เริ่มต้นใช้งาน RFID

ระบบ UHF RFID ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ เครื่องอ่าน, เสาอากาศอย่างน้อยหนึ่งต้น และแท็ก เครื่องอ่านจะสร้างสัญญาณวิทยุความถี่ 920–925 MHz และส่งผ่านเสาอากาศ เมื่อแท็กแบบพาสซีฟเข้ามาในขอบเขตของเสาอากาศ มันจะเก็บเกี่ยวพลังงานจากคลื่นวิทยุเพื่อจ่ายไฟให้กับไมโครชิปขนาดเล็ก (โดยปกติจะต้องการเพียงประมาณ 10 ไมโครวัตต์) จากนั้นชิปจะปรับสัญญาณที่รับเข้ามาและสะท้อนกลับ (backscatter) — ซึ่งเป็นการสะท้อนสัญญาณเวอร์ชันที่ถูกปรับแต่งกลับไป สัญญาณที่สะท้อนกลับนี้จะนำพาข้อมูล Electronic Product Code (EPC) ที่เป็นเอกลักษณ์ของแท็กไปด้วย

วงจรการอ่านทั้งหมด — ตั้งแต่การส่งคำสั่งไปจนถึงการรับการตอบสนองจากแท็ก — ใช้เวลาประมาณ 1–3 มิลลิวินาที นี่คือสิ่งที่ช่วยให้เครื่องอ่านเครื่องเดียวสามารถทำรายการ (inventory) แท็กได้มากกว่า 200+ แท็กต่อวินาทีโดยใช้โปรโตคอลป้องกันการชนกันของข้อมูล EPC Gen2 การสูญเสียสัญญาณแบบไป-กลับนั้นมีนัยสำคัญ (-40 ถึง -80 dB) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมกำลังส่ง TX ของเครื่องอ่าน (โดยปกติคือ 30 dBm / 1 วัตต์) และความไวของชิปแท็ก (ต่ำสุดถึง -22 dBm) จึงเป็นข้อมูลจำเพาะที่สำคัญมาก

RFID ครอบคลุมหลายย่านความถี่ แต่ UHF (860–960 MHz) ครองตลาดในการใช้งานเชิงพาณิชย์เนื่องจากมีความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างระยะการอ่าน ความเร็ว และราคาแท็ก LF (125 kHz) อ่านได้ในระยะ 10 ซม. ที่ความเร็วประมาณ 1 แท็ก/วินาที — เหมาะสำหรับการติดตามสัตว์แต่ช้าเกินไปสำหรับงานโลจิสติกส์ HF/NFC (13.56 MHz) อ่านได้ไกลประมาณ 1 ม. ที่ความเร็วประมาณ 50 แท็ก/วินาที — เหมาะสำหรับการชำระเงินและบัตรเข้า-ออก ส่วน UHF เข้าถึงได้ 1–12+ เมตร ที่ความเร็ว 200+ แท็ก/วินาที — เหมาะอย่างยิ่งสำหรับซัพพลายเชน ค้าปลีก และการติดตามทรัพย์สิน

ภายในย่านความถี่ 920–925 MHz ของเวียดนาม เครื่องอ่านจะใช้เทคโนโลยี Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) ข้ามหลายช่องสัญญาณ สูตรคือ: ความถี่ = 920.0 + (channel_index × 0.5) MHz การกำหนดค่าทั่วไปจะใช้ 6 ช่องสัญญาณ [0, 2, 4, 6, 8, 10] ครอบคลุมตั้งแต่ 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 ทุกชิ้นมีส่วนประกอบสำคัญสองอย่าง: รูปแบบสายอากาศ (อลูมิเนียมที่กัดหรือพิมพ์บนวัสดุ PET) และไมโครชิป (IC) สายอากาศจะรับสัญญาณจากเครื่องอ่านและชิปจะประมวลผลคำสั่งและส่งข้อมูลกลับ ความไวของชิปคือพลังงานขั้นต่ำที่ชิปต้องการเพื่อเริ่มทำงาน — ชิปที่ระดับ -22.1 dBm สามารถตื่นขึ้นมาทำงานได้ด้วยพลังงานเพียง ~6.3 ไมโครวัตต์ ยิ่งค่าต่ำ (ติดลบมากขึ้น) = ความไวดีขึ้น = ระยะการอ่านไกลขึ้น

ตระกูลชิปที่พบบ่อย ได้แก่: NXP UCODE 9 (-22.1 dBm, 128-bit EPC, ไม่มีหน่วยความจำผู้ใช้ — เป็นที่นิยมในธุรกิจค้าปลีก), Impinj M700 series (-22.1 dBm, 128-bit EPC — แข็งแกร่งในด้านโลจิสติกส์) และ Quanray QStar-7U (-21.0 dBm, 128-bit EPC, หน่วยความจำผู้ใช้ 512-bit — เหมาะอย่างยิ่งเมื่อคุณต้องการเก็บข้อมูลไว้ในแท็กโดยตรง)

