RFID'ye Başlarken

Bir UHF RFID sisteminin üç parçası vardır: bir okuyucu, bir veya daha fazla anten ve etiketler. Okuyucu, 920–925 MHz'lik bir radyo sinyali oluşturur ve bunu anten aracılığıyla gönderir. Pasif bir etiket antenin alanına girdiğinde, minik mikroçipine (tipik olarak sadece ~10 mikrovat gerektiren) güç sağlamak için radyo dalgasından enerji toplar. Çip daha sonra gelen sinyali modüle eder ve geri saçar. esasen değiştirilmiş bir sürümü geri yansıtır. Bu yansıyan sinyal, etiketin benzersiz Elektronik Ürün Kodunu (EPC) taşır.

Sorguyu iletmekten etiketin yanıtını almaya kadar tüm okuma döngüsü yaklaşık 1–3 milisaniye sürer. Bu, tek bir okuyucunun EPC Gen2 çarpışma önleme protokolünü kullanarak saniyede 200'den fazla etiketi envantere almasını sağlar. Gidiş-dönüş sinyal kaybı önemlidir (-40 ila -80 dB), bu nedenle okuyucu TX gücü (tipik olarak 30 dBm / 1 watt) ve etiket çip hassasiyeti (–22 dBm'ye kadar) bu kadar kritik özelliklerdir.

RFID birden fazla frekans bandını kapsar, ancak UHF (860–960 MHz) ticari uygulamalara hakimdir çünkü okuma aralığı, hızı ve etiket maliyetinin en iyi dengesini sunar. LF (125 kHz), ~1 etiket/sn hızında 10 cm içinde okur. hayvan takibi için iyi ancak lojistik için çok yavaş. HF/NFC (13,56 MHz), ~50 etiket/sn hızında ~1 m'ye ulaşır. ödemeler ve erişim kartları için harika. UHF, tedarik zinciri, perakende ve varlık takibi için ideal olan 200+ etiket/sn hızında 1–12+ metreye ulaşır.

Vietnam 920–925 MHz bandı içinde, okuyucular birden fazla kanal arasında Frekans Atlama Yayılı Spektrum (FHSS) kullanır. Formül şudur: frekans = 920,0 + (kanal_indeksi × 0,5) MHz. Tipik bir yapılandırma, maksimum kanal ayrımı için 920,0 ila 925,0 MHz'i kapsayan 6 kanal [0, 2, 4, 6, 8, 10] kullanır.

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

Her UHF RFID etiketinin iki temel bileşeni vardır: bir anten deseni (bir PET alt tabaka üzerine kazınmış veya basılmış alüminyum) ve bir mikroçip (IC). Anten, okuyucunun sinyalini yakalar ve çip komutları işler ve verileri döndürür. Çip hassasiyeti, çipin etkinleştirmek için ihtiyaç duyduğu minimum güçtür. -22,1 dBm olarak derecelendirilmiş bir çip, sadece ~6,3 mikrovat ile uyanabilir. Daha düşük (daha negatif) = daha iyi hassasiyet = daha uzun okuma aralığı.

Yaygın çip aileleri şunları içerir: NXP UCODE 9 (-22,1 dBm, 128 bit EPC, kullanıcı belleği yok. perakendede baskın), Impinj M700 serisi (-22,1 dBm, 128 bit EPC. lojistikte güçlü) ve Quanray QStar-7U (-21,0 dBm, 128 bit EPC, 512 bit kullanıcı belleği. doğrudan etiket üzerinde veri depolamanız gerektiğinde ideal).

Etiket form faktörleri: Kuru Katmanlar (etiketlere dönüştürmek için PET üzerinde ham etiket, ¢3–8), Islak Katmanlar (yapıştırıcı ile, ¢5–12, uygulamaya hazır), Etiket Etiketleri (yazdırılabilir, ¢8–25, markalaşma ile), Sert Etiketler ($1–15, zorlu ortamlar için sağlamlaştırılmış) ve Dokuma/Kumaş etiketler (¢15–40, giysilere dikilmiş). Nextwaves, 35×17mm'den 95×8mm'ye kadar kuru katmanlar ve eşleşen boyutlarda etiket etiketleri üretmektedir.

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C), UHF okuyucuların etiketlerle nasıl iletişim kurduğunu yönetir. Temel yenilik, bir okuyucunun yüzlerce etiketi aynı anda, birbirlerine müdahale etmeden envanterini çıkarmasına olanak tanıyan slotted-ALOHA çarpışma önleme algoritmasıdır.

Bir envanter turunun nasıl çalıştığı aşağıdadır: Okuyucu, Q parametresiyle (2^Q zaman aralığı oluşturarak) bir Sorgu gönderir. Her etiket rastgele bir yuva seçer ve bekler. Bir etiketin yuvası geldiğinde, 16 bitlik bir rastgele sayıyla yanıt verir. Yalnızca bir etiket yanıt verirse, okuyucu ACK gönderir ve tam EPC'yi alır. Birden fazla etiket çarpışırsa, okuyucu o yuvayı atlar. Tüm yuvalardan sonra, Q ayarlanır. Çok fazla çarpışma varsa yukarı, çok fazla boş yuva varsa aşağı. ve tur tekrarlanır.

Pratik Q ayarları: 1–5 etiket için Q=2 (4 yuva), 5–20 etiket için Q=4 (16 yuva), 20–100 etiket için Q=5 (32 yuva), 100–500 etiket için Q=6 (64 yuva), 500+ etiket için Q=7 (128 yuva). Daha yüksek Q, daha az çarpışma anlamına gelir ancak daha yavaş turlar.

Oturum kalıcılığı, bir etiketin zaten okunduğunu ne kadar süreyle hatırladığını kontrol eder. Oturum S0 anında sıfırlanır (sürekli izleme için). S1, 0,5–5 saniye kalıcıdır (standart envanter). S2/S3 ≥2 saniye kalıcıdır (her etiketin geçiş başına bir kez sayılmasını istediğiniz rıhtım kapıları ve konveyörler). Kural: raf izleme için S0, portallar için S2/S3 kullanın.

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

Her Gen2 etiketinin 4 bellek bankası vardır. Ayrılmış (Bank 00): Kill şifresi + Erişim şifresi, toplam 64 bit. EPC (Bank 01): CRC-16 + Protokol Kontrol kelimesi + EPC tanımlayıcınız, tipik olarak 96–128 bit. TID (Bank 10): Fabrika tarafından yakılmış, asla değiştirilemeyen benzersiz çip kimliği. sahteciliğe karşı paha biçilmez. Kullanıcı (Bank 11): İsteğe bağlı özel veri depolama (çipe bağlı olarak 0 ila 512+ bit), parti numaraları, denetim tarihleri veya sensör verileri için kullanışlıdır.

Bir okuyucu etiketleri envantere aldığında, her bildirim şunları içerir: anten kimliği (hangi bağlantı noktası), RSSI ham değeri (0–255, dBm'ye dönüştürün: dBm = -100 + round(ham × 70 / 255)), EPC verileri (12+ bayt) ve frekans kanalı dizini. Bu veriler, uygulamanızın fiziksel etiket okumalarını 'ürün sevk edildi' veya 'palet alındı' gibi iş olaylarına eşlemek için işlediği verilerdir.

[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

İlk RFID sisteminizi kurmak için, her adımda özel rehberlik içeren pratik bir kontrol listesi.

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