Συστήματα RFID υψηλής συχνότητας VS χαμηλής συχνότητας

Τα συστήματα RFID κυκλοφορούν σε διάφορες ποικιλίες, καθεμία από τις οποίες λειτουργεί σε διαφορετικό εύρος ραδιοσυχνοτήτων. Τέσσερις διακριτές κατηγορίες τέτοιων συστημάτων μπορούν να διακριθούν με βάση τη συχνότητά τους. Όμως η προσοχή μας θα στραφεί σήμερα μόνο σε δύο από αυτές: χαμηλής και υψηλής συχνότητας.

Η HF RFID, που σημαίνει RFID υψηλής συχνότητας, είναι η πιο διαδεδομένη τεχνολογία RFID. Έχει μειωμένη εμβέλεια ανάγνωσης έως και 1 πόδι. Αυτό της επιτρέπει να χρησιμοποιείται σε διάφορες εφαρμογές, όπως ο έλεγχος πρόσβασης, η παρακολούθηση εγγράφων και η έκδοση εισιτηρίων. Τα συστήματα αυτά λειτουργούν σε υψηλή συχνότητα σε σύγκριση με τα συστήματα LF. Τα περισσότερα συστήματα HF RFID λειτουργούν στα 13,56 MHz, εντός της ζώνης συχνοτήτων HF, η οποία εκτείνεται από 3 MHz έως 30 MHz.

Η τεχνολογία RFID χαμηλής συχνότητας ή LF RFID είναι μια εξειδικευμένη τεχνολογία RFID που χρησιμοποιείται στην παρακολούθηση ζώων και στον έλεγχο πρόσβασης. Παρέχει περιορισμένη εμβέλεια ανάγνωσης όχι μεγαλύτερη από 10 cm και λειτουργεί με χαμηλή ισχύ αλλά με ισχυρό σήμα. Τα συστήματα LF RFID λειτουργούν κατά μέσο όρο στα 125 KHz και στα 134 KHz στα ακραία άκρα του εύρους συχνοτήτων από 30 KHz έως 300 KHz. Η παγκόσμια εφαρμοσιμότητα του LF φάσματος είναι περιορισμένη λόγω των μικρών διαφοροποιήσεων στα επίπεδα ισχύος και συχνότητας σε διάφορες περιοχές.

Η χαμηλή τους συχνότητα τους επιτρέπει να επικοινωνούν σε μεταλλικές και υγρές καταστάσεις με ελάχιστη διαταραχή. Αυτό τις καθιστά λιγότερο ευαίσθητες στη στέρηση σήματος και στον αποσυντονισμό σε σχέση με τις ετικέτες υψηλής συχνότητας.

Μέχρι τώρα, έχετε κατανοήσει τις βασικές αρχές των συστημάτων RFID υψηλής και χαμηλής συχνότητας. Ωστόσο, θα αποκτήσετε μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση του. Ας εξερευνήσουμε λοιπόν περαιτέρω τις ξεχωριστές μετρήσεις των επιδόσεών τους. Αυτό το θα σας διαφωτίσει και θα σας εφοδιάσει με τις γνώσεις που χρειάζεστε για να λάβετε μια τεκμηριωμένη απόφαση για τις συγκεκριμένες ανάγκες σας.

Ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων είναι ένας άλλος παράγοντας κατά τη σύγκριση υψηλής συχνότητας και χαμηλής συχνότητας. Η συχνότητα είναι ανάλογη της ταχύτητας μετάδοσης δεδομένων, αν δεν το γνωρίζατε. Αυτό το είναι μια αποδεκτή αρχή στην ασύρματη επικοινωνία. Επομένως, ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τον λόγο γι' αυτό. Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούν δυαδική σημειογραφία. Αυτά περιέχουν επίσης τα ψηφία "0" και "1" για την αποστολή δεδομένων. Ο αριθμός των κυματομορφών ανά δευτερόλεπτο καθορίζει τη συχνότητα του σήματος της ετικέτας RFID. Επιπλέον, κάθε κυματομορφή αντιστοιχεί σε ένα μόνο byte δεδομένων (0 ή 1).

Αυτό το δείχνει ότι η αύξηση της συχνότητας ενός σήματος αντιστοιχεί σε αύξηση της ποσότητας δεδομένων που μπορεί να στείλει. Ανεξάρτητα από τη συχνότητά τους, όλα τα ραδιοσήματα ταξιδεύουν με την ίδια ταχύτητα. Τα σήματα που διαθέτουν μεγαλύτερη ικανότητα μεταφοράς δεδομένων θα στέλνουν πληροφορίες πιο γρήγορα.

