يمكن أن تتحلل أنظمة RFID وفقًا لنطاقات التردد التي تعمل فيها. هناك نوعان رئيسيان من أنظمة RFID السلبية والفعالة.

أنظمة RFID والترددات

يمكن تقسيم أنظمة RFID حسب نطاق التردد الذي تعمل ضمنه: التردد المنخفض، والتردد العالي، والتردد العالي للغاية. هناك أيضًا فئتان عريضتان من الأنظمة – RFID السلبي والنشط. في الأقسام أدناه سوف نستكشف ترددات وأنواع أنظمة RFID.

كيفية تصنيف أنظمة RFID؟

يتم تصنيف أنظمة RFID عادةً وفقًا لنطاقات تردد التشغيل الخاصة بها. يشير التردد إلى حجم موجات الراديو المستخدمة للاتصال بين مكونات النظام. تعمل أنظمة RFID حول العالم في نطاقات التردد المنخفضة (LF) والترددات العالية (HF) والترددات العالية جدًا (UHF). تتصرف موجات الراديو بشكل مختلف على كل من هذه الترددات، واستخدام كل نطاق تردد له مزاياه وعيوبه.

على سبيل المثال، إذا كان نظام RFID يعمل بتردد أقل، فسيكون معدل قراءة البيانات الخاص به أبطأ، لكن قدرته على القراءة بالقرب أو على الأسطح المعدنية أو السائلة ستزداد. إذا كان النظام يعمل بتردد أعلى، فعادةً ما يكون لديه معدل نقل بيانات أسرع ونطاق قراءة أطول، ولكنه أكثر حساسية لتداخل الموجات الراديوية الناجم عن السوائل والمعادن الموجودة في البيئة. ومع ذلك، فقد أتاحت الابتكارات التكنولوجية الحديثة استخدام أنظمة UHF RFID حول السوائل والمعادن.

التردد المنخفض (LF) وتتفاعل

يغطي نطاق LF الترددات من 30 كيلو هرتز إلى 300 كيلو هرتز. تعمل أنظمة LF RFID عادةً بتردد 125 كيلو هرتز، لكن بعضها يعمل بتردد 134 كيلو هرتز. يوفر هذا النطاق نطاق قراءة قصير يبلغ 10 سم، وتكون سرعة القراءة أبطأ من الترددات العالية، ولكنها أقل حساسية لتداخل موجات الراديو.

تتضمن تطبيقات LF RFID التحكم في الوصول وتتبع الماشية.

تم تحديد معايير نظام تتبع الحيوانات LF في ISO 14223 وISO/IEC 18000-2. نظرًا للترددات ومستويات الطاقة المختلفة قليلاً حول العالم، لا يعتبر طيف التردد المنخفض تطبيقًا عالميًا حقًا.

التردد العالي (HF) وتتفاعل

يتراوح نطاق التردد العالي من 3 إلى 30 ميجا هرتز. تردد التشغيل لمعظم أنظمة RFID ذات التردد العالي هو 13.56 ميجا هرتز، ويتراوح نطاق القراءة بين 10 سم و1 متر. أنظمة التردد العالي (HF) حساسة بشكل معتدل للتداخل.

يستخدم HF RFID بشكل شائع في تطبيقات إصدار التذاكر والدفع ونقل البيانات.

هناك العديد من معايير HF RFID، مثل معيار ISO 15693 لتتبع العناصر، ومعايير ECMA-340 وISO/IEC 18092 للاتصالات الميدانية القريبة (NFC)، وهي تقنية قصيرة المدى شائعة الاستخدام لتبادل البيانات. معدات. تشمل معايير HF الأخرى معايير ISO/IEC 14443 A وISO/IEC 14443 لتقنية MIFARE للبطاقات الذكية وبطاقات التقارب، والعلامة التجارية JIS X 6319-4 لـ FeliCa، وهو نظام بطاقة ذكية شائع الاستخدام في النقود الإلكترونية.

الترددات العالية جدًا (UHF) RFID

يغطي نطاق UHF النطاق من 300 ميجا هرتز إلى 3 جيجا هرتز. يتوافق نظام RAIN RFID مع معيار UHF Gen2 ويستخدم نطاق التردد من 860 إلى 960 ميجاهرتز. على الرغم من وجود بعض الاختلافات في الترددات في المناطق المختلفة، إلا أن أنظمة RFID في معظم البلدان/المناطق تعمل بين 900 و915 ميجاهرتز.

يتمتع نظام UHF السلبي بنطاق قراءة يصل إلى 12 مترًا، كما يتمتع نظام UHF RFID بمعدل نقل بيانات أسرع من LF أو HF. يعد UHF RFID هو الأكثر حساسية للتداخل، لكن العديد من الشركات المصنعة لمنتجات UHF وجدت طرقًا لتصميم العلامات والهوائيات والقارئات للحفاظ على الأداء العالي حتى في البيئات القاسية. بالمقارنة مع علامات LF وHF، فإن علامات UHF السلبية أسهل في التصنيع وأقل تكلفة.

لدى RFID مجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من إدارة مخزون البيع بالتجزئة وحتى أدوية مكافحة التزييف وحتى تكوين الأجهزة اللاسلكية. تستخدم معظم مشاريع RFID الجديدة UHF بدلاً من LF أو HF.

