Mikä on RFID? Kattava opas aloittelijoille

Mikä on RFID

RFID on lyhenne sanoista Radiotaajuustunnistus. Tämä on tekniikka, joka käyttää radioaaltoja tiedonsiirtoon. 

Jotta se toimisi, sinulla on oltava täydellinen RFID -järjestelmä, joka sisältää:

Etiketti sisältää koodattua tietoa, jonka lukija voi kaapata. Tunnisteen on kuitenkin oltava hyväksyttävän etäisyyden sisällä, jotta lukija voi kaapata tiedot. Tätä etäisyyttä kutsutaan lue alue

Jos tunniste on hyvällä lukualueella, se havaitsee lukijan tuottamat radioaallot. Tämän seurauksena se luovuttaa tiedot lukijalle analysoitavaksi.  

Miten RFID -tekniikka toimii

Kuten olemme jo todenneet, RFID -järjestelmä koostuu seuraavista:

Molemmat komponentit toimivat rinnakkain. Siksi sinun on aina varmistettava, että jokainen niistä on erinomaisessa kunnossa, jos haluat saada parhaat tulokset RFID -järjestelmästäsi.

Kaikki sen sovellukset keskittyvät tunnistamiseen (kyky vaihtaa ja todentaa tietoja sähköisesti).

RFID -lukija tuottaa radioaaltoja ja luo siten sähkömagneettisen kentän. Jos tunniste lähestyy sitä, se vastaanottaa aallot ja julkaisee tunnisteeseen tallennetut tiedot.

RFID: n lyhyt historia 

Nyt kun ymmärrät RFID -tekniikan ensisijaisen toimintaperustelun, saatat ihmetellä, miten se syntyi.

Kuka oli ensimmäinen henkilö, joka käytti tekniikkaa, ja mihin tarkoitukseen?

RFID -tekniikka on suhteellisen vanha. Se juontaa juurensa toiseen maailmansotaan. Tänä aikana brittiläiset, japanilaiset, amerikkalaiset ja saksalaiset armeijat käyttivät tutkaa tunnistamaan alueitaan lähestyvät vihollisen koneet. 

Kuitenkin oli haaste, koska kukaan ei voinut erottaa lentokoneitaan vihollisista. 

Vasta saksalaiset tajusivat, että jos lentäjät rullaavat koneitaan lähestyessään tutkaa, he lähettävät erilaisia ​​signaaleja. Nämä ainutlaatuiset signaalit tarkoittaisivat, että lentokone oli saksalaisen lentäjän alaisuudessa. Tästä tekniikasta tuli ensimmäinen passiivinen RFID -järjestelmä. 

Britit tekivät myös Active Identify Friend/Foe (AIF) -järjestelmän - tästä tuli ensimmäinen aktiivinen RFID -järjestelmä. Sotilaat kiinnittivät lähettimen koneisiin. Tämä siru/ lähetin lähettäisi signaaleja takaisin tutkalle ja tunnistaisi lentokoneen joko ystävälliseksi tai vaaralliseksi. 

Tähän mennessä RFID käyttää samoja käsitteitä kuin saksalaiset ja britit. Näin:

  • Passiivinen RFID (kuten saksalainen lähestymistapa sodassa). Tunniste lähettää signaalin transponderille/ RFID -lukijalle heijastaen signaalin tiedon välittämiseksi. 
  • Aktiivinen RFID (brittien käyttämä). Tunniste lähettää signaalin transponderille, ja se lähettää sen ja vaihtaa tietoja. 

Kuitenkin ensimmäinen RFID -tekniikkapatentti saavutettiin Mario W.Cardullo 23. tammikuuta 1973.  

RFID-tekniikan perusteellinen analyysi

Jotta voisimme ymmärtää RFID-tekniikan ytimen, keskustelemme sen pääkomponenteista yksityiskohtaisesti. 

RFID -TAG

Mikä on RFID -tunniste? RFID -tunniste on yksi RFID -järjestelmän kriittisimmistä osista. Tunniste tallentaa tietyn henkilön tai omaisuuden tiedot.

