INFOSYSTEMY ELEKTRONICZNE RFID Radio Frequency IDentification Identyfikacja radiowa
Radio Frequency IDentification (RFID) jest ogólnym terminem używanym do określania systemów, w których dane identyfikacyjne obiektu (najczęściej w postaci unikalnego numeru identyfikacyjnego) są przesyłane drogą radiową.
Elementy systemu RFID: Znacznik RFID (tag, chip, klips) antena z obwodem rezonansowym, analogowe i / lub cyfrowe układy scalone Stacja bazowa / czytnik RFID antena, transmiter / odbiornik, demodulator / dekoder System przetwarzania danych system µp / komputer, baza danych
Znacznik RFID
Znacznik RFID Znacznik RFID: Pasywny nie wymaga wewnętrznego zasilania, energia potrzebna do pracy jest przesyłana drogą radiową (przez pole elektromagnetyczne) Aktywny Aktywny transponder posiada własne źródło zasilania ogniwo lub baterię, ładowaną przez pole elektromagnetyczne czytnika. Zwiększony zasięg działania, konieczność okresowej wymiany baterii. Battery Assisted Passive (BAP) zasilanie bateryjne aktywowane polem elektromagnetycznym stacji bazowej
Przechowywane dane: Read Only (R/O Tag) Znacznik RFID dane (numer seryjny) kodowane na etapie produkcji, nie mogą być zmienione, (Class 0) Write Once Read Many Times (WORM) możliwość jednorazowego zapisu dodatkowych danych, numer seryjny nie może być zmieniony, (Class 1, Gen 2 RFID Tag)
Przechowywane dane: Read / Write (R / W) Znacznik RFID możliwość wielokrotnego zapisu danych, numer seryjny nie może być zmieniony, (Class 2 technologia pasywna, procedura zapisu wymaga specjalnej modulacji sygnału stacji bazowej, Class 3 tagi z wbudowanymi czujnikami rejestrujące temperaturę, ruch, itp., Class 4 technologia aktywna, możliwość komunikacji z innymi tagami, Class 5 możliwość komunikacji z innymi tagami i urządzeniami (odbiornikami RF))
Znacznik RFID Zawartość oznaczanie produktów: TID (Transponder IDentification Number) numer seryjny znacznika nadawany na etapie produkcji MCS (Multi-Vendor Chip-Based Serialization) standard nadawania numerów TID GTIN (Global Trade Item Number) globalny numer produktu GTIN-8, GTIN-12, GTIN-13, GTIN-14 EPC (Electronic Product Code) elektroniczny kod produktu standaryzowany przez EPCGlobal (GS1 + GS1 US)
Znacznik RFID SGTIN-96 (Serialized GTIN) numer identyfikacyjny produktu: 14 cyfr GTIN-14 + 38 bitowy numer seryjny. Drukarka etykiet RFID
Stacja Bazowa RFID Rodzaje stacji bazowych / czytników: Stacjonarne: Czytnik odczytuje znacznik RFID w określonym obszarze zdefiniowanym przez zasięg anteny stacji bazowej. Używane zwłaszcza w technologii pasywnej RFID Przenośne: czytnik wbudowany w urządzenie przenośne. Zwykle mały zasięg odczytu
Stacja Bazowa RFID Częstotliwości pracy czytników: LF (low frequency 125 134 khz) zasięg odczytu ok. 50cm, odczyt pojedynczych znaczników (identyfikacja zwierząt, bilety, immobilizery samochodowe) HF (high frequency 13,56 MHz) zasięg odczytu ok. 1-1.5 m dla czytników stacjonarnych, kilka cm dla przenośnych, możliwość jednoczesnego odczytu wielu znaczników (systemy śledzenia bagażu) UHF (ultra HF 856 MHz 952 MHz) zasięg odczytu 6m USA (915 MHz), 3 m EU (868 MHz) (systemy dostaw materiałów, logistyka (poziom palety lub kontenera) UHF 2,4 GHz zasięg odczytu 10m, transpondery aktywne, szybko poruszające się obiekty (100 km/h) (systemy śledzenia pojazdów)
Stacja Bazowa RFID Stacja bazowa technologia wykonania: z elementów dyskretnych: OP-AMPs, tranzystory, mikrokontrolery wykonania nietypowe, prototypy, krótkie serie ASIC Front-End ICs: dedykowane układy scalone (EM4095, PCF7991).