รูปแบบของแท็ก (Form factors): Dry Inlays (แท็กเปล่าบน PET, ¢3–8, สำหรับนำไปทำเป็นฉลาก), Wet Inlays (แบบมีกาว, ¢5–12, พร้อมใช้งาน), Sticker Labels (ฉลากแบบพิมพ์ได้, ¢8–25, พร้อมแบรนด์), Hard Tags ($1–15, ทนทานสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง) และฉลากแบบทอ/ผ้า (¢15–40, เย็บติดกับเสื้อผ้า) Nextwaves ผลิต dry inlays ตั้งแต่ขนาด 35×17 มม. ถึง 95×8 มม. และฉลากสติกเกอร์ในขนาดที่เข้าคู่กัน

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C) ควบคุมวิธีการที่เครื่องอ่าน UHF สื่อสารกับแท็ก นวัตกรรมที่สำคัญคืออัลกอริทึมป้องกันการชนกันแบบ slotted-ALOHA ที่ช่วยให้เครื่องอ่านเครื่องเดียวสามารถทำ inventory แท็กได้หลายร้อยรายการพร้อมกันโดยไม่รบกวนกันเอง

ขั้นตอนการทำงานของรอบ inventory มีดังนี้: เครื่องอ่านจะส่ง Query พร้อมพารามิเตอร์ Q (สร้างช่วงเวลา 2^Q สล็อต) แท็กแต่ละใบจะเลือกสล็อตแบบสุ่มและรอ เมื่อถึงสล็อตของแท็กใบนั้น มันจะตอบกลับด้วยตัวเลขสุ่มขนาด 16 บิต หากมีแท็กเพียงใบเดียวที่ตอบกลับ เครื่องอ่านจะส่ง ACK และรับค่า EPC ทั้งหมด หากมีแท็กหลายใบตอบกลับพร้อมกัน (collide) เครื่องอ่านจะข้ามสล็อตนั้นไป หลังจากครบทุกสล็อตแล้ว ค่า Q จะถูกปรับ — เพิ่มขึ้นหากมีการชนกันมากเกินไป หรือลดลงหากมีสล็อตว่างมากเกินไป — แล้วจึงเริ่มรอบใหม่

การตั้งค่า Q ที่ใช้งานจริง: Q=2 (4 สล็อต) สำหรับแท็ก 1–5 ใบ, Q=4 (16 สล็อต) สำหรับแท็ก 5–20 ใบ, Q=5 (32 สล็อต) สำหรับแท็ก 20–100 ใบ, Q=6 (64 สล็อต) สำหรับแท็ก 100–500 ใบ, Q=7 (128 สล็อต) สำหรับแท็ก 500 ใบขึ้นไป ค่า Q ที่สูงขึ้นหมายถึงการชนกันที่น้อยลงแต่รอบการทำงานจะช้าลง

Session persistence ควบคุมระยะเวลาที่แท็กจะจดจำว่าถูกอ่านไปแล้ว Session S0 จะรีเซ็ตทันที (สำหรับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง) S1 จะคงอยู่ 0.5–5 วินาที (inventory มาตรฐาน) S2/S3 จะคงอยู่ ≥2 วินาที (สำหรับประตูคลังสินค้าและสายพานลำเลียงที่คุณต้องการนับแท็กแต่ละใบเพียงครั้งเดียวต่อการผ่านหนึ่งครั้ง) หลักการทั่วไป: ใช้ S0 สำหรับการตรวจสอบบนชั้นวาง และใช้ S2/S3 สำหรับ 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

แท็ก Gen2 ทุกใบมีหน่วยความจำ 4 ส่วน (banks) Reserved (Bank 00): Kill password + Access password รวม 64 บิต EPC (Bank 01): CRC-16 + Protocol Control word + รหัส EPC ของคุณ โดยปกติจะมีขนาด 96–128 บิต TID (Bank 10): รหัสชิปเฉพาะตัวที่ถูกบันทึกมาจากโรงงานและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ — มีค่ามากสำหรับการป้องกันการปลอมแปลง User (Bank 11): ส่วนจัดเก็บข้อมูลเสริม (0 ถึง 512+ บิต ขึ้นอยู่กับชิป) มีประโยชน์สำหรับเลขล็อตสินค้า วันที่ตรวจสอบ หรือข้อมูลเซนเซอร์

เมื่อเครื่องอ่านทำการ inventory แท็ก การแจ้งเตือนแต่ละครั้งจะประกอบด้วย: antenna ID (พอร์ตไหน), ค่า RSSI ดิบ (0–255, แปลงเป็น dBm ผ่าน: dBm = -100 + round(raw × 70 / 255)), ข้อมูล EPC (12+ ไบต์) และดัชนีช่องความถี่ ข้อมูลนี้คือสิ่งที่แอปพลิเคชันของคุณจะนำไปประมวลผลเพื่อจับคู่การอ่านแท็กทางกายภาพเข้ากับเหตุการณ์ทางธุรกิจ เช่น 'item shipped' หรือ 'pallet received'

[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

นี่คือรายการตรวจสอบที่ใช้งานได้จริงสำหรับการติดตั้งระบบ RFID ครั้งแรกของคุณ 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)