Esimerkiksi

Tunniste voi tallentaa nimesi, työtehtäväsi numeron, sormenjäljet ​​ja kaikki muut tunnistamiseen hyödylliset tiedot. Lisäksi tagi voi tallentaa tietoja omaisuuden sijainnista, viimeisestä palvelupäivästä ja muita lisätietoja, jotka voivat olla hyödyllisiä omaisuuden seurannassa ja varastonhallinnassa. 

Tunniste koostuu kahdesta pääelementistä, mukaan lukien:

  • Antenni. Tämä on osa, joka vastaanottaa ja lähettää signaaleja. Kun tunniste liikkuu RFID -lukijan lukualueella, antenni havaitsee signaalit ja lähettää tiedot takaisin. 
  • Integroitu piiri (IC)/ RFID -siru. Tämä on osa tagia, joka tallentaa tietoja. Jokaisella IC: llä on neljä muistipankkia - User, EPC, TID ja Reserved. 

RFID -tunniste voidaan upottaa eri materiaaleihin, kuten kortteihin, rannekkeisiin, työntekijöiden tunnuksiin ja avaimenperiin.

Lisäksi sinun tulee aina liittää RFID -tunnisteesi suoraan omaisuuteen, jos haluat seurata/ tunnistaa sen helposti.  

Tunnisteiden tyypit 

RFID -tunnisteita on kolme päätyyppiä. Ne sisältävät:

  • Aktiivisia. Nämä ovat tehokkaita tunnisteita, joissa on lähetin ja akku. Näiden ominaisuuksien vuoksi ne ovat yleensä suurempia kuin passiiviset. Ne tarjoavat kuitenkin paremmat lukualueet (jopa 100 metriä) ja lähetysnopeudet.  
  • Passiivinen. Toisin kuin aktiiviset tunnisteet, näissä ei ole akkua. Sellaisina ne ovat pieniä (1–10 metriä) ja niillä on rajoitettu lukualue. Ne ovat myös hitaita tiedonsiirrossa. 
RFID -tyypit

Lisäksi passiivisista tunnisteista on olemassa parannettu versio. Paristokäyttöisten passiivisten tunnisteiden lukualue on jopa 30 metriä ja tiedonsiirtonopeus suhteellisen nopea. 

RFID -tunnisteen valitseminen

Kun valitset RFID -tunnisteesi, sinun on aina arvioitava tarpeesi. Jos haluat seurata kohteita kaukana lukijasta, hanki aktiivinen, koska sen lukualue on jopa 100 metriä. Muita vaihtoehtoja ovat passiiviset, matalataajuiset, korkeataajuiset ja erittäin korkeat taajuustunnisteet.

Muita huomioon otettavia tekijöitä ovat:

  • Hinta. Tunnisteen hinta riippuu sen rakenteesta ja tarvittavasta määrästä. Esimerkiksi upotunnisteet maksavat 0.09–1–75 dollaria, kun taas kovat tagit maksavat 1–20 dollaria. Jos ostat suuria määriä, saat paremman hinnan. 
  • Ympäristötekijät. Kestääkö tunniste korkeita lämpötiloja, vettä ja kemikaaleja? Arvioi aina ympäristösi ja osta vain tagi, joka toimii optimaalisesti vallitsevissa olosuhteissa.
  • Helppo muokata. Tarkista aina, onko tagi vain luku (RO) vai luku/kirjoitus (RW). RW: n avulla voit muokata tietoja säännöllisesti. Lisäksi sinun on tarkistettava ihannetunnisteesi muoto ja koko. 
  • Kiinnitysmenetelmä Mitä kiinnitystekniikkaa haluat käyttää RFID -tunnisteesi kanssa? Onko kyseessä liimat, niitit vai epoksi? Tarkista, että käyttämäsi tunniste voidaan kiinnittää ihanteellisella menetelmällä vaarantamatta sen toimivuutta. 
  • RFID -lukijat/ kuulustelijat 

RFID-lukija

RFID -lukija on RFID -järjestelmän tärkein osa. Jos tämä osa on viallinen, koko RFID -järjestelmäsi ei toimi. 

