Darba sākšana ar RFID

UHF RFID sistēmai ir trīs daļas: lasītājs, viena vai vairākas antenas un tagi. Lasītājs ģenerē 920–925 MHz radio signālu un nosūta to caur antenu. Kad pasīvais tags iekļūst antenas laukā, tas iegūst enerģiju no radio viļņa, lai darbinātu savu mazo mikroshēmu (parasti nepieciešami tikai ~10 mikrovati). Pēc tam mikroshēma modulē ienākošo signālu un atstaro to atpakaļ. būtībā atspoguļojot modificētu versiju atpakaļ. Šis atstarotais signāls pārraida taga unikālo elektronisko produktu kodu (EPC).

Viss lasīšanas cikls. no vaicājuma pārraides līdz taga atbildes saņemšanai. aizņem apmēram 1–3 milisekundes. Tas ir tas, kas ļauj vienam lasītājam inventarizēt 200+ tagus sekundē, izmantojot EPC Gen2 pretsadursmes protokolu. Signāla zudums turp un atpakaļ ir ievērojams (-40 līdz -80 dB), tāpēc lasītāja TX jauda (parasti 30 dBm / 1 vats) un taga mikroshēmas jutība (līdz -22 dBm) ir tik svarīgas specifikācijas.

RFID aptver vairākas frekvenču joslas, bet UHF (860–960 MHz) dominē komerciālajos lietojumos, jo tas piedāvā labāko lasīšanas diapazona, ātruma un tagu izmaksu līdzsvaru. LF (125 kHz) lasa 10 cm attālumā ar ~1 tagu/sek. labi piemērots dzīvnieku izsekošanai, bet pārāk lēns loģistikai. HF/NFC (13,56 MHz) sasniedz ~1 m ar ~50 tagiem/sek. lieliski piemērots maksājumiem un piekļuves kartēm. UHF sasniedz 1–12+ metrus ar 200+ tagiem/sek. ideāli piemērots piegādes ķēdei, mazumtirdzniecībai un aktīvu izsekošanai.

Vjetnamas 920–925 MHz joslā lasītāji izmanto frekvences lēcienu izkliedes spektru (FHSS) vairākos kanālos. Formula ir: frekvence = 920,0 + (kanāla_indekss × 0,5) MHz. Tipiska konfigurācija izmanto 6 kanālus [0, 2, 4, 6, 8, 10], kas aptver 920,0 līdz 925,0 MHz, lai nodrošinātu maksimālu kanālu atdalīšanu.

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

Katram UHF RFID tagam ir divi būtiski komponenti: antenas modelis (ēvelēts vai apdrukāts alumīnijs uz PET substrāta) un mikroshēma (IC). Antena uztver lasītāja signālu, un mikroshēma apstrādā komandas un atgriež datus. Mikroshēmas jutība ir minimālā jauda, kas mikroshēmai nepieciešama, lai aktivizētos. mikroshēma, kuras vērtība ir -22,1 dBm, var pamosties ar tikai ~6,3 mikrovatiem. Zemāks (negatīvāks) = labāka jutība = lielāks lasīšanas diapazons.

Izplatītās mikroshēmu saimes ietver: NXP UCODE 9 (-22,1 dBm, 128 bitu EPC, nav lietotāja atmiņas. dominē mazumtirdzniecībā), Impinj M700 sērija (-22,1 dBm, 128 bitu EPC. spēcīga loģistikā) un Quanray QStar-7U (-21,0 dBm, 128 bitu EPC, 512 bitu lietotāja atmiņa. ideāli, ja jums ir jāglabā dati tieši uz taga).

Taga formas faktori: sausie ieliktņi (neapstrādāts tags uz PET, ¢3–8, konvertēšanai etiķetēs), mitrie ieliktņi (ar līmi, ¢5–12, gatavi lietošanai), uzlīmes (drukājamas, ¢8–25, ar zīmolu), cietie tagi ($1–15, izturīgi skarbai videi) un austas/auduma etiķetes (¢15–40, iešūtas apģērbā). Nextwaves ražo sausus ieliktņus no 35 × 17 mm līdz 95 × 8 mm un uzlīmes atbilstošos izmēros.

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C) regulē to, kā UHF lasītāji sazinās ar tagiem. Galvenā inovācija ir slotted-ALOHA anti-sadursmes algoritms, kas ļauj vienam lasītājam inventarizēt simtiem tagu vienlaikus, neļaujot tiem traucēt vienam otru.

Lūk, kā darbojas inventarizācijas kārta: Lasītājs nosūta Query ar parametru Q (izveidojot 2^Q laika slotus). Katrs tags izvēlas nejaušu slotu un gaida. Kad taga slots pienāk, tas atbild ar 16 bitu nejaušu skaitli. Ja atbild tikai viens tags, lasītājs ACKs un saņem pilnu EPC. Ja vairāki tagi saduras, lasītājs izlaiž šo slotu. Pēc visiem slotu, Q tiek pielāgots. uz augšu, ja ir pārāk daudz sadursmju, uz leju, ja ir pārāk daudz tukšu slotu. un kārta atkārtojas.

Praktiski Q iestatījumi: Q=2 (4 sloti) 1–5 tagiem, Q=4 (16 sloti) 5–20 tagiem, Q=5 (32 sloti) 20–100 tagiem, Q=6 (64 sloti) 100–500 tagiem, Q=7 (128 sloti) 500+ tagiem. Augstāks Q nozīmē mazāk sadursmju, bet lēnākas kārtas.

Sesijas saglabāšana kontrolē, cik ilgi tags atceras, ka tas jau ir nolasīts. Sesija S0 tiek nekavējoties atiestatīta (nepārtrauktai uzraudzībai). S1 saglabājas 0,5–5 sekundes (standarta inventarizācija). S2/S3 saglabājas ≥2 sekundes (dokiem un konveijeriem, kur vēlaties, lai katrs tags tiktu saskaitīts vienu reizi vienā pārejā). Pamatnoteikums: izmantojiet S0 plauktu uzraudzībai, S2/S3 portāliem.

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

Katram Gen2 tagam ir 4 atmiņas bankas. Rezervēts (Bank 00): Kill parole + Piekļuves parole, kopā 64 biti. EPC (Bank 01): CRC-16 + Protokola vadības vārds + jūsu EPC identifikators, parasti 96–128 biti. TID (Bank 10): Rūpnīcā ierakstīts unikāls mikroshēmas ID, ko nekad nevar mainīt. nenovērtējams cīņā pret viltošanu. Lietotājs (Bank 11): Papildu pielāgota datu glabāšana (0 līdz 512+ biti atkarībā no mikroshēmas), noderīga partijas numuriem, pārbaudes datumiem vai sensora datiem.

Kad lasītājs inventarizē tagus, katrs paziņojums satur: antenas ID (kurš ports), RSSI neapstrādāta vērtība (0–255, konvertējiet uz dBm, izmantojot: dBm = -100 + round(raw × 70 / 255)), EPC datus (12+ baiti) un frekvences kanāla indeksu. Šie dati ir tas, ko jūsu lietojumprogramma apstrādā, lai kartētu fiziskos taga nolasījumus uz biznesa notikumiem, piemēram, “prece nosūtīta” vai “palete saņemta”.

[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

Šeit ir praktisks kontrolsaraksts jūsu pirmās RFID sistēmas iestatīšanai ar konkrētiem norādījumiem katrā solī.

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