Що таке показники ефективності систем RFID?

Що таке показники ефективності систем RFID?

 

Показники ефективності систем RFID

 

Індикатори продуктивності системи RFID із можливістю читання та запису включають ємність для зберігання радіочастотної мітки, робочий режим, швидкість передачі даних, відстань читання/запису, здатність ідентифікації кількох-тегів, частоту несучої радіочастоти між радіочастотною міткою та антеною, підключення системи RFID, носій даних, режим стану та енергопостачання. Підприємствам, яким потрібні надійні рішення для контролю доступу й відстеження-активів,Постачальники брелоків RFIDііндивідуальні виробники брелоків RFIDпропонують довговічні, високо{0}}ефективні теги, які відповідають промисловим{1}}вимогам.

 

 

Ємність радіочастотних тегів

 

Існує основне правило для систем, заснованих на пам'яті: ємності накопичувача завжди недостатньо. Розширення ємності системи зберігання природно розширює область застосування, яка також вимагає більшої ємності пам’яті. Ємність радіочастотних тегів лише для читання становить 20 Б, а активних тегів — від 8 Б до 64 КБ. Це означає, що в радіочастотних тегах, доступних для читання та запису, достатньо для зберігання кількох сторінок тексту, достатнього для зберігання списків елементів і тестових даних, а також для розширення системи. Місткість зберігання пасивних радіочастотних тегів для читання/запису становить від 48 до 736 B, що володіє багатьма характеристиками, яких немає в багатьох активних системах читання/запису. У корпоративних програмах, таких як офісні будівлі та автостоянки,Оптові постачальники LF/HF RFID брелоківнадавати-рентабельні варіанти з достатньою ємністю для ідентифікаційних даних працівника, обліку робочого часу та даних про доступ до транспортного засобу.

 

Обсяг даних радіочастотних тегів зазвичай становить від кількох байт до кількох тисяч байт, але є один виняток: 1-бітний радіочастотний тег, який вимагає лише 1 біт зберігання даних. Цей тип мітки дає змогу читачеві зробити наступні два висновки щодо стану: радіочастотна мітка знаходиться в електромагнітному полі чи відсутня радіочастотна мітка в електромагнітному полі. Цієї вимоги цілком достатньо для досягнення простих функцій моніторингу або передачі сигналу. Оскільки для 1-бітових радіочастотних міток не потрібні електронні мікросхеми, вартість радіочастотної мітки може бути дуже низькою. З цієї причини велика кількість 1-бітових радіочастотних міток використовується в універмагах і магазинах для систем захисту від крадіжок товарів. При виході з універмагу з неоплаченим товаром встановлений на виході зчитувач може ідентифікувати стан радіочастотної мітки в електромагнітному полі та викликати відповідну сигналізацію. Для товарів, які були належним чином оплачені, 1-бітна радіочастотна мітка видаляється або деактивується на касі.

 

У системах RFID існують дві різні ситуації зберігання даних. У першому випадку тег може зберігати дуже мало даних, а електронний пристрій, до якого здійснюється доступ, лише запитує базову інформацію про ідентифікований предмет. Цей тип даних називається унікальним підписом (електронні мітки з цим типом даних дуже дешеві та мають обмежене використання). В іншому випадку тег може зберігати більше інформації про дані, і читач може безпосередньо отримувати інформацію з тегу, не звертаючись до центральної бази даних. Цей тип бирки дорожчий, але має більш широкий спектр застосування. Цей тип тегів не потребує таких потужних можливостей центральної обробки, як унікальний підпис, і займає менше часу для роботи. Багато підприємств зараз вибирають125 кГц/13,56 МГц RFID-брелок Прямі заводські рішеннящоб збалансувати вартість і функціональність для-масштабного розгортання.

 

Режим роботи

 

Основні режими роботи систем радіочастотної ідентифікації поділяються на повно-дуплексні та напів-дуплексні системи та системи-часової послідовності. У повно-дуплексних і напів-дуплексних системах відповідь радіочастотної мітки надсилається за умови, що зчитувач випромінює електромагнітне поле або електромагнітну хвилю. Порівняно з сигналом самого зчитувача, сигнал радіочастотної мітки дуже слабкий на приймальній антені, тому необхідно застосувати відповідні методи передачі, щоб відрізнити сигнал радіочастотної мітки від сигналу зчитувача. У практичних застосуваннях технологія модуляції навантаження або модуляції зворотного розсіювання зазвичай використовується для передачі навантаження від радіочастотної мітки до пристрою зчитування, завантажуючи дані радіочастотної мітки на відбиту луну (особливо для пасивних систем радіочастотної мітки). Ці надійні методи модуляції широко застосовуютьсявиробники RFID-брелоків корпоративного-класущоб забезпечити стабільну продуктивність у -середовищі контролю доступу з інтенсивним трафіком.