Näitä kuulustelijoita on saatavana kahta eri tyyppiä:

  • Kiinteät RFID -lukijat. Kuten nimestä voi päätellä, kiinteät lukijat pysyvät yhdessä paikassa. Se asennetaan yleensä seinälle tai muulle pinnalle. Vaikka lukijoissa voi olla sisäänrakennettu antenni, useimmissa niistä on ulkoinen portti, johon voit liittää jopa 32 antennia.  
  • Mobiilit RFID -lukijat. Nämä laitteet ovat kannettavia, ja voit siirtää niiden kanssa eri paikkoihin. Ne ovat ihanteellisia käytettäväksi kaupoissa, joissa sinun on skannattava piilotettujen tavaroiden RFID -tunnisteet. 

RFID -lukijan valitseminen

Kun valitset lukijaasi, ota huomioon sen antennien lukumäärä, liitettävyys (LAN, Bluetooth, lisäportti, Wi-Fi tai USB) ja muut käytettävissä olevat apuohjelmat (HDMI, USB, kamera tai GPS). 

Lisäksi kannattaa tarkistaa niiden edullisuus. Kuulustelijat maksavat ominaisuuksista riippuen 400–3000 dollaria. Esimerkiksi USB -lukijat ovat suhteellisen edullisia ja voivat maksaa noin 400 dollaria.

RFID -antennit

RFID -antennit ovat vastuussa kuulustelijan vapauttamien signaalien muuntamisesta aaltoiksi, jotka RFID -tunnisteet myöhemmin valitsevat. 

Jos haluat ymmärtää antennien toiminnallisuuden, tarkista seuraavat määritelmät:

  • Antennin vahvistus. RFID -tunnisteiden tehokkuutta tuottaa tarpeeksi aaltoja tunnisteiden havaitsemiseksi kutsutaan antennin vahvistukseksi. Mitä suurempi antennivahvistus, sitä tehokkaampi antenni. 
  • Antennin napaisuus. Tämä viittaa RFID -antennin kykyyn lähettää radioaaltoja joko pysty- tai vaakasuunnassa. Antenni voi olla vaakasuoraan lineaarinen, pystysuora lineaarinen tai ympyräpolarisoitu. Pyöreästi polarisoitu lähettää aaltoja, jotka pyörivät jatkuvasti vaaka- ja pystytasojen välillä.

Parhaan lukualueen saamiseksi sinun on varmistettava, että antennin napaisuus on RFID -tunnisteen napaisuuden mukainen. 

Antennin valinta 

Kun valitset antennin, ota huomioon seuraavat tekijät:

  • Taajuusalue. Se voi olla 860 MHz -960 MHz, 902 MHz -928 MHz tai 865 MHz -868 MHz.
  • Vastakkaisuus. Antenni voi olla lineaarinen tai pyöreä. Suosittelemme lineaarista, joka sopii RFID -tunnisteen napaisuuden kanssa. 
  • Lue alue. Voit valita joko kaukokentän tai lähikentän lukualueet tarpeidesi mukaan.
  • Hinta. Antennin hinta vaihtelee 50 dollarista 300 dollariin. Varmista, että saat kaikki tarvitsemasi ominaisuudet ennen kuin harkitset hintaa. 

Lisäksi sinun on varmistettava, että antennisi on ihanteellisen kokoinen ja että sen asennus on yksinkertainen. 

RFID -kaapelit 

RFID -antennikaapelit yhdistävät RFID -lukijan RFID -antenniin. Jos kaapeli on viallinen, lukija ei saa virtaa. Toimimaton kaapeli johtaa sellaisenaan toimimattomaan RFID -järjestelmään.

Kun valitset parhaita RFID -kaapeleita, ota huomioon seuraavat tekijät:

  • Liittimet. Varmista aina, että liitin on yhteensopiva RFID -lukijasi kanssa. Esimerkiksi RFID-lukija, jossa on RP-TNC-naarasliitin, vaatii kaapelin, jossa on RP-TNC-urosliitin. 
  • Pituus. Varmista aina, että kaapeli on riittävän pitkä, jotta lukija voi toimia optimaalisesti sijainnista riippumatta. Pidemmät kaapelit voivat kuitenkin johtaa liialliseen virran menetykseen. Ratkaisu tähän on varmistaa, että RFID -lukija ja antenni ovat suhteellisen lähellä, jotta voit käyttää lyhyempää kaapelia. 
  • Paksuus ja eristysluokitus. Mitä paksumpi kaapeli, sitä parempi eristys. Varmista, että kaapeli on hyvin eristetty, jotta vältytään sähköhäviöltä. Mitä pidempi se on, sitä paksumman sen pitäisi olla. 

