Wat is RFID? Een uitgebreide gids voor beginners

RFID is een acroniem voor Radio Frequentie Identificatie. Dit is een technologie die radiogolven gebruikt om gegevens over te dragen. 

Om het te laten werken, moet u een compleet RFID-systeem hebben dat bestaat uit:

• An RFID-tag/ etiket
• Een RFID-lezer/ondervrager
• RFID-antenne

Het label bevat gecodeerde informatie die door de lezer kan worden opgevangen. De tag moet zich echter binnen een acceptabele afstand bevinden zodat de lezer de informatie kan vastleggen. Die afstand heet de leesbereik. 

Als de tag zich binnen een goed leesbereik bevindt, detecteert deze de radiogolven die door de lezer worden geproduceerd. Als gevolg hiervan zal het zijn informatie vrijgeven aan de lezer voor analyse.  

Hoe RFID-technologie werkt

Zoals we al hebben aangegeven, bestaat een RFID-systeem uit het volgende:

• RFID-lezer
• RFID-tag

De twee componenten werken samen. Daarom moet u er altijd voor zorgen dat ze allemaal in uitstekende staat verkeren als u de beste resultaten uit uw RFID-systeem wilt halen.

Alle toepassingen zijn gericht op identificatie (de mogelijkheid om gegevens elektronisch uit te wisselen en te authenticeren).

De RFID-lezer produceert radiogolven en creëert zo een elektromagnetisch veld. Als een tag het nadert, zal het de golven ontvangen en informatie vrijgeven die op het tag is opgeslagen.

Een korte geschiedenis van RFID 

Nu u de primaire werkingsgrondgedachte van RFID-technologie begrijpt, kunt u zich afvragen hoe deze tot stand is gekomen.

Wie was de eerste persoon die de technologie gebruikte en met welk doel?

Nou, RFID-technologie is relatief oud. Het dateert uit de Tweede Wereldoorlog. Gedurende deze periode gebruikten de Britse, Japanse, Amerikaanse en Duitse legers allemaal radar om vliegtuigen van vijanden te identificeren die hun territoria naderden. 

Er was echter een uitdaging omdat niemand hun vliegtuigen kon onderscheiden van die van vijanden. 

Pas toen de Duitsers beseften dat als piloten hun vliegtuigen lieten rollen bij het naderen van de radar, ze andere signalen zouden uitzenden. Deze unieke signalen zouden betekenen dat het vliegtuig onder een Duitse piloot stond. Deze techniek werd het eerste passieve RFID-systeem. 

De Britten maakten ook een Active Identity Friend/Foe (AIF)-systeem – dit werd het eerste actieve RFID-systeem. De soldaten bevestigden een zender op de vliegtuigen. Deze chip/zender stuurt signalen terug naar de radar om het vliegtuig te identificeren als vriendelijk of gevaarlijk. 

Tot op heden gebruikt RFID dezelfde concepten die door Duitsers en Britten worden gebruikt. Dit is hoe:

• Passieve RFID (zoals de Duitse benadering van de oorlog). Een tag stuurt een signaal naar een transponder/RFID-lezer en weerspiegelt het signaal om informatie door te geven. 
• Actieve RFID (zoals gebruikt door de Britten). Een tag zendt een signaal naar de transponder en zendt het uit, waardoor gegevens worden uitgewisseld. 

Het eerste patent op RFID-technologie werd echter op 23 januari 1973 verkregen door Mario W. Cardullo.  

Een diepgaande analyse van RFID-technologie

Om u te helpen de essentie van RFID-technologie te begrijpen, zullen we de belangrijkste componenten in detail bespreken. 

RFID-TAG

Wat is een RFID-tag? Welnu, een RFID-tag is een van de meest kritische componenten van een RFID-systeem. De tag slaat informatie op over een specifiek individu of item.

Bijvoorbeeld

Een tag kan uw naam, arbeidsnummer, vingerafdrukken en alle andere gegevens die nuttig zijn voor identificatie opslaan. Bovendien kan een tag gegevens opslaan over de locatie van een activum, de laatste dag van service en eventuele aanvullende informatie die nuttig zou kunnen zijn bij het volgen van activa en voorraadbeheer. 

Een tag bestaat uit twee hoofdelementen, waaronder:

• Een antenne. Dit is een sectie die signalen ontvangt en verzendt. Wanneer de tag binnen het leesbereik van de RFID-lezer beweegt, zal de antenne de signalen detecteren en de gegevens terugsturen. 
• Een Integrated Circuit (IC)/RFID-chip. Dit is het deel van de tag waarin gegevens worden opgeslagen. Elke IC heeft vier geheugenbanken: Gebruiker, EPC, TID en Gereserveerd. 

