Mik az RFID-rendszerek teljesítménymutatói?

Mik az RFID-rendszerek teljesítménymutatói?

 

RFID-rendszerek teljesítménymutatói

 

Az olvasható és írható RFID-rendszer teljesítménymutatói közé tartozik a rádiófrekvenciás címke tárolási kapacitása, a működési mód, az adatátviteli sebesség, az olvasási/írási távolság, a több-címke azonosítási képessége, a rádiófrekvenciás vivőfrekvencia a rádiófrekvenciás címke és az antenna között, az RFID-rendszer csatlakoztathatósága, az adathordozó, az állapotmód és az energiaellátás. A megbízható hozzáférés-szabályozási és eszközkövetési{2}}megoldásokat kereső vállalkozások számáraRFID kulcstartók beszállítóiésegyedi RFID kulcstartó gyártóktartós,{0}}nagy teljesítményű címkéket kínálnak, amelyek megfelelnek az ipari-minőségű követelményeknek.

 

 

A rádiófrekvenciás címkék tárolási kapacitása

 

A memória alapú rendszerekre van egy alapszabály: a tárolókapacitás mindig nem elegendő. A rendszer tárolókapacitásának bővítése természetesen bővíti az alkalmazási területet, ami szintén nagyobb tárolókapacitást igényel. A csak olvasható-rádiófrekvenciás címkék tárolókapacitása 20B, az aktív címkék pedig 8B és 64KB közöttiek, ami azt jelenti, hogy az olvasható és írható rádiófrekvenciás címkékben elegendő több oldalnyi szöveg tárolása, elegendő elemlisták és tesztadatok tárolására, és lehetővé teszi a rendszer bővítését. A passzív olvasási/írási rádiófrekvenciás címkék tárolókapacitása 48-736B, számos olyan tulajdonsággal rendelkezik, amelyekkel sok aktív író/olvasó rendszer nem rendelkezik. Vállalati alkalmazásokban, például irodaházakban és parkolókban,LF/HF RFID key fob nagykereskedelmi beszállítókköltséghatékony lehetőségeket{0}} biztosítson elegendő kapacitással az alkalmazotti azonosítók, a munkaidő-nyilvántartás és a járműhozzáférési adatok számára.

 

A rádiófrekvenciás címkék adatmennyisége általában néhány bájttól több ezer bájtig terjed, de van egy kivétel: az 1-bites rádiófrekvenciás címke, amely csak 1 bit adattárolást igényel. Ez a típusú címke lehetővé teszi az olvasó számára, hogy a következő két állapotfelmérést hozza meg: van rádiófrekvenciás címke az elektromágneses mezőben, vagy nincs rádiófrekvenciás címke az elektromágneses mezőben. Ez a követelmény teljes mértékben elegendő az egyszerű felügyeleti vagy jelátviteli funkciók megvalósításához. Mivel az 1 bites rádiófrekvenciás címkék nem igényelnek elektronikus chipeket, a rádiófrekvenciás címke költsége nagyon alacsonyra tehető. Emiatt nagyszámú 1 bites rádiófrekvenciás címkét használnak az áruházakban és az áruházakban a lopásgátló rendszerekben. Ha kifizetetlen áruval hagyja el az áruházat, a kijárathoz telepített olvasó képes azonosítani egy rádiófrekvenciás címke állapotát az elektromágneses térben, és kiváltja a megfelelő riasztást. A megfelelően kifizetett áruk esetében az 1 bites rádiófrekvenciás címkét a pénztárnál eltávolítják vagy deaktiválják.

 

Az RFID rendszerekben két különböző adattárolási helyzet létezik. Az első esetben a címke nagyon kevés adatot tud tárolni, és az elért elektronikus eszköz csak néhány alapvető információt kér az azonosított elemről. Az ilyen típusú adatokat egyedi aláírásnak nevezik (az ilyen típusú adatokat tartalmazó elektronikus címkék nagyon olcsók és korlátozottan használhatók). A másik esetben a címke több adatinformációt tud tárolni, és az olvasó közvetlenül, központi adatbázisra hivatkozva szerezhet információt a címkéből. Ez a típusú címke drágább, de szélesebb körű alkalmazási körrel rendelkezik. Az ilyen típusú címkék nem igényelnek olyan erős központi feldolgozási képességet, mint egy egyedi aláírás, és kevesebb időt vesz igénybe a működéshez. Sok vállalkozás most választ125kHz/13.56MHz RFID távirányítós direkt gyári megoldásokhogy egyensúlyba hozza a költségeket és a funkcionalitást a nagyszabású{0}}telepítéshez.