RFID -lähetysten tyypit

RFID -lähetysten tyypit

RFID -tekniikka käyttää tiedon siirtämiseen sähkömagneettisia aaltoja (EW). EW: ssä on kolme päätaajuusaluetta. Ne sisältävät:

  • Matala taajuus 
  • Korkeataajuus
  • Erittäin korkea taajuus

Matalataajuiset lähetykset

Tämä on pienin taajuuslähetys sähkömagneettisessa aallossa. Se tarjoaa suhteellisen kapean lukualueen ja pienen siirtonopeuden. Tässä ovat sen tärkeimmät ainutlaatuiset ominaisuudet:

  • Toimii 30-300 kHz taajuusalueella. Useimmilla tunnisteilla on kuitenkin kiinteä alue joko 134 kHz tai 125 kHz.
  • Niiden lukualue on noin 10 cm. Tunniste, joka on yli 10 cm päässä lukijasta, ei poimi lukijan radioaaltoja. 
  • Se maksaa 0.75–5 dollaria per tunniste, ja sitä käytetään laajalti eläinten seurantaan, auton avaimenperään ja kulunvalvontaan. Ne ovat myös ihanteellisia käytettäväksi metalliesineissä ja nestemäisessä ympäristössä.

Vaikka matalataajuiset tunnisteet ovat suhteellisen edullisia, niissä on rajallinen muisti ja alhainen tiedonsiirtonopeus. Sellaisenaan ne eivät ole ihanteellisia, jos haluat nopean tiedonsiirtonopeuden. 

Korkeataajuiset lähetykset 

Tämä lähetysluokka on ihanteellinen silloin, kun tehtäväsi vaatii suhteellisen laajan lukuetäisyyden. Suuria taajuuksia käyttävät tunnisteet voivat havaita radioaaltoja 30 cm: n etäisyydeltä. 

Niiden ensisijainen taajuusalue on 13.56 MHzja ne maksavat 0.2–10 dollaria per tunniste. Tämä taajuus täyttää kaikki maailmanlaajuiset standardit, joten se on ihanteellinen henkilöllisyystodistukseen, kirjaston hallintaan ja kulunvalvontaan.

Lisäksi suurtaajuista lähetystä käytetään NFC (Near Field Communication) -tekniikassa. 

Erittäin korkea taajuus 

Huolimatta erittäin korkeiden ja erittäin korkeiden taajuuksien saatavuudesta, erittäin korkea taajuus on korkein RFID: ssä käytetty taajuus. Se toimii parhaiten taajuusalueella 300-3000 MHz, ensisijaisilla taajuuksilla 860-960 MHz ja 433 MHz 

Tämä taajuus voidaan luokitella edelleen:

  • Aktiivinen RFID. Nämä tunnisteet käyttävät 433 MHz: n taajuutta. Harvinaisissa tapauksissa aktiivinen RFID käyttää erittäin korkeaa taajuusaluetta, jopa 2.45 GHz. Sen lukuetäisyys on jopa 100 metriä ja se maksaa 25–50 dollaria. Sen lukualue on ihanteellinen ajoneuvojen seurantaan ja käyttöön kaivos- ja rakennusteollisuudessa. Se ei kuitenkaan toimi hyvin metallisissa ja nestemäisissä ympäristöissä. 
  • Passiivinen RFID. Tekniikka käyttää 860 - 960 MHz ja sen lukualue on jopa 25 metriä. Se maksaa 0.09–20 dollaria per tunniste, ja sitä voidaan käyttää valmistus-, lääke-, elektroniikka-, kilpailuajoitus- ja toimitusketjusektoreilla. Niillä on korkea tiedonsiirtonopeus. 

