Пассивные RFID-метки получили широкое распространение, а некоторые приложения демонстрируют творческую адаптацию к неудовлетворенным потребностям.
Интересно наблюдать, как продвигается technology часто адаптируются к приложениям, которые не были выделены в их первоначальных сценариях «прецедентов использования», и о том, как умные люди адаптируют или используют новые технологии незапланированными способами. Хорошим примером этого явления является радиочастотная идентификация (RFID), где беспроводные метки, как безпитательные (пассивные), так и с батарейным питанием (активные), нашли применение как инновационное, так и умное.
Что такое RFID-метка? Это небольшая, тонкая, плоская метка со встроенным электронным блоком, содержащим идентификационный код и, возможно, некоторые дополнительные данные. Он опрашивается и считывается бесконтактным считывателем на расстоянии от нескольких сантиметров до нескольких метров, в зависимости от типа метки, конструкции, частоты и условий эксплуатации.
Из-за их низкой стоимости, длительного срока службы и небольшого размера пассивные теги часто используются для общей категории, называемой «отслеживание активов». Среди первоначальных приложений, предвиденных пассивными сторонниками RFID, были замена штрих-кодов на упаковках продуктов (не произошло) и на складах (там широкое распространение), бесконтактные личные удостоверения личности для сотрудников (также широко используемые) и беспроводные технологии. считыватели кредитных и других финансовых карт (опять же широкое распространение). В некоторых случаях пассивная RFID заменит оптические сканеры штрих-кода; в других это заменит физический контакт и смахивание.
Обратите внимание, что активные теги предлагают совсем другую историю и набор приложений. Например, теперь они встраиваются в профессиональные футбольные мячи и даже в игроков, чтобы точно отслеживать их местоположение и движение с точностью до сантиметра в режиме реального времени. Это требует частоты опросов и обновлений в килогерцовом диапазоне, чтобы обеспечить желаемую точность. Хотя эти способы применения весьма драматичны, они относительно дорогостоящи как с точки зрения системной поддержки, так и с точки зрения меток, поскольку метку необходимо заменять (или выбрасывать шарик), когда батарея разряжается; беспроводная зарядка возможна, но вызывает другие технические проблемы).
Основы пассивной RFID просты
Пассивная метка является примером спорадического, а не постоянного, непрерывного сбора энергии, поскольку она извлекает только необходимую ей энергию из электромагнитного поля в качестве источника читателем во время допроса. Считыватель создает колебательное поле, которое перехватывается антенной метки, которая на самом деле больше похожа на электромагнитную катушку, чем на традиционную антенну. Индуцированная энергия выпрямляется для зарядки небольшого конденсатор который затем активирует тег (Рисунок 1).
Затем метка обменивается данными со считывателем, используя модуляцию обратного рассеяния.
Пассивная RFID-метка состоит из трех основных компонентов: электроника самого чипа, который имеет память, преобразование энергии и «ум»; антенна; и подложку, на которую крепятся чип и антенна (Рисунок 2).
Метку можно упаковать несколькими способами: (1) вставка, состоящая только из RFID-антенны, чипа и подложки, без бумажной этикетки или пластиковой оболочки; (2) этикетка, при которой этикетка оборачивается вокруг вставки (Рисунок 3); или (3) автономная бирка, где защитная оболочка оборачивается вокруг вставки и превращает ее в бирку, которая может быть спроектирована так, чтобы быть достаточно прочной.
Некоторые метки предназначены для работы на металлических поверхностях; напротив, другие перестанут работать, если их нанести на металлические поверхности. Как правило, чем меньше метка, тем меньше диапазон чтения.
RFID одновременно стар и нов. Понимание принципа взаимной связи, конечно, довольно старо, а идея передачи мощности и опроса пассивного ответа понималась десятилетиями и развивалась около 50 лет. Системы RFID стали практичными с разработкой сверхдешевых, крошечных микросхем и их процессов, которые могли поддерживать множество необходимых функций в подходящем сверхтонком корпусе.
