Què són els indicadors de rendiment dels sistemes RFID?

Què són els indicadors de rendiment dels sistemes RFID?

 

Indicadors de rendiment dels sistemes RFID

 

Els indicadors de rendiment d'un sistema RFID llegible i escrivible inclouen la capacitat d'emmagatzematge de l'etiqueta de radiofreqüència, el mode de treball, la velocitat de transmissió de dades, la distància de lectura/escriptura, la capacitat d'identificació de múltiples -etiquetes, la freqüència portadora de radiofreqüència entre l'etiqueta de radiofreqüència i l'antena, la connectivitat del sistema RFID, el suport de dades, el mode d'estat i el subministrament d'energia. Per a les empreses que busquen solucions fiables de control d'accés i seguiment d'actius-,Proveïdors de claus RFIDifabricants de clauers RFID personalitzatsofereixen etiquetes duradores-d'alt rendiment que compleixen els requisits-de qualitat industrial.

 

 

Capacitat d'emmagatzematge d'etiquetes de radiofreqüència

 

Hi ha una regla bàsica per als sistemes basats en memòria: la capacitat d'emmagatzematge sempre és insuficient. L'ampliació de la capacitat d'emmagatzematge del sistema amplia naturalment el camp d'aplicació, que també requereix més capacitat d'emmagatzematge. La capacitat d'emmagatzematge de les etiquetes de radiofreqüència de lectura-només és de 20 B, i les etiquetes actives tenen una capacitat d'emmagatzematge d'entre 8 B i 64 KB, el que significa que en etiquetes de radiofreqüència llegibles i escrivibles, n'hi ha prou amb emmagatzemar diverses pàgines de text, suficient per contenir llistes d'elements i dades de prova, i permetre l'expansió del sistema. La capacitat d'emmagatzematge de les etiquetes passives de lectura/escriptura de radiofreqüència és de 48 a 736B, amb moltes característiques que molts sistemes de lectura/escriptura actius no tenen. En aplicacions empresarials com ara edificis d'oficines i aparcaments,Proveïdors majoristes de clauers RFID LF/HFproporcionar opcions rendibles-amb capacitat suficient per a l'identificador de l'empleat, el temps d'assistència i les dades d'accés del vehicle.

 

El volum de dades de les etiquetes de radiofreqüència sol ser d'uns pocs bytes a diversos milers de bytes, però hi ha una excepció: l'etiqueta de radiofreqüència d'1-bit, que només requereix 1 bit d'emmagatzematge de dades. Aquest tipus d'etiqueta permet al lector fer els dos judicis d'estat següents: hi ha una etiqueta de radiofreqüència al camp electromagnètic o no hi ha una etiqueta de radiofreqüència al camp electromagnètic. Aquest requisit és completament suficient per aconseguir funcions senzilles de monitorització o transmissió de senyal. Com que les etiquetes de radiofreqüència d'1 bit no requereixen xips electrònics, el cost de l'etiqueta de radiofreqüència es pot reduir molt. Per aquest motiu, s'utilitzen un gran nombre d'etiquetes de radiofreqüència d'1 bit als grans magatzems i botigues per a sistemes antirobatori de mercaderies. En sortir d'un gran magatzem amb mercaderies no pagades, el lector instal·lat a la sortida pot identificar l'estat d'una etiqueta de radiofreqüència en el camp electromagnètic i activar l'alarma corresponent. Per als productes que s'han pagat correctament, l'etiqueta de radiofreqüència d'1 bit s'elimina o es desactiva a la caixa.

 

En els sistemes RFID, hi ha dues situacions diferents d'emmagatzematge de dades. En el primer cas, l'etiqueta pot emmagatzemar molt poques dades i el dispositiu electrònic al qual s'accedeix només sol·licita informació bàsica sobre l'element identificat. Aquest tipus de dades s'anomena signatura única (les etiquetes electròniques amb aquest tipus de dades són molt econòmiques i tenen usos limitats). En l'altre cas, l'etiqueta pot emmagatzemar més informació de dades i el lector pot obtenir informació directament de l'etiqueta sense fer referència a una base de dades central. Aquest tipus d'etiquetes és més car però té un ventall d'aplicacions més ampli. Aquest tipus d'etiqueta no requereix una capacitat de processament central tan forta com una signatura única i triga menys temps a funcionar. Moltes empreses trien araSolucions directes de fàbrica de claus RFID de 125 kHz/13,56 MHzper equilibrar el cost i la funcionalitat per a un desplegament a gran-escala.

