RFID-ის დაწყება

UHF RFID სისტემას აქვს სამი ნაწილი: წამკითხველი, ერთი ან მეტი ანტენა და ტეგები. წამკითხველი წარმოქმნის 920–925 MHz რადიოსიგნალს და უგზავნის მას ანტენის მეშვეობით. როდესაც პასიური ტეგი შედის ანტენის ველში, ის იღებს ენერგიას რადიოტალღიდან თავისი პატარა მიკროჩიპის (რომელსაც ჩვეულებრივ სჭირდება მხოლოდ ~10 მიკროვატი) ენერგიისთვის. შემდეგ ჩიპი ახდენს შემომავალი სიგნალის მოდულაციას და უკან აბრუნებს მას. არსებითად, ასახავს შეცვლილ ვერსიას უკან. ეს ასახული სიგნალი ატარებს ტეგის უნიკალურ Electronic Product Code (EPC)-ს.

მთელი წაკითხვის ციკლი. შეკითხვის გადაცემიდან ტეგის პასუხის მიღებამდე. დაახლოებით 1–3 მილიწამი სჭირდება. ეს არის ის, რაც საშუალებას აძლევს ერთ წამკითხველს ინვენტარიზაცია გაუწიოს 200+ ტეგს წამში EPC Gen2 ანტი-შეჯახების პროტოკოლის გამოყენებით. ორმხრივი სიგნალის დაკარგვა მნიშვნელოვანია (-40-დან -80 dB-მდე), რის გამოც წამკითხველის TX სიმძლავრე (ჩვეულებრივ 30 dBm / 1 ვატი) და ტეგის ჩიპის მგრძნობელობა (დაბლა -22 dBm) არის ასეთი კრიტიკული სპეციფიკაციები.

RFID მოიცავს მრავალ სიხშირულ დიაპაზონს, მაგრამ UHF (860–960 MHz) დომინირებს კომერციულ აპლიკაციებში, რადგან ის გთავაზობთ წაკითხვის დიაპაზონის, სიჩქარისა და ტეგის ღირებულების საუკეთესო ბალანსს. LF (125 kHz) კითხულობს 10 სმ-ის ფარგლებში ~1 ტეგი/წმ-ში. კარგია ცხოველების თვალთვალისთვის, მაგრამ ძალიან ნელია ლოჯისტიკისთვის. HF/NFC (13.56 MHz) აღწევს ~1 მ-ს ~50 ტეგი/წმ-ში. შესანიშნავია გადახდებისა და წვდომის ბარათებისთვის. UHF აღწევს 1–12+ მეტრს 200+ ტეგი/წმ-ში. იდეალურია მიწოდების ჯაჭვის, საცალო ვაჭრობისა და აქტივების თვალთვალისთვის.

ვიეტნამის 920–925 MHz დიაპაზონში, წამკითხველები იყენებენ Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS)-ს მრავალ არხზე. ფორმულა არის: სიხშირე = 920.0 + (channel_index × 0.5) MHz. ტიპიური კონფიგურაცია იყენებს 6 არხს [0, 2, 4, 6, 8, 10] 920.0-დან 925.0 MHz-მდე არხების მაქსიმალური დაშორებისთვის.

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

ყველა UHF RFID ტეგს აქვს ორი აუცილებელი კომპონენტი: ანტენის ნიმუში (ამოტვიფრული ან დაბეჭდილი ალუმინი PET სუბსტრატზე) და მიკროჩიპი (IC). ანტენა იღებს წამკითხველის სიგნალს, ხოლო ჩიპი ამუშავებს ბრძანებებს და აბრუნებს მონაცემებს. ჩიპის მგრძნობელობა არის მინიმალური სიმძლავრე, რომელიც ჩიპს სჭირდება გასააქტიურებლად. ჩიპი, რომელიც შეფასებულია -22.1 dBm-ზე, შეიძლება გაიღვიძოს მხოლოდ ~6.3 მიკროვატით. დაბალი (უფრო უარყოფითი) = უკეთესი მგრძნობელობა = უფრო გრძელი წაკითხვის დიაპაზონი.

ჩიპების საერთო ოჯახები მოიცავს: NXP UCODE 9 (-22.1 dBm, 128-bit EPC, მომხმარებლის მეხსიერების გარეშე. დომინანტური საცალო ვაჭრობაში), Impinj M700 სერია (-22.1 dBm, 128-bit EPC. ძლიერი ლოჯისტიკაში) და Quanray QStar-7U (-21.0 dBm, 128-bit EPC, 512-bit მომხმარებლის მეხსიერება. იდეალურია, როდესაც გჭირდებათ მონაცემების შენახვა პირდაპირ ტეგზე).

