يجد نظام RFID السلبي تطبيقات غير متوقعة في السوق الشامل: الجزء الأول

تم اعتماد علامات RFID السلبية على نطاق واسع، وتظهر بعض التطبيقات تكيفًا إبداعيًا مع الاحتياجات غير الملباة.

ومن المثير للاهتمام أن نرى كيف يتم التقدم في التكنلوجيا غالبًا ما يتم تكييفها مع التطبيقات التي لم يتم تسليط الضوء عليها في سيناريوهات "حالة الاستخدام" الأصلية الخاصة بها وكيف يتكيف الأشخاص الأذكياء مع التقنيات الجديدة أو يستفيدون منها بطرق مرتجلة. ومن الأمثلة الجيدة على هذه الظاهرة تحديد الترددات الراديوية (RFID)، حيث وجدت العلامات اللاسلكية، سواء تلك غير المزودة بالطاقة (الخاملة) أو التي تعمل بالبطارية (النشيطة)، استخدامات مبتكرة وذكية في نفس الوقت.

ما هي علامة RFID؟ إنها بطاقة صغيرة ورفيعة ومسطحة تحتوي على مجموعة إلكترونية متكاملة تحتوي على رمز الهوية وربما بعض البيانات الإضافية. يتم استجوابها وقراءتها بواسطة قارئ غير متصل على مسافة تتراوح من بضعة سنتيمترات إلى عدة أمتار، اعتمادًا على نوع العلامة والتصميم والتكرار وبيئة التشغيل.

نظرًا لتكلفتها المنخفضة وعمرها الطويل وصغر حجمها، غالبًا ما تُستخدم العلامات السلبية لفئة عامة تسمى "تتبع الأصول". من بين التطبيقات الأصلية التي تنبأ بها المدافعون عن تقنية RFID السلبية، كان استبدال الرموز الشريطية على عبوات البقالة (لم يحدث ذلك) وفي المستودعات (يوجد الكثير من الاعتماد هناك)، وبطاقات الهوية الشخصية التي لا تتطلب الاتصال للموظفين (تُستخدم أيضًا على نطاق واسع)، واللاسلكية. قراء بطاقات الائتمان والبطاقات المالية الأخرى (مرة أخرى، اعتماد واسع النطاق). في بعض الحالات، قد يحل نظام RFID السلبي محل الماسحات الضوئية للرموز الشريطية؛ وفي حالات أخرى، سيحل محل الاتصال الجسدي والتمرير السريع.

لاحظ أن العلامات النشطة تقدم قصة وتطبيقات مختلفة تمامًا. على سبيل المثال، تم دمجها الآن في كرات كرة القدم الاحترافية وكرات القدم، وحتى اللاعبين، لتتبع موقعهم وحركتهم بدقة تصل إلى سنتيمتر واحد في الوقت الفعلي. وهذا يتطلب معدلات استجواب وتحديثات في نطاق كيلوهرتز لتوفير الدقة المطلوبة. على الرغم من أن هذه الاستخدامات مثيرة، إلا أنها مكلفة نسبيًا في كل من دعم الأنظمة والعلامات، حيث يجب استبدال العلامة (أو التخلص من الكرة) عند استنفاد البطارية؛ يعد الشحن اللاسلكي خيارًا ولكنه يجلب مشكلات فنية أخرى).

أساسيات RFID السلبية بسيطة

تعد العلامة السلبية مثالاً على حصاد الطاقة المتقطع وليس المستمر، حيث أنها تستخرج فقط الطاقة التي تحتاجها من المجال الكهرومغناطيسي كمصدر من قبل القارئ عند استجوابه. يقوم القارئ بإنشاء مجال متذبذب يتم اعتراضه بواسطة هوائي العلامة، وهو في الحقيقة ملف كهرومغناطيسي أكثر من كونه هوائيًا تقليديًا. يتم تصحيح الطاقة المستحثة لشحن صغير مكثف والذي يقوم بعد ذلك بتشغيل العلامة (الشكل شنومكس).

تقوم العلامة بعد ذلك بتبادل بياناتها مع القارئ باستخدام تعديل التشتت الخلفي.

تحتوي علامة RFID السلبية على ثلاثة مكونات أساسية: إلكترونيات الشريحة نفسها، والتي تحتوي على الذاكرة، وتحويل الطاقة، و"الذكاء"؛ الهوائي والركيزة التي يتم تركيب الشريحة والهوائي عليها (الشكل 2).

يمكن تعبئة العلامة بعدة طرق: (1) البطانة، باستخدام هوائي RFID والرقاقة والركيزة فقط، ولا يوجد ملصق ورقي أو غلاف بلاستيكي؛ (2) الملصق، حيث يتم لف الملصق حول البطانة (الشكل 3); أو (3) علامة قائمة بذاتها، حيث يتم لف الغلاف الواقي حول البطانة وتحويلها إلى علامة يمكن تصميمها لتكون متينة إلى حد ما.

تم تصميم بعض العلامات للعمل على الأسطح المعدنية؛ وفي المقابل، سيتوقف البعض الآخر عن العمل إذا تم تطبيقه على الأسطح المعدنية. بشكل عام، كلما كانت العلامة أصغر، كان نطاق القراءة أصغر.

RFID قديم وجديد. إن فهم مبدأ الاقتران المتبادل قديم جدًا بالطبع، وقد ظلت فكرة نقل الطاقة واستجواب الاستجابة السلبية مفهومة منذ عقود وتم اتباعها لمدة 50 عامًا تقريبًا. أصبحت أنظمة RFID عملية مع تطوير تكلفة منخفضة للغاية، ودوائر متكاملة صغيرة، وعملياتها، والتي يمكن أن تدعم الوظائف المتعددة المطلوبة في حزمة مناسبة فائقة الرقة.

