Каковы показатели эффективности RFID-систем?

Каковы показатели эффективности RFID-систем?

 

Показатели эффективности RFID-систем

 

Показатели производительности считываемой и записываемой RFID-системы включают в себя емкость радиочастотной метки, рабочий режим, скорость передачи данных, расстояние чтения/записи, возможность идентификации нескольких-тегов, несущую радиочастотную частоту между радиочастотной меткой и антенной, возможность подключения системы RFID, носитель данных, режим состояния и источник питания. Для предприятий, которым нужны надежные решения для контроля доступа и-отслеживания активов,Поставщики RFID-брелоковипроизводители индивидуальных RFID-брелоковпредлагаем долговечные, высокопроизводительные-метки, соответствующие промышленным-требованиям.

 

 

Емкость хранения радиочастотных меток

 

Для систем на основе памяти существует основное правило: емкости хранилища всегда недостаточно. Увеличение емкости системы хранения естественным образом расширяет область применения, что также требует увеличения емкости хранилища. Емкость радиочастотных тегов,-только для чтения, составляет 20 Б, а активные теги имеют емкость от 8 Б до 64 КБ. Это означает, что в читаемых и записываемых радиочастотных тегах достаточно для хранения нескольких страниц текста, достаточного для хранения списков элементов и тестовых данных, а также для возможности расширения системы. Емкость пассивных радиочастотных меток чтения/записи составляет от 48 до 736 байт, обладая многими характеристиками, которых нет у многих активных систем чтения/записи. В корпоративных приложениях, таких как офисные здания и автостоянки,Оптовая продажа брелоков LF/HF RFIDпредоставить экономически-эффективные варианты с достаточной емкостью для идентификации сотрудников, данных о посещаемости и доступа к транспортным средствам.

 

Объем данных радиочастотных тегов обычно составляет от нескольких байт до нескольких тысяч байт, но есть одно исключение: 1-битный радиочастотный тег, для которого требуется всего 1 бит хранения данных. Этот тип метки позволяет читателю сделать два следующих суждения о состоянии: в электромагнитном поле есть радиочастотная метка или в электромагнитном поле нет радиочастотной метки. Этого требования вполне достаточно для реализации простых функций мониторинга или передачи сигналов. Поскольку 1-битные радиочастотные метки не требуют электронных чипов, стоимость радиочастотной метки может быть очень низкой. По этой причине в универмагах и магазинах для систем защиты от краж товаров используется большое количество 1-битных радиочастотных меток. При выходе из универмага с неоплаченным товаром считыватель, установленный на выходе, может определить состояние радиочастотной метки в электромагнитном поле и вызвать соответствующую сигнализацию. Для правильно оплаченных товаров 1-битная радиочастотная метка удаляется или деактивируется на кассе.

 

В системах RFID существуют две разные ситуации хранения данных. В первом случае метка может хранить очень мало данных, а электронное устройство, к которому осуществляется доступ, запрашивает лишь некоторую базовую информацию об идентифицированном предмете. Этот тип данных называется уникальной подписью (электронные метки с этим типом данных очень дешевы и имеют ограниченное использование). В другом случае тег может хранить больше данных, и считыватель может напрямую получать информацию из тега, не обращаясь к центральной базе данных. Этот тип меток дороже, но имеет более широкий спектр применения. Этот тип тега не требует такой мощной центральной обработки, как уникальная подпись, и требует меньше времени для работы. Многие предприятия сейчас выбираютRFID-брелок 125 кГц/13,56 МГц, прямые решения с заводачтобы сбалансировать стоимость и функциональность для крупномасштабного-развертывания.

 

Рабочий режим

 

По основным режимам работы системы радиочастотной идентификации делятся на полнодуплексные, полудуплексные и полудуплексные, а также системы временного-упорядочения. В полнодуплексных-и полудуплексных-системах ответ радиочастотной метки отправляется при условии, что считыватель излучает электромагнитное поле или электромагнитную волну. По сравнению с сигналом самого считывателя сигнал радиочастотной метки на приемной антенне очень слаб, поэтому необходимо использовать соответствующие методы передачи, чтобы отличить сигнал радиочастотной метки от сигнала считывателя. В практических приложениях для передачи нагрузки от радиочастотной метки к считывателю обычно используется технология модуляции нагрузки или модуляции обратного рассеяния, загружая данные радиочастотной метки в отраженное эхо-сигнал (особенно для пассивных систем радиочастотных меток). Эти надежные методы модуляции широко применяютсяпроизводители брелоков RFID корпоративного-уровнядля обеспечения стабильной работы в средах контроля доступа с-интенсивным трафиком.

