เริ่มต้นใช้งาน RFID

ระบบ UHF RFID มีสามส่วน: เครื่องอ่าน เสาอากาศหนึ่งตัวขึ้นไป และแท็ก เครื่องอ่านสร้างสัญญาณวิทยุ 920–925 MHz และส่งผ่านเสาอากาศ เมื่อแท็กแบบ passive เข้าสู่สนามของเสาอากาศ มันจะเก็บเกี่ยวพลังงานจากคลื่นวิทยุเพื่อจ่ายไฟให้กับไมโครชิปขนาดเล็ก (โดยทั่วไปต้องการเพียง ~10 ไมโครวัตต์) จากนั้นชิปจะปรับสัญญาณขาเข้าและส่งกลับ. โดยพื้นฐานแล้วจะสะท้อนเวอร์ชันที่แก้ไขกลับมา สัญญาณที่สะท้อนนี้จะนำรหัสผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ (EPC) ที่ไม่ซ้ำกันของแท็ก

รอบการอ่านทั้งหมด. ตั้งแต่การส่งคำสั่งซื้อจนถึงการรับการตอบสนองของแท็ก. ใช้เวลาประมาณ 1–3 มิลลิวินาที นี่คือสิ่งที่ทำให้เครื่องอ่านเครื่องเดียวสามารถทำรายการสินค้าคงคลังได้ 200+ แท็กต่อวินาทีโดยใช้โปรโตคอลป้องกันการชนกัน EPC Gen2 การสูญเสียสัญญาณแบบไปกลับมีความสำคัญ (-40 ถึง -80 dB) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมกำลัง TX ของเครื่องอ่าน (โดยทั่วไป 30 dBm / 1 วัตต์) และความไวของชิปแท็ก (ลงไปถึง -22 dBm) จึงเป็นข้อกำหนดที่สำคัญเช่นนี้

RFID ครอบคลุมย่านความถี่หลายย่าน แต่ UHF (860–960 MHz) เป็นตัวเด่นในการใช้งานเชิงพาณิชย์ เนื่องจากให้ความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างระยะการอ่าน ความเร็ว และต้นทุนแท็ก LF (125 kHz) อ่านได้ภายใน 10 ซม. ที่ ~1 แท็ก/วินาที. เหมาะสำหรับการติดตามสัตว์ แต่ช้าเกินไปสำหรับโลจิสติกส์ HF/NFC (13.56 MHz) เข้าถึง ~1 ม. ที่ ~50 แท็ก/วินาที. เหมาะสำหรับการชำระเงินและการ์ดเข้าถึง UHF เข้าถึง 1–12+ เมตร ที่ 200+ แท็ก/วินาที. เหมาะสำหรับซัพพลายเชน การค้าปลีก และการติดตามสินทรัพย์

ภายในย่านความถี่ 920–925 MHz ของ Vietnam เครื่องอ่านใช้ Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) ในหลายช่องสัญญาณ สูตรคือ: ความถี่ = 920.0 + (channel_index × 0.5) MHz การกำหนดค่าทั่วไปใช้ 6 ช่องสัญญาณ [0, 2, 4, 6, 8, 10] ครอบคลุม 920.0 ถึง 925.0 MHz เพื่อการแยกช่องสัญญาณสูงสุด

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

แท็ก UHF RFID ทุกตัวมีสองส่วนสำคัญ: รูปแบบเสาอากาศ (อะลูมิเนียมที่แกะสลักหรือพิมพ์บนพื้นผิว PET) และไมโครชิป (IC) เสาอากาศรับสัญญาณของเครื่องอ่าน และชิปประมวลผลคำสั่งและส่งคืนข้อมูล ความไวของชิปคือกำลังไฟขั้นต่ำที่ชิปต้องการในการเปิดใช้งาน. ชิปที่ให้คะแนนที่ -22.1 dBm สามารถตื่นขึ้นมาได้ด้วยเพียง ~6.3 ไมโครวัตต์ ยิ่งต่ำ (ติดลบมากขึ้น) = ความไวที่ดีขึ้น = ระยะการอ่านที่ยาวขึ้น

ตระกูลชิปทั่วไป ได้แก่: NXP UCODE 9 (-22.1 dBm, 128-bit EPC, ไม่มีหน่วยความจำผู้ใช้. เป็นตัวเด่นในการค้าปลีก), Impinj M700 series (-22.1 dBm, 128-bit EPC. แข็งแกร่งในด้านโลจิสติกส์) และ Quanray QStar-7U (-21.0 dBm, 128-bit EPC, หน่วยความจำผู้ใช้ 512 บิต. เหมาะอย่างยิ่งเมื่อคุณต้องการจัดเก็บข้อมูลโดยตรงบนแท็ก)

