Nhận dạng tần số vô tuyến (RFID): Hoạt động và ứng dụng

RFID (Nhận dạng tần số vô tuyến) là một cách để đảm bảo việc lưu trữ và truyền thông tin từ nhà cung cấp nhãn thuận tiện đến vị trí mong muốn bằng các thiết bị đặc biệt. Các thẻ định danh này giúp nhận biết các đối tượng khác nhau dễ dàng hơn: hàng hóa trong cửa hàng, phương tiện di động trong quá trình vận chuyển, giúp xác định vị trí của họ, có thể xác định người và động vật, chưa kể đến khả năng xác định tài liệu và tài sản.

Thẻ RFID là gì

Sóng điện từ mà thẻ RFID nhận được từ ăng-ten kích hoạt nó và có thể vừa ghi dữ liệu vào thẻ vừa đọc dữ liệu từ thẻ. Do đó, ăng ten đóng vai trò là kênh liên lạc đa chức năng giữa bộ thu phát và thẻ, đảm bảo đầy đủ các quá trình truyền và nhận dữ liệu.

Ăng-ten có hình dạng và kích cỡ khác nhau có thể được nhúng trong máy quét, cổng, cửa quay, trong các phương tiện khác nhau để làm việc với thẻ RFID, để cung cấp quyền truy cập vào thông tin được lưu trữ trong thẻ của hàng hóa, đồ vật, con người, phương tiện, v.v. di chuyển qua phạm vi của ăng ten máy quét và có thẻ RFID trên đó.

Ăng-ten có thể liên tục hoạt động và liên tục đọc các thẻ với số lượng lớn, mọi lúc để thẩm vấn chúng hoặc có thể được bật trong một thời gian bằng tín hiệu từ nhà điều hành. Một ăng-ten có bộ thu phát và bộ giải mã thường được đặt trong một vỏ chung, do đó tín hiệu từ ăng-ten sẽ ngay lập tức được giải điều chế, giải mã và truyền qua giao diện chuẩn tới PC để xử lý thêm dữ liệu nhận được.

Bản thân nhãn thường chứa ăng-ten, máy thu, máy phát và bộ nhớ để lưu trữ dữ liệu. Nhãn nhận năng lượng từ tín hiệu vô tuyến của ăng-ten máy đọc hoặc từ nguồn năng lượng của chính nó, sau khi nhận được tín hiệu bên ngoài, nhãn sẽ phản hồi với tín hiệu của chính nó, chứa thông tin nhận dạng nhất định. Vì vậy, thẻ RFID là một loại nhãn, chỉ thông minh hơn.

Viết thông tin vào thẻ RFID

Thông tin có thể được ghi lại trên thẻ theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào thiết kế của thẻ. Vì vậy, thẻ RFID có thể thuộc các loại sau:

• Thẻ R / O - chỉ để đọc (Chỉ đọc), khi dữ liệu được nhập ở giai đoạn sản xuất thẻ và không còn thay đổi;

• WORM - thẻ để ghi một lần và đọc nhiều lần tiếp theo (Viết một lần đọc nhiều), không có dữ liệu nào được nhập vào các thẻ đó trong sản xuất, thông tin được người dùng ghi lại một lần, sau đó có thể được đọc nhiều lần;

• R / W - thẻ để ghi lặp lại và đọc thông tin lặp lại sau đó (Đọc / Ghi).

Thẻ RFID thụ động và chủ động

Thẻ RFID thụ động có thể hoạt động mà không cần nguồn năng lượng riêng, nó chỉ nhận năng lượng cho năng lượng từ tín hiệu máy quét. Các thẻ như vậy có kích thước nhỏ hơn so với thẻ hoạt động, trọng lượng nhẹ hơn, sản xuất rẻ hơn và có tuổi thọ không giới hạn - đây là lợi thế chính của chúng.

Một nhược điểm có điều kiện của thẻ RFID thụ động là cần có đầu đọc có công suất đủ cao. Thẻ hoạt động được phân biệt bởi sự hiện diện của pin tích hợp hoặc do nhu cầu sử dụng pin kèm theo.

Các thẻ như vậy tương tác với ăng-ten máy quét ở khoảng cách lớn hơn thẻ thụ động, vì chúng yêu cầu ít năng lượng hơn từ ăng-ten trong khi hoạt động - đây là ưu điểm chính của thẻ hoạt động, chúng khác nhau trong phạm vi đọc lớn hơn 2-3 lần so với thẻ thụ động và thẻ hoạt động có thể di chuyển với tốc độ cao thông qua vùng phủ sóng của máy quét và vẫn có thời gian để làm việc.

Cả hai thẻ thụ động và hoạt động cho khả năng ghi / đọc, đơn / nhiều, - có thể khác nhau rất nhiều bất kể phương thức nguồn.

Thiết bị thẻ RFID

Máy thu, máy phát, ăng ten và bộ nhớ là những phần chính của thẻ RFID. Tất cả mọi thứ ngoại trừ ăng-ten được đặt trong trường hợp của một vi mạch nhỏ - một con chip, vì vậy có vẻ như nhãn hiệu này chỉ bao gồm một ăng-ten nhiều vòng và một con chip. Trong các nhãn hoạt động có một phần khác - ví dụ như nguồn điện, pin lithium.

