Kom godt i gang med RFID

Et UHF RFID-system har tre dele: en læser, en eller flere antenner og tags. Læseren genererer et 920–925 MHz radiosignal og sender det gennem antennen. Når et passivt tag kommer ind i antennens felt, høster det energi fra radiobølgen for at drive sin lille mikrochip (typisk kun ~10 mikrowatt). Chippen modulerer derefter det indgående signal og bagudspredes det. i det væsentlige reflekterer en modificeret version tilbage. Dette reflekterede signal bærer taggets unikke Electronic Product Code (EPC).

Hele læsecyklussen. fra at transmittere forespørgslen til at modtage taggets svar. tager omkring 1–3 millisekunder. Det er det, der gør det muligt for en enkelt læser at inventarere 200+ tags pr. sekund ved hjælp af EPC Gen2 anti-kollisionsprotokollen. Signaletab på tur-retur er betydeligt (-40 til -80 dB), hvilket er grunden til, at læserens TX-effekt (typisk 30 dBm / 1 watt) og tag-chipfølsomhed (ned til -22 dBm) er så kritiske specifikationer.

RFID spænder over flere frekvensbånd, men UHF (860–960 MHz) dominerer kommercielle applikationer, fordi det tilbyder den bedste balance mellem læseafstand, hastighed og tag-omkostninger. LF (125 kHz) læser inden for 10 cm ved ~1 tag/sek. godt til dyresporing, men for langsomt til logistik. HF/NFC (13,56 MHz) når ~1 m ved ~50 tags/sek. fantastisk til betalinger og adgangskort. UHF når 1–12+ meter ved 200+ tags/sek. ideel til forsyningskæden, detailhandel og aktivsporing.

Inden for Vietnam 920–925 MHz-båndet bruger læsere Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) på tværs af flere kanaler. Formlen er: frekvens = 920,0 + (kanal_indeks × 0,5) MHz. En typisk konfiguration bruger 6 kanaler [0, 2, 4, 6, 8, 10], der spænder over 920,0 til 925,0 MHz for maksimal kanalseparation.

Channel Index → Frequency (MHz)   Formula: f = 920.0 + (idx × 0.5)

Ch 0  → 920.0    Ch 4  → 922.0    Ch 8  → 924.0
Ch 1  → 920.5    Ch 5  → 922.5    Ch 9  → 924.5
Ch 2  → 921.0    Ch 6  → 923.0    Ch 10 → 925.0
Ch 3  → 921.5    Ch 7  → 923.5

Typical: use [0, 2, 4, 6, 8, 10] for max channel separation

Hvert UHF RFID-tag har to væsentlige komponenter: et antennemønster (ætsede eller trykte aluminium på et PET-substrat) og en mikrochip (IC). Antennen opfanger læserens signal, og chippen behandler kommandoer og returnerer data. Chipfølsomhed er den mindste effekt, chippen har brug for for at aktivere. en chip klassificeret til -22,1 dBm kan vågne med kun ~6,3 mikrowatt. Lavere (mere negativt) = bedre følsomhed = længere læseafstand.

Almindelige chipfamilier inkluderer: NXP UCODE 9 (-22,1 dBm, 128-bit EPC, intet brugermemory. dominerende i detailhandlen), Impinj M700-serien (-22,1 dBm, 128-bit EPC. stærk i logistik) og Quanray QStar-7U (-21,0 dBm, 128-bit EPC, 512-bit brugermemory. ideel, når du har brug for at gemme data direkte på tagget).

Tag-formfaktorer: Tørre indlæg (rå tag på PET, ¢3–8, til konvertering til etiketter), Våde indlæg (med klæbemiddel, ¢5–12, klar til påføring), Klistermærkeetiketter (udskrivbare, ¢8–25, med branding), Hårde tags ($1–15, robust til barske miljøer) og Vævede/stofetiketter (¢15–40, syet ind i beklædningsgenstande). Nextwaves fremstiller tørre indlæg fra 35×17 mm til 95×8 mm og klistermærkeetiketter i matchende størrelser.