รูปแบบฟอร์มแฟกเตอร์ของแท็ก: Dry Inlays (แท็กดิบบน PET, ¢3–8, สำหรับแปลงเป็นป้าย), Wet Inlays (พร้อมกาว, ¢5–12, พร้อมใช้งาน), ป้ายสติกเกอร์ (พิมพ์ได้, ¢8–25, พร้อมตราสินค้า), Hard Tags ($1–15, ทนทานสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง) และป้ายทอ/ผ้า (¢15–40, เย็บลงในเสื้อผ้า) Nextwaves ผลิต dry inlays ตั้งแต่ 35×17 มม. ถึง 95×8 มม. และป้ายสติกเกอร์ในขนาดที่ตรงกัน

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C) ควบคุมวิธีการที่เครื่องอ่าน UHF สื่อสารกับแท็ก นวัตกรรมที่สำคัญคืออัลกอริทึมการป้องกันการชนกันแบบ slotted-ALOHA ที่ช่วยให้เครื่องอ่านเครื่องเดียวสามารถสำรวจแท็กได้หลายร้อยรายการพร้อมกันโดยไม่รบกวนซึ่งกันและกัน

นี่คือวิธีการทำงานของรอบการสำรวจ: เครื่องอ่านส่ง Query พร้อมพารามิเตอร์ Q (สร้างช่องเวลา 2^Q) แต่ละแท็กเลือกช่องแบบสุ่มและรอ เมื่อช่องของแท็กมาถึง แท็กจะตอบสนองด้วยหมายเลขสุ่ม 16 บิต หากมีเพียงแท็กเดียวตอบสนอง เครื่องอ่านจะ ACKs และรับ EPC เต็มรูปแบบ หากแท็กหลายรายการชนกัน เครื่องอ่านจะข้ามช่องนั้น หลังจากช่องทั้งหมดแล้ว Q จะถูกปรับ. ขึ้นหากมีการชนกันมากเกินไป ลงหากมีช่องว่างมากเกินไป. และรอบจะทำซ้ำ

การตั้งค่า Q ที่ใช้งานได้จริง: Q=2 (4 ช่อง) สำหรับ 1–5 แท็ก, Q=4 (16 ช่อง) สำหรับ 5–20 แท็ก, Q=5 (32 ช่อง) สำหรับ 20–100 แท็ก, Q=6 (64 ช่อง) สำหรับ 100–500 แท็ก, Q=7 (128 ช่อง) สำหรับ 500+ แท็ก Q ที่สูงกว่าหมายถึงการชนกันน้อยลง แต่รอบช้าลง

การคงอยู่ของเซสชันควบคุมระยะเวลาที่แท็กจำได้ว่ามีการอ่านไปแล้ว Session S0 รีเซ็ตทันที (สำหรับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง) S1 คงอยู่ 0.5–5 วินาที (การสำรวจมาตรฐาน) S2/S3 คงอยู่ ≥2 วินาที (ประตูท่าเรือและสายพานลำเลียงที่คุณต้องการให้นับแต่ละแท็กหนึ่งครั้งต่อการผ่าน) กฎทั่วไป: ใช้ S0 สำหรับการตรวจสอบชั้นวาง, S2/S3 สำหรับพอร์ทัล

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

แท็ก Gen2 ทุกตัวมีหน่วยความจำ 4 ธนาคาร สำรอง (Bank 00): รหัสผ่าน Kill + รหัสผ่าน Access, 64 บิตทั้งหมด EPC (Bank 01): CRC-16 + คำควบคุมโปรโตคอล + ตัวระบุ EPC ของคุณ โดยทั่วไป 96–128 บิต TID (Bank 10): ID ชิปที่ไม่ซ้ำกันที่เผาจากโรงงานซึ่งไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้. มีค่าอย่างยิ่งสำหรับการต่อต้านการปลอมแปลง ผู้ใช้ (Bank 11): การจัดเก็บข้อมูลแบบกำหนดเองเสริม (0 ถึง 512+ บิตขึ้นอยู่กับชิป) มีประโยชน์สำหรับหมายเลขแบทช์ วันที่ตรวจสอบ หรือข้อมูลเซ็นเซอร์

เมื่อเครื่องอ่านทำรายการสินค้าคงคลังของแท็ก การแจ้งเตือนแต่ละครั้งประกอบด้วย: ID เสาอากาศ (พอร์ตใด), ค่าดิบ RSSI (0–255, แปลงเป็น dBm ผ่าน: dBm = -100 + round(raw × 70 / 255)), ข้อมูล EPC (12+ ไบต์) และดัชนีช่องสัญญาณความถี่ ข้อมูลนี้คือสิ่งที่แอปพลิเคชันของคุณประมวลผลเพื่อแมปการอ่านแท็กทางกายภาพกับเหตุการณ์ทางธุรกิจ เช่น 'สินค้าที่จัดส่ง' หรือ 'พาเลทที่ได้รับ'

[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

นี่คือรายการตรวจสอบเชิงปฏิบัติสำหรับการตั้งค่าระบบ RFID ของคุณเป็นครั้งแรก พร้อมคำแนะนำเฉพาะในแต่ละขั้นตอน

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