Stacja Bazowa RFID Zadania stacji bazowej: Indukcja energii w antenie znacznika zasilanie transpondera (5V~200V w zależności od pozycji i odległości od anteny) Generacja sygnału synchronizującego zegara Odbiór i przetwarzanie sygnału zmodulowanego przez transponder RFID
Pasywne RFID Transmisja danych: 1. Stacja bazowa emituje falę elektromagnetyczną o określonej częstotliwości, która indukuje ładunki w antenie znacznika 2. Zaindukowana energia aktywuje i zasila układ elektroniczny znacznika, który zaczyna nadawać informację Transponder RFID transmituje poszczególne bity informacji zwierając i rozwierając swój obwód rezonansowy. Od strony czytnika jest to widoczne jako zmiany poziomu odbieranego sygnału. Metoda ta zwana jest backscatter modulation
Pasywne RFID
Pasywne RFID Generowanie odpowiedzi: backscatter modulation zmiana o 100mV sygnału 100V ~ -60dB wiele metod kodowania i modulacji w celu zapewnienia poprawności transmisji danych Standardy kodowania bitowego: NRZ (Non-Return to Zero) Direct Differential Biphase_S Biphase_L (Manchester)
Pasywne RFID Odpowiedź kodowanie bitów:
Pasywne RFID Odpowiedź metody modulacji: bezpośrednia backscatter modulation modulacja odpowiada kodowaniu bitów FSK - Frequency Shift Keying dwie częstotliwości "modulacji" (np.: f/8 i f/10) kodują 1 i 0:
Pasywne RFID Odpowiedź metody modulacji : PSK - Phase Shift Keying jedna częstotliwość modulacji, zmiana fazy sygnału o 180 stopni koduje 0 i 1:
Zalety: RFID Radio Frequency IDentification Pasywne RFID Technologia pasywna brak baterii zwiększa niezawodność systemu. Technologia bezkontaktowa odczyt informacji nie wymaga kontaktu fizycznego. Możliwość ukrycia czytnika. Możliwość zaimplementowania kodowania danych. Wady: Mały zasięg (w porównaniu z np. pilotami RF) ograniczony rozmiarami anten i dopuszczalną mocą nadajnika. Systemy ze stałym kodem możliwość odczytania zawartości znacznika bez wiedzy właściciela w celu późniejszego niecnego wykorzystania.
Aktywne RFID Próba połączenia zalet technologii zdalnego sterowania RF i technologii transponderowych Systemy opłat za przejazd Passive Keyless Entry (PKE) systemy "bezkluczowe" w samochodach. Active transponder posiada własne źródło zasilania baterię lub ogniwo ładowane / aktywowane polem elektromagnetycznym czytnika. Zwiększony zasięg, konieczność okresowej wymiany baterii.
Aktywne RFID Dual TAG: różne technologie użyte w zależności od kierunku transmisji. CzytnikZnacznik i ZnacznikCzytnik. Czytnik 125kHz 433.92MHz Tag Znacznik odbiera sygnał aktywujący jak pasywny RFID przez sprzężenie elektromagnetyczne. Odpowiedź wysyłana jest kodowaną transmisją RF 433.92MHz (jak radiowy pilot zdalnego sterowania)
Zastosowanie RFID : Systemy sklepowe technologia pasywna, klipsy, naklejki, inteligentne etykiety Immobilizery samochodowe Identyfikacja osób paszporty, karty identyfikacyjne Identyfikacja i śledzenie towarów EPC Electronic Product Code Nadzór produkcji żywności Monitoring pojazdów Monitoring odpadów szkodliwych Systemy kontroli dostępu, systemy biletowe Systemy płatności (PayPass, paywave)