De RFID-tag kan in verschillende materialen worden ingebed, waaronder kaarten, polsbandjes, werknemersbadges en sleutelhangers.

Bovendien moet u uw RFID-tag altijd rechtstreeks op het bedrijfsmiddel bevestigen als u het gemakkelijk wilt volgen/identificeren.  

Soorten labels 

Er zijn drie hoofdtypen RFID-tags. Ze bevatten:

• Actief. Dit zijn krachtige tags met een zender en een batterij. Vanwege deze functies zijn ze meestal omvangrijker dan passieve. Ze bieden echter betere leesbereiken (tot 100 meter) en transmissiesnelheden.  
• Passief. In tegenstelling tot de actieve tags hebben deze geen batterij. Daardoor zijn ze klein (1-10 meter) en bieden ze een beperkt leesbereik. Ze zijn ook traag in gegevensoverdracht. 

Er bestaat ook een verbeterde versie van de passieve tags. De door batterijen ondersteunde passieve tags hebben een leesbereik tot 30 meter en relatief snellere gegevensoverdrachtsnelheden. 

Hoe een RFID-tag te selecteren

Bij het selecteren van uw RFID-tag moet u altijd uw behoeften evalueren. Als u items ver weg van de lezer wilt volgen, moet u een actieve lezer aanschaffen, aangezien deze een leesbereik heeft van maximaal 100 meter. Andere beschikbare opties zijn passieve tags, tags met lage frequentie, hoge frequentie en ultrahoge frequentie.

Andere factoren om te overwegen zijn:

• Prijs. De kosten van de tag zijn afhankelijk van de constructie en het benodigde volume. Inlay-tags kosten bijvoorbeeld $ 0.09 tot $ 1-75, terwijl de harde tags tussen $ 1 en $ 20 kosten. Als u in grote hoeveelheden koopt, krijgt u een betere prijs. 
• Omgevingsfactoren. Is de tag bestand tegen hoge temperaturen, water en chemicaliën? Evalueer altijd uw omgeving en koop alleen een tag die onder de heersende omstandigheden optimaal kan werken.
• Gemakkelijk aan te passen. U moet altijd controleren of de tag alleen-lezen (RO) of lezen/schrijven (RW) is. Met RW kunt u de gegevens regelmatig wijzigen. Bovendien moet u de vorm en grootte van uw ideale tag controleren. 
• Methode van bevestiging. Welke bevestigingstechniek wilt u gebruiken bij uw RFID-tag? Zijn het lijmen, klinknagels of epoxy? Controleer of de tag die u gebruikt op uw ideale manier kan worden aangebracht zonder afbreuk te doen aan de functionaliteit. 
• RFID-lezers/-ondervragers 

RFID-lezer

Een RFID-lezer is het meest cruciale onderdeel van het RFID-systeem. Is dit onderdeel defect, dan werkt je hele RFID-systeem niet. 

Deze ondervragers zijn verkrijgbaar in twee verschillende typen:

• Vaste RFID-lezers. Zoals de naam al doet vermoeden, blijven de vaste lezers op één locatie. Het wordt meestal aan een muur of een ander oppervlak gemonteerd. Hoewel de lezers een geïntegreerde antenne kunnen hebben, hebben de meeste een externe poort waarop u tot 32 antennes kunt aansluiten.  
• Mobiele RFID-lezers. Deze apparaten zijn draagbaar en u kunt ze meenemen naar verschillende locaties. Ze zijn ideaal voor gebruik in winkels waar u RFID-tags van verborgen items moet scannen. 

Hoe een RFID-lezer te selecteren

Bij het selecteren van uw lezer moet u rekening houden met het aantal antennes dat het kan bevatten, connectiviteit (LAN, Bluetooth, hulppoort, Wi-Fi of USB) en andere beschikbare hulpprogramma's (HDMI, USB, camera of GPS). 

Bovendien moet u de betaalbaarheid controleren. De ondervragers kosten tussen $ 400 en $ 3000, afhankelijk van de functies. USB-lezers zijn bijvoorbeeld relatief betaalbaar en kunnen ongeveer $ 400 kosten.

RFID-antennes

RFID-antennes zijn verantwoordelijk voor het omzetten van de signalen die door een ondervrager worden vrijgegeven in golven die later door RFID-tags worden opgepikt. 