Lợi ích của thẻ RFID so với nhận dạng đồ họa

Mã vạch chỉ được in một lần ở giai đoạn sản xuất và đóng gói và thông tin trên thẻ RFID không chỉ có thể được thay đổi hoàn toàn mà còn được bổ sung. Thẻ có thể được đọc ngay lập tức với số lượng lớn nhờ cơ chế chống va chạm, rất khó đạt được đối với mã đồ họa.

Mặc dù thực tế là mã ma trận có thể chứa lượng dữ liệu tương đối lớn, nhưng chúng đòi hỏi diện tích lớn để áp dụng mã, ví dụ, để viết 50 byte bằng mã vạch, thì cần có một tờ A4, trong khi thẻ RFID có chip chỉ 1 cm vuông là dễ dàng sẽ giữ 1000 byte.

Viết vào nhãn là đủ nhanh và trước tiên phải nhập mã đồ họa, sau đó in và dán và thậm chí để giữ nguyên vẹn hình ảnh.

Với định danh RFID, mọi thứ đơn giản hơn, đủ để cài đặt nhãn vào gói ở giai đoạn sản xuất (không nhất thiết phải từ bên ngoài), sau đó ghi dữ liệu theo cách không tiếp xúc và nhãn sẽ là vĩnh cửu (ít nhất 1.000.000 tương tác với ăng ten máy quét), nhãn ẩn bên trong sản phẩm không đáng sợ bụi bẩn hoặc bụi bẩn.

Ngoài ra, dữ liệu được ghi trên nhãn, toàn bộ hoặc một phần, có thể được bảo vệ nếu cần thiết khỏi việc đọc hoặc ghi đè bằng mật khẩu - đây là một cách đáng tin cậy để bảo vệ chống lại hàng giả. Đồng thời, việc đọc diễn ra ở bất kỳ vị trí nào của nhãn hiệu trong vùng phủ sóng của máy quét - điều này thuận tiện hơn một mã đồ họa cần được đưa đều đến máy quét.

Tần suất theo ứng dụng

Trong trường hợp cần có tốc độ đọc cao, ví dụ, để giám sát ô tô đang chuyển động, ô tô đường sắt, trong các hệ thống thu gom chất thải, tần số cao 850-950 MHz và 2,4-5 GHz được sử dụng. Máy quét tần số cao được gắn ở cổng hoặc rào chắn và thẻ RFID (transponder) được cài đặt, ví dụ, trên kính chắn gió của ô tô. Phạm vi tương tác giữa thẻ và máy quét là từ 4 đến 8 mét, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho mọi người, vì người đọc nằm ngoài tầm với của họ.

Hiện tại, dải tần số trung bình 10-15 MHz rất phổ biến. Nó được sử dụng trong vận chuyển và các ứng dụng tương tự khác, nơi làm việc với thẻ ghi lại, thẻ thông minh, v.v ... là bắt buộc. Nhiều thẻ thông minh hiện tại hoạt động giống như thẻ RFID giữa sóng.

Dải tần số thấp 100-500 KHz hoạt động ở khoảng cách nhỏ giữa máy quét và vật thể, không quá 50 cm, đôi khi dưới 10 cm.

Một ăng ten lớn bù cho phạm vi ngắn, nhưng nhiễu từ các đường dây điện áp cao, máy tính và thậm chí là đèn tiết kiệm năng lượng có thể gây nhiễu hệ thống. Tuy nhiên, trong nhiều hệ thống kiểm soát truy cập (kho, đi bộ), tần số thấp được sử dụng để làm việc với thẻ RFID không tiếp xúc. Ngoài ra, dải tần số thấp được sử dụng để nhận dạng không tiếp xúc với động vật và các vật kim loại như thùng bia.

Xem thêm:

24 video với tổng thời lượng 11 giờ 17 phút.

Phần đầu tiên mô tả nhận dạng tần số vô tuyến nói chung là gì, dựa trên việc truyền dữ liệu theo luật vật lý nào, tiêu chuẩn nào tồn tại và nơi các thẻ của các tiêu chuẩn khác nhau thường được sử dụng nhất. Các loại thẻ, cấu trúc bên trong của họ, phạm vi. Cách tương tác giữa thẻ và độc giả.

Phần thứ hai dành cho việc đánh giá các thẻ tiêu chuẩn EM-Marine. Hệ số hình thức thực hiện thẻ. Khu vực sử dụng. Giao thức truyền dữ liệu từ thẻ. Định dạng lưu trữ mã ID.Khái niệm cơ bản về thẻ. Mạch đọc cũng được xem xét ở đây, các khuyến nghị sẽ được đưa ra về lắp ráp và cấu hình của đầu đọc. Và cuối cùng, thuật toán truyền mã nhận dạng thẻ được kiểm tra chi tiết.

Phần thứ ba của video được dành cho thẻ Mifare. Xuất hiện thẻ, phạm vi sử dụng. Mô-đun này dựa trên chip chuyên dụng MFRC522. Kết nối mô-đun với vi điều khiển. Phân tích thư viện để làm việc với các mô-đun. Một phân tích chi tiết về làm việc với các thẻ theo tiêu chuẩn Mifare Ultralight và Mifare Classic.