 

Munkamód

 

A rádiófrekvenciás azonosító rendszerek alapvető működési módjai teljes-duplex és fél-duplex rendszerekre, valamint idő-szekvenáló rendszerekre oszthatók. A full-duplex és half{5}}duplex rendszerekben a rádiófrekvenciás címke válasza akkor kerül elküldésre, ha az olvasó elektromágneses mezőt vagy elektromágneses hullámot bocsát ki. Magához az olvasóhoz képest a rádiófrekvenciás címke jele nagyon gyenge a vevőantennán, ezért megfelelő átviteli módszereket kell alkalmazni a rádiófrekvenciás címke jelének az olvasó jelétől való megkülönböztetésére. A gyakorlati alkalmazásokban a terhelésmodulációs vagy visszaszórási modulációs technológiát általában a rádiófrekvenciás címke és az olvasó közötti terhelés átvitelére használják, és a rádiófrekvenciás címkeadatokat a visszavert visszhangra töltik (különösen a passzív rádiófrekvenciás címkerendszereknél). Ezeket a megbízható modulációs módszereket széles körben alkalmazzákvállalati-minőségű RFID-kulcstartó-gyártóka stabil teljesítmény biztosítása nagy{0}}forgalmú hozzáférés-szabályozási környezetekben.

Az idő{0}}sorrendezés ennek az ellenkezője. Az olvasó időnként egy rövid időre megszakítja a rádiófrekvencia által keltett elektromágneses teret. Ezeket az intervallumokat a rádiófrekvenciás címke felismeri, és a rádiófrekvenciás címke és az olvasó közötti terhelés átvitelére használják. Valójában ez egy tipikus radar üzemmód. Az idő{5}}sorrendező rendszer hátránya, hogy az olvasó szaggatott küldésekor a rádiófrekvenciás címke energiaellátása megszakad, amit egy kellően nagy segédkondenzátor vagy segédelem beépítésével kell kompenzálni.

 

 

Adatátviteli sebesség

 

A legtöbb adatgyűjtő rendszernél a sebesség nagyon fontos tényező. Ahogy a mai termékek gyártási ciklusa folyamatosan rövidül, a rádiófrekvenciás címkék olvasásához és frissítéséhez szükséges idő egyre rövidebb. A mikrohullámú rendszerek nagy sebességgel működhetnek, de maga a mikrohullámú technológia összetettsége nagymértékben megnöveli a mikrohullámú rendszerek építési költségeit. Az adatátviteli sebesség három típusra osztható: csak olvasási-sebességre, passzív olvasási/írási sebességre és aktív olvasási/írási sebességre. Kereskedelmi épületek esetén, amelyek gyors alkalmazotti ellenőrzést igényelnek,nagy sebességű{0}}RFID-kulcstartó tömeges szállítókoptimalizált 13,56 MHz-es megoldásokat kínálnak, amelyek -másodperc alatti azonosítást tesznek lehetővé még csúcsidőben is.

 

1) Csak -olvasási sebesség

A csak olvasható RFID{0}}rendszerek adatbázis-átviteli sebessége olyan tényezőktől függ, mint a kódhossz, a rádiófrekvenciás címke adatátviteli sebessége, az olvasási/írási távolság, a rádiófrekvenciás címke és az antenna közötti vivőfrekvencia, valamint az adatátviteli modulációs technológia. Az átviteli sebesség a tényleges alkalmazások terméktípusától függően változik.

2) Passzív olvasási/írási sebesség

A passzív író/olvasó RFID-rendszer adatátviteli sebességének meghatározó tényezői megegyeznek a csak olvasható -rendszerek adatátviteli sebességével, azzal a különbséggel, hogy a rádiófrekvenciás címkéből való adatok kiolvasásán túl az adatok rádiófrekvenciás címkére való írását is figyelembe kell venni. Az átviteli sebesség az alkalmazásban lévő termékek típusától függően változik.

