Hogyan működnek az elektronikus árcédulák

Az elektronikus címkék egy érintésmentes automatikus azonosítási technológia, amely rádiófrekvenciás jeleket használ a céltárgyak azonosítására és a kapcsolódó adatok megszerzésére.

Az azonosítási munka nem igényel emberi beavatkozást. A vonalkódok vezeték nélküli változataként az RFID technológia vízálló, antimágneses és magas hőmérséklet-állósággal, hosszú élettartammal, nagy olvasási távolsággal, a címkén lévő adatok titkosíthatók, nagyobb a tárolási adatkapacitás, a tárolási információk szabadon módosíthatók és egyéb előnyökkel rendelkezik. A kódolási módszer, a tárolási és az olvasási-írási módszer... elektronikus címkék különböznek a hagyományos címkéktől (például vonalkódoktól) vagy a kézi címkéktől. Az elektronikus címkekódok tárolása csak olvasható vagy olvasható-írható formátumban történik az integrált áramkörön; különösen az olvasható-írható módszernél. Az elektronikus címke vezeték nélküli elektronikus átvitellel valósul meg. A kiemelkedő műszaki jellemzők RFID elektronikus címkék a következők: egyetlen nagyon specifikus objektumot képes azonosítani, ahelyett, hogy csak egy típusú objektumot, például egy vonalkódot azonosítana; egyszerre több objektumot is képes leolvasni, és a vonalkód csak egyesével olvasható le; tárolás; Az információ mennyisége nagyon nagy; rádiófrekvencia használatával az adatok külső anyagokon keresztül is olvashatók, és a vonalkódoknak lézerre vagy infravörösre kell támaszkodniuk az anyagközeg felületén lévő információk leolvasásához.

(1) Címke. Csatlakozóelemekből és chipekből áll. Minden címke egyedi elektronikus kóddal rendelkezik. A nagy kapacitású elektronikus címke felhasználó által írható tárhellyel rendelkezik, és egy objektumhoz van rögzítve a célobjektum azonosítása érdekében.

(2) Olvasó. Kézi vagy rögzített eszköz, amely címkeinformációkat olvas (és néha ír is rájuk).

(3) Antenna. Átadja a rádiófrekvenciás jelet a címke és az olvasó között. Az RFID technológia alapvető működési elve nem bonyolult. Miután a címke belép az olvasó által kibocsátott mágneses mezőbe, veszi az olvasótól érkező rádiófrekvenciás jelet, és az indukált áram által nyert energiát felhasználva elküldi a chipen tárolt termékinformációkat (PassiveTag, passzív címke vagy passzív címke), vagy aktívan elküld egy bizonyos frekvenciájú jelet (ActiveTag, aktív címke vagy aktív címke); miután az olvasó beolvassa és dekódolja az információt, azt a rendszer információfeldolgozó központjába küldi a vonatkozó adatfeldolgozás céljából.

Az elektronikus címkék három típusba sorolhatók: integrált áramkörös, helyszíni vezetékes átíró és helyszíni vezeték nélküli átíró típusúak a belsőleg tárolt információk befecskendezésének különböző módjai szerint; az elektronikus címkeadatok leolvasásának technikai eszközei szerint három kategóriába sorolhatók: háromféle sugárzási típus létezik, frekvenciaszorzási típus és reflexiós modulációs típus; a különböző energiaellátási módok (akkumulátoros tápellátás) szerint a rádiófrekvenciás azonosítási technológia három típusba sorolható: aktív, passzív és félig aktív. Az RFID általánosan elterjedt osztályozási módja a különböző működési frekvenciák (mértékegység: Hz) szerint négyféle alacsony frekvenciájú (LF), nagyfrekvenciás (HF), ultra nagyfrekvenciás (UHF) és mikrohullámú frekvenciasávra (MW) oszlik.

(1) Az alacsony/magas frekvenciájú rendszerek általában <30 MHz-es üzemi frekvenciával rendelkeznek. A tipikus üzemi frekvenciák 125 kHz, 225 kHz, 13.56 MHz (érintésmentes IC-kártya - rádiófrekvenciás kártya üzemi frekvenciája) stb. Az ezeken a frekvenciapontokon alapuló rádiófrekvenciás azonosító rendszerek általában megfelelnek a nemzetközi szabványoknak. Alapvető jellemzőik: az elektronikus címkék költsége alacsonyabb, a címkékben tárolt adatmennyiség kisebb, az olvasási távolság rövid (passzív körülmények között a tipikus olvasási távolság 10 cm), az elektronikus címke alakja változatos (kártya alakú, gyűrű alakú, gomb alakú, toll alakú), és az olvasóantenna irányítottsága nem erős.