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C) styrer, hvordan UHF-læsere kommunikerer med tags. Den vigtigste innovation er den slotted-ALOHA anti-kollisionsalgoritme, der lader en læser inventarere hundredvis af tags samtidigt uden at de forstyrrer hinanden.

Sådan fungerer en inventarrunde: Læseren sender en forespørgsel med parameter Q (opretter 2^Q tidslukker). Hvert tag vælger en tilfældig slot og venter. Når et tags slot ankommer, svarer det med et 16-bit tilfældigt tal. Hvis kun ét tag svarer, kvitterer læseren og modtager den fulde EPC. Hvis flere tags kolliderer, springer læseren den slot over. Efter alle slots justeres Q. op, hvis der er for mange kollisioner, ned, hvis der er for mange tomme slots. og runden gentages.

Praktiske Q-indstillinger: Q=2 (4 slots) for 1–5 tags, Q=4 (16 slots) for 5–20 tags, Q=5 (32 slots) for 20–100 tags, Q=6 (64 slots) for 100–500 tags, Q=7 (128 slots) for 500+ tags. Højere Q betyder færre kollisioner, men langsommere runder.

Sessionspersistens styrer, hvor længe et tag husker, at det allerede er blevet læst. Session S0 nulstilles øjeblikkeligt (til kontinuerlig overvågning). S1 varer 0,5–5 sekunder (standard inventar). S2/S3 varer ≥2 sekunder (dockdøre og transportbånd, hvor du vil have hvert tag talt én gang pr. gennemløb). Tommelfingerregel: brug S0 til hyldeovervågning, S2/S3 til portaler.

Tag Count → Q Value → Slots → Use Case

  1-5       Q=2       4       fast, low overhead
  5-20      Q=4       16      good balance
  20-100    Q=5       32      warehouse shelves
  100-500   Q=6       64      pallet scanning
  500+      Q=7       128     dock doors, bulk

Higher Q = fewer collisions but slower rounds

Hvert Gen2-tag har 4 hukommelsesbanker. Reserveret (Bank 00): Kill-adgangskode + Adgangskode, 64 bit i alt. EPC (Bank 01): CRC-16 + Protocol Control-ord + din EPC-identifikator, typisk 96–128 bit. TID (Bank 10): Fabriksbrændt unikt chip-ID, der aldrig kan ændres. uvurderlig til bekæmpelse af forfalskning. Bruger (Bank 11): Valgfri brugerdefineret datalagring (0 til 512+ bit afhængigt af chip), nyttig til batchnumre, inspektionsdatoer eller sensordata.

Når en læser inventarer tags, indeholder hver meddelelse: antenne-ID (hvilken port), RSSI-råværdi (0–255, konverter til dBm via: dBm = -100 + round(raw × 70 / 255)), EPC-dataene (12+ bytes) og frekvenskanalindekset. Disse data er det, din applikation behandler for at knytte fysiske tag-aflæsninger til forretningshændelser som 'vare afsendt' eller 'palle modtaget'.

[ANT] [RSSI] [EPC ×12 bytes ..................] [CH]
 01    B4     30 34 25 7B F7 19 4E 40 00 00 1A 85  06

Antenna:  1 (port 1)
RSSI:     180 → dBm = -100 + round((180×70)/255) = -51 dBm
EPC:      3034257BF7194E4000001A85 (SGTIN-96)
Channel:  6 → 920.0 + (6×0.5) = 923.0 MHz
GTIN-14:  80614141123458  Serial: 6789

Her er en praktisk tjekliste til opsætning af dit første RFID-system med specifik vejledning for hvert trin.

Input:  GTIN-14=08600000232451  Serial=1001  Prefix=7 digits
Output: 30 14 1A 80 0E 98 78 00 00 00 03 E9  (12 bytes)