Vysokofrekvenční a nízkofrekvenční systémy RFID

Systémy RFID existují v různých variantách, z nichž každá funguje v jiném rozsahu rádiových frekvencí. Podle frekvence lze rozlišit čtyři různé kategorie těchto systémů. Naše pozornost však dnes bude zaměřena pouze na dvě z nich: nízkofrekvenční a vysokofrekvenční.

HF RFID, což je zkratka pro vysokofrekvenční RFID, je nejrozšířenější technologií RFID. Má snížený dosah čtení až na 1 stopu. To umožňuje její využití v různých aplikacích, včetně kontroly přístupu, sledování dokumentů a prodeje vstupenek. Tyto systémy fungují na vysoké frekvenci ve srovnání se systémy LF. Většina vysokofrekvenčních systémů RFID funguje na frekvenci 13,56 MHz v rámci vysokofrekvenčního pásma, které sahá od 3 MHz do 30 MHz.

Nízkofrekvenční RFID neboli LF RFID je specializovaná technologie RFID používaná při monitorování hospodářských zvířat a kontrole přístupu. Poskytuje omezený čtecí dosah maximálně 10 cm a pracuje při nízkém výkonu, ale se silným signálem. Systémy LF RFID pracují v průměru na frekvenci 125 KHz a na 134 KHz na extrémních koncích frekvenčního rozsahu 30 KHz až 300 KHz. Globální použitelnost LF spektra je omezená kvůli drobným odchylkám v úrovních výkonu a frekvencí v různých regionech.

Jejich nízká frekvence jim umožňuje komunikovat v kovovém a kapalném stavu s minimálním rušením. Díky tomu jsou méně náchylné k odpojení signálu a rozladění než vysokofrekvenční značky.

Nyní již máte základní znalosti o vysokofrekvenčních a nízkofrekvenčních systémech RFID. Přesto získáte komplexnější porozumění. Prozkoumejme tedy dále jejich odlišné výkonnostní ukazatele. Tento vás poučí a poskytne vám znalosti, které vám umožní učinit informované rozhodnutí pro vaše konkrétní potřeby.

Dalším faktorem při porovnávání vysoké a nízké frekvence je rychlost přenosu dat. Frekvence je úměrná rychlosti přenosu dat, pokud jste o tom nevěděli. Tento je uznávaným principem v bezdrátové komunikaci. Pokusme se tedy pochopit, proč tomu tak je. Tyto systémy používají binární zápis. Ty také obsahují číslice "0" a "1" pro odesílání dat. Počet vln za sekundu určuje frekvenci signálu tagu RFID. Navíc každý průběh odpovídá jednomu bajtu dat (0 nebo 1).

Tento ukazuje, že zvýšení frekvence signálu odpovídá zvýšení množství dat, které může odeslat. Bez ohledu na frekvenci se všechny rádiové signály šíří stejnou rychlostí. Signály, které mají větší kapacitu přenosu dat, posílají informace rychleji.

Rozdíl v přenosových rychlostech mezi systémy LF a HF je obrovský. Nízkofrekvenční systémy RFID přenášejí informace rychlostí 10 kilobitů za sekundu.. Kromě toho jsou vysokofrekvenční systémy schopny získat přenosové rychlosti až 424 kilobitů za sekundu.

Jak již bylo zmíněno, tyto dva systémy fungují v různých frekvenčních pásmech. Přesto je jejich frekvenční pásmo větší, než bylo uvedeno dříve. Nízkofrekvenční systém se vztahuje na jakýkoli systém fungující ve frekvenčním rozsahu 30 kHz až 30 kHz. Vysokofrekvenční systémy pracují s rádiovými signály ve frekvenčním rozsahu od 3 MHz do 30 MHz.

Normy stanovené pro konkrétní lokalitu způsobují, že se tyto normy liší. Záleží však na regionu, ve kterém se nacházíte. Aby systém fungoval, musí každá jeho část začít pracovat se stejnou frekvencí.

Programovatelnost systému RFID je zásadním prvkem, který ovlivňuje jeho hodnotu. Frekvenční tag RFID se skládá z mikročipu.. Obsahuje také substrát s anténou. Zařízení může ukládat data, ke kterým mají čtenáři přístup.

