawdzić stan pracy magazynu poprzez dane na tablicy.
Technologia RFID jest stosowana w systemach zarządzania logistyką i magazynem, a dokładność i dokładność osiągnęła lub nawet przekroczyła 99%, czyli znacznie wyższą niż dokładność poprzedniego ręcznego zarządzania wizualnego, co zmniejsza marnotrawstwo kosztów przedsiębiorstw i zjawisko błędów w dostawie paczek. Cała logistyka towarów jest automatycznie rejestrowana i generowane są dokumenty, co ułatwia dalszą optymalizację śledzenia i identyfikacji.

 

Tak naprawdę RFID jest wszędzie w naszym życiu. Kiedy używasz karty dostępu do otwierania drzwi podczas pobytu w hotelu, kiedy używasz karty pracownika, aby wejść do firmy, kiedy przesuwasz kartę, aby wypożyczyć książki z biblioteki, a także kiedy automatycznie wjeżdżasz i wychodzisz z parkingu, ten magiczny RFID działa. Czy po przeczytaniu powyższego wprowadzenia masz głębszą wiedzę na temat RFID?

Aby uzyskać więcej informacji, kliknijSkontaktuj się z nami.