Az RFID-címke távolsági tartományának megértése

Mielőtt az RFID-címkék választékának sajátosságaira térnénk ki, meg kell értenie az RFID-technológia alapjait. Az RFID-rendszer egy címkéből, egy címkeolvasóból és egy háttérrendszerből áll.

Az RFID-címkét a nyomon követendő tárgyra erősítik, és egy antennából és egy mikrochipből áll.

Egy RFID címke olvasó a rendszerben a kommunikáció központi alapjaként működik. Rádiójeleket bocsát ki, amelyeket a címke antennája fogad és továbbít a mikrochiphez. A jelek fogadásakor a mikrochip adatokat küld vissza az olvasónak. Az RFID-címkeolvasó tehát a jelek és az információk ki- és beérkezési hurokjában működik.

Ezt követően a szoftver vagy a háttérrendszer értelmezi az olvasónak küldött adatokat. Ez a komponens az adatbázishoz kapcsolódik az összegyűjtött információk tárolása és felhasználása érdekében.

Az RFID-címkéknek vannak aktív, félig aktív és passzív típusai.

• Az aktív címkék saját akkumulátorral vagy áramforrással rendelkeznek. Rádiójeleket bocsátanak ki, amelyeket az olvasó az antennákon keresztül érzékel. Ez a tulajdonságuk lehetővé teszi, hogy nagy távolságokra működjenek, és csökkenti az emberi beavatkozás szükségességét. Az aktív címkék alternatív elnevezése a nagy távolságra működő RFID-olvasó.
• A félig aktív címkék az aktív és a passzív RFID-címkék köztes termékei. Ezek akkumulátorral töltik fel a címke áramkörét, és a rádiójelet közvetlenül az olvasótól kapják. Ezenkívül olyan alkalmazásokhoz is alkalmasak, amelyek nagy olvasási tartományt igényelnek.
• A passzív címkéknek nincs saját áramforrásuk. A mikrochip működtetéséhez az RFID-olvasó által kibocsátott jelek energiájára van szükségük. Ezért a passzív címkéknek az adatátvitelhez bizonyos távolságon belül kell lenniük az olvasótól. Más szóval rövidebb az olvasási tartományuk, mint az aktív és a félig aktív címkéknek. A nagy távolságra lévő RFID-olvasókkal ellentétben azonban a passzív címkéknél kisebb az esélye a rádióinterferenciának.

Az olvasási tartomány az a kifejezés, amely azt a távolságot írja le, ahonnan a címke olvasható. Az RFID-címke olvasási tartománya azonban több, mint egy egyszerű specifikáció. Ez egy létfontosságú tényező, amely meghatározza, hogy mennyire lesz hatékony a címke.

Például egy nagy hatótávolságú RFID-olvasó lehetővé teszi, hogy automatikusan nyomon kövesse az összes címkét. Ez kiküszöböli a kézi beolvasás vagy a pontos pozicionálás szükségességét. Ennek eredő előnye a gyorsabb adatgyűjtés és a megfelelő időgazdálkodás. A nagy hatótávolságú RFID-címkék emellett segítenek a munkaerőköltségek csökkentésében és a zökkenőmentes munkafolyamatok biztosításában.

Az optimális olvasási tartományú RFID-címke biztosítja, hogy a címke különböző környezetben is megbízható maradjon. Bizonyos tényezők azonban befolyásolhatják az RFID-követési távolságot. Ezek közé tartoznak;

Az RFID-technológiában három rádiófrekvenciás sáv létezik. Az RFID-rendszerek alacsony, magas és ultramagas frekvenciákon működnek. Az RFID-címkéknél minél magasabb a frekvencia, annál nagyobb az olvasási tartomány.

Az alacsony frekvenciájú RFID-rendszerek kis helyen működnek. A címkének és az olvasónak legfeljebb egy láb vagy fél méter távolságra kell lenniük egymástól. Ezt a jelenséget nevezzük közeli mezőhatásnak. Bár az alacsony frekvenciájú RFID-címkék nem alkalmasak nagy távolságok közötti nyomon követésre, számos alkalmazáshoz tökéletesen megfelelnek. Ilyen például a kártyaolvasók és a kulcskártyák, ahol a címkét az olvasó közelébe kell vinni.

Amikor egy alacsony frekvenciájú címke hatótávolságon kívül van, az általa fogott rádiófrekvenciák intenzitása gyorsan csökken. Ha a címke és az olvasó közötti távolság nő, a címke felé küldött teljesítmény csökken. Bár a nagyfrekvenciás RFID-címkék széles olvasási tartományt kínálnak, nagyobb az interferenciára való hajlamuk. A nagyfrekvenciás RFID-címkék olvasási tartománya miatt a tárgyak könnyebben akadályozhatják az olvasó és a címke közötti átvitelt.

Az RFID-címkéket passzív és aktív címkékre osztják. A passzív címkék nem rendelkeznek áramforrással. Ehelyett az olvasó jelének energiájára támaszkodnak a mikrochip működtetéséhez és az információk lekérdezéséhez. Ez a függőség a passzív címkék olvasási tartományát néhány méterre korlátozza. Más szóval, a megfelelő működéshez a címkének és az olvasónak közel kell lennie egymáshoz. Ezzel szemben az aktív címkék akkumulátorral rendelkeznek, amelyek segítségével az olvasótól több száz méterre is képesek adatokat továbbítani.

Az RFID-címkék kültéren és beltéren egyaránt működnek. Ezek az apró eszközök sokoldalúan alkalmazhatók. Megtalálhatók a mezőkön, ahol az állatállomány legelészik, és a bevásárlóközpontok szervezett menedékében egyaránt. Sajnos ez a sokoldalúság azt jelenti, hogy az RFID-címkék gyakran találkoznak olyan anyagokkal, amelyek befolyásolhatják az olvasási tartományukat. Ilyen például a víz és a fémek, amelyek elnyelik és visszaverik a rádiójeleket.

Mind a címke, mind az olvasó rendelkezik antennával. Az antenna kialakítása alapvető szerepet játszik az olvasási tartomány meghatározásában. Mivel a szűk fókuszú antennák hosszabb olvasási időt biztosítanak, mint egy egyszerű ostorantenna, érdemes rövidíteni. Bár könnyen növelhető az olvasási tartomány egy nagy irányú antennával, ez azonban több problémát okoz.

A keskeny sugár zavarja a sugár irányában lévő bármely más vevő jeleit. Minden alacsony frekvenciájú RFID-címke ezen az útvonalon interferenciával fog találkozni. Ennek fő eredménye a pontatlan adatgyűjtés lesz.

Az RFID-címkék legrövidebb olvasási tartománya körülbelül 10 cm. Az ilyen hatótávolságú címkék az alacsony frekvenciájú (LF) RFID-címkék. Ezek 30-300 kHz-es frekvencián működnek, és lassú olvasási idővel rendelkeznek. Az interferenciát tekintve azonban az LF RFID-címkéknél fordul elő a legkevesebb interferencia.

A nagyfrekvenciás (HF) RFID-címkék olvasási távolsága 10 cm és 1 m között van. Ezek 3 és 300 MHz közötti frekvencián működnek, bár sok HF-címke 13,56 MHz-en működik.

Az ultranagyfrekvenciás (UHF) RFID-címkék rendelkeznek a legnagyobb olvasási hatótávolsággal. Egy passzív címkénél a követési távolság elérheti a 12 métert. Másrészt az aktív címkékkel az UHF RFID könnyen elérheti a 300 láb vagy 100 méteres távolságot.