(2) Az UHF/mikrohullámú rendszerek általában > 400 MHz-es üzemi frekvenciával rendelkeznek, a tipikus üzemi frekvenciasávok pedig a 915 MHz, 2450 MHz, 5800 MHz stb. A rendszer számos nemzetközi szabványt is alkalmaz ezen frekvenciasávok támogatására. Az alapvető jellemzők a következők: a magas költségek elektronikus címkék és olvasók, nagy mennyiségű, címkékben tárolt adat, nagy olvasási távolság (akár több métertől tíz méterig), és tárgyakhoz való alkalmazkodóképesség. A nagy sebességű mozgásteljesítmény jó, az alak általában kártya alakú, az olvasóantenna és az elektronikus címkeantenna erős irányítottsággal rendelkezik.

(3) Az aktív elektronikus címkében egy akkumulátor található, amelynek általában nagy az olvasási távolsága. Hátránya, hogy az akkumulátor élettartama korlátozott (3-10 év); a passzív elektronikus címkében nincs akkumulátor. Miután a leolvasótól (szondától) érkező mikrohullámú jelet veszi, a mikrohullámú energia egy részét egyenárammá alakítja saját munkájához. Általában karbantartásmentesen működik. Az aktív rendszerhez képest a passzív rendszer kissé korlátozottabb az olvasási távolság és a tárgy mozgásához való alkalmazkodás sebessége tekintetében.

(4) Az integrált, szilárdtest elektronikus címkében található információkat általában ROM folyamat módban injektálják az integrált áramkörök gyártása során, és a tárolt információk megváltoztathatatlanok; a terepi vezetékes átíró elektronikus címke általában az elektronikus címkében tárolt információkat írja be az E2 belső tárolóterületre. Az átíráshoz egy erre a célra szolgáló programozó vagy író szükséges, amelyet az átírási folyamat során áram alatt kell tartani; a helyszíni vezeték nélküli átíró elektronikus címke általában aktív elektronikus címkékhez alkalmas, specifikus átírási utasításokkal, és az elektronikus címkék mentett információi is az E2 tárolóterületen találhatók. Általánosságban elmondható, hogy az elektronikus címke adatainak átírásához szükséges idő sokkal hosszabb, mint az elektronikus címke adatainak kiolvasásához szükséges idő. Általában az átíráshoz szükséges idő másodperc nagyságrendű, az olvasási idő pedig milliszekundum nagyságrendű.

(5) Rádiófrekvenciás azonosító rendszer, amely sugárzott átvitellel működik. Az elektronikus címkének aktív módon kell működnie, és valós időben kell sugároznia a tárolt azonosító információkat. Az olvasó egy olyan vevőegységgel egyenértékű, amely csak vesz, de nem küld. Ennek a rendszernek a hátránya: mivel az elektronikus címkének folyamatosan továbbítania kell az információkat a külvilágba, elektromos áramot pazarol és elektromágneses környezeti szennyezést okoz, valamint a rendszer biztonsága és titkossága gyenge. Nehéz megvalósítani a kettős frekvenciájú rádiófrekvenciás azonosító rendszert. Általában az olvasó rádiófrekvenciás lekérdező jelet küld ki, és az elektronikus címke által visszaadott jel vivőfrekvenciája az olvasó által küldött rádiófrekvencia szorzója. Ez a működési mód kényelmessé teszi az olvasó számára a visszhangjelek vételét és feldolgozását. Passzív elektronikus címkék esetében azonban, amikor az elektronikus címke az olvasó által vett rádiófrekvenciás energiát kettős frekvenciájú visszhangvivőfrekvenciává alakítja, az energiaátalakítási hatékonysága alacsony. Az átalakítási hatékonyság javítása nagyobb mikrohullámú képességeket igényel, ami magasabb elektronikus címkeköltségeket jelent. Ugyanakkor az ilyen típusú rendszer működéséhez két munkafrekvenciás pontot kell elfoglalni, és általában nehéz megszerezni a Rádiófrekvenciás Kezelő Bizottság termékalkalmazási engedélyét.

(6) A reflexiós modulációs rádiófrekvenciás azonosító rendszer megvalósítása elsősorban az azonos frekvencián történő küldés és vétel problémáját oldja meg. Amikor a rendszer működik, az olvasó mikrohullámú lekérdező (energia) jelet küld ki, és az elektronikus címke (passzív) a vett mikrohullámú lekérdező energiajel egy részét egyenárammá egyenirányítja az elektronikus címke áramkörének működéséhez, a mikrohullámú energiajel másik részét pedig az elektronikus címkében tárolja. Az adatinformációt modulálja (ASK) és visszaverődik az olvasóra. Miután az olvasó fogadja a visszavert amplitúdómodulációs jelet, dekódolja az elektronikus címkében tárolt azonosító adatinformációkat. A rendszer működési folyamata során az olvasó mikrohullámú jelet küld ki, és egyidejűleg veszi a visszavert amplitúdómodulációs jelet. A visszavert jel erőssége sokkal gyengébb, mint az átvitt jelé. Ezért a technikai megvalósítás nehézsége az azonos frekvencián történő vételben rejlik.