RFID -standardit 

RFID -standardien ymmärtäminen auttaa sinua valitsemaan yrityksellesi parhaan tuotteen. Se tarjoaa myös hyödyllistä tietoa alan säännöistä. 

Mitä RFID -standardit ovat? 

RFID -ohjeet ovat standardeja, joiden avulla yksi valmistaja voi tehdä tuotteista yhteensopivia toisen valmistajan tuotteiden kanssa. Esimerkiksi valmistajan A tekemän tunnisteen pitäisi toimia hyvin valmistajan B tekemän lukijan kanssa. 

RFID -ohjeet säätelevät myös sitä, miten lukijan ja tunnisteen välinen kommunikaatio tapahtuu.

RFID -standardien merkitys 

RFID -teollisuuden vakiosäännösten ansiosta RFID -tuotteiden käyttö on helppoa. Tässä muutamia RFID -standardoinnin tärkeimpiä etuja:

  • Täydentävien tuotteiden kehittäminen. Kaikki RFID -tuotteet on valmistettu käyttäen samoja standardeja ja täydentävät siten toisiaan. 
  • Parannettu kilpailu. RFID -standardit auttavat laajentamaan markkinoita ja lisäämään kilpailua. Tämän seurauksena standardoitujen tuotteiden hinnat ovat oikeudenmukaiset. 
  • Lisää käyttäjien luottamusta. Kun käytät standardoitua tuotetta, olet varma, että laatu ja toiminnallisuus ovat huippuluokkaa. 

Kuka asettaa RFID -määräykset? 

Kaksi kansainvälistä järjestöä säätelee RFID -teollisuutta. Ne sisältävät:

  • Kansainvälinen standardointijärjestö (ISO)
  • Elektroniikan tuotekoodi Global Incorporated (EPCglobal)

Vuonna 1996 ISO sääti RFID -tekniikan käyttöä yhteistyössä kansainvälisen sähköteknisen komission (IEC) kanssa. Myöhemmin ISO/IEC muodosti yhteisen teknisen komitean (JTC). 

Komitean tehtävänä oli käsitellä erilaisia ​​RFID -kysymyksiä, kuten ilmarajapinta ja siihen liittyvät protokollat, tietosisältö ja muotoilu sekä vaatimustenmukaisuustestaus. 

Näiden kansainvälisten sääntelyelinten lisäksi on alueellisia ja kansallisia RFID -standardointikomiteoita. Tärkeimmät ovat:

  • ETSI

ETSI on lyhenne sanoista European Telecommunications Standards Institute. Elimellä on valtuudet asettaa standardeja radioaaltojen viestintäkanaville Euroopassa. 

  • FCC 

FCC tarkoittaa Federal Communications Commissionia. Elimen tehtävänä on säännellä radioaaltojen käyttöä viestintään Yhdysvalloissa. 

Koska Eurooppa ja Yhdysvallat olivat edelläkävijöitä RFID -tekniikan sääntelyssä, useimmat maat ovat hyväksyneet standardinsa. Vain muutamat valtiot, kuten Armenia, ovat kehittäneet itsenäisen standardin. 

RFID -sovellukset 

RFID -sovellukset

RFID -tekniikalla on monia sovelluksia. Se on lähinnä olennainen osa puolustusjärjestelmiä monissa hallituksissa maailmanlaajuisesti. Muita tärkeitä sovelluksia ovat:

