Aan de slag met RFID

Een UHF RFID-systeem bestaat uit drie delen: een lezer, een of meer antennes en tags. De lezer genereert een 920–925 MHz radiosignaal en stuurt dit via de antenne. Wanneer een passieve tag het antenneveld binnengaat, haalt deze energie uit de radiogolf om zijn kleine microchip van stroom te voorzien (meestal slechts ~10 microwatt nodig). De chip moduleert vervolgens het inkomende signaal en verstrooit het terug. in wezen een gewijzigde versie terug reflecteren. Dit gereflecteerde signaal draagt de unieke Electronic Product Code (EPC) van de tag.

De hele leescyclus. van het verzenden van de query tot het ontvangen van het antwoord van de tag. duurt ongeveer 1–3 milliseconden. Dit is wat een enkele lezer in staat stelt om 200+ tags per seconde te inventariseren met behulp van het EPC Gen2 anti-collision protocol. Het roundtrip-signaalverlies is aanzienlijk (-40 tot -80 dB), daarom zijn het TX-vermogen van de lezer (meestal 30 dBm / 1 watt) en de tagchipgevoeligheid (tot -22 dBm) zulke kritieke specificaties.

RFID omvat meerdere frequentiebanden, maar UHF (860–960 MHz) domineert commerciële toepassingen omdat het de beste balans biedt tussen leesbereik, snelheid en tagkosten. LF (125 kHz) leest binnen 10 cm bij ~1 tag/sec. goed voor dierentracking, maar te langzaam voor logistiek. HF/NFC (13,56 MHz) bereikt ~1 m bij ~50 tags/sec. ideaal voor betalingen en toegangskaarten. UHF bereikt 1–12+ meter bij 200+ tags/sec. ideaal voor supply chain, retail en asset tracking.

Binnen de Vietnam 920–925 MHz-band gebruiken lezers Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) over meerdere kanalen. De formule is: frequentie = 920,0 + (channel_index × 0,5) MHz. Een typische configuratie gebruikt 6 kanalen [0, 2, 4, 6, 8, 10] die zich uitstrekken van 920,0 tot 925,0 MHz voor maximale kanaalscheiding.

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

Elke UHF RFID-tag heeft twee essentiële componenten: een antennepatroon (geëtst of bedrukt aluminium op een PET-substraat) en een microchip (IC). De antenne vangt het signaal van de lezer op en de chip verwerkt opdrachten en retourneert gegevens. Chipgevoeligheid is het minimale vermogen dat de chip nodig heeft om te activeren. een chip met een rating van -22,1 dBm kan wakker worden met slechts ~6,3 microwatt. Lager (negatiever) = betere gevoeligheid = langer leesbereik.

Veelvoorkomende chipfamilies zijn onder meer: NXP UCODE 9 (-22,1 dBm, 128-bit EPC, geen gebruikersgeheugen. dominant in de detailhandel), Impinj M700-serie (-22,1 dBm, 128-bit EPC. sterk in logistiek) en Quanray QStar-7U (-21,0 dBm, 128-bit EPC, 512-bit gebruikersgeheugen. ideaal als u gegevens rechtstreeks op de tag moet opslaan).

Tagvormfactoren: Dry Inlays (ruwe tag op PET, ¢3–8, voor conversie naar labels), Wet Inlays (met lijm, ¢5–12, klaar om aan te brengen), Sticker Labels (bedrukbaar, ¢8–25, met branding), Hard Tags ($1–15, robuust gemaakt voor zware omgevingen) en Woven/Fabric labels (¢15–40, in kleding genaaid). Nextwaves produceert dry inlays van 35×17 mm tot 95×8 mm en stickerlabels in bijpassende formaten.

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C) regelt hoe UHF-readers communiceren met tags. De belangrijkste innovatie is het slotted-ALOHA anti-collision-algoritme waarmee één reader honderden tags tegelijkertijd kan inventariseren zonder dat ze elkaar storen.

Zo werkt een inventarisatieronde: De reader stuurt een Query met parameter Q (waardoor 2^Q tijdsleuven ontstaan). Elke tag kiest een willekeurige sleuf en wacht. Wanneer de sleuf van een tag arriveert, reageert deze met een 16-bits willekeurig getal. Als slechts één tag reageert, stuurt de reader een ACK en ontvangt de volledige EPC. Als meerdere tags botsen, slaat de reader die sleuf over. Na alle sleuven wordt Q aangepast: omhoog als er te veel botsingen zijn, omlaag als er te veel lege sleuven zijn. en de ronde herhaalt zich.

Praktische Q-instellingen: Q=2 (4 sleuven) voor 1–5 tags, Q=4 (16 sleuven) voor 5–20 tags, Q=5 (32 sleuven) voor 20–100 tags, Q=6 (64 sleuven) voor 100–500 tags, Q=7 (128 sleuven) voor 500+ tags. Hogere Q betekent minder botsingen, maar langzamere rondes.

Sessiepersistentie bepaalt hoe lang een tag onthoudt dat deze al is gelezen. Sessie S0 wordt direct gereset (voor continue monitoring). S1 persisteert 0,5–5 seconden (standaard inventarisatie). S2/S3 persisteert ≥2 seconden (dockdeuren en transportbanden waar u wilt dat elke tag één keer per passage wordt geteld). Vuistregel: gebruik S0 voor schapmonitoring, S2/S3 voor portals.

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

Elke Gen2-tag heeft 4 geheugenbanken. Gereserveerd (Bank 00): Kill-wachtwoord + Toegangswachtwoord, 64 bits in totaal. EPC (Bank 01): CRC-16 + Protocol Control-woord + uw EPC-identifier, typisch 96–128 bits. TID (Bank 10): In de fabriek gebrande unieke chip-ID die nooit kan worden gewijzigd. van onschatbare waarde voor anti-namaak. Gebruiker (Bank 11): Optionele aangepaste gegevensopslag (0 tot 512+ bits, afhankelijk van de chip), handig voor batchnummers, inspectiedata of sensorgegevens.

Wanneer een lezer tags inventariseert, bevat elke melding: antenne-ID (welke poort), RSSI-ruwe waarde (0–255, converteren naar dBm via: dBm = -100 + round(raw × 70 / 255)), de EPC-gegevens (12+ bytes) en de frequentiekanaalindex. Deze gegevens verwerkt uw applicatie om fysieke tag-reads in kaart te brengen met zakelijke gebeurtenissen zoals 'item verzonden' of 'pallet ontvangen'.

[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

Hier is een praktische checklist voor het opzetten van uw eerste RFID-systeem, met specifieke begeleiding bij elke stap.

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