Система -послідовності часу протилежна. Зчитувач періодично на короткий час перериває електромагнітне поле, створене радіочастотою. Ці інтервали розпізнаються радіочастотною міткою та використовуються для передачі навантаження від радіочастотної мітки до зчитувача. По суті, це типовий режим роботи радара. Недоліком системи-часового секвенування є те, що коли зчитувач надсилає з перервами, енергопостачання радіочастотної мітки переривається, що потрібно компенсувати встановленням допоміжного конденсатора чи додаткової батареї достатньої ємності.

 

 

Швидкість передачі даних

 

Для більшості систем збору даних швидкість є дуже важливим фактором. Оскільки виробничий цикл сучасних продуктів продовжує скорочуватися, час, необхідний для читання та оновлення радіочастотних тегів, стає все коротшим і коротшим. Мікрохвильові системи можуть працювати на високій швидкості, але складність самої мікрохвильової технології значно збільшує вартість будівництва мікрохвильових систем. Швидкість передачі даних поділяється на три типи: швидкість-лише читання, швидкість пасивного читання/запису та активна швидкість читання/запису. Для комерційних будівель, які потребують швидкої перевірки співробітників,постачальники високошвидкісних-брелоків RFIDпропонують оптимізовані рішення на частоті 13,56 МГц, які забезпечують ідентифікацію до-секунди навіть у години пік.

 

1) Швидкість-лише для читання

Швидкість передачі бази даних системи RFID лише для читання-залежить від таких факторів, як довжина коду, швидкість передачі даних радіочастотної мітки, відстань читання/запису, несуча частота між радіочастотною міткою й антеною та технологія модуляції передачі даних. Швидкість передачі залежить від типів продуктів у реальних програмах.

2) Пасивна швидкість читання/запису

Визначальними факторами швидкості передачі даних пасивної системи RFID для читання/запису є ті самі, що й для системи, яка-лише читає, за винятком того, що окрім зчитування даних із радіочастотної мітки, також слід враховувати запис даних у радіочастотну мітку. Швидкість передачі залежить від типу продуктів у програмі.

3) Активна швидкість читання/запису

Визначальні фактори швидкості передачі даних активної системи RFID читання/запису такі ж, як і для пасивної системи RFID читання/запису. Різниця полягає в тому, що для зв’язку пасивні системи вимагають зарядки конденсатора на радіочастотній мітці. Важливо те, що робоча швидкість типової низькочастотної-системи читання/запису становить лише 100 Б/с або 200 Б/с. Таким чином, оскільки сотні байтів даних може знадобитися передати на одному місці, час передачі даних може зайняти кілька секунд, що може бути довшим, ніж час роботи всієї машини.

Іншим фактором, який відрізняє системи радіочастотної ідентифікації, є можливість запису даних на радіочастотну мітку. Для простих радіочастотних систем дані радіочастотної мітки здебільшого є простим числом, яке можна інтегрувати під час обробки мікросхеми та не може бути змінено ніким. На відміну від записуваних радіочастотних міток для запису даних потрібен зчитувач або спеціальний пристрій програмування.

Запис даних радіочастотних тегів зазвичай поділяється на дві форми: ненумерований запис і пронумерований запис. У поточних прикладах застосування в залізничних системах усі радіочастотні мітки вантажних вагонів використовують робочий режим пронумерованого написання.

 

Відстань читання/запису

 

Діапазон читання/запису існуючих систем читання/запису становить від 2,54 до 73,66 см, а відстань читання/запису систем читання/запису, що використовують частоту 13,56 МГц, може досягати 243,84 см. Загалом у додатках RFID вибір відповідної антени може задовольнити потреби-читання та запису на великій відстані.

Відстань читання/запису радіочастотних міток дуже різниться. Для всіх видів міток, чим більша необхідна відстань, тим дорожча бірка. RFID із відстанню в кілька міліметрів можна вбудовувати в паперові квитки та сертифікати для високо-швидкісного сортування та автентифікації; але для логістичної галузі зазвичай потрібна відстань 3 метри або більше, а також можливість швидко ідентифікувати багато тегів. Інші програми навіть вимагають ідентифікації на відстані кількох сотень метрів.

 

 

Можливість ідентифікації кількох тегів-

 

Завдяки збільшенню дистанції ідентифікації в практичних застосуваннях можлива одночасна поява кількох радіочастотних тегів у зоні, що висуває вимогу щодо одночасного зчитування кількох тегів, що, у свою чергу, стало тенденцією. Наразі вдосконалені системи радіочастотної ідентифікації розглядають цю проблему ідентифікації кількох-тегів як важливу функцію системи.

Правильно налаштувавши радіочастотні мітки та антени, зчитувач можна використовувати для читання та запису кількох радіочастотних міток. Наприклад, у додатках поштової системи радіочастотні мітки поміщають у конверти, а потім тисячі листівних пакетів із мітками складають у стопку. Коли поштовий мішок проходить через тунельну антену, дані можна зчитувати або записувати на всі радіочастотні мітки одночасно.