3) Aktív olvasási/írási sebesség

Az aktív olvasási/írási RFID rendszer adatátviteli sebességének meghatározó tényezői ugyanazok, mint a passzív olvasási/írási RFID rendszereké. A különbség az, hogy a passzív rendszerekben a kommunikációhoz fel kell tölteni a rádiófrekvenciás címkén lévő kondenzátort. Ami fontos, hogy egy tipikus alacsony-frekvenciás olvasási/írási rendszer munkasebessége csak 100B/s vagy 200B/s. Ily módon, mivel előfordulhat, hogy egy helyen több száz bájtnyi adatot kell továbbítani, az adatátviteli idő több másodpercet is igénybe vehet, ami hosszabb lehet, mint a teljes gép működéséhez szükséges idő.

Egy másik tényező, amely megkülönbözteti a rádiófrekvenciás azonosító rendszereket, hogy az adatok ráírhatók-e egy rádiófrekvenciás címkére. Az egyszerű rádiófrekvenciás rendszerek esetében a rádiófrekvenciás címke adatai többnyire egyszerű szám, amely a chipfeldolgozás során integrálható, és senki által nem módosítható. Ezzel szemben az írható rádiófrekvenciás címkékhez olvasóra vagy speciális programozóeszközre van szükség az adatok írásához.

A rádiófrekvenciás címkék adatírása általában két formára oszlik: számozatlan írásra és számozott írásra. A vasúti rendszerek jelenlegi alkalmazási példáiban a tehervagon rádiófrekvenciás címkék mindegyike a számozott írási üzemmódot alkalmazza.

 

Olvasási/írási távolság

 

A meglévő olvasási/írási rendszerek olvasási/írási tartománya 2,54-73,66 cm, a 13,56 MHz-es frekvenciát használó olvasási/írási rendszerek olvasási/írási távolsága pedig elérheti a 243,84 cm-t. Általában az RFID-alkalmazásokban a megfelelő antenna kiválasztása megfelel a távolsági olvasás és írás igényeinek.

A rádiófrekvenciás címkék olvasási/írási távolsága nagyon változó. Minden típusú címkénél minél nagyobb a szükséges távolság, annál drágább a címke. Az RFID néhány milliméteres távolsággal beágyazható papírjegyekbe és tanúsítványokba a nagy sebességű-válogatás és hitelesítés érdekében; de a logisztikai iparban általában legalább 3 m-es távolságra van szükség, valamint számos címke gyors azonosításának képességére. Más alkalmazások akár több száz méteres távolságból történő azonosítást is igényelnek.

 

 

Több-címkeazonosító képesség

 

Az azonosítási távolság növekedése miatt a gyakorlati alkalmazásokban lehetőség nyílik arra, hogy egy területen egyszerre több rádiófrekvenciás címke is megjelenjen, ezzel is előtérbe helyezve a több címke egyidejű leolvasásának követelményét, ami viszont trenddé vált. Jelenleg a fejlett rádiófrekvenciás azonosító rendszerek ezt a több-címkés azonosítási problémát a rendszer fontos jellemzőjének tekintik.

A rádiófrekvenciás címkék és antennák megfelelő konfigurálásával az olvasó több rádiófrekvenciás címke olvasására és írására is használható. Például a postai rendszer alkalmazásaiban a rádiófrekvenciás címkéket borítékokba helyezik, majd több ezer címkés levéltáskát raknak egymásra. Amikor a levéltáska áthalad az alagútantennán, az adatok egyidejűleg az összes rádiófrekvenciás címkéből olvashatók vagy írhatók.

 

Rádiófrekvenciás vivőfrekvencia a rádiófrekvenciás címke és az antenna között

 

A rádiófrekvenciás azonosító rendszer másik fontos jellemzője a rendszer működési frekvenciája és az olvasási távolság. A működési frekvencia szorosan összefügg az olvasási távolsággal, és az elektromágneses hullámok terjedési jellemzői határozzák meg. Általában a rádiófrekvenciás azonosító rendszer működési frekvenciája az olvasó által a címke azonosításakor küldött rádiófrekvenciás jel frekvenciája. A legtöbb esetben az olvasó átviteli frekvenciájának hívják (terhelésmoduláció, visszaszórás). Mindenesetre a rádiófrekvenciás címke átviteli teljesítménye sokkal kisebb, mint az olvasóé.

 

Az RFID rendszer kiválasztásakor nagyon fontos szempont a rádiófrekvenciás címke és az antenna közötti adatátvitelhez használt vivőfrekvencia. A rádiófrekvenciás azonosító rendszer olvasói által küldött frekvenciák alapvetően négy tartományra oszthatók: alacsony frekvencia (30-300 kHz), magas frekvencia (3-30 MHz), ultra-nagy frekvencia (300 MHz) és mikrohullámú (2,5 GHz felett). A rádiófrekvenciás azonosító rendszer működési frekvenciáját a működési tartománynak megfelelően meglehetősen széles tartományban választják ki, induktív csatolással (0-1 m) és nagy távolságú rendszerekkel (1-10 m).

