Comezando con RFID

Un sistema UHF RFID ten tres partes: un lector, unha ou máis antenas e etiquetas. O lector xera un sinal de radio de 920–925 MHz e envíao a través da antena. Cando unha etiqueta pasiva entra no campo da antena, recolle enerxía da onda de radio para alimentar o seu pequeno microchip (normalmente só necesita ~10 microwatts). O chip modula entón o sinal entrante e o retrodispersa, esencialmente reflectindo unha versión modificada. Este sinal reflectido leva o Código de Produto Electrónico (EPC) único da etiqueta.

Todo o ciclo de lectura, desde a transmisión da consulta ata a recepción da resposta da etiqueta, leva entre 1 e 3 milisegundos. Isto é o que permite que un único lector inventarie máis de 200 etiquetas por segundo utilizando o protocolo anti-colisión EPC Gen2. A perda de sinal de ida e volta é significativa (-40 a -80 dB), polo que a potencia TX do lector (normalmente 30 dBm / 1 watt) e a sensibilidade do chip da etiqueta (ata -22 dBm) son especificacións tan críticas.

RFID abarca múltiples bandas de frecuencia, pero UHF (860–960 MHz) domina as aplicacións comerciais porque ofrece o mellor equilibrio entre rango de lectura, velocidade e custo da etiqueta. LF (125 kHz) le a menos de 10 cm a ~1 etiqueta/seg. bo para o seguimento de animais pero demasiado lento para a loxística. HF/NFC (13,56 MHz) alcanza ~1 m a ~50 etiquetas/seg. xenial para pagos e tarxetas de acceso. UHF alcanza 1–12+ metros a 200+ etiquetas/seg. ideal para a cadea de subministración, a venda polo miúdo e o seguimento de activos.

Dentro da banda de 920–925 MHz de Vietnam, os lectores utilizan Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) en múltiples canles. A fórmula é: frecuencia = 920,0 + (índice_de_canle × 0,5) MHz. Unha configuración típica utiliza 6 canles [0, 2, 4, 6, 8, 10] que abarcan de 920,0 a 925,0 MHz para a máxima separación de canles.

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

Cada etiqueta UHF RFID ten dous compoñentes esenciais: un patrón de antena (aluminio gravado ou impreso nun substrato de PET) e un microchip (IC). A antena captura o sinal do lector e o chip procesa os comandos e devolve datos. A sensibilidade do chip é a potencia mínima que o chip necesita para activarse. un chip clasificado en -22,1 dBm pode espertar con só ~6,3 microwatts. Menor (máis negativo) = mellor sensibilidade = maior rango de lectura.

As familias de chips comúns inclúen: NXP UCODE 9 (-22,1 dBm, EPC de 128 bits, sen memoria de usuario, dominante na venda polo miúdo), Impinj M700 series (-22,1 dBm, EPC de 128 bits, forte en loxística) e Quanray QStar-7U (-21,0 dBm, EPC de 128 bits, memoria de usuario de 512 bits, ideal cando precisa almacenar datos directamente na etiqueta).

Factores de forma de etiquetas: Inlays secos (etiqueta bruta en PET, ¢3–8, para converter en etiquetas), Inlays húmidos (con adhesivo, ¢5–12, listos para aplicar), Etiquetas adhesivas (imprimibles, ¢8–25, con marca), Etiquetas duras ($1–15, reforzadas para ambientes hostís) e etiquetas tecidas/de tecido (¢15–40, cosidas en prendas). Nextwaves fabrica inlays secos de 35 × 17 mm a 95 × 8 mm e etiquetas adhesivas en tamaños correspondentes.

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C) regula como os lectores UHF se comunican coas etiquetas. A innovación clave é o algoritmo de anticolisión slotted-ALOHA que permite que un lector inventaríe centos de etiquetas simultaneamente sen que interfiran entre si.

Así é como funciona unha rolda de inventario: o lector envía unha consulta co parámetro Q (creando 2^Q intervalos de tempo). Cada etiqueta escolle un intervalo aleatorio e espera. Cando chega o intervalo dunha etiqueta, responde cun número aleatorio de 16 bits. Se só responde unha etiqueta, o lector ACKs e recibe o EPC completo. Se varias etiquetas chocan, o lector omite ese intervalo. Despois de todos os intervalos, Q axústase. cara arriba se hai demasiadas colisións, cara abaixo se hai demasiados intervalos baleiros. e a rolda repítese.

Configuracións Q prácticas: Q=2 (4 intervalos) para 1–5 etiquetas, Q=4 (16 intervalos) para 5–20 etiquetas, Q=5 (32 intervalos) para 20–100 etiquetas, Q=6 (64 intervalos) para 100–500 etiquetas, Q=7 (128 intervalos) para 500+ etiquetas. Un Q máis alto significa menos colisións pero roldas máis lentas.

A persistencia da sesión controla canto tempo unha etiqueta lembra que xa foi lida. A sesión S0 restablece ao instante (para a monitorización continua). S1 persiste 0,5–5 segundos (inventario estándar). S2/S3 persiste ≥2 segundos (portas de embarque e transportadores onde quere que cada etiqueta se conte unha vez por paso). Regra xeral: usa S0 para a monitorización de andeis, S2/S3 para portais.

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

Cada etiqueta Gen2 ten 4 bancos de memoria. Reservado (Banco 00): Contrasinal de eliminación + Contrasinal de acceso, 64 bits en total. EPC (Banco 01): CRC-16 + Palabra de control de protocolo + o seu identificador EPC, normalmente 96–128 bits. TID (Banco 10): ID de chip único gravado de fábrica que nunca se pode cambiar, inestimable para a loita contra a falsificación. Usuario (Banco 11): Almacenamento de datos personalizado opcional (0 a 512+ bits dependendo do chip), útil para números de lote, datas de inspección ou datos de sensores.

Cando un lector inventaría etiquetas, cada notificación contén: ID da antena (que porto), valor bruto RSSI (0–255, converter a dBm mediante: dBm = -100 + round(bruto × 70 / 255)), os datos EPC (12+ bytes) e o índice da canle de frecuencia. Estes datos son os que a súa aplicación procesa para mapear as lecturas de etiquetas físicas a eventos comerciais como 'artigo enviado' ou 'palé recibido'.

[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

Aquí tes unha lista de verificación práctica para configurar o teu primeiro sistema RFID, con orientación específica en cada paso.

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