Co jsou ukazatele výkonu systémů RFID?

Co jsou ukazatele výkonu systémů RFID?

 

Výkonnostní indikátory RFID systémů

 

Mezi výkonnostní ukazatele systému RFID s možností čtení a zápisu patří kapacita úložiště radiofrekvenčního štítku, pracovní režim, rychlost přenosu dat, vzdálenost čtení/zápisu, schopnost identifikace více{0}}tagů, nosná frekvence rádiové frekvence mezi radiofrekvenčním štítkem a anténou, konektivita systému RFID, datový nosič, stavový režim a napájení. Pro podniky, které hledají spolehlivé řešení řízení přístupu a{2}}sledování majetku,Dodavatelé RFID klíčenkyavlastní výrobci RFID klíčenkynabízet odolné, vysoce výkonné{0}}štítky, které splňují požadavky průmyslové{1}}třídy.

 

 

Kapacita úložiště radiofrekvenčních tagů

 

Pro systémy založené na paměti platí základní pravidlo: kapacita úložiště je vždy nedostatečná. Rozšíření kapacity úložiště systému přirozeně rozšiřuje pole aplikací, které také vyžaduje větší kapacitu úložiště. Úložná kapacita radiofrekvenčních štítků-pouze pro čtení je 20B a aktivní štítky mají úložnou kapacitu 8B až 64KB, což znamená, že u čitelných a zapisovatelných radiofrekvenčních štítků stačí uložit několik stránek textu, což stačí k uložení seznamů položek a testovacích dat a umožní rozšíření systému. Úložná kapacita pasivních radiofrekvenčních tagů pro čtení/zápis je 48 až 736B a má mnoho vlastností, které mnoho aktivních systémů pro čtení/zápis nemá. V podnikových aplikacích, jako jsou kancelářské budovy a parkoviště,Velkoobchodní dodavatelé LF/HF RFID klíčenkyposkytovat nákladově{0}}efektivní možnosti s dostatečnou kapacitou pro ID zaměstnance, docházku a údaje o přístupu k vozidlu.

 

Objem dat radiofrekvenčních značek je obvykle od několika bajtů do několika tisíc bajtů, ale existuje jedna výjimka: 1-bitová radiofrekvenční značka, která vyžaduje pouze 1 bit úložiště dat. Tento typ štítku umožňuje čtečce provést následující dva stavové úsudky: v elektromagnetickém poli je radiofrekvenční štítek nebo v elektromagnetickém poli není žádný vysokofrekvenční štítek. Tento požadavek je zcela dostačující pro dosažení jednoduchých funkcí monitorování nebo přenosu signálu. Protože 1bitové radiofrekvenční štítky nevyžadují elektronické čipy, náklady na radiofrekvenční štítky mohou být velmi nízké. Z tohoto důvodu se v obchodních domech a obchodech používá velké množství 1bitových radiofrekvenčních štítků pro systémy proti krádeži zboží. Při odchodu z obchodního domu s nezaplaceným zbožím dokáže čtečka nainstalovaná u východu identifikovat stav radiofrekvenčního štítku v elektromagnetickém poli a spustit příslušný alarm. U zboží, které bylo řádně zaplaceno, je 1bitový radiofrekvenční štítek odstraněn nebo deaktivován na pokladně.

 

V systémech RFID existují dvě různé situace ukládání dat. V prvním případě může štítek ukládat velmi málo dat a elektronické zařízení, ke kterému se přistupuje, vyžaduje pouze některé základní informace o identifikované položce. Tento typ dat se nazývá jedinečný podpis (elektronické štítky s tímto typem dat jsou velmi levné a mají omezené použití). V druhém případě může tag uložit více datových informací a čtenář může přímo získat informace z tagu, aniž by se musel odkazovat na centrální databázi. Tento typ štítků je dražší, ale má širší rozsah použití. Tento typ tagu nevyžaduje tak silnou schopnost centrálního zpracování jako jedinečný podpis a jeho práce zabere méně času. Mnoho podniků si nyní vybírá125kHz/13,56MHz RFID klíčenky přímo z výrobyvyvážit náklady a funkce pro-rozsáhlé nasazení.