ტეგის ფორმის ფაქტორები: მშრალი ინლეიები (ნედლი ტეგი PET-ზე, ¢3–8, ეტიკეტებად გადაქცევისთვის), სველი ინლეიები (წებოთი, ¢5–12, გამოსაყენებლად მზად), სტიკერების ეტიკეტები (დასაბეჭდი, ¢8–25, ბრენდინგით), მყარი ტეგები ($1–15, გამაგრებული მკაცრი გარემოსთვის) და ნაქსოვი/ქსოვილის ეტიკეტები (¢15–40, ტანსაცმელში შეკერილი). Nextwaves აწარმოებს მშრალ ინლეიებს 35×17 მმ-დან 95×8 მმ-მდე და სტიკერების ეტიკეტებს შესაბამისი ზომებით.

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C) არეგულირებს, თუ როგორ ურთიერთობენ UHF წამკითხველები ტეგებთან. მთავარი ინოვაცია არის slotted-ALOHA ანტიკოლიზიური ალგორითმი, რომელიც საშუალებას აძლევს ერთ წამკითხველს ერთდროულად აღრიცხოს ასობით ტეგი, ერთმანეთში ჩარევის გარეშე.

აი, როგორ მუშაობს ინვენტარიზაციის რაუნდი: წამკითხველი აგზავნის Query-ს პარამეტრით Q (ქმნის 2^Q დროის სლოტებს). თითოეული ტეგი ირჩევს შემთხვევით სლოტს და ელოდება. როდესაც ტეგის სლოტი მოდის, ის პასუხობს 16-ბიტიანი შემთხვევითი რიცხვით. თუ მხოლოდ ერთი ტეგი პასუხობს, წამკითხველი ACKs-ს და იღებს სრულ EPC-ს. თუ მრავალი ტეგი ეჯახება, წამკითხველი გამოტოვებს ამ სლოტს. ყველა სლოტის შემდეგ, Q მორგებულია. ზემოთ, თუ ძალიან ბევრი შეჯახება, ქვემოთ, თუ ძალიან ბევრი ცარიელი სლოტი. და რაუნდი მეორდება.

პრაქტიკული Q პარამეტრები: Q=2 (4 სლოტი) 1–5 ტეგისთვის, Q=4 (16 სლოტი) 5–20 ტეგისთვის, Q=5 (32 სლოტი) 20–100 ტეგისთვის, Q=6 (64 სლოტი) 100–500 ტეგისთვის, Q=7 (128 სლოტი) 500+ ტეგისთვის. უფრო მაღალი Q ნიშნავს ნაკლებ შეჯახებას, მაგრამ უფრო ნელ რაუნდებს.

სესიის შენარჩუნება აკონტროლებს, თუ რამდენ ხანს ახსოვს ტეგს, რომ ის უკვე წაკითხულია. სესია S0 მყისიერად გადაიტვირთება (უწყვეტი მონიტორინგისთვის). S1 ინახება 0.5–5 წამი (სტანდარტული ინვენტარი). S2/S3 ინახება ≥2 წამი (დოკის კარები და კონვეიერები, სადაც გსურთ, რომ თითოეული ტეგი დათვლილი იყოს ერთხელ თითო გადასვლაზე). წესის მიხედვით: გამოიყენეთ S0 თაროების მონიტორინგისთვის, S2/S3 პორტალებისთვის.

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

ყველა Gen2 ტეგს აქვს 4 მეხსიერების ბანკი. დაცული (ბანკი 00): Kill პაროლი + Access პაროლი, სულ 64 ბიტი. EPC (ბანკი 01): CRC-16 + Protocol Control word + თქვენი EPC იდენტიფიკატორი, ჩვეულებრივ 96–128 ბიტი. TID (ბანკი 10): ქარხნულად ჩაწერილი უნიკალური ჩიპის ID, რომლის შეცვლა შეუძლებელია. ფასდაუდებელია გაყალბების საწინააღმდეგოდ. მომხმარებელი (ბანკი 11): სურვილისამებრ მონაცემთა შენახვა (0-დან 512+ ბიტამდე ჩიპის მიხედვით), სასარგებლოა პარტიული ნომრებისთვის, შემოწმების თარიღებისთვის ან სენსორული მონაცემებისთვის.

როდესაც წამკითხველი ინვენტარიზაციას უწევს ტეგებს, თითოეული შეტყობინება შეიცავს: ანტენის ID (რომელი პორტი), RSSI ნედლეული მნიშვნელობა (0–255, გადაიყვანეთ dBm-ში: dBm = -100 + round(raw × 70 / 255)), EPC მონაცემები (12+ ბაიტი), და სიხშირის არხის ინდექსი. ეს მონაცემები არის ის, რასაც თქვენი აპლიკაცია ამუშავებს ფიზიკური ტეგის წაკითხვის ბიზნეს ღონისძიებებთან, როგორიცაა „ნივთი გაიგზავნა“ ან „პალეტი მიღებულია“.

[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

აქ მოცემულია პრაქტიკული ჩამონათვალი თქვენი პირველი RFID სისტემის დაყენებისთვის, კონკრეტული მითითებებით თითოეულ ეტაპზე.

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