RFID کے ساتھ شروع کرنا

ایک UHF RFID سسٹم کے تین حصے ہیں: ایک ریڈر، ایک یا زیادہ اینٹینا، اور ٹیگز۔ ریڈر 920–925 MHz کا ریڈیو سگنل تیار کرتا ہے اور اسے اینٹینا کے ذریعے بھیجتا ہے۔ جب ایک غیر فعال ٹیگ اینٹینا کے فیلڈ میں داخل ہوتا ہے، تو یہ ریڈیو لہر سے توانائی حاصل کرتا ہے تاکہ اس کے چھوٹے مائکروچپ (عام طور پر صرف ~10 مائیکرو واٹ کی ضرورت ہوتی ہے) کو طاقت مل سکے۔ پھر چپ آنے والے سگنل کو ماڈیولیٹ کرتی ہے اور اسے واپس بکھیرتی ہے۔ بنیادی طور پر ایک ترمیم شدہ ورژن کو واپس منعکس کرنا۔ یہ منعکس شدہ سگنل ٹیگ کا منفرد الیکٹرانک پروڈکٹ کوڈ (EPC) لے جاتا ہے۔

پڑھنے کا پورا چکر۔ استفسار کرنے سے لے کر ٹیگ کا جواب موصول ہونے تک۔ تقریباً 1–3 ملی سیکنڈ لگتے ہیں۔ یہ وہ چیز ہے جو ایک ہی ریڈر کو EPC Gen2 اینٹی-کولیژن پروٹوکول کا استعمال کرتے ہوئے 200+ ٹیگز فی سیکنڈ کی انوینٹری کرنے کے قابل بناتی ہے۔ راؤنڈ ٹرپ سگنل کا نقصان اہم ہے (-40 سے -80 dB)، یہی وجہ ہے کہ ریڈر TX پاور (عام طور پر 30 dBm / 1 واٹ) اور ٹیگ چپ کی حساسیت (نیچے -22 dBm تک) اتنی اہم خصوصیات ہیں۔

RFID متعدد فریکوئنسی بینڈز پر پھیلا ہوا ہے، لیکن UHF (860–960 MHz) تجارتی ایپلی کیشنز پر حاوی ہے کیونکہ یہ پڑھنے کی حد، رفتار اور ٹیگ کی لاگت کا بہترین توازن پیش کرتا ہے۔ LF (125 kHz) ~10cm پر ~1 ٹیگ/سیکنڈ کے اندر پڑھتا ہے۔ جانوروں سے باخبر رہنے کے لیے اچھا ہے لیکن لاجسٹکس کے لیے بہت سست ہے۔ HF/NFC (13.56 MHz) ~50 ٹیگز/سیکنڈ پر ~1m تک پہنچتا ہے۔ ادائیگیوں اور رسائی کارڈز کے لیے بہترین۔ UHF 200+ ٹیگز/سیکنڈ پر 1–12+ میٹر تک پہنچتا ہے۔ سپلائی چین، خوردہ اور اثاثہ جات سے باخبر رہنے کے لیے مثالی۔

ویتنام 920–925 MHz بینڈ کے اندر، ریڈرز متعدد چینلز پر فریکوئنسی ہاپنگ سپریڈ سپیکٹرم (FHSS) استعمال کرتے ہیں۔ فارمولا یہ ہے: فریکوئنسی = 920.0 + (channel_index × 0.5) MHz۔ ایک عام کنفیگریشن زیادہ سے زیادہ چینل علیحدگی کے لیے 920.0 سے 925.0 MHz تک پھیلے ہوئے 6 چینلز [0, 2, 4, 6, 8, 10] استعمال کرتا ہے۔

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

ہر UHF RFID ٹیگ کے دو ضروری اجزاء ہیں: ایک اینٹینا پیٹرن (PET سبسٹریٹ پر کندہ یا پرنٹ شدہ ایلومینیم) اور ایک مائکروچپ (IC)۔ اینٹینا ریڈر کے سگنل کو کیپچر کرتا ہے اور چپ کمانڈز پر کارروائی کرتی ہے اور ڈیٹا واپس کرتی ہے۔ چپ کی حساسیت کم از کم پاور ہے جس کی چپ کو چالو کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ -22.1 dBm پر درجہ بندی کی گئی ایک چپ صرف ~6.3 مائیکرو واٹ کے ساتھ جاگ سکتی ہے۔ کم (مزید منفی) = بہتر حساسیت = طویل پڑھنے کی حد۔

عام چپ فیملیز میں شامل ہیں: NXP UCODE 9 (-22.1 dBm, 128-bit EPC, کوئی صارف میموری نہیں۔ خوردہ میں غالب)، Impinj M700 سیریز (-22.1 dBm, 128-bit EPC۔ لاجسٹکس میں مضبوط)، اور Quanray QStar-7U (-21.0 dBm, 128-bit EPC, 512-bit صارف میموری۔ جب آپ کو ڈیٹا براہ راست ٹیگ پر محفوظ کرنے کی ضرورت ہو تو مثالی)۔