Система временной последовательности- противоположна. Считыватель периодически на короткое время прерывает электромагнитное поле, генерируемое радиочастотой. Эти интервалы распознаются радиочастотной меткой и используются для передачи нагрузки от радиочастотной метки к считывателю. По сути, это типичный режим работы РЛС. Недостаток системы временной-упорядочения состоит в том, что при отправке считывателем с перерывами энергоснабжение радиочастотной метки прерывается, что необходимо компенсировать установкой достаточно большого вспомогательного конденсатора или вспомогательной батареи.

 

 

Скорость передачи данных

 

Для большинства систем сбора данных скорость является очень важным фактором. Поскольку производственный цикл современной продукции продолжает сокращаться, время, необходимое для считывания и обновления радиочастотных меток, становится все короче и короче. Микроволновые системы могут работать с высокой скоростью, но сложность самой микроволновой технологии значительно увеличивает стоимость строительства микроволновых систем. Скорость передачи данных делится на три типа: скорость-только чтения, скорость пассивного чтения/записи и скорость активного чтения/записи. Для коммерческих зданий, требующих быстрой проверки сотрудников,оптовые поставщики высокоскоростных-брелоков RFIDпредлагаем оптимизированные решения на частоте 13,56 МГц, обеспечивающие идентификацию менее-секунды даже в часы пик.

 

1) Скорость-только чтение

Скорость передачи базы данных в системе RFID,-только для чтения, зависит от таких факторов, как длина кода, скорость передачи данных радиочастотной метки, расстояние чтения/записи, несущая частота между радиочастотной меткой и антенной, а также технология модуляции передачи данных. Скорость передачи варьируется в зависимости от типа продуктов в реальных приложениях.

2) Пассивная скорость чтения/записи

Факторы, определяющие скорость передачи данных в системе RFID с пассивным чтением/записью, такие же, как и в системе,-только для чтения, за исключением того, что помимо рассмотрения данных чтения из радиочастотной метки необходимо также учитывать запись данных в радиочастотную метку. Скорость передачи зависит от типа продуктов в приложении.

3) Активная скорость чтения/записи

Определяющие факторы скорости передачи данных для активной RFID-системы чтения/записи такие же, как и для пассивной RFID-системы чтения/записи. Разница в том, что пассивные системы требуют зарядки конденсатора радиочастотной метки для связи. Важно то, что рабочая скорость типичной низкочастотной-системы чтения/записи составляет всего 100 или 200 Б/с. Таким образом, поскольку на одном сайте может потребоваться передать сотни байтов данных, время передачи данных может занять несколько секунд, что может быть больше, чем время работы всей машины.

Возможность записи данных в радиочастотную метку — еще один фактор, отличающий системы радиочастотной идентификации. Для простых радиочастотных систем данные радиочастотной метки в основном представляют собой простое число, которое может быть интегрировано во время обработки чипа и не может быть никем изменено. Напротив, записываемые радиочастотные метки требуют считывания или специального устройства программирования для записи данных.

Запись данных радиочастотных меток обычно делится на две формы: ненумерованную запись и нумерованную запись. В текущих примерах применения в железнодорожных системах все радиочастотные метки грузовых вагонов работают в режиме нумерованного письма.

 

Расстояние чтения/записи

 

Диапазон чтения/записи существующих систем чтения/записи составляет от 2,54 до 73,66 см, а расстояние чтения/записи систем чтения/записи, использующих частоту 13,56 МГц, может достигать 243,84 см. Как правило, в приложениях RFID выбор соответствующей антенны может удовлетворить потребности-чтения и записи на больших расстояниях.

Расстояние чтения/записи радиочастотных меток сильно различается. Для всех видов меток, чем больше необходимое расстояние, тем дороже метка. RFID на расстоянии нескольких миллиметров может быть встроен в бумажные билеты и сертификаты для высокоскоростной-сортировки и аутентификации; но для логистической отрасли обычно требуется расстояние 3 м и более, а также возможность быстрой идентификации множества меток. Другие приложения даже требуют идентификации на расстоянии нескольких сотен метров.

 

 

Возможность идентификации по нескольким-тегам

 

Из-за увеличения расстояния идентификации в практических приложениях возможно одновременное появление нескольких радиочастотных меток в определенной области, что выдвигает требование одновременного считывания нескольких меток, что, в свою очередь, превратилось в тенденцию. В настоящее время в современных системах радиочастотной идентификации эта проблема идентификации по нескольким-тэгам рассматривается как важная особенность системы.

При правильной настройке радиочастотных меток и антенн считыватель можно использовать для чтения и записи нескольких радиочастотных меток. Например, в приложениях почтовых систем радиочастотные метки помещаются внутрь конвертов, а затем складываются стопками тысячи почтовых пакетов с метками. Когда почтовый пакет проходит через туннельную антенну, данные могут считываться или записываться на все радиочастотные метки одновременно.

