RFID i znakowanie. Część 1 - Kompendium RFID

RFID to technika znakowania, w której informacje jednoznacznie identyfikujące przedmiot są odczytywane oraz zapisywane za pośrednictwem fal radiowych. Dane te są przechowywane w znacznikach (tagach), które są przymocowywane do przedmiotu. Do komunikacji z nimi służy czytnik.

Jak są zbudowane znaczniki?

Tagi RFID są zbudowane z trzech komponentów: układu elektronicznego, anteny oraz podłoża. Pierwszy odpowiada za przetwarzanie danych, na przykład modulację i demodulację sygnału oraz kodowanie i dekodowanie informacji. Antena jest największym elementem znaczników.

Jej konstrukcja zależy od częstotliwości pracy tagu. Podłoże odpowiada za to, że komponenty znacznika tworzą całość, na nim bowiem osadzane są antena i układ elektroniczny. Materiał, z którego wykonywany jest podkład, ma wpływ na częstotliwość pracy anteny. Jest to uwzględniane w jej projekcie.

Podłoże powinno być odporne na warunki, w jakich tagi będą użytkowane (temperaturę, wibracje, chemikalia, światło słoneczne, korozję). Wykonuje się je z różnych materiałów, elastycznych i sztywnych, o różnej grubości, na przykład PCV, PET, a nawet z papieru. Dolną powierzchnię podkładu pokrywa się klejem umożliwiającym przymocowanie do znakowanego przedmiotu.

Czasem podłoże bez warstwy lepiku, tylko z zamontowaną anteną i układem elektronicznym, ma postać wkładki, którą umieszcza się w osłonie tworzącej elastyczną etykietę albo w sztywnej obudowie, wówczas gdy wymagane jest trwalsze mocowanie niż klejenie, na przykład przez przykręcenie.

Klasyfikacja znaczników

Dostępne są znaczniki RFID różnych typów. Podstawowy sposób ich klasyfikacji to podział ze względu na sposób zasilania. Jest ono potrzebne do przetworzenia sygnałów odebranych z czytnika, a następnie przesłania do niego odpowiedzi. W zależności od tego, czy źródło zasilania jest lokalne, czy nie, tagi dzieli się na: pasywne, półpasywne oraz aktywne.

Drugim kryterium jest częstotliwość pracy. Wyróżnia się znaczniki, które działają w zakresie niskich częstotliwości (low frequency, LF), wysokich częstotliwości (high frequency, HF), w paśmie UHF i na częstotliwościach mikrofalowych. Znaczniki aktywne i półpasywne zwykle pracują w paśmie UHF, natomiast znaczniki pasywne poza nim również w LF oraz HF.

Obie cechy tagów mają wpływ na ich ważny parametr, jakim jest zasięg, zależy on bowiem od trzech czynników: częstotliwości sygnału radiowego, mocy nadajnika anteny i wielkości anteny znacznika. Na zasięg wpływają również warunki otoczenia.

Jak są zasilane znaczniki pasywne?

Znaczniki pasywne nie mają własnego zasilania, zaś potrzebną energię czerpią z fal radiowych wytarzanych przez czytnik. W przypadku tagów pracujących w zakresie niskich oraz wysokich częstotliwości (LF, HF) w tym celu wykorzystuje się sprzężenie indukcyjne, natomiast w paśmie jeszcze wyższych częstotliwości (UHF, mikrofale) dominującą rolę zaczynają odgrywać zjawiska zachodzące w polu dalekim.

Sposób zasilania ma wpływ na cechy znaczników pasywnych, na przykład mały zasięg, który nie przekracza kilkudziesięciu centymetrów. W pewnych zastosowaniach jest to zaletą, na przykład gdy nie jest pożądane, aby każdy anonimowo z dużej odległości mógł odczytać dane zapisane w tagu, zaś w innych wadą.

Przykład to sytuacja, w której pracownik, żeby odczytać identyfikator, musi do każdej z palet podjechać bardzo blisko, co, jeśli jest ich bardzo dużo, znacząco wydłuża czas realizacji tego zadania.