ٹیگ فارم فیکٹرز: ڈرائی انلے (PET پر خام ٹیگ، ¢3–8، لیبل میں تبدیل کرنے کے لیے)، ویٹ انلے (چپکنے والی، ¢5–12، لگانے کے لیے تیار)، اسٹیکر لیبل (پرنٹ ایبل، ¢8–25، برانڈنگ کے ساتھ)، ہارڈ ٹیگز ($1–15، سخت ماحول کے لیے سخت)، اور بنے ہوئے/فیبرک لیبل (¢15–40، گارمنٹس میں سلائی ہوئی)۔ Nextwaves 35×17mm سے 95×8mm تک ڈرائی انلے تیار کرتا ہے اور مماثل سائز میں اسٹیکر لیبل تیار کرتا ہے۔

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C) اس بات پر حکومت کرتا ہے کہ UHF ریڈرز ٹیگز کے ساتھ کیسے بات چیت کرتے ہیں۔ کلیدی جدت slotted-ALOHA اینٹی کولیشن الگورتھم ہے جو ایک ریڈر کو سیکڑوں ٹیگز کو بیک وقت ان کے ایک دوسرے میں مداخلت کیے بغیر انوینٹری کرنے دیتا ہے۔

یہاں ایک انوینٹری راؤنڈ کیسے کام کرتا ہے: ریڈر پیرامیٹر Q کے ساتھ ایک Query بھیجتا ہے (2^Q ٹائم سلاٹس بناتا ہے)۔ ہر ٹیگ ایک بے ترتیب سلاٹ کا انتخاب کرتا ہے اور انتظار کرتا ہے۔ جب کسی ٹیگ کا سلاٹ آتا ہے، تو یہ 16 بٹ بے ترتیب نمبر کے ساتھ جواب دیتا ہے۔ اگر صرف ایک ٹیگ جواب دیتا ہے، تو ریڈر ACKs اور مکمل EPC وصول کرتا ہے۔ اگر متعدد ٹیگز ٹکراتے ہیں، تو ریڈر اس سلاٹ کو چھوڑ دیتا ہے۔ تمام سلاٹس کے بعد، Q کو ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ اگر بہت زیادہ ٹکرانے ہوں تو اوپر، اگر بہت زیادہ خالی سلاٹس ہوں تو نیچے، اور راؤنڈ دہرایا جاتا ہے۔

عملی Q سیٹنگز: 1–5 ٹیگز کے لیے Q=2 (4 سلاٹس)، 5–20 ٹیگز کے لیے Q=4 (16 سلاٹس)، 20–100 ٹیگز کے لیے Q=5 (32 سلاٹس)، 100–500 ٹیگز کے لیے Q=6 (64 سلاٹس)، 500+ ٹیگز کے لیے Q=7 (128 سلاٹس)۔ اعلیٰ Q کا مطلب ہے کم ٹکرانے لیکن سست راؤنڈ۔

سیشن استحکام اس بات کو کنٹرول کرتا ہے کہ ٹیگ کتنی دیر تک یاد رکھتا ہے کہ اسے پہلے ہی پڑھا جا چکا ہے۔ سیشن S0 فوری طور پر دوبارہ ترتیب دیتا ہے (مسلسل مانیٹرنگ کے لیے)۔ S1 0.5–5 سیکنڈ تک برقرار رہتا ہے (معیاری انوینٹری)۔ S2/S3 ≥2 سیکنڈ تک برقرار رہتا ہے (ڈاک دروازے اور کنویئرز جہاں آپ چاہتے ہیں کہ ہر ٹیگ کو ایک پاس میں ایک بار شمار کیا جائے)۔ انگوٹھے کا اصول: شیلف مانیٹرنگ کے لیے S0، پورٹلز کے لیے S2/S3 استعمال کریں۔

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

ہر Gen2 ٹیگ میں 4 میموری بینک ہیں۔ محفوظ شدہ (بینک 00): کل پاس ورڈ + رسائی پاس ورڈ، کل 64 بٹس۔ EPC (بینک 01): CRC-16 + پروٹوکول کنٹرول ورڈ + آپ کا EPC شناخت کنندہ، عام طور پر 96–128 بٹس۔ TID (بینک 10): فیکٹری سے جلایا گیا منفرد چپ ID جسے کبھی تبدیل نہیں کیا جا سکتا۔ انسداد جعل سازی کے لیے انمول۔ صارف (بینک 11): اختیاری حسب ضرورت ڈیٹا اسٹوریج (0 سے 512+ بٹس چپ پر منحصر ہے)، بیچ نمبرز، معائنہ کی تاریخوں، یا سینسر ڈیٹا کے لیے مفید ہے۔

جب ایک ریڈر ٹیگز کی انوینٹری کرتا ہے، تو ہر اطلاع میں شامل ہوتا ہے: اینٹینا ID (کون سا پورٹ)، RSSI خام ویلیو (0–255، اس کے ذریعے dBm میں تبدیل کریں: dBm = -100 + راؤنڈ(raw × 70 / 255))، EPC ڈیٹا (12+ بائٹس)، اور فریکوئنسی چینل انڈیکس۔ یہ ڈیٹا ہے جو آپ کی ایپلیکیشن جسمانی ٹیگ ریڈز کو کاروباری واقعات جیسے 'آئٹم بھیج دیا گیا' یا 'پیلیٹ موصول ہوا' سے نقشہ بنانے کے لیے پروسیس کرتی ہے۔

[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

یہاں آپ کے پہلے RFID سسٹم کو سیٹ اپ کرنے کے لیے ایک عملی چیک لسٹ ہے، جس میں ہر قدم پر مخصوص رہنمائی دی گئی ہے۔

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