Як RFID-мітки спілкуються зі зчитувачами?

 

Пасивні мітки працюють на основі зібраної радіочастотної енергії. Зчитувач передає безперервну хвилю на частоті 902-928 МГц у Північній Америці, 865-868 МГц у Європі. Антена-мітка отримує частину цієї потужності — достатньо для роботи мікросхеми, яка споживає, можливо, 15-20 мікроват. Мікросхема модулює опір антени, щоб відобразити сигнал із закодованими даними. Це зворотне розсіювання.

Даніель Добкін описав математику бюджету зв’язку в «The RF in RFID» ще в 2007 році. Ця книга досі є довідником, яким користується більшість інтеграторів. Діапазон пасивного зчитування UHF досягає приблизно 10-15 метрів на відкритому повітрі. Реальні розгортання бачать менше.

Зв’язок від-до-зчитувача використовує кодування FM0 або Міллера на піднесучій. Reader-to-tag використовує PIE. Специфікація Gen2 від GS1 EPCglobal визначає весь радіоінтерфейс. Версія 2 додала деякі функції безпеки, якими майже ніхто не користується, оскільки чіпи коштують дорожче.

 

 

Частотний безлад

 

Частина 15 FCC надає RFID 902-928 МГц при EIRP до 4 Вт зі стрибкоподібними змінами частоти. ETSI обмежує Європу до 865,6-867,6 МГц при ERP 2 Вт. Також існують різні методи вимірювання потужності – EIRP проти ERP, що збиває з пантелику людей, які порівнюють характеристики в різних регіонах.

Китай відкрив 920-925 МГц. Японія дозволяє 916-921 МГц, але з вимогами слухати перед розмовою, що ускладнює конструкцію зчитувача. Тег, створений для ринку США, працює в Європі, але налаштування антени вимкнено. Ви втрачаєте пару дБ. Це важливо, коли ви вже на межі бюджету посилань.

 

13,56 МГц – це інше

 

HF RFID на частоті 13,56 МГц використовує індуктивний зв’язок, а не випромінювання. Лише ближнє-поле. Зчитувач має котушку, тег має котушку, магнітне поле з’єднує їх на відстані, можливо, метра. Мітка завантажує та розвантажує свою котушку, щоб модулювати сигнал, який зчитувач бачить на своїй антені. ISO 14443 для безконтактних карток, ISO 15693 для безконтактних карток. Різні протоколи, різні діапазони читання, різні випадки використання.

NFC в основному 14443 плюс деякі однорангові--режими. Ваш телефон підтримує NFC. Ваш офісний бейдж, ймовірно, 14443 або iCLASS або DESFire, залежно від того, коли ваша компанія встановила систему.

НЧ на частоті 125-134 кГц – це та сама концепція, але, можливо, навіть менший діапазон . 10 сантиметрів. Все ще використовується для міток тварин, оскільки низькі частоти проникають у тканини.

 

 

зіткнення

 

Кілька тегів, які відповідають одночасно, обробляються за допомогою Slotted ALOHA у Gen2. Теги вибирають випадкові слоти. Reader регулює параметр Q відповідно до розміру кадру. Працює досить добре для інвентаризації, але пропускна здатність швидко знижується, якщо у вас є сотні тегів у полі, а половина з них погано орієнтована.

Університет Оберна опублікував дані про швидкість читання, які показують 1000+ тегів на секунду за ідеальних умов. На складі цього ніхто не бачить.

До-дослідження зіткнень — це ціла підсфера. Опитування в Computer Networks від 2024 року перелічило понад 50 алгоритмів. Дерево-, варіанти ALOHA, гібридні підходи. Більшість академічної роботи не враховує реальні-світові обмеження, такі як вартість зчитувачів і сумісність протоколів.

 

Walmart

 

У 2020 році Walmart почав вводити обов’язкову RFID-технологію для одягу. У 2022 році розширив до інших категорій. До осені 2024 року мандат охоплював меблі, товари для домашніх тварин, автомобільні деталі та багато іншого. Сертифікацією міток займається лабораторія Auburn RFID. Постачальники, які не пройшли сертифікацію, не можуть відправляти до Walmart.

Мандати призвели до зниження цін на інкрустацію. Нині обсяг менше-чотирьох центів. Кілька років тому це було сім-вісім центів.

«Рентабельність інвестицій доведена», — кажуть представники Walmart на конференціях. Слідують конкуренти. У Target є своя програма. Amazon використовує RFID у деяких центрах виконання замовлення, але не так публічно.

 

Режими відмови

 

УВЧ погано працює навколо металу або рідин. Палету з консервами важко читати. Склади зі сталевими стелажами створюють багатопроменєві перешкоди. На-конструкціях металевих тегів існує-між чіпом і металевою поверхнею-пінопластовий прокладок,-але вони коштують дорожче, у три-п’ять разів дорожчі за стандартну вставку.

Теги вмирають. В одному дослідженні Auburn виявив 2-3% DOA або ранніх відмов. Сколи тріскаються, з’єднання антени ламаються, клей вкладки виходить з ладу. Програми роздрібної торгівлі великими обсягами вбудовують це у свої моделі витрат. Менші користувачі дивуються.

 

 

FASTag

 

У період з 2019 по 2023 рік Індія розгорнула понад 60 мільйонів міток на вітровому склі УВЧ для електронного збору плати за проїзд. Теги від багатьох постачальників, зчитувачі від багатьох постачальників, інтеграція серверної частини десятків платних операторів. В основному це працює. Пропускна смуга зросла. Обробка готівки знижена.

Китай був повільнішим у роздрібній торгівлі RFID, ніж люди передбачали десять років тому. Урядові мандати у фармацевтиці та тютюні. Відстеження логістики в деяких секторах. Але не Walmart{3}}style item-розгортання рівня, яке мало відбутися.