 

Mode de treball

 

Els modes de treball bàsics dels sistemes d'identificació de radiofreqüència es divideixen en sistemes-duplex complet i semi-dúplex i sistemes de seqüenciació temporal-. En sistemes full-duplex i half-duplex, la resposta de l'etiqueta de radiofreqüència s'envia amb la condició que el lector emeti un camp electromagnètic o ona electromagnètica. En comparació amb el senyal del propi lector, el senyal de l'etiqueta de radiofreqüència és molt feble a l'antena receptora, de manera que s'han d'adoptar mètodes de transmissió adequats per distingir el senyal de l'etiqueta de radiofreqüència del senyal del lector. En aplicacions pràctiques, la modulació de càrrega o la tecnologia de modulació de retrodispersió s'utilitza generalment per a la transmissió de càrrega des de l'etiqueta de radiofreqüència al lector, carregant les dades de l'etiqueta de radiofreqüència a l'eco reflectit (especialment per als sistemes d'etiquetes de radiofreqüència passius). Aquests mètodes de modulació fiables són àmpliament adoptats perfabricants de claus RFID de grau-empresarialper garantir un rendiment estable en entorns de control d'accés d'-alt trànsit.

El sistema de-seqüenciació temporal és el contrari. El lector interromp periòdicament el camp electromagnètic generat per radiofreqüència durant un temps curt. Aquests intervals es reconeixen per l'etiqueta de radiofreqüència i s'utilitzen per a la transmissió de càrrega des de l'etiqueta de radiofreqüència al lector. De fet, aquest és un mode de treball típic del radar. El desavantatge del sistema de-seqüenciació temporal és que quan el lector envia de manera intermitent, s'interromp el subministrament d'energia de l'etiqueta de radiofreqüència, que s'ha de compensar instal·lant un condensador auxiliar o una bateria auxiliar prou gran.

 

 

Velocitat de transmissió de dades

 

Per a la majoria dels sistemes d'adquisició de dades, la velocitat és un factor molt important. A mesura que el cicle de producció dels productes actuals es continua escurçant, el temps necessari per llegir i actualitzar les etiquetes de radiofreqüència és cada cop més curt. Els sistemes de microones poden funcionar a gran velocitat, però la complexitat de la tecnologia de microones en si augmenta considerablement el cost de construcció dels sistemes de microones. La velocitat de transmissió de dades es divideix en tres tipus: velocitat de lectura-només, velocitat de lectura/escriptura passiva i velocitat de lectura/escriptura activa. Per als edificis comercials que requereixen una verificació ràpida dels empleats,proveïdors de claus RFID d'alta-velocitat a granelofereixen solucions optimitzades de 13,56 MHz que aconsegueixen una identificació de menys de-segons fins i tot durant les hores punta.

 

1) Velocitat-només de lectura

La velocitat de transmissió de la base de dades d'un sistema de només lectura-RFID depèn de factors com ara la longitud del codi, la velocitat de transmissió de dades de l'etiqueta de radiofreqüència, la distància de lectura/escriptura, la freqüència de la portadora entre l'etiqueta de radiofreqüència i l'antena i la tecnologia de modulació de transmissió de dades. La velocitat de transmissió varia segons els tipus de productes en aplicacions reals.

2) Velocitat passiva de lectura/escriptura

Els factors determinants de la velocitat de transmissió de dades d'un sistema RFID de lectura/escriptura passiu són els mateixos que els d'un sistema de només lectura-, excepte que, a més de considerar la lectura de dades de l'etiqueta de radiofreqüència, també s'ha de tenir en compte l'escriptura de dades a l'etiqueta de radiofreqüència. La velocitat de transmissió varia segons els tipus de productes de l'aplicació.

3) Velocitat activa de lectura/escriptura

Els factors determinants de la velocitat de transmissió de dades d'un sistema RFID de lectura/escriptura actiu són els mateixos que els d'un sistema RFID de lectura/escriptura passiu. La diferència és que els sistemes passius requereixen carregar el condensador a l'etiqueta de radiofreqüència per a la comunicació. El que és important és que la velocitat de treball d'un sistema de lectura/escriptura de baixa-freqüència sigui només de 100 B/s o 200 B/s. D'aquesta manera, com que és possible que s'hagin de transmetre centenars de bytes de dades en un mateix lloc, el temps de transmissió de dades pot trigar uns quants segons, que pot ser més llarg que el temps per fer funcionar tota la màquina.