Η διαφορά στους ρυθμούς μεταφοράς μεταξύ των συστημάτων LF και HF είναι τεράστια. Τα συστήματα RFID χαμηλής συχνότητας μεταφέρουν πληροφορίες με ρυθμό 10 kilobits ανά δευτερόλεπτο.. Επιπλέον, τα συστήματα HF είναι ικανά να λαμβάνουν ρυθμούς μετάδοσης έως και 424 kilobits ανά δευτερόλεπτο.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα δύο αυτά συστήματα λειτουργούν σε διαφορετικές περιοχές συχνοτήτων. Παρόλα αυτά, το εύρος ζώνης συχνοτήτων τους είναι μεγαλύτερο από αυτό που αναφέρθηκε προηγουμένως. Η χαμηλή συχνότητα αφορά κάθε σύστημα που λειτουργεί στην περιοχή συχνοτήτων από 30 kHz έως 30 kHz. Τα συστήματα υψηλής συχνότητας λειτουργούν χρησιμοποιώντας ραδιοσήματα εντός του εύρους συχνοτήτων 3 MHz έως 30 MHz.

Τα πρότυπα που καθορίζονται για μια συγκεκριμένη τοποθεσία προκαλούν διαφοροποίηση των προτύπων αυτών. Εξαρτάται όμως από την περιοχή στην οποία βρίσκεστε. Για να λειτουργήσει ένα σύστημα, κάθε μέρος πρέπει να ξεκινά τη λειτουργία του στην ίδια συχνότητα.

Η δυνατότητα προγραμματισμού ενός συστήματος RFID είναι κρίσιμο στοιχείο που επηρεάζει την αξία του. Η συχνότητα μιας ετικέτας RFID αποτελείται από ένα μικροτσίπ. Επίσης, περιέχει υπόστρωμα με κεραία. Η συσκευή μπορεί να αποθηκεύει δεδομένα στα οποία έχουν πρόσβαση οι αναγνώστες.

Οι ετικέτες LF έχουν μνήμη μόνο για ανάγνωση, οπότε οι χρήστες δεν μπορούν να τις επαναπρογραμματίσουν με νέα δεδομένα. Αντίθετα, οι ετικέτες HF διαθέτουν μνήμη ανάγνωσης/εγγραφής. Έτσι, είναι δυνατή η αποθήκευση νέων πληροφοριών μέσα σε έναν αναγνώστη NFC.

Αυτό το χαρακτηριστικό περιορίζει τις περισσότερες ετικέτες LF σε ένα μόνο στοιχείο. Ωστόσο, η ικανότητα ανάγνωσης/εγγραφής των ετικετών HF τις καθιστά εφαρμόσιμες σε διάφορα αντικείμενα.

Η μορφή και η λειτουργικότητα των αναγνωριστικών αναφέρονται ως παράγοντα μορφής τους. Οι πιο συχνές χρήσεις αυτών των ετικετών είναι οι έξυπνες κάρτες, τα μπρελόκ, οι δίσκοι και οι ετικέτες. Τα ένθετα, οι πλαστικές ετικέτες αυτιών και οι ενσωματωμένες ετικέτες βιογυαλιού (που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση ζώων) είναι περισσότεροι τύποι ετικετών χαμηλής συχνότητας. Σκληρό Διατίθενται επίσης ετικέτες συχνότητας, κατασκευασμένες από υψηλής ποιότητας πλαστικό ABS.

Πολλοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την εμβέλεια επικοινωνίας ενός συστήματος RF. Ένας από τους σημαντικότερους προσδιοριστικούς παράγοντες είναι η συχνότητα λειτουργίας. Τα σήματα υψηλότερης συχνότητας έχουν περισσότερη ενέργεια επειδή η ισχύς εισόδου τους αυξάνεται με τη συχνότητά τους. Τα σήματα αυτά μπορούν επομένως να διανύσουν μεγαλύτερη απόσταση. Τα σήματα HF και LF έχουν περιορισμένη εμβέλεια επικοινωνίας σε σύγκριση με άλλα συστήματα. Η μέγιστη εμβέλεια ανάγνωσης μιας ετικέτας RFID χαμηλής συχνότητας είναι 6 ίντσες. Ωστόσο, η μέγιστη εμβέλεια ανάγνωσης των ετικετών υψηλής συχνότητας είναι 12 ίντσες από την κεραία.