Značky LF mají paměť pouze pro čtení, takže uživatelé je nemohou přeprogramovat novými daty. Naproti tomu tagy HF jsou vybaveny pamětí pro čtení a zápis. V rámci čtečky NFC je tedy možné ukládat nové informace.

Tato vlastnost omezuje většinu značek LF na jednu položku. Díky možnosti čtení/zápisu jsou však HF tagy použitelné pro různé položky.

Forma a funkčnost identifikátorů jsou předávány jako jejich tvarový faktor. Nejčastěji se používají čipové karty, klíčenky, disky a štítky. Dalšími typy nízkofrekvenčních štítků jsou vložky, plastové ušní štítky a vložené štítky z bioskla (používané pro sledování zvířat). Hard K dispozici jsou také frekvenční štítky vyrobené z prvotřídního plastu ABS.

Komunikační dosah rádiového systému může ovlivnit řada faktorů. Jedním z nejvýznamnějších faktorů je provozní frekvence. Signály s vyšší frekvencí mají větší energii, protože jejich příkon roste s jejich frekvencí. Tyto signály tak mohou překonat větší vzdálenost. VF a LF signály mají ve srovnání s ostatními systémy omezený komunikační dosah. Maximální čtecí dosah nízkofrekvenčního tagu RFID je 6 palců. Maximální čtecí dosah vysokofrekvenčních tagů je však 12 palců od antény.

Systémy RFID přenášejí data prostřednictvím rádiových signálů. Degradace a zkreslení signálu jsou problémy, které musí řešit každý bezdrátový komunikační systém. Pokud jde o radiofrekvenční systémy, největší problémy představují kapaliny a kovy. Kovy mění frekvenci signálu RFID a brání správnému fungování tagu. Pracovní frekvence antény je úměrná její velikosti. Tento je způsobeno tím, že délka antény je úměrná vlnové délce signálu. 

Kromě toho jsou anténa štítku a kovový povrch v kontaktu. Samotný kovový povrch tak začíná fungovat jako anténa. Tento vede k tomu, že se anténa štítku naladí na nižší frekvenci než zbytek systému. Voda je vynikající elektrický vodič. Při kontaktu s ní se také rozptyluje rádiový signál. Tento dochází k energeticky náročnému kolísání nábojů. 

Rádiová vlna musí projít, aby se udržela v pohybu. S rostoucí frekvencí se tedy energie potřebujete aby se vlna mohla šířit vodou. Kvůli nízké frekvenci, jsou dochází k minimálnímu narušení při komunikaci v kovovém a kapalném stavu. Vysokofrekvenční tagy jsou však náchylnější k degradaci a rozladění signálu. Vysokofrekvenční tagy mohou v takových podmínkách dobře fungovat.

Nyní získáte většinu informací potřebných k rozlišení různých systémů RFID. Nízkofrekvenční systémy jsou díky těmto rozdílům vhodnější pro specifické aplikace. Mezi aplikace vysokofrekvenčních systémů patří:

• Automatizace IoT
• Prodej vstupenek
• Ověřování
• Platby
• Sledování knih v knihovně

Organizace používají nízkofrekvenční systémy RFID k různým účelům. Patří mezi ně chov hospodářských zvířat a sledování zvířat, kontrola přístupu, regulace automobilového průmyslu a zdravotnictví.

Vysokofrekvenční technologie RFID se liší od nízkofrekvenční technologie RFID. Aplikace v reálném světě se řídí provozní frekvencí, jak vyplývá z názvu. Naproti tomu obě tyto technologie zaznamenaly od nástupu technologie UHF pokles. Přesto je jejich cenová výhodnost a odolnost vůči kovům a látkám činí životaschopným soupeřem. Jedna z nich může být pro konkrétního uživatele vhodnější než druhá. Záleží také na odvětví a aplikaci. Vzhledem ke sníženým nákladům jsou LF ideální například pro malé provozy. V aplikacích s velkým objemem položek dává většina uživatelů přednost HF tagům. Také mají vyšší rychlost přenosu dat než ostatní typy.