يتم تنظيم نطاق UHF بواسطة معيار عالمي واحد يسمى معيار ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63) UHF. كانت Impinj رائدة في تطوير معيار Gen2، وضغطت على الحكومة لتخصيص الطيف، وشاركت في تأسيس تحالف RAIN RFID مع Google وIntel وSmartrac لتعزيز

 الاعتماد الواسع النطاق للحلول التقنية في العديد من الأسواق الرأسية المختلفة.

نظام RFID النشط

في نظام RFID النشط، يكون للعلامة جهاز إرسال ومصدر طاقة خاص بها. عادة، مصدر الطاقة هو بطارية. تبث العلامات النشطة إشاراتها الخاصة لنقل المعلومات المخزنة على شرائحها الدقيقة.

تعمل أنظمة RFID النشطة عادةً في نطاق الترددات فائقة التردد (UHF) وتوفر نطاقات تصل إلى 100 متر. بشكل عام، يتم استخدام العلامات النشطة للكائنات الكبيرة، مثل عربات السكك الحديدية والحاويات الكبيرة القابلة لإعادة الاستخدام والأصول الأخرى التي تتطلب تتبعًا لمسافات طويلة.

هناك نوعان رئيسيان من العلامات النشطة: أجهزة الإرسال والاستقبال والإشارات. يتم "إيقاظ" جهاز الإرسال والاستقبال عندما يتلقى إشارة راديو من القارئ، ثم يتم تشغيله ويستجيب بإشارة عودة. نظرًا لأن أجهزة الإرسال والاستقبال لا تشع موجات الراديو بشكل فعال حتى تتلقى إشارة من القارئ، فيمكنها إطالة عمر البطارية.

تُستخدم المنارات بشكل شائع في أنظمة تحديد الموقع في الوقت الفعلي (RTLS) لتتبع الموقع الدقيق للأصول بشكل مستمر. على عكس أجهزة الإرسال والاستقبال، لا يتم تشغيل المنارات بواسطة إشارة القارئ. وبدلا من ذلك، فإنها ترسل إشارات على فترات زمنية محددة مسبقا. اعتمادًا على مستوى دقة تحديد المواقع المطلوبة، يمكن ضبط المنارة لإصدار إشارة كل بضع ثوانٍ أو مرة واحدة يوميًا. يتم استقبال إشارة كل منارة بواسطة هوائي القارئ الموجود حول المنطقة المراقبة وينقل معلومات المعرف وموقع العلامة.

النظام البيئي اللاسلكي للعميل كبير جدًا وينمو كل يوم. تقوم بعض حالات الاستخدام بنشر RFID النشط وRFID السلبي في نفس الوقت لزيادة أساليب إدارة الأصول أو أجهزة الاستشعار.

نظام RFID السلبي

في نظام RFID السلبي، يرسل القارئ وهوائي القارئ إشارات راديوية إلى العلامة. تستخدم علامة RFID بعد ذلك الإشارة المرسلة لتشغيل الطاقة وتعكس الطاقة مرة أخرى إلى القارئ.

يمكن أن تعمل أنظمة RFID السلبية في نطاقات الترددات الراديوية ذات التردد المنخفض (LF) أو التردد العالي (HF) أو الترددات العالية جدًا (UHF). نظرًا لأن نطاق الأنظمة المنفعلة محدود بقوة التشتت الخلفي للعلامة (إشارة الراديو المنعكسة من العلامة إلى القارئ)، فهي عادةً ما تكون أقل من 10 أمتار. نظرًا لأن العلامات السلبية لا تتطلب مصدر طاقة أو جهاز إرسال، بل تحتاج فقط إلى شريحة علامة وهوائي، فهي أرخص وأصغر حجمًا وأسهل في التصنيع من العلامات النشطة.

يمكن تعبئة العلامات السلبية بعدة طرق مختلفة، اعتمادًا على متطلبات تطبيق RFID المحددة. على سبيل المثال، يمكن تركيبها على ركيزة أو وضعها بين طبقة لاصقة وعلامات ورقية لإنشاء علامات RFID الذكية. يمكن أيضًا تضمين العلامات السلبية في العديد من الأجهزة أو العبوات لجعل العلامات مقاومة لدرجات الحرارة القصوى أو المواد الكيميائية المهيجة.

يمكن استخدام حلول RFID السلبية في العديد من التطبيقات. يتم نشرها عادةً لتتبع البضائع في سلسلة التوريد، وجرد المنتجات في صناعة البيع بالتجزئة، والتحقق من الأدوية والمنتجات الأخرى، وتضمين وظائف RFID في الأجهزة المختلفة.

النظام السلبي بمساعدة البطارية (BAP).

علامة RFID السلبية المدعومة بالبطارية هي علامة سلبية تجمع بين وظائف العلامة النشطة الرئيسية. على الرغم من أن معظم علامات RFID السلبية تستخدم الطاقة من إشارة قارئ RFID لتشغيل شريحة العلامة والتشتت الخلفي للقارئ، فإن علامات BAP تستخدم مصدر طاقة متكامل (عادةً بطارية) لتشغيل الشريحة، وبالتالي فإن كل الطاقة التي يتم التقاطها تأتي من القارئ. يمكن استخدامها للتشتت الخلفي. على عكس جهاز الإرسال والاستقبال، لا تحتوي علامة BAP على جهاز إرسال خاص بها.