przeprosiny

Bądź bliżej technologii RFID

Co to jest RFID?

RFID (radio-frequency identification) jest technologią działającą przy użyciu fal radiowych. Za jej pomocą dane odczytywane są na odległość ze znacznika RFID (taga RFID).  

RFID to identyfikacja towarów dzięki wykorzystaniu znaczników umożliwiających odczyt danych na odległość przy pomocy fal radiowych. Zaletą tego rozwiązania jest możliwość odczytu wielu elementów naraz, nawet gdy towary są schowane np. w pojemnikach lub kartonach znajdujących się kilka metrów od nas – coś, czego kody kreskowe nie są w stanie osiągnąć. Umożliwia to przyspieszenie wielu procesów takich jak np. przyjmowanie i kontrola towarów.

Technologia ta pozwala na szybki, wynoszący nawet 100 etykiet RFID na sekundę, odczyt. Tagi RFID są przystosowane do wielokrotnego użytku, a dzięki możliwości ich hasłowania zapewniają wysoki poziom bezpieczeństwa danych.

Więcej ciekawych informacji odnośnie RFID można znaleźć również tutaj.

Jak działa RFID?

Podstawowymi elementami RFID są:

  • znacznik RFID (transponder)
  • czytnik RFID (nadajnik/odbiornik)
  • antena RFID

Znaczniki RFID występują w kilku postaciach:

  • inlay — jest to podstawowa postać taga RFID. Zazwyczaj jest to przezroczysta etykieta, na którą nałożona jest antena oraz chip. Tego rodzaju znaczniki mogą występować z klejem lub bez.
  • etykiety — jest to tag RFID w wersji papierowej lub z tworzywa sztucznego, który zawiera antenę oraz chip. Takie etykiety umożliwiają nadrukowanie np. kodu kreskowego, numerów bezpośrednio na etykiecie.
  • znacznika w obudowie (tzw. hard tag) – tag RFID, który umieszczony jest w obudowie wykonanej z tworzywa sztucznego, gumy albo ceramiki. Dzięki takiej obudowie tag jest odporny na środowisko zewnętrzne, co wydłuża jego żywotność oraz możliwość użycia w bardziej ekstremalnych warunkach.

Istnieją dwa rodzaje czytników:

  • czytnik mobilny (posiada wbudowaną antenę RFID)
  • czytnik stacjonarny (wbudowana jedna antena lub konieczność podpięcia zewnętrznych anten)

Sposób działania systemu RFID jest stosunkowo prosty. Czytnik komunikuje się z anteną, która emituje fale radiowe o odpowiedniej częstotliwości, pobudzając tagi znajdujące się w zasięgu odczytu. Gdy etykieta otrzyma energię z emitowanej fali radiowej, zostaje aktywowana i odsyła sygnał z powrotem do anteny. Czytnik pobiera otrzymane informacje i odpowiednio je przetwarza.

jak działa system rfid

Standardy częstotliwości technologii RFID

Istnieją trzy główne podziały częstotliwości RFID:

  • częstotliwość LF (ang. Low Frequency) – są to fale o niskiej częstotliwości obejmujące zakres od 30 do 300 kHz. Typowa częstotliwość pracy to 125 kHz. Zasięg odczytu do 10 cm.
  • częstotliwość HF (ang. High Frequency) – są to fale radiowe o wysokiej częstotliwości obejmujące zakres od 3 do 30 MHz. Typowa częstotliwość pracy to 13,56MHz. Taką częstotliwość wykorzystuje technologia NFC (ang. Near Field Communication), która służy do bezprzewodowej komunikacji z bliskiej odległości kilku centymetrów.
  • częstotliwość UHF (ang. Ultra High Frequency) – są to fale radiowe o ultra wysokiej częstotliwości obejmujące zakres od 300 MHz do 3 GHz. W technologii RFID dla systemów europejskich (ETSI) częstotliwość pracy wynosi między 865 MHz – 868 MHz, dla systemów amerykańskich (FCC) częstotliwość wynosi między 902 MHz – 928 MHz. Zasięg odczytu przy wykorzystaniu technologii pasywnej wynosi nawet do 15 metrów.