 

Несущая частота радиочастоты между радиочастотной меткой и антенной

 

Еще одной важной особенностью системы радиочастотной идентификации является рабочая частота системы и расстояние считывания. Рабочая частота тесно связана с расстоянием считывания и определяется характеристиками распространения электромагнитных волн. Обычно рабочая частота системы радиочастотной идентификации определяется как частота радиочастотного сигнала, посылаемого считывателем при идентификации метки. В большинстве случаев ее называют частотой передачи считывателя (модуляция нагрузки, обратное рассеяние). В любом случае мощность передачи радиочастотной метки значительно ниже, чем у считывателя.

 

При выборе системы RFID очень важным фактором является несущая частота, используемая для передачи данных между радиочастотной меткой и антенной. Частоты, передаваемые считывателями системы радиочастотной идентификации, в основном делятся на четыре диапазона: низкочастотный (от 30 до 300 кГц), высокочастотный (от 3 до 30 МГц), сверхвысокочастотный (300 МГц) и микроволновый (выше 2,5 ГГц). По дальности действия рабочая частота системы радиочастотной идентификации выбирается в достаточно широком диапазоне, с индуктивной связью (от 0 до 1 м) и дальними системами (от 1 до 10 м).

 

Возможность подключения RFID-систем

 

RFID как отрасль систем знаний должна иметь возможность интегрировать существующие и развивающиеся технологии автоматизации. Важно то, что RFID-система может быть напрямую подключена к персональному компьютеру (Personal Computer, PC), программируемому логическому контроллеру (Programmable Logic Controller, PLC) или интерфейсному модулю промышленной сети, тем самым снижая затраты на установку.

RFID использует радиочастоту для реализации обмена данными между переносным запоминающим устройством и компьютером или ПЛК. Типичная система RFID включает в себя радиочастотную метку (т. е. хранилище данных), антенну, которая взаимодействует с радиочастотной меткой, и контроллер, который обрабатывает связь между антенной и ПК (или ПЛК) (когда антенна и контроллер интегрированы, он называется считывателем).

 

Носитель данных

 

Для хранения данных в основном используются три метода: электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство-только для чтения (EEPROM), сегнетоэлектрическое запоминающее устройство с произвольным доступом (FRAM) и статическое запоминающее устройство с произвольным доступом (SRAM). Общие системы радиочастотной идентификации в основном используют электрически стираемую программируемую постоянную память-только для чтения (EEPROM). Однако недостатком использования EEPROM является то, что энергопотребление в процессе записи очень велико, а срок службы обычно составляет 100 000 операций записи. В последнее время некоторые производители также используют сегнетоэлектрическую оперативную память (FRAM). По сравнению с электрически стираемой программируемой памятью только для чтения, потребляемая мощность записи сегнетоэлектрической оперативной памяти составляет 1/100, а время записи - 1/1000. Однако сегнетоэлектрическая оперативная память не нашла широкого применения из-за незрелости производственных процессов.

Для микроволновых систем также можно использовать статическую оперативную память (SRAM), которая записывает данные очень быстро. Для постоянного сохранения данных необходим вспомогательный аккумулятор для бесперебойного питания.

 

Государственный режим

 

Для программируемых радиочастотных меток внутренняя логика носителя данных должна управлять операциями чтения и записи считывателя, а также запросом авторизации чтения и записи. В простейшем случае это может быть выполнено конечным автоматом. Используя конечный автомат, можно выполнить многие сложные процессы. Однако недостатком конечного автомата является отсутствие гибкости функций конечного программирования, а это означает, что необходимо проектировать новый чип. Поскольку эти изменения требуют модификации схемы на кристалле, стоимость внесения изменений в конструкцию высока.

Использование микропроцессоров существенно улучшило эту ситуацию. При производстве чипов база данных для управления приложениями интегрируется в микропроцессор в виде единой маски, и стоимость такой модификации невелика. Кроме того, существуют радиочастотные теги, которые хранят данные с использованием различных физических эффектов, в том числе радиочастотные теги поверхностных акустических волн, доступные только для чтения, и 1-битные радиочастотные теги, которые обычно можно деактивировать и редко активировать повторно.

 

 

Энергоснабжение

 

Важной особенностью системы радиочастотной идентификации является питание радиочастотной метки. Пассивные радиочастотные метки не имеют собственного источника питания, поэтому энергию, необходимую для работы пассивных радиочастотных меток, необходимо получать из электромагнитного поля, излучаемого считывателем. Напротив, активные радиочастотные метки содержат батареи, которые обеспечивают всю или часть энергии для работы микрочипа.