Vysokofrekvenčné a nízkofrekvenčné systémy RFID

Systémy RFID sa vyrábajú v rôznych variantoch, pričom každý z nich funguje v inom rozsahu rádiových frekvencií. Podľa frekvencie možno rozlíšiť štyri rôzne kategórie takýchto systémov. Naša pozornosť sa však dnes zameria len na dve z nich: nízkofrekvenčné a vysokofrekvenčné.

HF RFID, čo je skratka pre vysokofrekvenčnú RFID, je najrozšírenejšia technológia RFID. Má znížený dosah čítania do 1 stopy. To umožňuje jej využitie v rôznych aplikáciách vrátane kontroly prístupu, sledovania dokumentov a predaja vstupeniek. Tieto systémy fungujú na vysokej frekvencii v porovnaní so systémami LF. Väčšina systémov HF RFID funguje na frekvencii 13,56 MHz v rámci frekvenčného pásma HF, ktoré siaha od 3 MHz do 30 MHz.

Nízkofrekvenčná RFID alebo LF RFID je špecializovaná technológia RFID, ktorá sa používa na monitorovanie hospodárskych zvierat a kontrolu prístupu. Poskytuje obmedzený rozsah čítania maximálne 10 cm a pracuje pri nízkom výkone, ale so silným signálom. Systémy LF RFID pracujú s frekvenciou 125 KHz v priemere a 134 KHz na extrémnych koncoch frekvenčného rozsahu 30 KHz až 300 KHz. Globálna použiteľnosť LF spektra je obmedzená kvôli malým rozdielom v úrovniach výkonu a frekvencie v rôznych regiónoch.

Ich nízka frekvencia im umožňuje komunikovať v kovovom a kvapalnom stave s minimálnym rušením. Vďaka tomu sú menej náchylné na odpojenie signálu a rozladenie ako vysokofrekvenčné značky.

Teraz už máte základné znalosti o vysokofrekvenčných a nízkofrekvenčných systémoch RFID. Napriek tomu získate komplexnejšie porozumenie. Poďme teda ďalej preskúmať ich odlišné výkonnostné ukazovatele. Táto stránka vám poskytne informácie a vedomosti, ktoré vám umožnia prijať informované rozhodnutie pre vaše špecifické potreby.

Ďalším faktorom pri porovnávaní vysokej a nízkej frekvencie je rýchlosť prenosu údajov. Frekvencia je úmerná rýchlosti prenosu dát, ak ste o tom nevedeli. Táto stránka je uznávaným princípom v bezdrôtovej komunikácii. Pokúsme sa teda pochopiť dôvod. Tieto systémy používajú binárny zápis. Tie tiež obsahujú číslice "0" a "1" na odosielanie údajov. Počet vlnoviek za sekundu definuje frekvenciu signálu tagu RFID. Okrem toho každý priebeh zodpovedá jednému bajtu údajov (0 alebo 1).

Táto stránka ukazuje, že zvýšenie frekvencie signálu zodpovedá zvýšeniu množstva údajov, ktoré môže poslať. Bez ohľadu na frekvenciu sa všetky rádiové signály šíria rovnakou rýchlosťou. Signály, ktoré majú väčšiu kapacitu prenosu dát, budú posielať informácie rýchlejšie.

Rozdiel v prenosových rýchlostiach medzi LF a HF systémami je obrovský. Nízkofrekvenčné systémy RFID prenášajú informácie rýchlosťou 10 kilobitov za sekundu. Okrem toho sú vysokofrekvenčné systémy schopné získať prenosové rýchlosti až do 424 kilobitov za sekundu.

Ako už bolo spomenuté, tieto dva systémy fungujú v rôznych frekvenčných pásmach. Napriek tomu je šírka ich frekvenčného pásma väčšia, ako bolo uvedené predtým. Nízka frekvencia sa vzťahuje na akýkoľvek systém fungujúci vo frekvenčnom rozsahu od 30 kHz do 30 kHz. Vysokofrekvenčné systémy pracujú s rádiovými signálmi vo frekvenčnom rozsahu od 3 MHz do 30 MHz.

Normy stanovené pre konkrétnu lokalitu spôsobujú, že sa tieto normy líšia. Závisí to však od regiónu, v ktorom sa nachádzate. Aby systém fungoval, musí každá jeho časť začať pracovať pri rovnakej frekvencii.

Programovateľnosť systému RFID je kľúčovým prvkom, ktorý ovplyvňuje jeho hodnotu. Frekvenčný tag RFID pozostáva z mikročipu. Obsahuje tiež substrát s anténou. Zariadenie môže ukladať údaje, ku ktorým majú čítačky prístup.

