شاخص های عملکرد سیستم های RFID چیست؟

شاخص های عملکرد سیستم های RFID چیست؟

 

شاخص های عملکرد سیستم های RFID

 

شاخص‌های عملکرد یک سیستم RFID قابل خواندن و نوشتن شامل ظرفیت ذخیره‌سازی برچسب فرکانس رادیویی، حالت کار، سرعت انتقال داده، فاصله خواندن/نوشتن، قابلیت شناسایی چند برچسب، فرکانس حامل فرکانس رادیویی بین برچسب فرکانس رادیویی و آنتن، اتصال سیستم RFID، حامل داده، حالت حالت و تامین انرژی است. برای شرکت هایی که به دنبال راه حل های کنترل دسترسی قابل اعتماد و ردیابی{2}}دارایی هستند،تامین کنندگان فوب کلید RFIDوتولید کنندگان دسته کلید RFID سفارشیبرچسب‌های بادوام و با کارایی بالا-که الزامات درجه صنعتی- را برآورده می‌کنند ارائه دهید.

 

 

ظرفیت ذخیره سازی برچسب های فرکانس رادیویی

 

یک قانون اساسی برای سیستم های مبتنی بر حافظه وجود دارد: ظرفیت ذخیره سازی همیشه ناکافی است. افزایش ظرفیت ذخیره سازی سیستم به طور طبیعی زمینه برنامه را گسترش می دهد، که همچنین به ظرفیت ذخیره سازی بیشتری نیاز دارد. ظرفیت ذخیره‌سازی برچسب‌های فرکانس رادیویی فقط خواندنی 20 بایت است و برچسب‌های فعال ظرفیت ذخیره‌سازی 8 بایت تا 64 کیلوبایت دارند، به این معنی که در برچسب‌های فرکانس رادیویی قابل خواندن و نوشتن، کافی است چندین صفحه متن را ذخیره کنید، برای نگهداری فهرست آیتم‌ها و داده‌های آزمایشی کافی است و اجازه گسترش سیستم را می‌دهد. ظرفیت ذخیره‌سازی برچسب‌های فرکانس رادیویی غیرفعال خواندن/نوشتن 48 تا 736B است که دارای ویژگی‌های بسیاری است که بسیاری از سیستم‌های خواندن/نوشتن فعال ندارند. در برنامه های سازمانی مانند ساختمان های اداری و پارکینگ ها،تامین کنندگان عمده فروشی جا کلیدی LF/HF RFIDگزینه های مقرون به صرفه{0}}با ظرفیت کافی برای شناسه کارمند، حضور و غیاب زمان، و داده های دسترسی به وسیله نقلیه ارائه دهید.

 

حجم داده‌های برچسب‌های فرکانس رادیویی معمولاً از چند بایت تا چند هزار بایت است، اما یک استثنا وجود دارد: برچسب فرکانس رادیویی 1{8}}بیتی که فقط به 1 بیت ذخیره داده نیاز دارد. این نوع برچسب خواننده را قادر می سازد تا دو حالت زیر را قضاوت کند: یک برچسب فرکانس رادیویی در میدان الکترومغناطیسی وجود دارد یا هیچ برچسب فرکانس رادیویی در میدان الکترومغناطیسی وجود ندارد. این نیاز برای دستیابی به عملکردهای نظارت ساده یا انتقال سیگنال کاملاً کافی است. از آنجایی که برچسب های فرکانس رادیویی 1 بیتی به تراشه های الکترونیکی نیاز ندارند، هزینه برچسب فرکانس رادیویی را می توان بسیار کم کرد. به همین دلیل، تعداد زیادی تگ فرکانس رادیویی 1 بیتی در فروشگاه های بزرگ و مغازه ها برای سیستم های ضد سرقت کالا استفاده می شود. هنگام خروج از فروشگاه بزرگ با کالاهای بدون پرداخت، خواننده نصب شده در خروجی می تواند وضعیت یک برچسب فرکانس رادیویی را در میدان الکترومغناطیسی شناسایی کرده و زنگ مربوطه را راه اندازی کند. برای کالاهایی که هزینه آنها به درستی پرداخت شده است، برچسب فرکانس رادیویی 1 بیتی در صندوق پرداخت حذف یا غیرفعال می شود.

 

در سیستم های RFID دو حالت مختلف برای ذخیره سازی داده ها وجود دارد. در حالت اول، تگ می تواند داده های بسیار کمی را ذخیره کند و دستگاه الکترونیکی قابل دسترسی فقط برخی از اطلاعات اولیه را در مورد مورد شناسایی شده ارائه می دهد. به این نوع داده، امضای یکتا می گویند (برچسب های الکترونیکی با این نوع داده ها بسیار ارزان هستند و کاربرد محدودی دارند). در حالت دیگر، تگ می تواند اطلاعات داده های بیشتری را ذخیره کند و خواننده می تواند مستقیماً بدون مراجعه به پایگاه داده مرکزی اطلاعات را از برچسب دریافت کند. این نوع تگ گرانتر است اما کاربردهای وسیع تری دارد. این نوع تگ به توانایی پردازش مرکزی قوی مانند یک امضای منحصر به فرد نیاز ندارد و زمان کمتری برای کار می برد. بسیاری از شرکت ها اکنون انتخاب می کنند125kHz/13.56MHz RFID key fob راه حل های مستقیم کارخانه ایبرای متعادل کردن هزینه و عملکرد برای استقرار در مقیاس بزرگ-.

 

حالت کار

 

حالت‌های کار اصلی سیستم‌های شناسایی فرکانس رادیویی به سیستم‌های-دوبلکس کامل و نیمه{1}}دوبلکس و سیستم‌های توالی‌یابی زمانی{2}}تقسیم می‌شوند. در سیستم‌های-دوبلکس کامل و-دوبلکس، پاسخ برچسب فرکانس رادیویی در شرایطی ارسال می‌شود که خواننده یک میدان الکترومغناطیسی یا موج الکترومغناطیسی ساطع کند. در مقایسه با سیگنال خود خواننده، سیگنال برچسب فرکانس رادیویی روی آنتن گیرنده بسیار ضعیف است، بنابراین باید روش‌های انتقال مناسب برای تشخیص سیگنال برچسب فرکانس رادیویی از سیگنال خواننده اتخاذ شود. در کاربردهای عملی، مدولاسیون بار یا فن آوری مدولاسیون پس پراکندگی معمولاً برای انتقال بار از برچسب فرکانس رادیویی به خواننده، بارگذاری داده های برچسب فرکانس رادیویی بر روی پژواک منعکس شده (به ویژه برای سیستم های برچسب فرکانس رادیویی غیرفعال) استفاده می شود. این روش های مدولاسیون قابل اعتماد به طور گسترده توسطشرکتی-سازندگان کلیدهای RFID درجه یکبرای اطمینان از عملکرد پایدار در محیط‌های کنترل دسترسی{0}}بالا.

سیستم ترتیب‌بندی زمان برعکس است. خواننده به صورت دوره ای میدان الکترومغناطیسی تولید شده توسط فرکانس رادیویی را برای مدت کوتاهی قطع می کند. این فواصل توسط برچسب فرکانس رادیویی شناسایی شده و برای انتقال بار از برچسب فرکانس رادیویی به خواننده استفاده می شود. در واقع، این یک حالت معمولی کار رادار است. نقطه ضعف سیستم ترتیب‌یابی زمان این است که وقتی خواننده متناوب ارسال می‌کند، منبع انرژی برچسب فرکانس رادیویی قطع می‌شود، که باید با نصب یک خازن کمکی یا باتری کمکی به اندازه کافی بزرگ جبران شود.

 

 

سرعت انتقال داده

 

برای اکثر سیستم های جمع آوری داده ها، سرعت یک عامل بسیار مهم است. با ادامه کوتاه شدن چرخه تولید محصولات امروزی، زمان لازم برای خواندن و به‌روزرسانی برچسب‌های فرکانس رادیویی کوتاه‌تر و کوتاه‌تر می‌شود. سیستم های مایکروویو می توانند با سرعت بالا کار کنند، اما پیچیدگی فناوری مایکروویو به خودی خود هزینه ساخت سیستم های مایکروویو را به شدت افزایش می دهد. سرعت انتقال داده به سه نوع تقسیم می‌شود: سرعت فقط خواندن، سرعت خواندن/نوشتن غیرفعال، و سرعت خواندن/نوشتن فعال. برای ساختمان های تجاری که نیاز به تأیید سریع کارکنان دارند،تامین کنندگان عمده-فوب کلید RFID با سرعت بالاراه‌حل‌های بهینه‌شده 13.56 مگاهرتز را ارائه می‌کند که حتی در ساعات اوج مصرف به شناسایی زیر-ثانیه می‌رسند.

 

1) سرعت فقط خواندن-

سرعت انتقال پایگاه داده یک سیستم فقط خواندنی RFID به عواملی مانند طول کد، سرعت انتقال داده برچسب فرکانس رادیویی، فاصله خواندن/نوشتن، فرکانس حامل بین برچسب فرکانس رادیویی و آنتن، و فناوری مدولاسیون انتقال داده بستگی دارد. نرخ انتقال با انواع محصولات در کاربردهای واقعی متفاوت است.

2) سرعت خواندن/نوشتن غیرفعال

عوامل تعیین‌کننده سرعت انتقال داده‌های یک سیستم غیرفعال خواندن/نوشتن RFID مانند یک سیستم فقط خواندنی-است، با این تفاوت که علاوه بر در نظر گرفتن خواندن داده‌ها از برچسب فرکانس رادیویی، نوشتن داده‌ها در برچسب فرکانس رادیویی نیز باید در نظر گرفته شود. سرعت انتقال با انواع محصولات موجود در برنامه متفاوت است.

3) سرعت خواندن/نوشتن فعال

فاکتورهای تعیین کننده سرعت انتقال داده در یک سیستم خواندن/نوشتن فعال RFID مانند فاکتورهای یک سیستم RFID خواندن/نوشتن غیرفعال است. تفاوت این است که سیستم های غیرفعال برای برقراری ارتباط نیاز به شارژ خازن روی برچسب فرکانس رادیویی دارند. آنچه مهم است این است که سرعت کار یک سیستم خواندن/نوشتن با فرکانس پایین معمولی فقط 100B/s یا 200B/s است. به این ترتیب، از آنجایی که ممکن است نیاز به انتقال صدها بایت داده در یک سایت باشد، زمان انتقال داده ممکن است چندین ثانیه طول بکشد که ممکن است بیشتر از زمان کار با کل دستگاه باشد.

اینکه آیا می توان داده ها را روی یک برچسب فرکانس رادیویی نوشت یا خیر، عامل دیگری است که سیستم های شناسایی فرکانس رادیویی را متمایز می کند. برای سیستم‌های فرکانس رادیویی ساده، داده‌های برچسب فرکانس رادیویی عمدتاً یک عدد ساده است که می‌تواند در طول پردازش تراشه یکپارچه شود و توسط کسی قابل تغییر نیست. در مقابل، برچسب های فرکانس رادیویی قابل نوشتن به یک خواننده یا یک دستگاه برنامه نویسی خاص برای نوشتن داده نیاز دارند.

نوشتن داده تگ های فرکانس رادیویی به طور کلی به دو شکل تقسیم می شود: نوشتن بدون شماره و نوشتن شماره. در مثال‌های کاربردی فعلی در سیستم‌های راه‌آهن، برچسب‌های فرکانس رادیویی واگن باری همگی از حالت کار نوشتن شماره‌دار استفاده می‌کنند.

 

فاصله خواندن/نوشتن

 

محدوده خواندن/نوشتن سیستم های خواندن/نوشتن موجود 2.54 تا 73.66 سانتی متر است و فاصله خواندن/نوشتن سیستم های خواندن/نوشتن با استفاده از فرکانس 13.56 مگاهرتز می تواند به 243.84 سانتی متر برسد. به طور کلی، در برنامه های RFID، انتخاب یک آنتن مناسب می تواند نیازهای خواندن و نوشتن از راه دور را برطرف کند.

فاصله خواندن/نوشتن برچسب های فرکانس رادیویی بسیار متفاوت است. برای انواع برچسب ها، هر چه فاصله مورد نیاز بیشتر باشد، برچسب گران تر است. RFID با فاصله چند میلی‌متری می‌تواند در بلیط‌ها و گواهی‌های کاغذی برای مرتب‌سازی و احراز هویت سریع- تعبیه شود. اما برای صنعت لجستیک معمولاً فاصله 3 متر یا بیشتر همراه با توانایی شناسایی سریع بسیاری از برچسب ها مورد نیاز است. برنامه های دیگر حتی نیاز به شناسایی در فواصل چند صد متری دارند.

 

 

قابلیت شناسایی چند{0}برچسب

 

با توجه به افزایش فاصله شناسایی، در کاربردهای عملی، این امکان وجود دارد که چندین برچسب فرکانس رادیویی به طور همزمان در یک منطقه ظاهر شوند، بنابراین نیاز به خواندن همزمان چندین برچسب را مطرح می کند که به نوبه خود به یک روند تبدیل شده است. در حال حاضر، سیستم های پیشرفته شناسایی فرکانس رادیویی این مشکل شناسایی چند برچسب- را به عنوان یکی از ویژگی های مهم سیستم در نظر می گیرند.

با پیکربندی مناسب برچسب‌ها و آنتن‌های فرکانس رادیویی، می‌توان از خواننده برای خواندن و نوشتن چندین برچسب فرکانس رادیویی استفاده کرد. به عنوان مثال، در برنامه‌های کاربردی سیستم پستی، برچسب‌های فرکانس رادیویی در داخل پاکت‌ها قرار می‌گیرند و سپس هزاران کیسه نامه با برچسب‌ها روی هم چیده می‌شوند. هنگامی که کیسه پستی از آنتن تونل عبور می کند، داده ها را می توان همزمان از همه برچسب های فرکانس رادیویی خواند یا نوشت.

 

فرکانس حامل فرکانس رادیویی بین برچسب فرکانس رادیویی و آنتن

 

یکی دیگر از ویژگی های مهم سیستم شناسایی فرکانس رادیویی، فرکانس کاری سیستم و فاصله خواندن است. فرکانس عملیاتی ارتباط نزدیکی با فاصله خواندن دارد و توسط ویژگی های انتشار امواج الکترومغناطیسی تعیین می شود. به طور کلی، فرکانس کاری یک سیستم شناسایی فرکانس رادیویی به عنوان فرکانس سیگنال فرکانس رادیویی ارسال شده توسط خواننده هنگام شناسایی برچسب تعریف می شود. در بیشتر موارد، فرکانس انتقال خواننده (مدولاسیون بار، پس پراکندگی) نامیده می شود. در هر صورت توان انتقال تگ فرکانس رادیویی بسیار کمتر از خواننده است.

 

هنگام انتخاب یک سیستم RFID، توجه بسیار مهم فرکانس حامل مورد استفاده برای انتقال داده بین برچسب فرکانس رادیویی و آنتن است. فرکانس‌های ارسالی توسط خوانندگان سیستم شناسایی فرکانس رادیویی اساساً به چهار محدوده تقسیم می‌شوند: فرکانس پایین (30 تا 300 کیلوهرتز)، فرکانس بالا (3 تا 30 مگاهرتز)، فرکانس فوق‌{5}بالا (300 مگاهرتز) و مایکروویو (بالای 2.5 گیگاهرتز). با توجه به دامنه عملکرد، فرکانس عملیاتی سیستم شناسایی فرکانس رادیویی در محدوده نسبتاً وسیعی با سیستم‌های جفت القایی (0 تا 1 متر) و سیستم‌های مسافت طولانی (1 تا 10 متر) انتخاب می‌شود.

 

قابلیت اتصال سیستم های RFID

 

به عنوان شاخه ای از سیستم های دانش، RFID باید بتواند فناوری های اتوماسیون موجود و در حال توسعه را یکپارچه کند. آنچه مهم است این است که سیستم RFID را می توان به طور مستقیم به یک کامپیوتر شخصی (Personal Computer, PC)، کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (Programmable Logic Controller، PLC) یا ماژول رابط شبکه صنعتی متصل کرد و در نتیجه هزینه های نصب را کاهش داد.

RFID از فرکانس رادیویی برای تحقق تبادل داده بین یک دستگاه ذخیره سازی متحرک و یک کامپیوتر یا PLC استفاده می کند. یک سیستم RFID معمولی شامل یک برچسب فرکانس رادیویی (یعنی ذخیره داده ها)، یک آنتن است که با برچسب فرکانس رادیویی ارتباط برقرار می کند، و یک کنترل کننده که ارتباط بین آنتن و کامپیوتر (یا PLC) را پردازش می کند (زمانی که آنتن و کنترلر یکپارچه شوند، خواننده نامیده می شود).

 

حامل داده

 

به منظور ذخیره داده‌ها، سه روش عمدتاً استفاده می‌شود: حافظه فقط خواندنی{0}}قابل برنامه‌ریزی قابل پاک‌سازی الکتریکی (EEPROM)، حافظه دسترسی تصادفی فروالکتریک (FRAM) و حافظه دسترسی تصادفی استاتیک (SRAM). سیستم‌های تشخیص فرکانس رادیویی عمومی عمدتاً از حافظه فقط خواندنی (EEPROM) قابل برنامه‌ریزی قابل پاک‌کردن الکتریکی استفاده می‌کنند. با این حال، عیب استفاده از EEPROM این است که مصرف برق در طول فرآیند نوشتن بسیار بالا است و عمر سرویس به طور کلی 100000 نوشتن است. اخیراً برخی از تولیدکنندگان از حافظه دسترسی تصادفی فروالکتریک (FRAM) نیز استفاده کرده اند. در مقایسه با حافظه‌های فقط خواندنی قابل برنامه‌ریزی پاک‌شونده الکتریکی، مصرف توان نوشتن حافظه‌های دسترسی تصادفی فروالکتریک 1/100 و زمان نوشتن 1/1000 است. با این حال، حافظه دسترسی تصادفی فروالکتریک به دلیل فرآیندهای تولید نابالغ به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته است.

برای سیستم های مایکروویو، حافظه دسترسی تصادفی استاتیک (SRAM) نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد و حافظه داده ها را خیلی سریع می نویسد. برای ذخیره دائمی داده ها، یک باتری کمکی برای منبع تغذیه بدون وقفه مورد نیاز است.

 

حالت حالت

 

برای برچسب های فرکانس رادیویی قابل برنامه ریزی، منطق داخلی حامل داده باید عملیات خواندن و نوشتن خواننده و درخواست مجوز خواندن و نوشتن را کنترل کند. در ساده ترین حالت، می توان آن را توسط یک ماشین حالت تکمیل کرد. با استفاده از یک ماشین حالت، بسیاری از فرآیندهای پیچیده را می توان تکمیل کرد. با این حال، نقطه ضعف یک ماشین حالت، عدم انعطاف پذیری در عملکردهای برنامه نویسی نهایی است، به این معنی که یک تراشه جدید باید طراحی شود. از آنجایی که این تغییرات نیازمند اصلاح مدار روی تراشه است، هزینه اجرای تغییر طراحی بالاست.

استفاده از ریزپردازنده ها این وضعیت را به میزان قابل توجهی بهبود بخشیده است. در طول تولید تراشه، پایگاه داده برای مدیریت برنامه ها به عنوان یک ماسک یکپارچه در ریزپردازنده ادغام می شود و این هزینه اصلاح کم است. علاوه بر این، برچسب‌های فرکانس رادیویی وجود دارند که داده‌ها را با استفاده از جلوه‌های فیزیکی مختلف ذخیره می‌کنند، از جمله برچسب‌های فرکانس رادیویی موج صوتی فقط خواندنی-و برچسب‌های فرکانس رادیویی 1 بیتی که معمولاً غیرفعال می‌شوند و به ندرت می‌توانند دوباره فعال شوند.

 

 

تامین انرژی

 

یکی از ویژگی های مهم یک سیستم شناسایی فرکانس رادیویی منبع تغذیه برچسب فرکانس رادیویی است. برچسب‌های فرکانس رادیویی غیرفعال منبع تغذیه ندارند، بنابراین انرژی مورد نیاز برای عملکرد برچسب‌های فرکانس رادیویی غیرفعال باید از میدان الکترومغناطیسی منتشر شده توسط خواننده بدست آید. در مقابل، برچسب‌های فرکانس رادیویی فعال حاوی باتری‌هایی هستند که تمام یا بخشی از انرژی را برای عملکرد ریزتراشه تامین می‌کنند.