Si les dades es poden escriure en una etiqueta de radiofreqüència és un altre factor que distingeix els sistemes d'identificació de radiofreqüència. Per a sistemes de radiofreqüència senzills, les dades de l'etiqueta de radiofreqüència són majoritàriament un nombre simple, que es pot integrar durant el processament del xip i ningú no pot modificar-lo. En canvi, les etiquetes de radiofreqüència escrivibles requereixen un lector o un dispositiu de programació especial per escriure dades.

L'escriptura de dades de les etiquetes de radiofreqüència es divideix generalment en dues formes: escriptura no numerada i escriptura numerada. En els exemples d'aplicació actuals en sistemes ferroviaris, les etiquetes de radiofreqüència dels vagons de mercaderies adopten el mode de treball d'escriptura numerada.

 

Distància de lectura/escriptura

 

El rang de lectura/escriptura dels sistemes de lectura/escriptura existents és de 2,54 a 73,66 cm, i la distància de lectura/escriptura dels sistemes de lectura/escriptura que utilitzen una freqüència de 13,56 MHz pot arribar als 243,84 cm. En general, a les aplicacions RFID, seleccionar una antena adequada pot satisfer les necessitats de lectura i escriptura de llarga-distància.

La distància de lectura/escriptura de les etiquetes de radiofreqüència varia molt. Per a tot tipus d'etiquetes, com més gran sigui la distància requerida, més cara serà l'etiqueta. RFID amb una distància d'uns quants mil·límetres es pot incrustar en bitllets de paper i certificats per a una classificació i autenticació d'alta-velocitat; però per a la indústria logística, normalment es requereix una distància de 3 m o més, juntament amb la capacitat d'identificar ràpidament moltes etiquetes. Altres aplicacions fins i tot requereixen identificació a distàncies de diversos centenars de metres.

 

 

Capacitat d'identificació d'-etiquetes múltiples

 

A causa de l'augment de la distància d'identificació, en aplicacions pràctiques, és possible que apareguin múltiples etiquetes de radiofreqüència en una àrea alhora, plantejant així el requisit de lectura simultània de múltiples etiquetes, que al seu torn s'ha convertit en tendència. Actualment, els sistemes avançats d'identificació de radiofreqüència consideren aquest problema d'identificació de múltiples -etiquetes com una característica important del sistema.

Configurant correctament les etiquetes de radiofreqüència i les antenes, el lector es pot utilitzar per llegir i escriure diverses etiquetes de radiofreqüència. Per exemple, a les aplicacions del sistema postal, les etiquetes de radiofreqüència es col·loquen dins dels sobres i després s'apilen milers de bosses de cartes amb etiquetes. Quan la bossa de correu passa per l'antena del túnel, les dades es poden llegir o escriure a totes les etiquetes de radiofreqüència alhora.

 

Freqüència portadora de radiofreqüència entre l'etiqueta de radiofreqüència i l'antena

 

Una altra característica important d'un sistema d'identificació per radiofreqüència és la freqüència de funcionament del sistema i la distància de lectura. La freqüència de funcionament està estretament relacionada amb la distància de lectura i està determinada per les característiques de propagació de les ones electromagnètiques. Generalment, la freqüència de funcionament d'un sistema d'identificació de radiofreqüència es defineix com la freqüència del senyal de radiofreqüència enviada pel lector en identificar l'etiqueta. En la majoria dels casos, s'anomena freqüència de transmissió del lector (modulació de càrrega, retrodispersió). En qualsevol cas, la potència de transmissió de l'etiqueta de radiofreqüència és molt inferior a la del lector.

