תחילת העבודה עם RFID

למערכת UHF RFID יש שלושה חלקים: קורא, אנטנה אחת או יותר ותגים. הקורא מייצר אות רדיו של 920–925 MHz ושולח אותו דרך האנטנה. כאשר תג פסיבי נכנס לשדה האנטנה, הוא קוצר אנרגיה מגלי הרדיו כדי להפעיל את המיקרו-צ'יפ הקטן שלו (בדרך כלל זקוק רק ל-~10 מיקרו-ואט). לאחר מכן, השבב מעצב את האות הנכנס ומחזיר אותו. בעצם משקף גרסה משתנה בחזרה. אות זה משקף נושא את קוד המוצר האלקטרוני (EPC) הייחודי של התג.

מחזור הקריאה כולו. משליחת השאילתה ועד לקבלת תגובת התג. לוקח בערך 1–3 מילישניות. זה מה שמאפשר לקורא יחיד לבצע מלאי של 200+ תגים בשנייה באמצעות פרוטוקול למניעת התנגשות EPC Gen2. אובדן האות הלוך ושוב משמעותי (-40 עד -80 dB), ולכן הספק TX של הקורא (בדרך כלל 30 dBm / 1 וואט) ורגישות שבב התג (עד -22 dBm) הם מפרטים קריטיים כל כך.

RFID משתרע על פני מספר תחומי תדרים, אך UHF (860–960 MHz) שולט ביישומים מסחריים מכיוון שהוא מציע את האיזון הטוב ביותר בין טווח קריאה, מהירות ועלות תג. LF (125 kHz) קורא בטווח של 10 ס"מ בערך 1 תג/שנייה. טוב למעקב אחר בעלי חיים אך איטי מדי עבור לוגיסטיקה. HF/NFC (13.56 MHz) מגיע ל-1 מטר בערך ב-50 תגים/שנייה. מצוין לתשלומים וכרטיסי גישה. UHF מגיע ל-1–12+ מטר ב-200+ תגים/שנייה. אידיאלי עבור שרשרת אספקה, קמעונאות ומעקב אחר נכסים.

בתוך פס ה-920–925 MHz של Vietnam, קוראים משתמשים ב-Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) על פני מספר ערוצים. הנוסחה היא: תדר = 920.0 + (channel_index × 0.5) MHz. תצורה טיפוסית משתמשת ב-6 ערוצים [0, 2, 4, 6, 8, 10] המשתרעים על פני 920.0 עד 925.0 MHz להפרדת ערוצים מקסימלית.

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

לכל תג UHF RFID יש שני רכיבים חיוניים: דפוס אנטנה (אלומיניום חרוט או מודפס על מצע PET) ומיקרו-צ'יפ (IC). האנטנה לוכדת את האות של הקורא והשבב מעבד פקודות ומחזיר נתונים. רגישות השבב היא ההספק המינימלי שהשבב צריך כדי להפעיל. שבב המדורג ב- -22.1 dBm יכול להתעורר עם ~6.3 מיקרו-ואט בלבד. נמוך יותר (יותר שלילי) = רגישות טובה יותר = טווח קריאה ארוך יותר.

משפחות שבבים נפוצות כוללות: NXP UCODE 9 (-22.1 dBm, 128-bit EPC, ללא זיכרון משתמש. דומיננטי בקמעונאות), סדרת Impinj M700 (-22.1 dBm, 128-bit EPC. חזק בלוגיסטיקה), ו-Quanray QStar-7U (-21.0 dBm, 128-bit EPC, זיכרון משתמש 512-bit. אידיאלי כאשר אתה צריך לאחסן נתונים ישירות בתג).

גורמי צורה של תגים: Dry Inlays (תג גולמי על PET, ¢3–8, להמרה לתוויות), Wet Inlays (עם דבק, ¢5–12, מוכן ליישום), תוויות מדבקה (ניתנות להדפסה, ¢8–25, עם מיתוג), תגים קשיחים ($1–15, מוקשחים לסביבות קשות), ותוויות ארוגות/בד (¢15–40, תפורות לבגדים). Nextwaves מייצרת dry inlays מ-35×17 מ"מ עד 95×8 מ"מ ותוויות מדבקה בגדלים תואמים.

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C) מגדיר כיצד קוראי UHF מתקשרים עם תגים. החידוש המרכזי הוא אלגוריתם ה‑anti‑collision מסוג slotted‑ALOHA המאפשר לקורא אחד לבצע אינבנטוריית של מאות תגים במקביל מבלי שהם יפריעו זה לזה.

כך פועל סבב אינבנטורייה: הקורא שולח Query עם פרמטר Q (יוצר 2^Q משבצות זמן). כל תג בוחר משבצת אקראית וממתין. כאשר מגיעה משבצתו של תג, הוא מגיב עם מספר אקראי של 16‑bit. אם מגיב תג אחד בלבד, הקורא שולח ACK ומקבל את ה‑EPC המלא. אם מתרחשת התנגשויות של כמה תגים, הקורא מדלג על המשבצת. לאחר כל המשבצות, Q מתואם – עולה אם יש יותר מדי התנגשויות, יורד אם יש יותר מדי משבצות ריקות. והסבב חוזר על עצמו.

הגדרות Q מעשיות: Q=2 (4 משבצות) עבור 1–5 תגים, Q=4 (16 משבצות) עבור 5–20 תגים, Q=5 (32 משבצות) עבור 20–100 תגים, Q=6 (64 משבצות) עבור 100–500 תגים, Q=7 (128 משבצות) עבור יותר מ‑500 תגים. Q גבוה יותר משמעותו פחות התנגשויות אך סבבים איטיים יותר.

התמדה של סשן קובעת כמה זמן תג זוכר שכבר נקרא. סשן S0 מתאפס מיידית (למעקב רציף). S1 מתמשך 0.5–5 שניות (אינבנטוריית סטנדרט). S2/S3 מתמשכים ≥2 שניות (דלתות נמל וקונביירים שבהם רוצים שכל תג ייספר פעם אחת לכל מעבר). כלל אצבע: השתמש ב‑S0 למעקב מדפים, ב‑S2/S3 לפורטלים.

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

לכל תג Gen2 יש 4 בנקי זיכרון. שמור (בנק 00): סיסמת Kill + סיסמת גישה, 64 סיביות בסך הכל. EPC (בנק 01): CRC-16 + מילת בקרת פרוטוקול + מזהה ה-EPC שלך, בדרך כלל 96–128 סיביות. TID (בנק 10): מזהה שבב ייחודי שנשרף במפעל שלעולם לא ניתן לשנות. בעל ערך רב למניעת זיוף. משתמש (בנק 11): אחסון נתונים מותאם אישית אופציונלי (0 עד 512+ סיביות בהתאם לשבב), שימושי עבור מספרי אצווה, תאריכי בדיקה או נתוני חיישנים.

כאשר קורא מבצע מלאי של תגים, כל התראה מכילה: מזהה אנטנה (איזה פורט), ערך גולמי RSSI (0–255, המר ל-dBm באמצעות: dBm = -100 + round(raw × 70 / 255)), נתוני ה-EPC (12+ בתים), ומדד ערוץ התדר. נתונים אלה הם מה שהיישום שלך מעבד כדי למפות קריאות תגים פיזיות לאירועים עסקיים כמו 'פריט נשלח' או 'משטח התקבל'.

[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

הנה רשימת בדיקה מעשית להקמת מערכת RFID הראשונה שלך, עם הנחיות ספציפיות בכל שלב.

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