Systemy RFID wysokiej i niskiej częstotliwości

Systemy RFID występują w różnych odmianach, z których każda działa w innym zakresie częstotliwości radiowych. Ze względu na częstotliwość można wyróżnić cztery odrębne kategorie takich systemów. Ale nasza uwaga będzie dziś skierowana tylko na dwie z nich: niską i wysoką częstotliwość.

HF RFID, co oznacza RFID o wysokiej częstotliwości, jest najbardziej rozpowszechnioną technologią RFID. Charakteryzuje się ona zmniejszonym zasięgiem odczytu do 1 stopy. Umożliwia to wykorzystanie jej w różnych zastosowaniach, w tym kontroli dostępu, śledzeniu dokumentów i sprzedaży biletów. Systemy te działają na wysokiej częstotliwości w porównaniu do systemów LF. Większość systemów RFID HF działa na częstotliwości 13,56 MHz, w paśmie częstotliwości HF, które rozciąga się od 3 MHz do 30 MHz.

RFID o niskiej częstotliwości lub LF RFID to wyspecjalizowana technologia RFID stosowana w monitorowaniu zwierząt gospodarskich i kontroli dostępu. Zapewnia ona ograniczony zasięg odczytu nie większy niż 10 cm i działa przy niskiej mocy, ale z silnym sygnałem. Systemy LF RFID działają średnio na częstotliwości 125 KHz i 134 KHz na skrajnych końcach zakresu częstotliwości od 30 KHz do 300 KHz. Globalne zastosowanie widma LF jest ograniczone ze względu na niewielkie różnice w poziomach mocy i częstotliwości w różnych regionach.

Niska częstotliwość pozwala im komunikować się w stanie metalicznym i ciekłym przy minimalnych zakłóceniach. Dzięki temu są mniej podatne na brak sygnału i rozstrojenie niż znaczniki o wysokiej częstotliwości.

Posiadasz już podstawową wiedzę na temat systemów RFID wysokiej i niskiej częstotliwości. Jednak teraz uzyskasz bardziej kompleksową zrozumienie. Przyjrzyjmy się zatem bliżej ich różnym wskaźnikom wydajności. To oświeci Cię i wyposaży w wiedzę, która pozwoli Ci podjąć świadomą decyzję dotyczącą Twoich konkretnych potrzeb.

Szybkość przesyłania danych jest kolejnym czynnikiem przy porównywaniu wysokiej częstotliwości z niską częstotliwością. Częstotliwość jest proporcjonalna do prędkości transmisji danych. To jest przyjętą zasadą w komunikacji bezprzewodowej. Spróbujmy zatem zrozumieć przyczynę tego stanu rzeczy. Systemy te wykorzystują notację binarną. Zawierają one również cyfry "0" i "1" do wysyłania danych. Liczba przebiegów na sekundę określa częstotliwość sygnału tagu RFID. Co więcej, każdy kształt fali odpowiada pojedynczemu bajtowi danych (0 lub 1).

To pokazuje, że wzrost częstotliwości sygnału odpowiada wzrostowi ilości danych, które może on przesłać. Niezależnie od częstotliwości, wszystkie sygnały radiowe poruszają się z identyczną prędkością. Sygnały posiadające większą zdolność przenoszenia danych będą wysyłać informacje szybciej.

Różnica w szybkości transferu między systemami LF i HF jest ogromna. Systemy RFID o niskiej częstotliwości przesyłają informacje z prędkością 10 kilobitów na sekundę. Ponadto systemy HF są w stanie uzyskać szybkość transmisji do 424 kilobitów na sekundę.

Jak wspomniano wcześniej, te dwa systemy działają w różnych zakresach częstotliwości. Mimo to ich pasmo częstotliwości jest większe niż podano wcześniej. Niska częstotliwość odnosi się do każdego systemu działającego w zakresie częstotliwości od 30 kHz do 30 kHz. Systemy wysokiej częstotliwości działają przy użyciu sygnałów radiowych w zakresie częstotliwości od 3 MHz do 30 MHz.

Standardy ustanowione dla konkretnej lokalizacji powodują, że standardy te mogą się różnić. Zależy to jednak od regionu, w którym się znajdujesz. Aby system działał, każda część musi zacząć działać z tą samą częstotliwością.

Programowalność systemu RFID jest kluczowym elementem wpływającym na jego wartość. Częstotliwość tagu RFID składa się z mikroukładu. Zawiera również podłoże z anteną. Urządzenie może przechowywać dane, do których dostęp mają czytniki.

