Co to są wskaźniki wydajności systemów RFID?

Co to są wskaźniki wydajności systemów RFID?

 

Wskaźniki wydajności systemów RFID

 

Wskaźniki wydajności czytelnego i zapisywalnego systemu RFID obejmują pojemność znacznika częstotliwości radiowej, tryb pracy, prędkość transmisji danych, odległość odczytu/zapisu, zdolność identyfikacji wielu-znaczników, częstotliwość nośną częstotliwości radiowej pomiędzy znacznikiem częstotliwości radiowej a anteną, łączność systemu RFID, nośnik danych, tryb stanu i zasilanie energią. Dla przedsiębiorstw poszukujących niezawodnych rozwiązań w zakresie kontroli dostępu i-śledzenia zasobów,Dostawcy breloczków RFIDIproducenci niestandardowych breloczków RFIDoferują trwałe,-tagi o wysokiej wydajności, które spełniają-wymagania klasy przemysłowej.

 

 

Pojemność pamięci znaczników częstotliwości radiowych

 

W przypadku systemów opartych na pamięci obowiązuje podstawowa zasada: pojemność pamięci jest zawsze niewystarczająca. Rozszerzanie pojemności pamięci systemowej w naturalny sposób rozszerza zakres zastosowań, co również wymaga większej pojemności pamięci. Pojemność znaczników częstotliwości radiowych tylko do odczytu wynosi 20B, a znaczniki aktywne mają pojemność od 8B do 64KB, co oznacza, że ​​w przypadku znaczników częstotliwości radiowych z możliwością odczytu i zapisu wystarczy zapisać kilka stron tekstu, co wystarczy do przechowywania list pozycji i danych testowych, a także umożliwia rozbudowę systemu. Pojemność pasywnych znaczników częstotliwości radiowej do odczytu/zapisu wynosi od 48 do 736B i posiada wiele cech, których nie ma wiele aktywnych systemów odczytu/zapisu. W zastosowaniach korporacyjnych, takich jak budynki biurowe i parkingi,Breloki do kluczy RFID LF/HF hurtowych dostawcówzapewniają-ekonomiczne opcje z wystarczającą ilością danych dotyczących identyfikatora pracownika, czasu pracy i dostępu do pojazdu.

 

Objętość danych znaczników częstotliwości radiowych wynosi zwykle od kilku bajtów do kilku tysięcy bajtów, ale jest jeden wyjątek: 1--bitowy znacznik częstotliwości radiowej, który wymaga tylko 1 bitu przechowywania danych. Ten typ znacznika umożliwia czytelnikowi dokonanie dwóch ocen stanu: w polu elektromagnetycznym znajduje się znacznik częstotliwości radiowej lub w polu elektromagnetycznym nie ma znacznika częstotliwości radiowej. Wymóg ten jest całkowicie wystarczający do realizacji prostych funkcji monitorowania lub transmisji sygnału. Ponieważ 1-bitowe znaczniki częstotliwości radiowej nie wymagają chipów elektronicznych, koszt znacznika częstotliwości radiowej może być bardzo niski. Z tego powodu w domach towarowych i sklepach stosuje się dużą liczbę 1-bitowych znaczników o częstotliwości radiowej w celu zabezpieczenia towarów przed kradzieżą. Wychodząc z domu towarowego z niezapłaconym towarem, czytnik zainstalowany przy wyjściu może zidentyfikować stan znacznika radiowego w polu elektromagnetycznym i wywołać odpowiedni alarm. W przypadku towarów, za które prawidłowo zapłacono, 1-bitowy znacznik częstotliwości radiowej jest usuwany lub dezaktywowany przy kasie.

 

W systemach RFID istnieją dwie różne sytuacje przechowywania danych. W pierwszym przypadku tag może przechowywać bardzo mało danych, a urządzenie elektroniczne, do którego uzyskuje się dostęp, podpowiada jedynie podstawowe informacje o identyfikowanym przedmiocie. Tego typu dane nazywane są unikalnym podpisem (znaczniki elektroniczne z tego typu danymi są bardzo tanie i mają ograniczone zastosowanie). W drugim przypadku tag może przechowywać więcej informacji, a czytelnik może bezpośrednio uzyskać informacje z tagu bez konieczności odwoływania się do centralnej bazy danych. Ten typ znacznika jest droższy, ale ma szerszy zakres zastosowań. Ten typ znacznika nie wymaga tak silnych możliwości centralnego przetwarzania jak unikalny podpis, a jego praca zajmuje mniej czasu. Wiele przedsiębiorstw wybiera terazFabryczne rozwiązania w zakresie breloków RFID 125 kHz/13,56 MHzaby zrównoważyć koszty i funkcjonalność w przypadku wdrożeń-na dużą skalę.