Om de functionaliteit van antennes te begrijpen, moet u de volgende definities controleren:

• Antenneversterking. De efficiëntie van de RFID-tags om voldoende golven te genereren om door tags te worden gedetecteerd, wordt de versterking van de antenne genoemd. Hoe hoger de antenneversterking, hoe krachtiger de antenne. 
• Antenne polariteit. Dit verwijst naar het vermogen van de RFID-antenne om radiogolven verticaal of horizontaal te verzenden. Een antenne kan horizontaal lineair, verticaal lineair of circulair gepolariseerd zijn. Een circulair gepolariseerde zendt golven uit die continu roteren tussen de horizontale en verticale vlakken.

Voor het beste leesbereik moet u ervoor zorgen dat de polariteit van uw antenne overeenkomt met die van de RFID-tag. 

Hoe een antenne te selecteren 

Bij het kiezen van een antenne moet u rekening houden met de volgende factoren:

• Frequentiebereik. Dit kan 860 MHz - 960 MHz, 902 MHz -928 MHz of 865 MHz -868 MHz zijn.
• Polariteit. Uw antenne kan lineair of cirkelvormig zijn. We raden een lineaire aan die kan worden uitgelijnd met de polariteit van uw RFID-tag. 
• Lees Bereik. U kunt het leesbereik Far-Field of Near-Field kiezen, afhankelijk van uw behoeften.
• Prijs. De prijs van de antenne varieert van $ 50 tot $ 300. Zorgt ervoor dat u alle functies krijgt die u nodig heeft voordat u de prijs overweegt. 

Bovendien moet u ervoor zorgen dat uw antenne de ideale maat heeft en een eenvoudige montagereden heeft. 

RFID-kabels 

RFID-antennekabels verbinden de RFID-lezer met de RFID-antenne. Als de kabel defect is, krijgt de lezer geen stroom. Als zodanig zal een disfunctionele kabel leiden tot een niet-functioneel RFID-systeem.

Bij het selecteren van de beste RFID-kabels moet u rekening houden met de volgende factoren:

• Connectortypen. U moet er altijd voor zorgen dat uw connector compatibel is met uw RFID-lezer. Voor een RFID-lezer met een vrouwelijke RP-TNC-connector is bijvoorbeeld een kabel met een mannelijke RP-TNC-connector nodig. 
• Lengte. Zorg er altijd voor dat uw kabel lang genoeg is voor optimale functionaliteit van de lezer, ongeacht de locatie. Langere kabels kunnen echter leiden tot overmatig vermogensverlies. De oplossing hiervoor is ervoor te zorgen dat de RFID-lezer en de antenne relatief dichter bij elkaar staan, zodat je een kortere kabel kunt gebruiken. 
• Dikte en isolatiewaarde. Hoe dikker de kabel, hoe hoger de isolatie. U moet ervoor zorgen dat uw kabel goed geïsoleerd is om stroomverlies te voorkomen. Hoe langer het is, hoe dikker het zou moeten zijn. 

Soorten RFID-transmissies

RFID-technologie maakt gebruik van elektromagnetische golven (EW) om gegevens over te dragen. Er zijn drie belangrijke frequentiebereiken binnen de EW. Ze bevatten:

• Lage frequentie 
• Hoge frequentie
• Ultrahoge frequentie

Laagfrequente transmissies

Dit is de transmissie met de laagste frequentie in de elektromagnetische golf. Het biedt een relatief smal leesbereik en een lage transmissiesnelheid. Dit zijn de belangrijkste unieke kenmerken:

• Werkt binnen een frequentiebereik van 30-300 kHz. De meeste tags hebben echter een vast bereik van 134 kHz of 125 kHz.
• Ze hebben een leesbereik van ongeveer 10 cm. Een tag die meer dan 10 cm van de lezer verwijderd is, pikt de radiogolven van de lezer niet op. 
• Het kost $ 0.75 tot $ 5 per tag en wordt veel gebruikt voor het volgen van dieren, autosleutelhangers en toegangscontrole. Ze zijn ook ideaal voor gebruik op metalen activa en liquide omgevingen.

Hoewel laagfrequente tags relatief betaalbaar zijn, bieden ze een beperkt geheugen en een lage gegevensoverdrachtsnelheid. Als zodanig zijn ze niet ideaal als u een snelle gegevensoverdrachtsnelheid wilt. 

Hoogfrequente transmissies 

Deze transmissiecategorie is ideaal wanneer uw opdracht een relatief grote leesafstand vereist. De tags die de hoge frequentie gebruiken, kunnen radiogolven detecteren van een lezer op 30 cm afstand. 