Co to jest tag RFID i jak on działa?

Tagi RFID składają się z:

  • układu scalonego — tzw. chip, który przechowuje konkretne informacje w swojej pamięci oraz służy do zarządzania działaniem etykiety. W zależności od rozmiaru, ceny i rodzaju chip’a, może on przechowywać różnej wielkości informacje, od 96 bitów aż do 8k bitów.
  • anteny — element, który odpowiada za odbieranie i wysyłanie fal radiowych. Rozmiary anten są bardzo zróżnicowane. Im większa antena, tym większy zasięg odczytu.
  • obudowy — każda antena z chipem jest zabezpieczona przed zewnętrznymi czynnikami. W najprostszym ujęciu jest to folia zabezpieczająca lub etykieta, w przypadku odporności na temperatury i uderzenia jest to obudowa, wykonana z tworzyw sztucznych lub metalu.

Jednym z ważniejszych parametrów tagów RFID jest ich zasięg odczytu. Jak wspomniano wcześniej, na zasięg odczytu etykiety znaczący wpływ ma rozmiar anteny. Te z większą anteną będą miały lepszy zasięg odczytu niż te, które posiadają mniejszą antenę. Duży wpływ na zasięg odczytu ma także środowisko, jakie otacza etykietę. Płyny, woda i metal pochłaniają fale radiowe, co zazwyczaj powoduje znaczne osłabienie zasięgu lub całkowity brak możliwości komunikacji z tagiem.

Tagi dobierane są do powierzchni, na jakie mają być montowane. W przypadku np. metali jest konieczność zastosowania tagów o specjalnej konstrukcji.

Rodzaje pamięci w tagu RFID:

Wszystkie etykiety RFID przechowują zapisane dane w systemie heksadecymalnym, czyli szesnastkowym (HEX). Jedna wartość heksadecymalna stanowi 4 bity w pamięci etykiety.

Istnieją 4 typy pamięci w tagach RFID:

  • pamięć EPC (ang. Electronic Product Code) – jest to pamięć taga, która przechowuje elektroniczny kod produktu i może być edytowana. W większości tagów RFID pamięć ta ma rozmiar 96 bitów, co przekłada się na 24 znaki heksadecymalne, ale są dostępne również tagi z większą pamięcią, nawet do 496 bitów.
  • pamięć TID (ang. Tag Identification) – jest to pamięć, która służy tylko i wyłącznie do przechowywania unikalnego numeru identyfikacyjnego nadanego przez producenta. TID nie jest edytowalne.
  • pamięć użytkownika (ang. User Memory) – jest to dodatkowa pamięć, która jest rozszerzeniem pamięci EPC. Tak samo jak pamięć EPC, można na niej zapisywać informacje oraz je zmieniać, ponieważ jest to pamięć edytowalna. Nie wszystkie tagi RFID posiadają ten typ pamięci. W większości tagów RFID rozmiar pamięci użytkownika wynosi 512 bitów ale są również takie, które wynoszą nawet do 8k bitów.
  • pamięć przechowująca hasła (ang. Reserved Memory) – jest to typ pamięci, który przechowuje dwa rodzaje haseł takie jak hasło dostępu (ang. access password) oraz hasło niszczenia (ang. kill password). Każdy tag RFID posiada funkcję chroniącą zapisane dane, dzięki której można zablokować konkretne bloki pamięci takie jak pamięć EPC czy pamięć użytkownika za pomocą wspomnianego hasła dostępu. Natomiast hasło niszczenia służy do dezaktywacji taga. Po wykonaniu tej czynności nie można odczytać z taga żadnych informacji ani nie można go ponownie aktywować.