 

Tryb pracy

 

Podstawowe tryby pracy systemów identyfikacji radiowej dzielą się na systemy z pełnym-dupleksem i pół-dupleksem oraz systemy-sekwencjonowania czasowego. W systemach z pełnym-dupleksem i pół-dupleksem odpowiedź znacznika częstotliwości radiowej jest wysyłana pod warunkiem, że czytnik wyemituje pole elektromagnetyczne lub falę elektromagnetyczną. W porównaniu z sygnałem samego czytnika, sygnał znacznika radiowego jest bardzo słaby na antenie odbiorczej, dlatego należy zastosować odpowiednie metody transmisji, aby odróżnić sygnał znacznika radiowego od sygnału czytnika. W zastosowaniach praktycznych technologia modulacji obciążenia lub modulacji rozproszenia wstecznego jest powszechnie stosowana do przesyłania obciążenia ze znacznika częstotliwości radiowej do czytnika, ładując dane znacznika częstotliwości radiowej na odbite echo (szczególnie w przypadku pasywnych systemów znaczników częstotliwości radiowych). Te niezawodne metody modulacji są powszechnie stosowane przezproducentów breloków RFID klasy-dla przedsiębiorstwaby zapewnić stabilną wydajność w środowiskach kontroli dostępu-o dużym natężeniu ruchu.

System-kolejności czasowej jest odwrotny. Czytnik okresowo przerywa na krótki czas pole elektromagnetyczne generowane przez częstotliwość radiową. Odstępy te są rozpoznawane przez znacznik częstotliwości radiowej i wykorzystywane do transmisji obciążenia ze znacznika częstotliwości radiowej do czytnika. W rzeczywistości jest to typowy tryb pracy radaru. Wadą systemu-sekwencjonowania czasowego jest to, że gdy czytnik wysyła sygnał z przerwami, dopływ energii do znacznika częstotliwości radiowej zostaje przerwany, co należy skompensować, instalując odpowiednio duży kondensator pomocniczy lub baterię pomocniczą.

 

 

Szybkość transmisji danych

 

W przypadku większości systemów gromadzenia danych prędkość jest bardzo ważnym czynnikiem. W miarę skracania się cyklu produkcyjnego współczesnych produktów, czas potrzebny na odczyt i aktualizację znaczników częstotliwości radiowych staje się coraz krótszy. Systemy mikrofalowe mogą pracować z dużą prędkością, ale złożoność samej technologii mikrofalowej znacznie zwiększa koszty budowy systemów mikrofalowych. Szybkość transmisji danych dzieli się na trzy typy: prędkość-tylko do odczytu, pasywna prędkość odczytu/zapisu i aktywna prędkość odczytu/zapisu. Dla budynków komercyjnych wymagających szybkiej weryfikacji pracowników,Dostawcy masowych-breloków RFID o dużej szybkościoferują zoptymalizowane rozwiązania 13,56 MHz, które umożliwiają identyfikację w czasie poniżej sekundy nawet w godzinach szczytu.

 

1) Szybkość-tylko do odczytu

Szybkość transmisji bazy danych w systemie{{0}tylko do odczytu RFID zależy od takich czynników, jak długość kodu, prędkość transmisji danych ze znacznika częstotliwości radiowej, odległość odczytu/zapisu, częstotliwość nośna między znacznikiem częstotliwości radiowej a anteną oraz technologia modulacji transmisji danych. Szybkość transmisji różni się w zależności od rodzaju produktów w rzeczywistych zastosowaniach.

2) Pasywna prędkość odczytu/zapisu

Czynniki determinujące prędkość transmisji danych w pasywnym systemie RFID do odczytu/zapisu są takie same jak w systemie{{0}tylko do odczytu, z tą różnicą, że oprócz odczytania danych ze znacznika częstotliwości radiowej należy również wziąć pod uwagę zapis danych w znaczniku częstotliwości radiowej. Szybkość transmisji różni się w zależności od rodzaju produktów w aplikacji.

3) Aktywna prędkość odczytu/zapisu

Czynniki determinujące prędkość transmisji danych w aktywnym systemie RFID do odczytu/zapisu są takie same, jak w przypadku pasywnego systemu RFID do odczytu/zapisu. Różnica polega na tym, że systemy pasywne wymagają do komunikacji ładowania kondensatora na znaczniku częstotliwości radiowej. Ważne jest, aby prędkość robocza typowego systemu odczytu/zapisu o niskiej-częstotliwości wynosiła tylko 100 lub 200 B/s. W ten sposób, ponieważ w jednym miejscu konieczne może być przesłanie setek bajtów danych, czas transmisji danych może zająć kilka sekund, co może być dłuższe niż czas obsługi całej maszyny.