Hun primaire frequentiebereik is 13.56 MHz, en ze kosten tussen $ 0.2 en $ 10 per tag. Deze frequentie voldoet aan alle wereldwijde normen, waardoor het ideaal is voor persoonlijke identificatie, bibliotheekbeheer en toegangscontrole.

Daarnaast wordt de hoogfrequente transmissie toegepast in de Near Field Communication (NFC) technologie. 

Ultrahoge frequentie 

Ondanks de beschikbaarheid van superhoge en extreem hoge frequenties, is de ultrahoge frequentie de hoogste frequentie die wordt gebruikt in RFID. Het werkt het beste in een frequentiebereik van 300-3000 MHz, met primaire frequenties van 860-960 MHz en 433 MHz 

Deze frequentie kan verder worden onderverdeeld in:

• Actieve RFID. Deze tags gebruiken een bereik van 433 MHz. In zeldzame gevallen past de actieve RFID een extreem hoog frequentiebereik toe tot 2.45 GHz. Het heeft een leesbereik tot 100 meter en kost tussen $ 25 en $ 50. Het leesbereik is ideaal voor het volgen van voertuigen en voor gebruik in de mijnbouw- en bouwsector. Het werkt echter niet goed in metalen en vloeibare omgevingen. 
• Passieve RFID. De technologie maakt gebruik van 860 tot 960 MHz en heeft een leesbereik tot 25 meter. Het kost $ 0.09- $ 20 per tag en kan worden gebruikt in de productie-, farmaceutische, elektronische, racetiming- en supply chain-sectoren. Ze hebben een hoge datatransmissiesnelheid. 

RFID-standaarden 

Als u de RFID-normen begrijpt, kunt u het beste product voor uw bedrijf kiezen. Het biedt ook nuttige inzichten in de regelgeving van de branche. 

Wat zijn RFID-standaarden? 

RFID-richtlijnen zijn de normen die de ene fabrikant in staat stellen om producten compatibel te maken met die van een andere fabrikant. Een tag van fabrikant A zou bijvoorbeeld goed moeten werken met een lezer van fabrikant B. 

De RFID-richtlijnen regelen ook hoe communicatie tussen de lezer en de tag plaatsvindt.

Belang van RFID-standaarden 

Het hebben van standaardvoorschriften in de RFID-industrieën maakt het gebruik van RFID-producten eenvoudig. Hier zijn enkele van de belangrijkste voordelen van RFID-standaardisatie:

• Ontwikkeling van aanvullende producten. Alle RFID-producten worden volgens dezelfde normen gemaakt en zijn dus complementair. 
• Verbeterde competitie. RFID-standaarden helpen de markt uit te breiden en de concurrentie te vergroten. Hierdoor zullen de prijzen van gestandaardiseerde producten eerlijk zijn. 
• Verhoogt het vertrouwen van de gebruiker. Wanneer u een gestandaardiseerd product gebruikt, weet u zeker dat de kwaliteit en functionaliteit van het hoogste niveau zijn. 

Wie bepaalt de RFID-regelgeving? 

Twee internationale organisaties reguleren de RFID-industrie. Ze bevatten:

• Internationale normalisatie-instelling (ISO)
• Productcode elektronica Global Incorporated (EPCglobal)

In 1996 werkte ISO samen met de International Electrotechnical Commission (IEC) om het gebruik van RFID-technologie te reguleren. Later richtte de ISO/IEC de Joint Technical Committee (JTC) op. 

De commissie kreeg de opdracht om verschillende RFID-kwesties aan te pakken, waaronder luchtinterface en bijbehorende protocollen, gegevensinhoud en opmaak, en conformiteitstests. 

Naast deze internationale regelgevende instanties zijn er regionale en nationale RFID-standaardisatiecommissies. De belangrijkste zijn:

• ETSI

ETSI staat voor European Telecommunications Standards Institute. Het orgaan heeft het mandaat om normen vast te stellen voor radiogolfcommunicatiekanalen in Europa. 

• FCC 

FCC staat voor de Federal Communications Commission. Het lichaam is verantwoordelijk voor het reguleren van het gebruik van radiogolven voor communicatie in de Verenigde Staten. 

Aangezien Europa en de VS de pioniers waren in het reguleren van de RFID-technologie, hebben de meeste landen hun normen overgenomen. Slechts enkele staten, zoals Armenië, hebben hun onafhankelijke standaard ontwikkeld. 