وبمجرد انتقال تقنية RFID إلى ما بعد المرحلة الجنينية، أنشأت الصناعة معايير متعددة لتعزيز إمكانية التشغيل البيني. من بين الترددات المستخدمة 125 كيلو هرتز إلى 134.2 كيلو هرتز، و13.56 ميجا هرتز، و860 ميجا هرتز إلى 960 ميجا هرتز، و2.45 جيجا هرتز إلى 5.8 جيجا هرتز (تسمى علامات الميكروويف). يحتوي كل نطاق على مواصفات محددة للتشغيل والأداء، ويقدم كل نطاق مفاضلات في النطاق والأداء والاتجاه والتكلفة وسمات التردد اللاسلكي الأخرى (الشكل 4).

تحدد المعايير أيضًا كيفية تنسيق بيانات RFID (أنماط البت وحقول البيانات)، والنطاق (أحيانًا تريد التطبيقات المزيد، والبعض الآخر يريد أقل)، وبروتوكول دورة القراءة، والمزيد. نظرًا لأن بطاقات الاستجواب السلبية تقرأ الإشارات، فهي مقيدة جدًا بالطاقة، لذا فإن البروتوكول أمر بالغ الأهمية نظرًا لوجود فرصة محدودة لإعادة المحاولة المتعددة.

لن تناقش هذه المقالة التفاصيل الفنية لـ RFID السلبي؛ تشير المراجع إلى بعض المصادر المفيدة لهذه المعلومات. بدلاً من ذلك، ستنظر هذه المقالة في تطبيقين مثيرين للاهتمام لعلامات RFID السلبية، والتي وصلت إلى السوق الشامل للمستهلكين العاديين، وهي غير متوقعة إلى حد ما.

محتوى EE العالمي ذو الصلة
متى يجب استخدام RFID السلبي أو النشط؟
ما هو الفرق بين RFID النشط والسلبي؟
كيف تعمل علامات RFID وهوائيات القارئ؟
يستهدف قارئ RFID عملاء الطب والتجزئة والنقل
ترقية RFID تدفع نظام الأنابيب الهوائية "القديم" إلى القرن الحادي والعشرين: الجزء الأول
ترقية RFID تدفع نظام الأنابيب الهوائية "القديم" إلى القرن الحادي والعشرين: الجزء الأول
علامة RAIN RFID صغيرة جدًا للأجهزة القابلة للارتداء والرعاية الصحية
طائرات بدون طيار تتابع إشارات RFID لمراقبة المخزون
بطاقة RFID بلاستيكية 12 بت ونظام قراءة مع هوائي مطبوع على الشاشة
تمزيق: جهاز تشويش ArmourCard Active RFID
الباركود والماسحات الضوئية، الجزء الأول: كيفية عملها
الباركود والماسحات الضوئية، الجزء الثاني: التاريخ والتطور

المراجع الخارجية
صحيفة وول ستريت جورنال، "الدفع الذاتي سيحبه حتى الكارهون"
صحيفة وول ستريت جورنال، "الشركة الأم لشركة Uniqlo تراهن بشكل كبير على رقائق RFID الصغيرة"
إمبينج، "كيف تتتبع Uniqlo الأسلوب والتوفير باستخدام RAIN RFID"
التركيز على RFID، "ما هو السحر الذي يجعل UNIQLO تختار RFID؟"
شركة SEIKO RFID Technology Ltd.، "علامات Uniqlo RFID"
شركة Feigete Intelligent Technology Co., Ltd. "تطبق UNIQLO علامة RFID ونظام الدفع الذاتي RFID، مما يعمل على تبسيط عملية إدارة المخزون بشكل كبير"
العصافير والسلال، "كيف يتعقب توب جولف الكرات؟"
CIO، "نظرة داخلية على نطاقات القيادة ذات التقنية العالية في Topgolf"
جولف سبان، "كيف يتتبع Topgolf الكرات؟ شرح التكنولوجيا"
Reddit، "في حال تساءل أي منكم عن شكل المستشعر الموجود داخل كرة Topgolf"
أخبار الجولف نت، "كيف تعمل كرات جولف توبجولف؟ وإليك كيف يعرفون أنك ضربت كرة الجولف تلك"
إمبينج، "TopGolf يُحدث تحولاً في ميادين قيادة الجولف باستخدام RAIN RFID"
إمبينج، "رقائق علامة RAIN RFID من سلسلة Monza R6"
إمبينج، "رقائق علامات RAIN RFID للرؤية على مستوى العنصر"
إمبينج، "قارئات Impinj Speedway RAIN RFID لتطوير حلول مرنة"
تحالف RAIN، "ما هو RAIN RFID"
إمبينج، "معايير RFID"
GS1 الولايات المتحدة، "50 عامًا من GS1"
شركة Xinyeton Technology Development Co, Ltd، "كيفية طباعة علامات RFID؟"
Xinyeton Technology Development Co, Ltd، "ما هي الأنواع المختلفة لعلامات RFID？"
شركة شينيتون لتطوير التكنولوجيا المحدودة, "الترددات LF وHF وUHF: ما الفرق؟
ملاحظات الإلكترونيات، "معايير RFID: ISO، IEC، EPCglobal"
ويكيبيديا، "تحديد الترددات الراديوية"
RFID4U، "كيفية اختيار علامة RFID الصحيحة – المعايير والتفويضات"
TechTarget، "RFID (تحديد ترددات الراديو)"
مجموعة GAO، "كيف يتم تصميم علامات RFID وتصنيعها وتعبئتها"
تقنية InfinID، "علامات RFID السلبية"