  • Varastonhallinta. Ei ole väliä, hallitsetko supermarketia, tuotantolaitosta vai vähittäiskauppaa; RFID -tekniikka yksinkertaistaa varastonhallintaa! 
  • Omaisuuden seuranta. RFID -tekniikan avulla voit seurata sijaintiasi. Tällä tavalla voit tietää, milloin he muuttavat pois sallituilta alueilta ja hillitsevät varkauksia.
  • Henkilöstön seuranta. Henkilöstöpäälliköt käyttävät RFID: tä henkilöstönsä seuraamiseen. He voivat saada tietoja osallistumisesta, suorituskyvystä ja monista muista tekijöistä ilman vaivaa. 
  • Kulunvalvonta. Jos haluat rajoittaa tiettyyn huoneeseen pääsevien ihmisten määrää, voit käyttää RFID -tekniikkaa. Kaikilla valtuutetuilla työntekijöillä on tunniste, joka auttaa heitä pääsemään paikkaan. 
  • Henkilöllisyystodistus. RFID -tekniikkaa käytetään kirjastoissa, valtion virastoissa ja monissa muissa laitoksissa tunnistamisen helpottamiseksi.
  • Eläinten seuranta. Matalataajuisilla tunnisteilla on maailmanlaajuinen standarditunnistus käytettäväksi karjanseurannassa. Ne kiinnittyvät hyvin eläinten kudoksiin ja tekevät niistä parhaan seurannan.
  • Väärentämisen estäminen. Lääketeollisuudessa valmistajat käyttävät RFID -tekniikkaa tuotteiden todentamiseen. 

Muita RFID-tekniikan käyttökohteita ovat toimitusketjun hallinta, kilpailuajoitus, uistelut, tapahtumakäynnin seuranta, ajoneuvon seuranta ja reaaliaikainen sijainti. 

Voit harkita muita RFID -laitteita, kuten RFID -portaaleja, RFID -tulostimia, RF -tehonkartoittajia ja GPIO -sovittimia. 

Tärkeimmät asiat ennen RFID -järjestelmän ostamista

Investointi oikeaan RFID -järjestelmään voi olla kallista. Saatat kuluttaa jopa 3500 dollaria! Siksi sinun tulee suorittaa laaja tarpeiden tutkimus varmistaaksesi, että järjestelmä hyödyttää yritystäsi.

  • Harkitse sijoitetun pääoman tuottoa. Onko RFID -järjestelmän asentaminen välttämätöntä yrityksellesi? Lisääkö se myyntiä ja tehostaako se? Ennen kuin aloitat asennusprosessin, sinun on suoritettava sovellus- ja kustannus toteutettavuustutkimus. Osta se vain, jos olet vakuuttunut siitä, että sinulla on riittävän laaja ulottuvuus hallitaksesi tekniikkaa. Näin voit taata sijoitetun pääoman tuoton.
  • Käyttökustannukset. Sinun on arvioitava sekä kiinteät että toistuvat kulut. Kiinteät kustannukset voivat sisältää RFID -lukijan, RFID -tunnisteiden ja RFID -tulostimien ostamisen. Toisaalta toistuvat menot voivat koostua tulostimen nauhojen ostamisesta, RFID -upotuksesta ja ohjelmiston uusimisesta. Kun kaikki kustannukset on saatu, raportin pitäisi osoittaa, että investointi on elinkelpoinen. 
  • Tarkista ympäristösi. Ympäristösi voi vaikuttaa RFID -järjestelmiin. Ennen kuin aloitat RFID -asennuksen, varmista, että se on yhteensopiva ympäristön kanssa. Näin vältät RFID -komponenttien ostamisen, jotka eivät toimi optimaalisesti. Esimerkiksi jotkut RFID -tunnisteet eivät toimi hyvin metallipinnoilla. Sinun pitäisi välttää sitä, jos haluat seurata metalliesineitä. 
  • Harkitse henkilöstövaatimusta. Muista, että RFID -järjestelmän tehokkuus riippuu siitä, kuinka hyvin tiedonsiirto tunnisteen ja lukijan välillä suoritetaan. Siksi sinun on otettava yhteyttä ammattilaiseen testaamaan laitteen paras sijainti ja asennusprotokollat. Lisäksi sinun pitäisi saada asiantuntijan neuvoja parhaista tekniikoista, jotta tekniikka toimii optimaalisesti. 

RFID-järjestelmään sijoittaminen voi muuttaa tilannetta. Kuitenkin hyödyn saaminen riippuu siitä, kuinka hyvin teet projektin. 

Ottaen huomioon, että RFID -tekniikka on suhteellisen uutta monille ihmisille, olemme laatineet tämän kattavan aloitusoppaan opastaaksemme kaikkia RFID -järjestelmän käyttöönoton vaiheita.