Značky LF majú pamäť len na čítanie, takže používatelia ich nemôžu preprogramovať novými údajmi. Naopak, HF tagy sú vybavené pamäťou na čítanie a zápis. V čítačke NFC je teda možné ukladať nové informácie.

Táto vlastnosť obmedzuje väčšinu značiek LF na jednu položku. Vďaka možnosti čítania/zápisu sú však značky HF použiteľné pre rôzne položky.

Forma a funkčnosť identifikátorov sú postúpené ako ich tvarový faktor. Najčastejšie sa používajú čipové karty, kľúčenky, disky a štítky. Ďalšie typy nízkofrekvenčných štítkov sú vložky, plastové ušné štítky a vložené biosklenené štítky (používané na sledovanie zvierat). Hard K dispozícii sú aj frekvenčné štítky vyrobené z prvotriedneho plastu ABS.

Komunikačný dosah rádiového systému môže ovplyvniť množstvo faktorov. Jedným z najvýznamnejších faktorov je prevádzková frekvencia. Signály s vyššou frekvenciou majú viac energie, pretože ich príkon sa zvyšuje s ich frekvenciou. Tieto signály tak môžu prekonať väčšiu vzdialenosť. VF a LF signály majú v porovnaní s ostatnými systémami obmedzený komunikačný dosah. Maximálny dosah čítania nízkofrekvenčného štítku RFID je 6 palcov. Maximálny dosah čítania vysokofrekvenčných štítkov je však 12 palcov od antény.

Systémy RFID prenášajú údaje prostredníctvom rádiových signálov. Degradácia a skreslenie signálu sú problémy, ktoré musí riešiť každý bezdrôtový komunikačný systém. Pokiaľ ide o rádiové systémy, najväčšie problémy predstavujú kvapaliny a kovy. Kovy menia frekvenciu signálu RFID a bránia správnemu fungovaniu tagu. Pracovná frekvencia antény je úmerná jej veľkosti. Táto stránka je spôsobená tým, že dĺžka antény je úmerná vlnovej dĺžke signálu. 

Okrem toho sú anténa štítku a kovový povrch v kontakte. Samotný kovový povrch tak začína fungovať ako anténa. Táto stránka vedie k tomu, že anténa štítku sa naladí na nižšiu frekvenciu ako zvyšok systému. Voda je vynikajúci elektrický vodič. Pri kontakte s ňou sa rozptyľuje aj rádiový signál. Táto stránka dochádza k energeticky náročnému kolísaniu nábojov. 

Rádiová vlna musí prejsť, aby sa udržala v pohybe. Takže so zvyšujúcou sa frekvenciou sa energia potrebujete aby sa vlna šírila vodou. Z dôvodu nízkej frekvencie, . pri komunikácii v kovovom a kvapalnom stave dochádza k minimálnym poruchám. Vysokofrekvenčné značky sú však náchylnejšie na degradáciu signálu a rozladenie. Vysokofrekvenčné tagy môžu v takýchto podmienkach dobre fungovať.

Teraz získate väčšinu informácií potrebných na rozlíšenie rôznych systémov RFID. Nízkofrekvenčné systémy sú vďaka týmto rozdielom vhodnejšie pre špecifické aplikácie. Medzi aplikácie vysokofrekvenčných systémov patria:

• Automatizácia IoT
• Predaj vstupeniek
• Overovanie
• Platby
• Sledovanie kníh v knižnici

Organizácie používajú nízkofrekvenčné systémy RFID na rôzne účely. Patrí medzi ne chov hospodárskych zvierat a sledovanie zvierat, kontrola prístupu, regulácia automobilového priemyslu a zdravotníctvo.

Vysokofrekvenčná technológia RFID sa líši od nízkofrekvenčnej technológie RFID. Reálne aplikácie sa riadia prevádzkovou frekvenciou, ako to vyplýva z názvu. Naopak, obe tieto technológie zaznamenali od nástupu technológie UHF pokles. Napriek tomu ich cenová výhodnosť a odolnosť voči kovom a látkam z nich robí životaschopného súpera. Jeden z nich môže byť pre konkrétneho používateľa vhodnejší ako druhý. Taktiež to závisí od odvetvia a aplikácie. Vďaka nižším nákladom sú LF ideálne napríklad pre malé prevádzky. V aplikáciách s veľkým objemom položiek dáva väčšina používateľov prednosť HF tagom. Taktiež majú rýchlejší prenos údajov ako ostatné typy.