RFID-rekin hasi

UHF RFID sistema batek hiru zati ditu: irakurgailu bat, antena bat edo gehiago eta etiketak. Irakurgailuak 920–925 MHz-ko irrati-seinale bat sortzen du eta antenatik bidaltzen du. Etiketa pasibo bat antenaren eremuan sartzen denean, irrati-uhinetatik energia hartzen du bere mikrotxip txikia elikatzeko (normalean ~10 mikrowatt besterik ez ditu behar). Txipeak sarrerako seinalea modulatzen du eta atzerantz barreiatzen du. Funtsean, aldatutako bertsio bat islatzen du atzera. Seinale islatu horrek etiketa bakoitzaren Electronic Product Code (EPC) kodea darama.

Irakurketa-ziklo osoak, kontsulta transmititzetik etiketa erantzuna jasotzera, 1–3 milisegundo inguru irauten du. Horrek ahalbidetzen du irakurgailu bakar batek 200+ etiketa inbentariatzea segundoko, EPC Gen2 anti-talka protokoloa erabiliz. Joana-etorriko seinalearen galera esanguratsua da (-40 eta -80 dB), eta horregatik irakurgailuaren TX potentzia (normalean 30 dBm / 1 watt) eta etiketa txiparen sentsibilitatea (–22 dBm-ra arte) hain dira zehaztapen kritikoak.

RFID maiztasun-banda anitzetan hedatzen da, baina UHF (860–960 MHz) da merkataritza-aplikazioetan nagusi, irakurketa-eremuaren, abiaduraren eta etiketen kostuaren arteko orekarik onena eskaintzen duelako. LF (125 kHz) 10 cm-ko distantziara irakurtzen du, gutxi gorabehera 1 etiketa/segundoko abiaduran. Animalien jarraipenerako ona da, baina logistikarako motelregia. HF/NFC (13,56 MHz) gutxi gorabehera 1 m-ra iristen da, gutxi gorabehera 50 etiketa/segundoko abiaduran. Ordainketetarako eta sarbide-txarteletarako bikaina da. UHF 1–12+ metrora iristen da, 200+ etiketa/segundoko abiaduran. Hornikuntza-kateetarako, txikizkako salmentarako eta aktiboen jarraipenerako aproposa da.

Vietnamgo 920–925 MHz bandan, irakurleek Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) erabiltzen dute kanal anitzetan. Formula hau da: maiztasuna = 920,0 + (channel_index × 0,5) MHz. Konfigurazio tipiko batek 6 kanal erabiltzen ditu [0, 2, 4, 6, 8, 10] 920,0 eta 925,0 MHz artean, kanal-bereizketa maximoa lortzeko.

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

UHF RFID etiketa bakoitzak bi osagai funtsezko ditu: antena-eredu bat (PET substratuan aluminio grabatua edo inprimatua) eta mikrotxip bat (IC). Antenak irakurgailuaren seinalea atzematen du eta txipeak komandoak prozesatzen ditu eta datuak itzultzen ditu. Txipearen sentsibilitatea txipeak aktibatzeko behar duen gutxieneko potentzia da. -22,1 dBm-ko balioa duen txip batek ~6,3 mikrowattekin esna daiteke. Txikiagoa (negatiboagoa) = sentsibilitate hobea = irakurketa-eremu luzeagoa.

Txip-familia ohikoenak honako hauek dira: NXP UCODE 9 (-22,1 dBm, 128 biteko EPC, erabiltzailearen memoririk gabe. Txikizkako salmentan nagusi), Impinj M700 seriea (-22,1 dBm, 128 biteko EPC. Logistikan indartsua), eta Quanray QStar-7U (-21,0 dBm, 128 biteko EPC, 512 biteko erabiltzailearen memoria. Aproposa datuak zuzenean etiketan gorde behar dituzunean).