RFID-toepassingen 

RFID-technologie kent vele toepassingen. Het is vooral een essentieel onderdeel van verdedigingssystemen in veel regeringen wereldwijd. Andere cruciale toepassingen zijn onder meer:

• Voorraadbeheer. Het maakt niet uit of u een supermarkt, een fabriek of een detailhandel beheert; RFID-technologie vereenvoudigt voorraadbeheer! 
• Behaalde resultaat. Dankzij de RFID-technologie kunt u uw locatie volgen. Op deze manier kunt u weten wanneer ze de toegestane gebieden verlaten, waardoor diefstal wordt tegengegaan.
• Personeel volgen. Human resource managers gebruiken RFID om hun personeel te volgen. Ze kunnen zonder problemen gegevens krijgen over aanwezigheid, prestaties en vele andere elementen. 
• Access Control. Als u het aantal mensen dat toegang heeft tot een bepaalde ruimte wilt beperken, kunt u RFID-technologie gebruiken. Alle geautoriseerde medewerkers hebben een tag om toegang te krijgen tot de plaats. 
• Identificatie. De RFID-technologie wordt gebruikt in bibliotheken, overheidskantoren en vele andere instellingen om identificatie te vergemakkelijken.
• Dieren volgen. De laagfrequente tags hebben wereldwijde standaardherkenning voor gebruik bij het volgen van vee. Ze hechten goed aan het weefsel van dieren, waardoor ze de beste tracking-tags zijn.
• Anti-vervalsing. In de farmaceutische sector gebruiken fabrikanten RFID-technologie om hun producten te authenticeren. 

Andere toepassingen van de RFID-technologie zijn onder meer supply chain management, racetiming, trollen, het volgen van bezoekersaantallen, het volgen van voertuigen en real-time locatie. 

U kunt andere RFID-apparatuur overwegen, waaronder RFID-portals, RFID-printers, RF-powermappers en GPIO-adapters. 

Essentiële dingen die u moet weten voordat u een RFID-systeem koopt

Investeren in het juiste RFID-systeem kan kostbaar zijn. U kunt uiteindelijk tot $ 3500 uitgeven! Daarom moet u uitgebreid onderzoek doen naar uw behoeften om ervoor te zorgen dat het systeem uw bedrijf ten goede komt.

• Overweeg Return on Investment. Is het installeren van een RFID-systeem een ​​noodzaak voor uw bedrijf? Zal het de verkoop stimuleren en de efficiëntie verbeteren? Voordat u met het installatieproces begint, moet u een haalbaarheidsonderzoek naar toepassing en kosten uitvoeren. Koop het alleen als u ervan overtuigd bent dat u een bereik hebt dat groot genoeg is om met behulp van de technologie te worden beheerd. Op deze manier bent u verzekerd van een rendement op uw investering.
• Operationele kosten. U moet zowel vaste als terugkerende kosten evalueren. Vaste kosten kunnen bestaan ​​uit het kopen van de RFID-lezer, RFID-tags en RFID-printers. Aan de andere kant kunnen terugkerende uitgaven bestaan ​​uit de aanschaf van printerlinten, RFID-inlay en softwarevernieuwing. Nadat u toegang heeft gekregen tot al uw kosten, moet het rapport aantonen dat de investering levensvatbaar is. 
• Controleer uw omgeving. RFID-systemen kunnen worden beïnvloed door uw omgeving. Voordat u RFID gaat installeren, moet u ervoor zorgen dat het compatibel is met uw omgeving. Zo voorkom je dat je RFID-componenten koopt die niet optimaal functioneren. Sommige RFID-tags werken bijvoorbeeld niet goed op metalen oppervlakken. Als zodanig moet u het vermijden als u een metalen actief wilt volgen. 
• Overweeg personeelsbehoefte. Vergeet niet dat de doeltreffendheid van uw RFID-systeem afhangt van hoe goed de uitwisseling van gegevens tussen een tag en een lezer wordt uitgevoerd. Schakel daarom een ​​professional in om de beste locatie- en installatieprotocollen voor het apparaat te testen. Daarnaast moet u zich door een expert laten adviseren over de beste technieken om ervoor te zorgen dat de technologie optimaal werkt. 

Investeren in een RFID-systeem kan een game-changer zijn. Of u er de vruchten van plukt, hangt echter af van hoe goed u het project uitvoert. 

Gezien het feit dat RFID-technologie voor veel mensen relatief nieuw is, hebben we deze uitgebreide beginnersgids opgesteld om u bij elke stap van de RFID-systeemimplementatie te begeleiden.