 

A l'hora de seleccionar un sistema RFID, una consideració molt important és la freqüència portadora utilitzada per a la transmissió de dades entre l'etiqueta de radiofreqüència i l'antena. Les freqüències enviades pels lectors del sistema d'identificació de radiofreqüència es divideixen bàsicament en quatre rangs: baixa freqüència (30 a 300 kHz), alta freqüència (3 a 30 MHz), ultra-freqüència (300 MHz) i microones (per sobre de 2,5 GHz). Segons el rang d'acció, la freqüència de funcionament del sistema d'identificació per radiofreqüència es selecciona en un rang força ampli, amb sistemes d'acoblament inductiu (0 a 1 m) i de llarga-distància (1 a 10 m).

 

Connectivitat dels sistemes RFID

 

Com a branca dels sistemes de coneixement, la RFID ha de ser capaç d'integrar les tecnologies d'automatització existents i en desenvolupament. El que és important és que el sistema RFID es pugui connectar directament a un ordinador personal (ordinador personal, PC), controlador lògic programable (controlador lògic programable, PLC) o mòdul d'interfície de xarxa industrial, reduint així els costos d'instal·lació.

RFID utilitza radiofreqüència per realitzar l'intercanvi de dades entre un dispositiu d'emmagatzematge mòbil i un ordinador o PLC. Un sistema RFID típic inclou una etiqueta de radiofreqüència (és a dir, emmagatzematge de dades), una antena que es comunica amb l'etiqueta de radiofreqüència i un controlador que processa la comunicació entre l'antena i el PC (o PLC) (quan l'antena i el controlador estan integrats, s'anomena lector).

 

Portador de dades

 

Per emmagatzemar dades, s'utilitzen principalment tres mètodes: memòria programable-de només lectura (EEPROM), memòria ferroelèctrica d'accés aleatori (FRAM) i memòria estàtica d'accés aleatori (SRAM). Els sistemes generals d'identificació de radiofreqüència utilitzen principalment memòria programable de només lectura-esborrable elèctricament (EEPROM). Tanmateix, el desavantatge d'utilitzar EEPROM és que el consum d'energia durant el procés d'escriptura és molt elevat i la vida útil és generalment de 100.000 escriptures. Recentment, alguns fabricants també han utilitzat memòria ferroelèctrica d'accés aleatori (FRAM). En comparació amb la memòria programable de només lectura-esborrable elèctricament, el consum d'energia d'escriptura de la memòria d'accés aleatori ferroelèctric és 1/100 i el temps d'escriptura és 1/1000. Tanmateix, la memòria ferroelèctrica d'accés aleatori no s'ha utilitzat àmpliament a causa dels processos de producció immadurs.

Per als sistemes de microones, també es pot utilitzar la memòria estàtica d'accés aleatori (SRAM) i la memòria escriu dades molt ràpidament. Per tal d'estalviar dades de manera permanent, es necessita una bateria auxiliar per a una font d'alimentació ininterrompuda.

 

Mode d'estat

 

Per a les etiquetes de radiofreqüència programables, la lògica interna del portador de dades ha de controlar les operacions de lectura i escriptura del lector i la sol·licitud d'autorització de lectura i escriptura. En el cas més senzill, es pot completar amb una màquina d'estat. Amb una màquina d'estats, es poden completar molts processos complexos. No obstant això, el desavantatge d'una màquina d'estats és la manca de flexibilitat en les funcions de programació final, la qual cosa significa que cal dissenyar un nou xip. Com que aquests canvis requereixen una modificació del circuit del xip, el cost de la implementació del canvi de disseny és elevat.

L'ús de microprocessadors ha millorat notablement aquesta situació. Durant la producció de xips, la base de dades per a la gestió d'aplicacions s'integra al microprocessador com una màscara unificada, i aquest cost de modificació és baix. A més, hi ha etiquetes de radiofreqüència que emmagatzemen dades mitjançant diversos efectes físics, com ara etiquetes de radiofreqüència d'ona acústica superficial de només lectura- i etiquetes de radiofreqüència d'1 bit que normalment es poden desactivar i rarament reactivar-se.

 

 

Subministrament d'energia

 

Una característica important d'un sistema d'identificació de radiofreqüència és la font d'alimentació de l'etiqueta de radiofreqüència. Les etiquetes de radiofreqüència passives no tenen font d'alimentació pròpia, de manera que l'energia necessària per al funcionament de les etiquetes de radiofreqüència passives s'ha d'obtenir del camp electromagnètic emès pel lector. En canvi, les etiquetes de radiofreqüència actives contenen bateries que proporcionen tota o part de l'energia per al funcionament del microxip.