 

RFID rendszerek összekapcsolhatósága

 

A tudásrendszerek ágaként az RFID-nek képesnek kell lennie a meglévő és fejlődő automatizálási technológiák integrálására. Ami fontos, hogy az RFID rendszer közvetlenül csatlakoztatható személyi számítógéphez (Personal Computer, PC), programozható logikai vezérlőhöz (Programmable Logic Controller, PLC) vagy ipari hálózati interfész modulhoz, ezzel csökkentve a telepítési költségeket.

Az RFID rádiófrekvenciát használ a mozgatható tárolóeszköz és a számítógép vagy PLC közötti adatcsere megvalósítására. Egy tipikus RFID rendszer tartalmaz egy rádiófrekvenciás címkét (azaz adattárolót), egy antennát, amely kommunikál a rádiófrekvenciás címkével, és egy vezérlőt, amely feldolgozza az antenna és a PC (vagy PLC) közötti kommunikációt (ha az antennát és a vezérlőt integrálják, ezt olvasónak nevezik).

 

Adathordozó

 

Az adatok tárolására elsősorban három módszert alkalmaznak: elektromosan törölhető programozható, csak olvasható -memória (EEPROM), ferroelektromos véletlen elérésű memória (FRAM) és statikus véletlen hozzáférésű memória (SRAM). Az általános rádiófrekvenciás azonosító rendszerek főként elektromosan törölhető programozható, csak olvasható -memóriát (EEPROM) használnak. Az EEPROM használatának azonban az a hátránya, hogy az írási folyamat során az energiafogyasztás nagyon magas, és az élettartam általában 100 000 írás. Az utóbbi időben egyes gyártók ferroelektromos véletlen elérésű memóriát (FRAM) is használtak. Az elektromosan törölhető, programozható, csak olvasható -memóriához képest a ferroelektromos véletlen hozzáférésű memória írási energiafogyasztása 1/100, az írási idő pedig 1/1000. A ferroelektromos véletlen elérésű memóriát azonban nem használják széles körben a kiforratlan gyártási folyamatok miatt.

Mikrohullámú rendszereknél statikus véletlen elérésű memória (SRAM) is használható, és a memória nagyon gyorsan ír adatokat. A folyamatos adatmentés érdekében a szünetmentes tápellátáshoz egy segédakkumulátor szükséges.

 

Állapot mód

 

A programozható rádiófrekvenciás címkék esetében az adathordozó belső logikájának kell szabályoznia az olvasó olvasási és írási műveleteit, valamint az olvasási és írási jogosultság kérését. A legegyszerűbb esetben állapotgéppel is teljesíthető. Állapotgép segítségével számos összetett folyamat elvégezhető. Az állapotgép hátránya azonban a végleges programozás funkcióinak rugalmasságának hiánya, ami azt jelenti, hogy új chipet kell tervezni. Mivel ezek a változtatások a chipen lévő áramkör módosítását igénylik, a tervezési változtatás végrehajtásának költsége magas.

A mikroprocesszorok használata jelentősen javított ezen a helyzeten. A chipgyártás során az alkalmazások kezelésére szolgáló adatbázis egységes maszkként beépül a mikroprocesszorba, és ez a módosítási költség alacsony. Ezenkívül léteznek olyan rádiófrekvenciás címkék, amelyek különféle fizikai effektusok segítségével tárolják az adatokat, beleértve a csak olvasható felületi akusztikus hullámú rádiófrekvenciás címkéket és az 1 bites rádiófrekvenciás címkéket, amelyek általában deaktiválhatók és ritkán újraaktiválhatók.

 

 

Energiaellátás

 

A rádiófrekvenciás azonosító rendszer fontos jellemzője a rádiófrekvenciás címke tápellátása. A passzív rádiófrekvenciás címkéknek nincs saját tápellátásuk, így a passzív rádiófrekvenciás címkék működéséhez szükséges energiát az olvasó által kibocsátott elektromágneses térből kell nyerni. Ezzel szemben az aktív rádiófrekvenciás címkék olyan elemeket tartalmaznak, amelyek a mikrochip működéséhez szükséges energia egészét vagy egy részét biztosítják.