Rodzaje tagów ze względu na sposób zasilania

Tagi RFID można podzielić na trzy rodzaje ze względu na sposób ich zasilania:

  • tagi pasywne – są to tagi RFID, które energię do zasilania pobierają tylko i wyłącznie z fali radiowej emitowanej przez antenę/czytnik. Nie posiadają własnego źródła zasilania. Dzięki temu, że nie posiadają własnego zasilania, są dużo tańsze od tagów aktywnych oraz charakteryzują się dłuższym czasem użytkowania, ponieważ nie trzeba w nich wymieniać np. baterii.
  • tagi semi-pasywne – są to półpasywne tagi RFID, które są połączeniem znaczników aktywnych oraz pasywnych. Posiadają własne niezależne źródło zasilania ale nie służy ono do wysyłania fal radiowych, a jedynie do przyspieszenia czasu reakcji na wywołanie przez czytnik. Wymagają mniejszej mocy wypromieniowanej przez czytnik, dzięki czemu są wydajniejsze niż zwykłe tagi pasywne.
  • tagi aktywne – są to tagi posiadające własne źródło zasilania, z którego korzystają do aktywacji chipa oraz regularnego wysyłania fal radiowych. Charakteryzują się dużo większym zasięgiem odczytu. Dużym minusem jest ich cena oraz żywotność.

Rodzaje tagów ze względu na montaż

Tagi RFID ze względu na różne powierzchnie, na których mogą być mocowane można podzielić na:

  • tagi przeznaczone do powierzchni wykonanych z tworzywa sztucznego, drewna, szkła i papieru. Są to zazwyczaj zwykłe etykiety papierowe (label) lub przezroczyste etykiety (inlay) wraz z warstwą kleju, który umożliwia łatwy montaż na elemencie. Dzięki prostej budowie osiągają często najlepsze zasięgi, nawet do 15 m.
  • tagi przeznaczone do powierzchni metalowych, metalizowanych. Są to tagi, które posiadają dodatkową warstwę oddzielającą antenę oraz chip od warstwy metalu. Są grubsze i droższe od zwykłych tagów do tworzyw sztucznych. Często też mimo podobnych rozmiarów, osiągają gorsze zasięgi odczytów niż tagi na niemetale.
  • tagi przeznaczone do trudnych warunków (tzw. hard tagi RFID), które występują w plastikowych, aluminiowych bądź ceramicznych obudowach. Idealnie nadają się do elektronarzędzi, ciężkich maszyn oraz do mocowania na zewnątrz. W zależności od materiału z jakiego są wykonane, mogą być odporne na uderzenie, chemikalia lub/i wysoką temperaturę.

Anteny RFID

Anteny RFID są znaczącym elementem budowy systemu RFID, ponieważ służą do emisji fal radiowych do znaczników RFID znajdujących się w ich zasięgu. Energię potrzebną do wysłania fali radiowej pobierają z czytnika RFID, który wyzwala antenę. Anteny są pośrednikiem przekazującym informacje pomiędzy tagiem RFID a czytnikiem RFID.

Wyróżnia się dwa rodzaje anten RFID pod względem polaryzacji:

  • anteny o polaryzacji kołowej — są to anteny, które emitują fale ruchem okrężnym (dookólnie) w dwóch płaszczyznach.  Idealne rozwiązanie w przypadku gdy położenie oraz orientacja taga nie są zawsze takie same. Anteny spolaryzowane kołowo mają mniejszy zasięg odczytu od anten liniowych.
  • anteny o polaryzacji liniowej — są to anteny, które wysyłają fale elektromagnetyczne tylko w jednej płaszczyźnie (pionowej lub poziomej). Tego typu anteny promieniują w sposób centralny, mniej rozproszony, dzięki czemu zasięg odczytu jest większy niż w przypadku anten kołowych.
issrfid logo stopka


ISS RFID Sp. z o.o.
ul. Druskiennicka 20
81-533 Gdynia
biuro@issrfid.com
tel.: +48 502 077 625

© 2023 ISS RFID. Wszystkie prawa zastrzeżone

Znajdź nas także tutaj: