Drie minuten om RFID-technologie te begrijpen

RFID-technologie verwijst eigenlijk naar radiofrequentietechnologie. Deze technologie is voornamelijk gebaseerd op het principe van een magnetisch of elektromagnetisch veld om tweewegcommunicatie tussen apparaten via radiofrequentie mogelijk te maken en zo gegevens uit te wisselen. Het grootste voordeel van deze technologie is dat apparaten elkaar contactloos kunnen bereiken. RFID-informatie, elektronische communicatie (ETC), logistiek en bibliotheken zijn enkele typische toepassingsgebieden. De meest gebruikte radiofrequentiebanden voor RFID-technologie zijn onder andere: laagfrequent, hoogfrequent, ultrahoogfrequent en microgolffrequentie. Een RFID-systeem bestaat hoofdzakelijk uit drie onderdelen: een lezer, een elektronisch label en een gegevensbeheersysteem.

RFID-lezer: Een lezer, ook wel bekend als een RFID-chip, wordt voornamelijk gebruikt om de informatie in een elektronische tag uit te lezen of om de door de tag vereiste informatie in de tag te schrijven. Afhankelijk van het gebruik worden lezers onderverdeeld in alleen-lezen lezers en lees-/schrijflezers. Deze vormen het informatiecontrole- en verwerkingscentrum van het RFID-systeem. Wanneer het RFID-systeem werkt, zendt de lezer radiofrequente energie uit in een bepaald gebied om een ​​elektromagnetisch veld te creëren. De grootte van dit veld is afhankelijk van het zendvermogen. De tags binnen het bereik van de lezer worden geactiveerd, verzenden de opgeslagen gegevens of wijzigen deze volgens de instructies van de lezer en kunnen via een interface communiceren met een computernetwerk.

RFID-tag: De elektronische tag wordt voornamelijk gebruikt om bepaalde gegevens op te slaan. Tegelijkertijd ontvangt de tag een signaal van de lezer en stuurt de benodigde gegevens terug naar de lezer. De elektronische tag wordt doorgaans aan het object bevestigd.

Gegevensbeheersysteem: De hoofdtaak is het verwerken van de door de lezer verzonden gegevens van de elektronische tag voor analyse, en tegelijkertijd het uitvoeren van de door de gebruiker gevraagde functies. Bijvoorbeeld het volgende systeemverloop:

Hoe RFID-systemen werken

Wanneer de RFID-tag zich binnen het herkenningsbereik van de lezer bevindt, zendt de lezer radiogolven uit met een specifieke frequentie. De elektronische tag ontvangt dit radiosignaal en wekt een geïnduceerde stroom op. Met behulp van deze energie verzendt de tag de informatie die in de chip is opgeslagen. Dergelijke tags worden doorgaans passieve tags genoemd. Tags die actief een signaal met een bepaalde frequentie naar de lezer sturen, worden doorgaans actieve tags genoemd. Nadat de lezer de door de tag teruggestuurde informatie heeft ontvangen, decodeert deze de gegevens en stuurt ze vervolgens naar de relevante applicatiesoftware of het gegevensbeheersysteem voor verwerking.

RFID-classificatie

RFID-technologie kan worden onderverdeeld in drie categorieën op basis van de stroomvoorziening van de tags, namelijk passieve RFID, actieve RFID en semi-actieve RFID.

1. Passieve RFID

Het passieve RFID-systeem verkrijgt energie via een elektromagnetische inductiespoel om zichzelf gedurende korte tijd van stroom te voorzien en zo de informatie-uitwisseling te voltooien. Dit gebruiksmodel heeft als voordelen een eenvoudige structuur, lage kosten, een laag uitvalpercentage en een lange levensduur. De effectieve identificatieafstand van passieve RFID is echter meestal kort, waardoor het systeem over het algemeen wordt gebruikt voor identificatie op korte afstand. Passieve RFID werkt hoofdzakelijk in de lagere frequentiebanden van 125 kHz, 13,56 MHz, enzovoort. Typische toepassingen van passieve RFID-systemen zijn onder andere: buskaarten, tweede generatie identiteitskaarten en maaltijdkaarten voor de kantine.

2. Actieve RFID

Het onderzoek en de ontwikkeling van actieve RFID-systemen begonnen laat, maar ze worden inmiddels in diverse sectoren toegepast. ETC gebruikt bijvoorbeeld een actief RFID-systeem. Actieve RFID wordt gevoed door een externe voeding of een ingebouwde batterij en zendt actief signalen naar de lezer, wat resulteert in een groter zendbereik en een hogere transmissiesnelheid. Actieve RFID-tags kunnen datacommunicatie tot stand brengen met lezers binnen een bereik van 100 meter, met een leessnelheid tot 1700 keer per seconde. Actieve RFID werkt voornamelijk in ultrahoge frequentiebanden en microgolffrequentiebanden zoals 900 MHz, 2,45 GHz en 5,8 GHz, en heeft de mogelijkheid om meerdere tags tegelijk te identificeren. De bovengenoemde kenmerken van actieve RFID-systemen maken ze breed inzetbaar in hoogwaardige, grootschalige RFID-scenario's.

3. Semi-actieve RFID

Omdat de effectieve identificatieafstand van passieve RFID-systemen kort is, terwijl actieve RFID-systemen een voldoende lange identificatieafstand hebben, maar een externe voeding of ingebouwde batterij nodig hebben en een groot formaat vereisen, is het semi-actieve RFID-systeem ontwikkeld. Semi-actieve RFID-technologie staat ook bekend als laagfrequente activeringstechnologie. Onder normale omstandigheden bevinden semi-actieve RFID-tags zich in een slapende toestand en wordt alleen het gedeelte van de tag dat de data bevat van stroom voorzien. Hierdoor is het stroomverbruik laag en kan de tag lange tijd in gebruik blijven. Wanneer de tag binnen het identificatiebereik van de RFID-lezer komt, activeert de lezer de tag eerst nauwkeurig binnen een klein bereik met een laagfrequent signaal van 125 kHz om deze te activeren, waarna de informatie via een 2,4 GHz microgolfsignaal naar de tag wordt verzonden. Met andere woorden, meerdere laagfrequente lezers worden op verschillende locaties geplaatst om semi-actieve RFID-producten te activeren, waardoor zowel positionering als dataverzameling en -verzending mogelijk is.

Om RFID-assetmanagement te realiseren, kunt u overwegen om NB-IoT- of LoRa-technologie te gebruiken om de door de RFID-lezer verzamelde gegevens in realtime naar het LoRa-basisstation te verzenden en naar de backend te uploaden. Momenteel is bekend dat sommige bedrijven al experimenteren met RFID voor identificatie en NB-IoT of LoRa voor gegevensoverdracht. Als u dit zelf ontwikkelt, moet u de hardware en data koppelen en vervolgens de backend implementeren. Er zijn doorgaans volwaardige hardwareoplossingen op de markt, maar de software-backend moet u zelf ontwikkelen. Hardwarebedrijven leveren hiervoor meestal SDK's. RFID wordt momenteel breed toegepast in alle aspecten van het maatschappelijk leven. Het kan worden gebruikt in logistiek, detailhandel, productie, de kledingindustrie, medische zorg, identiteitsherkenning, fraudebestrijding, assetmanagement, transport, de voedingsindustrie, de automobielindustrie, defensie, financiële betalingen en vele andere sectoren. PFID-technologie is een veelbelovende ontwikkelingsrichting.