RFID pradžia

UHF RFID sistema turi tris dalis: skaitytuvą, vieną ar daugiau antenų ir žymas. Skaitytuvas generuoja 920–925 MHz radijo signalą ir siunčia jį per anteną. Kai pasyvi žyma patenka į antenos lauką, ji gauna energiją iš radijo bangos, kad maitintų savo mažytį mikroschemą (paprastai reikia tik ~10 mikrovatų). Tada mikroschema moduliuoja gaunamą signalą ir atspindi jį. iš esmės atspindi modifikuotą versiją atgal. Šis atspindėtas signalas perduoda unikalų žymos elektroninio produkto kodą (EPC).

Visas nuskaitymo ciklas. nuo užklausos perdavimo iki žymos atsakymo gavimo. trunka apie 1–3 milisekundes. Tai leidžia vienam skaitytuvui inventorizuoti 200+ žymų per sekundę, naudojant EPC Gen2 susidūrimo protokolą. Grįžtamojo signalo praradimas yra reikšmingas (-40–80 dB), todėl skaitytuvo TX galia (paprastai 30 dBm / 1 vatas) ir žymos mikroschemos jautrumas (iki -22 dBm) yra tokios svarbios specifikacijos.

RFID apima kelis dažnių diapazonus, tačiau UHF (860–960 MHz) dominuoja komercinėse programose, nes siūlo geriausią nuskaitymo diapazono, greičio ir žymos kainos balansą. LF (125 kHz) nuskaito iki 10 cm atstumu maždaug 1 žymą/sek. tinka gyvūnų sekimui, bet per lėtas logistikai. HF/NFC (13,56 MHz) pasiekia ~1 m atstumą maždaug 50 žymų/sek. puikiai tinka mokėjimams ir prieigos kortelėms. UHF pasiekia 1–12+ metrų atstumą esant 200+ žymų/sek. idealiai tinka tiekimo grandinei, mažmeninei prekybai ir turto sekimui.

Vietnamo 920–925 MHz diapazone skaitytuvai naudoja dažnio šuolių sklaidos spektrą (FHSS) per kelis kanalus. Formulė yra: dažnis = 920,0 + (kanalo_indeksas × 0,5) MHz. Tipinė konfigūracija naudoja 6 kanalus [0, 2, 4, 6, 8, 10], apimančius 920,0–925,0 MHz, kad būtų pasiektas didžiausias kanalų atskyrimas.

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

Kiekviena UHF RFID žyma turi du pagrindinius komponentus: antenos modelį (išgraviruotas arba atspausdintas aliuminis ant PET pagrindo) ir mikroschemą (IC). Antena užfiksuoja skaitytuvo signalą, o mikroschema apdoroja komandas ir grąžina duomenis. Mikroschemos jautrumas yra minimali galia, kurios mikroschemai reikia norint suaktyvinti. Mikroschema, kurios įvertinimas yra -22,1 dBm, gali pabusti su vos ~6,3 mikrovatais. Žemesnis (daugiau neigiamas) = geresnis jautrumas = ilgesnis nuskaitymo diapazonas.

Įprastos mikroschemų šeimos yra: NXP UCODE 9 (-22,1 dBm, 128 bitų EPC, nėra vartotojo atminties. dominuoja mažmeninėje prekyboje), Impinj M700 serija (-22,1 dBm, 128 bitų EPC. stipri logistikoje) ir Quanray QStar-7U (-21,0 dBm, 128 bitų EPC, 512 bitų vartotojo atmintis. idealu, kai reikia saugoti duomenis tiesiogiai žymoje).

Žymų formos faktoriai: sausi intarpai (žaliavinė žyma ant PET, 3–8 centai, konvertavimui į etiketes), šlapi intarpai (su klijais, 5–12 centų, paruošti naudoti), lipdukų etiketės (spausdinamos, 8–25 centai, su prekės ženklu), kietos žymos (1–15 USD, patvarios atšiaurioje aplinkoje) ir austos/audinio etiketės (15–40 centų, įsiuvamos į drabužius). Nextwaves gamina sausus intarpus nuo 35×17 mm iki 95×8 mm ir lipdukų etiketes atitinkamais dydžiais.

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C) reguliuoja, kaip UHF skaitytuvai bendrauja su žymomis. Pagrindinė naujovė yra slotted-ALOHA susidūrimo vengimo algoritmas, leidžiantis vienam skaitytuvui inventorizuoti šimtus žymų vienu metu, joms nesikišant viena į kitą.

Štai kaip vyksta inventorizacijos etapas: Skaitytuvas siunčia užklausą su parametru Q (sukuriant 2^Q laiko tarpsnius). Kiekviena žyma pasirenka atsitiktinį tarpsnį ir laukia. Kai atsiranda žymos tarpsnis, ji atsako su 16 bitų atsitiktiniu skaičiumi. Jei atsako tik viena žyma, skaitytuvas patvirtina ir gauna visą EPC. Jei susiduria kelios žymos, skaitytuvas praleidžia tą tarpsnį. Po visų tarpsnių Q koreguojamas. didinamas, jei per daug susidūrimų, mažinamas, jei per daug tuščių tarpsnių. ir etapas kartojamas.

Praktiniai Q nustatymai: Q=2 (4 tarpsniai) 1–5 žymoms, Q=4 (16 tarpsnių) 5–20 žymų, Q=5 (32 tarpsniai) 20–100 žymų, Q=6 (64 tarpsniai) 100–500 žymų, Q=7 (128 tarpsniai) 500+ žymų. Didesnis Q reiškia mažiau susidūrimų, bet lėtesnius etapus.

Seanso išsaugojimas kontroliuoja, kiek laiko žyma atsimena, kad jau buvo nuskaityta. Seansas S0 iš naujo nustatomas iš karto (nuolatiniam stebėjimui). S1 išlieka 0,5–5 sekundes (standartinė inventorizacija). S2/S3 išlieka ≥2 sekundes (dokų durys ir konvejeriai, kur norite, kad kiekviena žyma būtų suskaičiuota vieną kartą per pravažiavimą). Taisyklė: naudokite S0 lentynų stebėjimui, S2/S3 portalams.

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

Kiekviena Gen2 žyma turi 4 atminties blokus. Rezervuota (00 blokas): žudymo slaptažodis + prieigos slaptažodis, iš viso 64 bitai. EPC (01 blokas): CRC-16 + protokolo valdymo žodis + jūsų EPC identifikatorius, paprastai 96–128 bitai. TID (10 blokas): gamykloje įrašytas unikalus mikroschemos ID, kurio niekada negalima pakeisti. neįkainojama klastojimo prevencijai. Vartotojas (11 blokas): pasirinktinis duomenų saugojimas (nuo 0 iki 512+ bitų, priklausomai nuo mikroschemos), naudingas partijos numeriams, patikrinimo datoms ar jutiklių duomenims.

Kai skaitytuvas inventorizuoja žymas, kiekviename pranešime yra: antenos ID (kuris prievadas), RSSI neapdorota reikšmė (0–255, konvertuokite į dBm per: dBm = -100 + round(raw × 70 / 255)), EPC duomenys (12+ baitai) ir dažnio kanalo indeksas. Šie duomenys yra tai, ką jūsų programa apdoroja, kad susietų fizines žymų nuskaitymus su verslo įvykiais, pvz., „prekė išsiųsta“ arba „padėklas gautas“.

[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

Štai praktinis kontrolinis sąrašas, skirtas pirmosios RFID sistemos nustatymui, su konkrečiais nurodymais kiekviename etape.

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