Tagi LF mają pamięć tylko do odczytu, więc użytkownicy nie mogą przeprogramować ich nowymi danymi. Z kolei tagi HF są wyposażone w pamięć odczytu/zapisu. Możliwe jest więc przechowywanie nowych informacji w czytniku NFC.

Ta cecha ogranicza większość tagów LF do pojedynczego elementu. Jednak możliwość odczytu/zapisu znaczników HF sprawia, że można je stosować do różnych elementów.

Forma i funkcjonalność identyfikatorów są odsyłane określane jako ich forma. Karty inteligentne, breloki do kluczy, dyski i etykiety to najczęstsze zastosowania tych tagów. Wkładki, plastikowe kolczyki do uszu i osadzane znaczniki bioglass (używane do śledzenia zwierząt) to kolejne rodzaje znaczników o niskiej częstotliwości. Twardy Dostępne są również znaczniki częstotliwości wykonane z wysokiej jakości tworzywa ABS.

Na zasięg komunikacji systemu RF może wpływać wiele czynników. Jednym z najważniejszych czynników jest częstotliwość robocza. Sygnały o wyższej częstotliwości mają więcej energii, ponieważ ich moc wejściowa wzrasta wraz z częstotliwością. Sygnały te mogą zatem przemieszczać się na większe odległości. Sygnały HF i LF mają ograniczony zasięg komunikacji w porównaniu do innych systemów. Maksymalny zasięg odczytu znacznika RFID o niskiej częstotliwości wynosi 6 cali. Jednak maksymalny zasięg odczytu znaczników o wysokiej częstotliwości wynosi 12 cali od anteny.

Systemy RFID przesyłają dane za pośrednictwem sygnałów radiowych. Degradacja sygnału i zniekształcenia to problemy, z którymi musi sobie poradzić każdy system komunikacji bezprzewodowej. Jeśli chodzi o systemy RF, płyny i metale stanowią największe wyzwanie. Metale zmieniają częstotliwość sygnału RFID i utrudniają prawidłowe działanie tagu. Częstotliwość pracy anteny jest proporcjonalna do jej wielkości. To wynika z faktu, że długość anteny jest proporcjonalna do długości fali sygnału. 

Co więcej, antena tagu i metalowa powierzchnia stykają się ze sobą. W ten sposób sama metalowa powierzchnia zaczyna działać jak antena. To powoduje, że antena tagu dostraja się do częstotliwości niższej niż reszta systemu. Woda jest doskonałym przewodnikiem elektrycznym. Ponadto rozprasza sygnał radiowy w kontakcie z nią. To występuje z powodu energochłonnej fluktuacji ładunków. 

Fala radiowa musi zostać poddana, aby utrzymać ruch. Tak więc, wraz ze wzrostem częstotliwości, energia potrzeba dla propagacji fali przez wodę. Ze względu na niską częstotliwość, oni doświadczają minimalnych zakłóceń podczas komunikacji w stanie metalicznym i ciekłym. Jednak znaczniki o wysokiej częstotliwości są bardziej podatne na degradację sygnału i rozstrojenie. Tagi o wysokiej częstotliwości mogą dobrze funkcjonować w takich warunkach.

Teraz masz większość informacji potrzebnych do rozróżnienia różnych systemów RFID. Systemy o niskiej częstotliwości są bardziej odpowiednie do określonych zastosowań ze względu na te rozróżnienia. Zastosowania systemów wysokiej częstotliwości obejmują:

• Automatyzacja IoT
• Sprzedaż biletów
• Uwierzytelnianie
• Płatności
• Śledzenie książek w bibliotece

Organizacje wykorzystują systemy RFID o niskiej częstotliwości do różnych celów. Obejmują one zwierzęta gospodarskie i śledzenie zwierzątKontrola dostępu, regulacje motoryzacyjne i opieka zdrowotna.

Technologia RFID wysokiej częstotliwości różni się od RFID niskiej częstotliwości. Zastosowania w świecie rzeczywistym podążają za częstotliwością operacyjną, jak sugeruje termin. W przeciwieństwie do tego, obie te technologie doświadczyły spadku od czasu pojawienia się technologii UHF. Mimo to ich opłacalność i odporność na metale i substancje sprawiają, że są one realnym konkurentem. Jeden z nich może być bardziej odpowiedni dla konkretnego użytkownika niż drugi. Zależy to również od branży i zastosowania. Ze względu na obniżony koszt, LF jest idealny na przykład do operacji na małą skalę. W aplikacjach z dużą ilością produktów, tagi HF są preferowane przez większość użytkowników. Charakteryzują się one również szybszym transferem danych niż inne typy.