 

Pracovní režim

 

Základní pracovní režimy radiofrekvenčních identifikačních systémů se dělí na plně -duplexní a polo{1}}duplexní systémy a systémy s časovým{2}}sekvenováním. V plně-duplexních a polovičních{5}}duplexních systémech je odezva radiofrekvenčního štítku odeslána za podmínky, že čtečka vysílá elektromagnetické pole nebo elektromagnetickou vlnu. Ve srovnání se signálem samotné čtečky je signál radiofrekvenčního štítku na přijímací anténě velmi slabý, takže je třeba přijmout vhodné způsoby přenosu, aby se signál vysokofrekvenčního štítku odlišil od signálu čtečky. V praktických aplikacích se pro přenos zátěže z radiofrekvenčního štítku do čtečky obecně používá modulace zátěže nebo modulace zpětného rozptylu, přičemž data radiofrekvenčního štítku se načítají do odraženého echa (zejména u pasivních systémů radiofrekvenčních štítků). Tyto spolehlivé modulační metody jsou široce přijímányvýrobci podnikových-klíčenek RFIDzajistit stabilní výkon v{0}}prostředích řízení přístupu s vysokým provozem.

Časový{0}systém řazení je opačný. Čtečka periodicky na krátkou dobu přerušuje elektromagnetické pole generované rádiovou frekvencí. Tyto intervaly jsou rozpoznány radiofrekvenčním štítkem a použity pro přenos zátěže z radiofrekvenčního štítku do čtečky. Ve skutečnosti se jedná o typický pracovní režim radaru. Nevýhodou systému čas{5}}sekvencování je, že při přerušovaném odesílání čtečky dochází k přerušení dodávky energie radiofrekvenčního štítku, což je nutné kompenzovat instalací dostatečně velkého pomocného kondenzátoru nebo pomocné baterie.

 

 

Rychlost přenosu dat

 

U většiny systémů pro sběr dat je rychlost velmi důležitým faktorem. Vzhledem k tomu, že se výrobní cyklus dnešních produktů stále zkracuje, čas potřebný k načtení a aktualizaci radiofrekvenčních štítků se stále zkracuje. Mikrovlnné systémy mohou pracovat vysokou rychlostí, ale samotná složitost mikrovlnné technologie značně zvyšuje náklady na konstrukci mikrovlnných systémů. Rychlost přenosu dat se dělí na tři typy: rychlost-pouze čtení, pasivní rychlost čtení/zápisu a aktivní rychlost čtení/zápisu. Pro komerční budovy vyžadující rychlé ověření zaměstnanců,vysokorychlostní-dodavatelé hromadných klíčenek RFIDnabízejí optimalizovaná 13,56MHz řešení, která dosahují sub-sekundové identifikace i ve špičce.

 

1) Rychlost-pouze pro čtení

Rychlost databázového přenosu systému RFID pouze pro čtení-závisí na faktorech, jako je délka kódu, rychlost přenosu dat radiofrekvenční značky, vzdálenost pro čtení/zápis, nosná frekvence mezi radiofrekvenční značkou a anténou a technologie modulace přenosu dat. Přenosová rychlost se liší podle typů produktů ve skutečných aplikacích.

2) Pasivní rychlost čtení/zápisu

Určující faktory rychlosti přenosu dat u pasivního systému RFID pro čtení/zápis jsou stejné jako u systému pouze pro čtení- s tím rozdílem, že kromě čtení dat z radiofrekvenčního štítku je třeba vzít v úvahu i zápis dat na radiofrekvenční štítek. Přenosová rychlost se liší podle typů produktů v aplikaci.

3) Aktivní rychlost čtení/zápisu

Určující faktory rychlosti přenosu dat aktivního systému RFID pro čtení/zápis jsou stejné jako u pasivního systému RFID pro čtení/zápis. Rozdíl je v tom, že pasivní systémy vyžadují pro komunikaci nabíjení kondenzátoru na radiofrekvenčním štítku. Důležité je, že pracovní rychlost typického-systému čtení/zápisu s nízkou frekvencí je pouze 100 B/s nebo 200 B/s. Tímto způsobem, protože může být potřeba přenést stovky bajtů dat na jednom místě, může doba přenosu dat trvat několik sekund, což může být delší než doba provozu celého stroje.