 

Несуча радіочастотна частота між радіочастотною міткою та антеною

 

Іншою важливою характеристикою системи радіочастотної ідентифікації є робоча частота системи та відстань зчитування. Робоча частота тісно пов'язана з відстанню зчитування і визначається характеристиками поширення електромагнітних хвиль. Зазвичай робоча частота системи радіочастотної ідентифікації визначається як частота радіочастотного сигналу, який надсилає зчитувач під час ідентифікації мітки. У більшості випадків її називають частотою передачі зчитувача (модуляція навантаження, зворотне розсіювання). У будь-якому випадку, потужність передачі радіочастотної мітки набагато нижча, ніж у зчитувача.

 

При виборі системи RFID дуже важливим моментом є несуча частота, яка використовується для передачі даних між радіочастотною міткою та антеною. Частоти, які надсилаються зчитувачами системи радіочастотної ідентифікації, в основному поділяються на чотири діапазони: низька частота (30–300 кГц), висока частота (3–30 МГц), ультра-висока частота (300 МГц) і мікрохвильова частота (вище 2,5 ГГц). За дальністю дії робоча частота системи радіочастотної ідентифікації вибирається в досить широкому діапазоні, з індуктивним зв’язком (0–1 м) і дальніми системами (1–10 м).

 

Підключення систем RFID

 

Як галузь систем знань, RFID повинна мати можливість інтегрувати існуючі та розвиваються технології автоматизації. Важливим є те, що систему RFID можна безпосередньо підключити до персонального комп’ютера (Personal Computer, PC), програмованого логічного контролера (Programmable Logic Controller, PLC) або модуля інтерфейсу промислової мережі, тим самим зменшуючи витрати на встановлення.

RFID використовує радіочастоти для реалізації обміну даними між рухомим пристроєм зберігання даних і комп’ютером або ПЛК. Типова система RFID містить радіочастотну мітку (тобто сховище даних), антену, яка зв’язується з радіочастотною міткою, і контролер, який обробляє зв’язок між антеною та ПК (або ПЛК) (якщо антена та контролер інтегровані, це називається зчитувачем).

 

Носій даних

 

Для зберігання даних в основному використовуються три методи: електрично стирається програмована пам’ять лише для читання (EEPROM), сегнетоелектрична пам’ять з довільним доступом (FRAM) і статична пам’ять з довільним доступом (SRAM). Загальні системи радіочастотної ідентифікації в основному використовують електрично стираючу програмовану пам’ять лише для читання (EEPROM). Однак недоліком використання EEPROM є те, що енергоспоживання під час процесу запису є дуже високим, а термін служби зазвичай становить 100 000 записів. Останнім часом деякі виробники також використовують сегнетоелектричну оперативну пам’ять (FRAM). Порівняно з електрично стираною програмованою пам’яттю лише для читання, енергоспоживання сегнетоелектричної пам’яті з довільним доступом становить 1/100, а час запису – 1/1000. Однак сегнетоелектрична оперативна пам'ять не знайшла широкого використання через незрілі виробничі процеси.

Для мікрохвильових систем також можна використовувати статичну оперативну пам’ять (SRAM), яка дуже швидко записує дані. Для постійного збереження даних потрібна допоміжна батарея для безперебійного живлення.

 

Режим стану

 

Для програмованих радіочастотних тегів внутрішня логіка носія даних повинна керувати операціями читання та запису пристрою зчитування та запитом авторизації читання та запису. У найпростішому випадку це може бути завершено кінцевою машиною. За допомогою кінцевого автомата можна завершити багато складних процесів. Однак недоліком кінцевого автомата є недостатня гнучкість у функціях остаточного програмування, що означає, що необхідно спроектувати новий чіп. Оскільки ці зміни вимагають модифікації схеми на мікросхемі, вартість впровадження зміни конструкції висока.

Використання мікропроцесорів значно покращило цю ситуацію. Під час виробництва чіпа база даних для керування додатками інтегрована в мікропроцесор як уніфікована маска, і вартість цієї модифікації є низькою. Крім того, існують радіочастотні мітки, які зберігають дані за допомогою різних фізичних ефектів, зокрема радіочастотні мітки поверхневої акустичної хвилі, які-лише читаються, і 1-бітні радіочастотні мітки, які зазвичай можна деактивувати та рідко повторно активувати.

 

 

Енергопостачання

 

Важливою особливістю системи радіочастотної ідентифікації є живлення радіочастотної мітки. Пасивні радіочастотні мітки не мають власного джерела живлення, тому енергію, необхідну для роботи пасивних радіочастотних міток, необхідно отримувати від електромагнітного поля, яке випромінює зчитувач. Навпаки, активні радіочастотні мітки містять батареї, які повністю або частково забезпечують роботу мікрочіпа.