Etiketen forma-faktoreak: Dry Inlays (PET-en etiketa gordinak, 3–8 zentimo, etiketetan bihurtzeko), Wet Inlays (itsasgarriarekin, 5–12 zentimo, aplikatzeko prest), Sticker Labels (inprimagarriak, 8–25 zentimo, markarekin), Hard Tags (1–15 $, ingurune gogorretarako gogortuak) eta Woven/Fabric etiketak (15–40 zentimo, jantzien barruan jositakoak). Nextwaves-ek 35×17 mm-tik 95×8 mm-ra bitarteko dry inlays fabrikatzen ditu eta tamaina bereko sticker labels.

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C) arautzen du UHF irakurgailuek etiketekin nola komunikatzen duten. Berrikuntza nagusia slotted-ALOHA talka-aurkako algoritmoa da, irakurgailu batek ehunka etiketa aldi berean inbentariatzeko aukera ematen duena, elkarri oztoporik gabe.

Hona hemen inbentario-txanda batek nola funtzionatzen duen: Irakurgailuak Query bat bidaltzen du Q parametroarekin (2^Q denbora-zirrikituak sortuz). Etiketa bakoitzak ausazko zirrikitu bat aukeratzen du eta itxaroten du. Etiketaren zirrikitua iristen denean, 16 biteko ausazko zenbaki batekin erantzuten du. Etiketa bakarrak erantzuten badu, irakurgailuak ACK bidaltzen du eta EPC osoa jasotzen du. Etiketa anitzek talka egiten badute, irakurgailuak zirrikitu hori saltatzen du. Zirrikitu guztiak igaro ondoren, Q doitzen da. gora talka gehiegi badaude, behera zirrikitu huts gehiegi badaude. eta txanda errepikatu egiten da.

Q ezarpen praktikoak: Q=2 (4 zirrikitu) 1–5 etiketetarako, Q=4 (16 zirrikitu) 5–20 etiketetarako, Q=5 (32 zirrikitu) 20–100 etiketetarako, Q=6 (64 zirrikitu) 100–500 etiketetarako, Q=7 (128 zirrikitu) 500+ etiketetarako. Q handiagoak talka gutxiago esan nahi du, baina txanda motelagoak.

Saioaren iraunkortasunak etiketa batek zenbat denboraz gogoratzen duen dagoeneko irakurrita egon dela kontrolatzen du. S0 saioa berehala berrezartzen da (etengabeko monitorizaziorako). S1-ek 0,5–5 segundo irauten du (inbentario estandarra). S2/S3-ek ≥2 segundo irauten du (kaiko ateak eta garraiatzaileak, pasabide bakoitzeko etiketa bakoitza behin kontatu nahi duzunean). Araua: erabili S0 apalategien monitorizaziorako, S2/S3 atarientzat.

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

Gen2 etiketa bakoitzak 4 memoria-banku ditu. Erreserbatua (00 Bankua): Kill pasahitza + Sarbide pasahitza, 64 bit guztira. EPC (01 Bankua): CRC-16 + Protocol Control hitza + zure EPC identifikatzailea, normalean 96–128 bit. TID (10 Bankua): Fabrikan erretako txip-ID bakarra, inoiz alda ezin daitekeena. Kontrafaktuaren aurkako borrokan baliotsua. Erabiltzailea (11 Bankua): Aukerako datu pertsonalen biltegiratzea (0 eta 512+ bit txipearen arabera), erabilgarria lote-zenbakietarako, ikuskapen-datetarako edo sentsore-datuetarako.

Irakurgailu batek etiketak inbentariatzen dituenean, jakinarazpen bakoitzak honako hauek ditu: antena IDa (zein portu), RSSI balio gordina (0–255, dBm-ra bihurtu honela: dBm = -100 + round(gordina × 70 / 255)), EPC datuak (12+ byte) eta maiztasun-kanalaren indizea. Datu horiek dira zure aplikazioak etiketa fisikoen irakurketak 'bidalitako elementua' edo 'jasotako paleta' bezalako negozio-gertaerekin mapatzeko prozesatzen dituenak.

[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

Hona hemen zure lehen RFID sistema konfiguratzeko kontrol-zerrenda praktiko bat, urrats bakoitzean orientazio zehatzarekin.

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