To, zda lze data zapsat na radiofrekvenční štítek, je dalším faktorem, který odlišuje radiofrekvenční identifikační systémy. U jednoduchých radiofrekvenčních systémů je údaji radiofrekvenčního štítku většinou jednoduché číslo, které lze integrovat při zpracování čipu a nemůže být nikým upravováno. Naproti tomu zapisovatelné radiofrekvenční štítky vyžadují pro zápis dat čtečku nebo speciální programovací zařízení.

Zápis dat radiofrekvenčních štítků se obecně dělí na dvě formy: nečíslovaný zápis a číslovaný zápis. V současných příkladech použití v železničních systémech všechny radiofrekvenční štítky nákladních vozů přebírají pracovní režim číslovaného psaní.

 

Vzdálenost pro čtení/zápis

 

Rozsah čtení/zápisu stávajících systémů čtení/zápisu je 2,54 až 73,66 cm a vzdálenost čtení/zápisu systémů pro čtení/zápis využívající frekvenci 13,56 MHz může dosáhnout 243,84 cm. Obecně platí, že v aplikacích RFID může výběr vhodné antény vyhovět potřebám čtení a zápisu na velkou vzdálenost-.

Vzdálenost pro čtení/zápis radiofrekvenčních štítků se značně liší. U všech druhů štítků platí, že čím větší je požadovaná vzdálenost, tím je štítek dražší. RFID se vzdáleností několika milimetrů lze vložit do papírových lístků a certifikátů pro vysokorychlostní-třídění a ověřování; ale pro logistický průmysl je obvykle vyžadována vzdálenost 3 m nebo více spolu se schopností rychle identifikovat mnoho značek. Jiné aplikace dokonce vyžadují identifikaci na vzdálenost několika set metrů.

 

 

Možnost identifikace více{0}}značek

 

V důsledku zvýšení identifikační vzdálenosti je v praktických aplikacích možné, aby se v oblasti objevilo více radiofrekvenčních štítků současně, čímž se klade požadavek na současné čtení více štítků, což se zase stalo trendem. V současné době pokročilé systémy radiofrekvenční identifikace považují tento problém identifikace více-značek za důležitou vlastnost systému.

Správnou konfigurací radiofrekvenčních značek a antén lze čtečku použít ke čtení a zápisu více radiofrekvenčních značek. Například v aplikacích poštovních systémů jsou radiofrekvenční štítky umístěny do obálek a poté jsou naskládány tisíce dopisních sáčků s visačkami. Když poštovní pytel prochází tunelovou anténou, data lze číst nebo zapisovat do všech radiofrekvenčních štítků současně.

 

Nosná frekvence rádiové frekvence mezi štítkem rádiové frekvence a anténou

 

Další důležitou vlastností radiofrekvenčního identifikačního systému je provozní frekvence systému a čtecí vzdálenost. Pracovní frekvence úzce souvisí s čtecí vzdáleností a je určena charakteristikami šíření elektromagnetických vln. Obecně je provozní frekvence radiofrekvenčního identifikačního systému definována jako frekvence vysokofrekvenčního signálu vyslaného čtečkou při identifikaci štítku. Ve většině případů se nazývá vysílací frekvence čtečky (modulace zátěže, zpětný rozptyl). V každém případě je vysílací výkon radiofrekvenčního štítku mnohem nižší než vysílací výkon čtečky.

 

Při výběru RFID systému je velmi důležitým hlediskem nosná frekvence použitá pro přenos dat mezi radiofrekvenčním štítkem a anténou. Frekvence odesílané čtečkami radiofrekvenčního identifikačního systému jsou v zásadě rozděleny do čtyř rozsahů: nízkofrekvenční (30 až 300 kHz), vysokofrekvenční (3 až 30 MHz), ultra-vysokofrekvenční (300 MHz) a mikrovlnné (nad 2,5 GHz). Pracovní frekvence radiofrekvenčního identifikačního systému se volí podle rozsahu působení v poměrně širokém rozsahu, s indukční vazbou (0 až 1 m) a systémy na dlouhé{11}}vzdálenosti (1 až 10 m).