Τα συστήματα RFID μεταδίδουν δεδομένα μέσω ραδιοσημάτων. Η υποβάθμιση και η παραμόρφωση του σήματος είναι ζητήματα που πρέπει να αντιμετωπίζει κάθε σύστημα ασύρματης επικοινωνίας. Όσον αφορά τα συστήματα RF, τα υγρά και τα μέταλλα αποτελούν τις σημαντικότερες προκλήσεις. Τα μέταλλα μεταβάλλουν τη συχνότητα του σήματος RFID και εμποδίζουν την ορθή λειτουργία μιας ετικέτας. Η συχνότητα λειτουργίας μιας κεραίας είναι ανάλογη του μεγέθους της. Αυτό το οφείλεται στο ότι το μήκος της κεραίας είναι ανάλογο του μήκους κύματος του σήματος. 

Επιπλέον, η κεραία μιας ετικέτας και μια μεταλλική επιφάνεια έρχονται σε επαφή. Έτσι, η ίδια η μεταλλική επιφάνεια αρχίζει να λειτουργεί ως κεραία. Αυτό το έχει ως αποτέλεσμα η κεραία της ετικέτας να συντονίζεται σε συχνότητα χαμηλότερη από το υπόλοιπο σύστημα. Το νερό είναι εξαιρετικός ηλεκτρικός αγωγός. Επίσης, διαχέει ένα ραδιοσήμα κατά την επαφή με αυτό. Αυτό το οφείλεται στην ενεργοβόρα διακύμανση των φορτίων. 

Το ραδιοκύμα πρέπει να υποβληθεί για να διατηρήσει την κίνησή του. Έτσι, καθώς η συχνότητα αυξάνεται, η ενέργεια ανάγκη για τη διάδοση του κύματος στο νερό. Λόγω χαμηλής συχνότητας, αυτοί παρουσιάζουν ελάχιστη διαταραχή κατά την επικοινωνία σε μεταλλική και υγρή κατάσταση. Ωστόσο, οι ετικέτες υψηλής συχνότητας είναι πιο ευαίσθητες στην υποβάθμιση του σήματος και στον αποσυντονισμό. Οι ετικέτες υψηλής συχνότητας μπορούν να λειτουργήσουν καλά σε τέτοιες συνθήκες.

Τώρα, έχετε τις περισσότερες από τις πληροφορίες που χρειάζεστε για να διακρίνετε μεταξύ των διαφόρων συστημάτων RFID. Τα συστήματα χαμηλής συχνότητας είναι πιο κατάλληλα για συγκεκριμένες εφαρμογές λόγω αυτών των διακρίσεων. Οι εφαρμογές των συστημάτων υψηλής συχνότητας περιλαμβάνουν:

• Αυτοματισμός IoT
• Έκδοση εισιτηρίων
• Αυθεντικοποίηση
• Πληρωμές
• Παρακολούθηση βιβλίων βιβλιοθήκης

Οι οργανισμοί χρησιμοποιούν συστήματα RFID χαμηλής συχνότητας για διάφορους σκοπούς. Σε αυτούς περιλαμβάνονται τα ζώα και οι εντοπισμός ζώων, έλεγχος πρόσβασης, ρύθμιση της αυτοκινητοβιομηχανίας και υγειονομική περίθαλψη.

Η τεχνολογία RFID υψηλής συχνότητας διαφέρει από την τεχνολογία RFID χαμηλής συχνότητας. Οι πραγματικές εφαρμογές ακολουθούν τη λειτουργική συχνότητα, όπως υποδηλώνει ο όρος. Αντίθετα, και οι δύο αυτές συχνότητες έχουν γνωρίσει πτώση από την έλευση της τεχνολογίας UHF. Παρόλα αυτά, η οικονομική τους αποδοτικότητα και η αντοχή τους σε μέταλλα και ουσίες τα καθιστούν βιώσιμο ανταγωνιστή. Το ένα μπορεί να είναι πιο κατάλληλο για έναν συγκεκριμένο χρήστη από το άλλο. Επίσης, αυτό εξαρτάται από τη βιομηχανία και την εφαρμογή. Λόγω του μειωμένου κόστους τους, τα LF είναι ιδανικά, για παράδειγμα, για επιχειρήσεις μικρής κλίμακας. Σε εφαρμογές με μεγάλο όγκο αντικειμένων, οι ετικέτες HF προτιμώνται από την πλειονότητα των χρηστών. Επίσης, έχει ταχύτερο ρυθμό μεταφοράς δεδομένων από άλλους τύπους.