Az elektronikus címkecsatolás különböző módszerek használatát jelenti a különböző jelek továbbítására.

A rádiófrekvenciás azonosító rendszerben a rádiófrekvenciás címke és az olvasó közötti működési távolság fontos kérdés a rádiófrekvenciás azonosító rendszer alkalmazása során. Normál esetben ez a működési távolság a rádiófrekvenciás címke és az olvasó közötti távolságként van definiálva, amely lehetővé teszi az adatcsere megbízható lebonyolítását. A rádiófrekvenciás azonosító rendszer hatótávolsága egy átfogó index, amely szorosan összefügg a rádiófrekvenciás címkék és az olvasók illesztési helyzetével. A rádiófrekvenciás azonosító rendszer távolsága szerint a rádiófrekvenciás címke antennája és az olvasó antennája közötti csatolás három kategóriába sorolható.

(1) Szorosan kapcsolt rendszer. A rendszer tipikus működési távolsága 0 és 1 cm között mozog. A gyakorlati alkalmazásokban általában a rádiófrekvenciás címkét be kell helyezni az olvasóba, vagy az olvasó antennájának felületére kell helyezni. A szorosan kapcsolt rendszer az induktív csatolást (zárt mágneses áramkört) használja a rádiófrekvenciás címke és az olvasó antennájának reaktív közeltéri területe között, hogy érintésmentes térbeli információátviteli rádiófrekvenciás csatornát hozzon létre. A szorosan kapcsolt rendszer működési frekvenciája általában 30 MHz alatti frekvenciára korlátozódik. Mivel a szorosan kapcsolt módszer elektromágneses szivárgása kicsi, és a csatolás által nyert energia nagy, alkalmas olyan alkalmazási rendszerekhez (például elektronikus ajtózárak), amelyek magas biztonságot igényelnek, és nincsenek működési távolsági követelmények.

(2) Telecsatoló rendszer. A telecsatoló rendszer tipikus működési távolsága elérheti az lm-et. A telecsatoló rendszer két típusra osztható: közeli csatolású rendszerre (tipikus működési távolság 15 cm) és ritkán csatolt rendszerre (tipikus működési távolság lm). A távoli csatoló rendszer tipikus működési frekvenciája 13.56 MHz, de vannak más frekvenciák is, például 6.75 MHz, 27.125 MHz és így tovább. A telecsatoló rendszer és a szoros csatolású rendszer közötti fő különbség az induktív csatolás teljesítményének eltérése, ami a csatolási távolságot is eltérővé teszi. A távoli csatoló rendszerek továbbra is az alacsony költségű rádiófrekvenciás azonosító rendszerek főáramát képviselik.

(3) Nagy távolságú rendszer. A nagy távolságú rendszer tipikus működési távolsága 1–10 m, és az egyes rendszerek ennél nagyobb távolsággal működnek. Minden nagy távolságú rendszer elektromágneses csatolást (elektromágneses hullámkibocsátás és visszaverődés) használ a rádiófrekvenciás címke és az olvasóantenna között a távoli mező kisugárzására, így egy érintésmentes térbeli információátviteli rádiófrekvenciás csatornát hozva létre. A nagy távolságú rendszer tipikus működési frekvenciája 915 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz, ezen kívül vannak más frekvenciák is, például 433 MHz és így tovább. A nagy távolságú rendszer rádiófrekvenciás címkéi passzív rádiófrekvenciás címkékre (elemek nélkül) és félig passzív rádiófrekvenciás címkékre (elemekkel) oszthatók aszerint, hogy tartalmaznak-e elemet. Általánosságban elmondható, hogy az elemmel ellátott rádiófrekvenciás címke hatótávolsága nagyobb, mint az elem nélküli rádiófrekvenciás címkeé. A félig passzív rádiófrekvenciás címke akkumulátora nem biztosít energiát a rádiófrekvenciás címke és az olvasó közötti adatátvitelhez, hanem csak a rádiófrekvenciás címke chipjének biztosít energiát az adatok olvasásához és tárolásához. A nagy távolságú rendszerek általában a reflexiós modulációt alkalmazzák az adatátvitel megvalósításához a rádiófrekvenciás címkétől az olvasó/íróig. A nagy távolságú rendszerek általában tipikus irányítottsággal rendelkeznek, és a rádiófrekvenciás címkék és olvasók költsége továbbra is viszonylag magas. Technikai szempontból egy nagy távolságú rendszer ideális RFID-rendszer, amely megfelel a következő jellemzőknek: az RFID-címkék passzívak, és vezeték nélkül olvashatók és írhatók; az RFID-címkék és -olvasók támogatják a több címke olvasását és írását; alkalmasak nagy sebességű mozgó tárgyak azonosítására (a tárgy mozgási sebessége nagyobb, mint 80 kin/h); nagy távolság (az olvasási és írási távolság nagyobb, mint 5-10 m); alacsony költség (amely megfelel az egyszeri használat követelményeinek).