 

Konektivita RFID systémů

 

Jako odvětví znalostních systémů musí být RFID schopno integrovat stávající a vyvíjející se automatizační technologie. Důležité je, že systém RFID lze přímo připojit k osobnímu počítači (Personal Computer, PC), programovatelnému logickému ovladači (Programmable Logic Controller, PLC) nebo modulu průmyslového síťového rozhraní, čímž se snižují náklady na instalaci.

RFID využívá rádiovou frekvenci k realizaci výměny dat mezi přenosným úložným zařízením a počítačem nebo PLC. Typický RFID systém obsahuje radiofrekvenční štítek (tj. úložiště dat), anténu, která komunikuje s radiofrekvenčním štítkem, a řadič, který zpracovává komunikaci mezi anténou a PC (nebo PLC) (když jsou anténa a kontrolér integrovány, nazývá se to čtečka).

 

Datový nosič

 

K ukládání dat se používají především tři metody: elektricky mazatelná programovatelná paměť pouze pro čtení- (EEPROM), feroelektrická paměť s náhodným přístupem (FRAM) a statická paměť s náhodným přístupem (SRAM). Obecné radiofrekvenční identifikační systémy používají hlavně elektricky vymazatelnou programovatelnou paměť pouze pro čtení- (EEPROM). Nevýhodou použití EEPROM však je, že spotřeba energie během procesu zápisu je velmi vysoká a životnost je obecně 100 000 zápisů. V poslední době někteří výrobci používají také feroelektrické paměti s přímým přístupem (FRAM). Ve srovnání s elektricky mazatelnou programovatelnou pamětí pouze pro čtení- je spotřeba energie pro zápis feroelektrické paměti s náhodným přístupem 1/100 a doba zápisu 1/1000. Feroelektrická paměť s náhodným přístupem však nebyla široce používána kvůli nezralým výrobním procesům.

Pro mikrovlnné systémy lze použít i statickou paměť s náhodným přístupem (SRAM) a paměť zapisuje data velmi rychle. Aby byla data trvale uložena, je pro nepřetržité napájení potřeba pomocná baterie.

 

Stavový režim

 

U programovatelných radiofrekvenčních tagů musí vnitřní logika datového nosiče řídit operace čtení a zápisu čtečky a požadavek na autorizaci čtení a zápisu. V nejjednodušším případě může být dokončena stavovým automatem. Pomocí stavového automatu lze dokončit mnoho složitých procesů. Nevýhodou stavového automatu je však nedostatek flexibility ve funkcích finálního programování, což znamená, že je potřeba navrhnout nový čip. Protože tyto změny vyžadují úpravu obvodu na čipu, náklady na implementaci změny návrhu jsou vysoké.

Použití mikroprocesorů tuto situaci výrazně zlepšilo. Při výrobě čipu je databáze pro správu aplikací integrována do mikroprocesoru jako jednotná maska ​​a náklady na tuto úpravu jsou nízké. Kromě toho existují radiofrekvenční značky, které ukládají data pomocí různých fyzických efektů, včetně-povrchových radiofrekvenčních značek s akustickými vlnami pouze pro čtení a 1bitových radiofrekvenčních značek, které lze obvykle deaktivovat a jen zřídka znovu aktivovat.

 

 

Zásobování energií

 

Důležitou vlastností radiofrekvenčního identifikačního systému je napájení radiofrekvenčního štítku. Pasivní radiofrekvenční štítky nemají vlastní napájení, takže energii potřebnou pro provoz pasivních radiofrekvenčních štítků je nutné získávat z elektromagnetického pole vyzařovaného čtečkou. Naproti tomu aktivní radiofrekvenční štítky obsahují baterie, které poskytují veškerou nebo část energie pro provoz mikročipu.