To, czy dane można zapisać na znaczniku częstotliwości radiowej, to kolejny czynnik wyróżniający systemy identyfikacji częstotliwości radiowej. W przypadku prostych systemów częstotliwości radiowej dane znacznika częstotliwości radiowej to przeważnie prosta liczba, która może zostać zintegrowana podczas przetwarzania chipa i nie może być przez nikogo modyfikowana. Natomiast zapisywalne znaczniki częstotliwości radiowej wymagają czytnika lub specjalnego urządzenia programującego do zapisu danych.

Zapisywanie danych w znacznikach częstotliwości radiowej ogólnie dzieli się na dwie formy: zapis nienumerowany i zapis numerowany. W bieżących przykładach zastosowań w systemach kolejowych wszystkie znaczniki częstotliwości radiowej wagonów towarowych przyjmują tryb pracy z zapisem numerowanym.

 

Odległość odczytu/zapisu

 

Zasięg odczytu/zapisu w istniejących systemach odczytu/zapisu wynosi od 2,54 do 73,66 cm, a odległość odczytu/zapisu w systemach odczytu/zapisu wykorzystujących częstotliwość 13,56 MHz może osiągnąć 243,84 cm. Ogólnie rzecz biorąc, w zastosowaniach RFID wybranie odpowiedniej anteny może zaspokoić potrzeby-czytania i pisania na duże odległości.

Odległość odczytu/zapisu znaczników częstotliwości radiowej jest bardzo zróżnicowana. Dla każdego rodzaju zawieszek, im większa wymagana odległość, tym przywieszka jest droższa. RFID z odległością kilku milimetrów można osadzić w papierowych biletach i certyfikatach w celu-szybkiego sortowania i uwierzytelniania; natomiast w branży logistycznej wymagana jest zazwyczaj odległość 3 m i większa oraz możliwość szybkiej identyfikacji wielu tagów. Inne zastosowania wymagają nawet identyfikacji z odległości kilkuset metrów.

 

 

Możliwość identyfikacji wielu-tagów

 

Ze względu na zwiększenie odległości identyfikacyjnej, w praktycznych zastosowaniach możliwe jest jednoczesne pojawienie się wielu znaczników częstotliwości radiowych na danym obszarze, co stwarza wymóg jednoczesnego odczytu wielu znaczników, co z kolei stało się trendem. Obecnie zaawansowane systemy identyfikacji radiowej traktują ten problem identyfikacji wielu-tagów jako ważną cechę systemu.

Dzięki odpowiedniej konfiguracji znaczników częstotliwości radiowych oraz anten, czytnik może służyć do odczytu i zapisu wielu znaczników częstotliwości radiowych. Na przykład w systemach pocztowych znaczniki o częstotliwości radiowej umieszcza się w kopertach, a następnie układa się w stosy tysiące toreb listowych z przywieszkami. Kiedy torba pocztowa przechodzi przez antenę tunelową, dane mogą być jednocześnie odczytywane lub zapisywane na wszystkich znacznikach radiowych.

 

Częstotliwość nośna częstotliwości radiowej pomiędzy znacznikiem częstotliwości radiowej a anteną

 

Kolejną ważną cechą systemu identyfikacji radiowej jest częstotliwość robocza systemu i odległość odczytu. Częstotliwość robocza jest ściśle powiązana z odległością odczytu i jest określona przez charakterystykę propagacji fal elektromagnetycznych. Generalnie częstotliwość robocza systemu identyfikacji radiowej jest definiowana jako częstotliwość sygnału o częstotliwości radiowej wysyłanego przez czytnik podczas identyfikacji znacznika. W większości przypadków nazywa się to częstotliwością transmisji czytnika (modulacja obciążenia, rozproszenie wsteczne). W każdym razie moc transmisji znacznika częstotliwości radiowej jest znacznie niższa niż moc czytnika.

 

Przy wyborze systemu RFID bardzo ważnym czynnikiem jest częstotliwość nośna używana do transmisji danych pomiędzy znacznikiem częstotliwości radiowej a anteną. Częstotliwości wysyłane przez czytniki systemów identyfikacji radiowej dzielą się zasadniczo na cztery zakresy: niska częstotliwość (30 do 300 kHz), wysoka częstotliwość (3 do 30 MHz), ultra-wysoka częstotliwość (300 MHz) i mikrofale (powyżej 2,5 GHz). W zależności od zasięgu działania częstotliwość robocza systemu identyfikacji radiowej jest wybierana z dość szerokiego zakresu, w przypadku systemów ze sprzężeniem indukcyjnym (0 do 1 m) i systemami{{11}dalekobieżnymi (1 do 10 m).

 

Łączność systemów RFID

 

Jako gałąź systemów wiedzy, RFID musi potrafić integrować istniejące i rozwijające się technologie automatyzacji. Co ważne, system RFID można podłączyć bezpośrednio do komputera osobistego (PC), programowalnego sterownika logicznego (Programmable Logic Controller, PLC) lub modułu interfejsu sieci przemysłowej, redukując w ten sposób koszty instalacji.

RFID wykorzystuje częstotliwość radiową do realizacji wymiany danych pomiędzy ruchomym urządzeniem magazynującym a komputerem lub sterownikiem PLC. Typowy system RFID składa się ze znacznika częstotliwości radiowej (tzn. magazynu danych), anteny komunikującej się ze znacznikiem częstotliwości radiowej oraz sterownika przetwarzającego komunikację pomiędzy anteną a komputerem PC (lub sterownikiem PLC) (jeśli antena i kontroler są zintegrowane, nazywa się to czytnikiem).

 

Nośnik danych

 

Do przechowywania danych stosuje się głównie trzy metody: elektrycznie kasowalna programowalna pamięć-tylko do odczytu (EEPROM), ferroelektryczna pamięć o dostępie swobodnym (FRAM) i statyczna pamięć o dostępie swobodnym (SRAM). Ogólne systemy identyfikacji radiowej wykorzystują głównie elektrycznie kasowalną, programowalną pamięć-tylko do odczytu (EEPROM). Jednak wadą stosowania pamięci EEPROM jest to, że zużycie energii podczas procesu zapisu jest bardzo wysokie, a żywotność wynosi zazwyczaj 100 000 zapisów. Ostatnio niektórzy producenci zastosowali także ferroelektryczną pamięć o dostępie swobodnym (FRAM). W porównaniu z elektrycznie kasowalną, programowalną pamięcią-tylko do odczytu, pobór mocy zapisu ferroelektrycznej pamięci o dostępie swobodnym wynosi 1/100, a czas zapisu 1/1000. Jednakże ferroelektryczna pamięć o dostępie swobodnym nie była szeroko stosowana ze względu na niedojrzałe procesy produkcyjne.

W przypadku systemów mikrofalowych można również zastosować statyczną pamięć o dostępie swobodnym (SRAM), która bardzo szybko zapisuje dane. Do trwałego zapisania danych niezbędny jest akumulator pomocniczy zapewniający nieprzerwane zasilanie.

 

Tryb stanu

 

W przypadku programowalnych znaczników częstotliwości radiowej wewnętrzna logika nośnika danych musi kontrolować operacje odczytu i zapisu czytnika oraz żądanie autoryzacji odczytu i zapisu. W najprostszym przypadku może to zostać uzupełnione przez maszynę stanową. Za pomocą maszyny stanów można zrealizować wiele złożonych procesów. Wadą maszyny stanowej jest jednak brak elastyczności w funkcjach programowania końcowego, co powoduje konieczność zaprojektowania nowego chipa. Ponieważ zmiany te wymagają modyfikacji obwodu na chipie, koszt wdrożenia zmian projektowych jest wysoki.

Zastosowanie mikroprocesorów znacząco poprawiło tę sytuację. Podczas produkcji chipów baza danych do zarządzania aplikacjami jest integrowana z mikroprocesorem jako ujednolicona maska, a koszt modyfikacji jest niski. Ponadto istnieją znaczniki częstotliwości radiowej przechowujące dane przy użyciu różnych efektów fizycznych, w tym znaczniki częstotliwości radiowej-tylko do odczytu na powierzchni powierzchniowej fali akustycznej i 1-bitowe znaczniki częstotliwości radiowej, które zwykle można dezaktywować i rzadko ponownie aktywować.

 

 

Zaopatrzenie w energię

 

Ważną cechą systemu identyfikacji radiowej jest zasilanie znacznika radiowego. Pasywne znaczniki częstotliwości radiowej nie posiadają własnego zasilania, zatem energia potrzebna do działania pasywnych znaczników częstotliwości radiowej musi być pozyskiwana z pola elektromagnetycznego emitowanego przez czytnik. Natomiast aktywne znaczniki częstotliwości radiowej zawierają baterie, które zapewniają całość lub część energii potrzebnej do działania mikrochipa.