Когда технология RFID вышла за пределы эмбриональной стадии, в отрасли было установлено множество стандартов для улучшения совместимости. Среди используемых частот: 125–134.2 кГц, 13.56 МГц, 860–960 МГц и 2.45–5.8 ГГц (так называемые микроволновые метки). Каждый диапазон имеет определенные эксплуатационные характеристики и характеристики, и каждый предлагает компромиссы в дальности, производительности, направленности, стоимости и других характеристиках радиочастот (Рисунок 4).
Стандарты также определяют формат данных RFID (битовые комбинации и поля данных), диапазон (иногда приложениям требуется больше, некоторым — меньше), протокол цикла чтения и многое другое. Поскольку пассивные карты с запросными полномочиями считывают сигналы, они очень ограничены по мощности, поэтому протокол имеет решающее значение, поскольку существует ограниченная возможность многократных повторных попыток.
В этой статье не будут обсуждаться технические детали пассивной RFID; В ссылках указаны некоторые полезные источники такой информации. Вместо этого в этой статье будут рассмотрены два интересных применения пассивных RFID-меток, которые достигли массового рынка среднестатистических потребителей и являются несколько неожиданными.
Связанный контент EE World
Когда следует использовать пассивную или активную RFID?
В чем разница между активным и пассивным RFID?
Как работают RFID-метки и антенны считывателей?
RFID-считыватель предназначен для клиентов в сфере медицины, розничной торговли и транспорта
Модернизация RFID переносит «древнюю» пневмотрубную систему в 21 век: Часть 1
Модернизация RFID переносит «древнюю» пневмотрубную систему в 21 век: Часть 2
Сверхмалая RFID-метка RAIN для носимых устройств и здравоохранения
Дроны передают RFID-сигналы для управления запасами
Пластиковая 12-битная RFID-метка и система считывания с антенной с трафаретной печатью
Разборка: активный глушитель RFID ArmourCard
Штрих-коды и сканеры. Часть 1: Как они работают
Штрих-коды и сканеры. Часть 2: История и развитие
Внешние ссылки
The Wall Street Journal, «Касса самообслуживания понравится даже ненавистникам»
The Wall Street Journal: «Материнская компания Uniqlo делает ставку на крошечные RFID-чипы»
Импиндж, «Как Uniqlo отслеживает стиль и экономию с помощью RAIN RFID»
Фокус на RFID: «Какая магия заставляет UNIQLO выбирать RFID?»
ООО «SEIKO RFID Technology», «РФИД-метки Uniqlo»
Feigete Intelligent Technology Co., Ltd. «UNIQLO применяет RFID-метки и систему самообслуживания RFID, что значительно упрощает процесс управления запасами»
Птички и корзины, «Как Topgolf отслеживает мячи?»
Директор по информационным технологиям: «Взгляд изнутри на высокотехнологичные тренировочные поля Topgolf»
Golf Span, «Как Topgolf отслеживает мячи?» Объяснение технологии»
Reddit: «На случай, если кому-то из вас интересно, как выглядит датчик внутри мяча для гольфа Topgolf»
Сеть новостей гольфа: «Как работают мячи для гольфа Topgolf? Вот как они узнают, что ты ударил мяч для гольфа».
Импиндж, «TopGolf преобразует тренировочные поля для гольфа с помощью RAIN RFID»
Impinj, «Чипы RFID-меток RAIN серии Monza R6»
Impinj, «Чипы RFID-меток RAIN для видимости на уровне предметов»
Impinj, «RFID-считыватели Impinj Speedway RAIN для разработки гибких решений»
RAIN Alliance, «Что такое RAIN RFID»
Импиндж, «Стандарты RFID»
GS1 США, «50 лет GS1»
Xinyeton Technology Development Co, Ltd, «Как печатать RFID-метки?»
Xinyeton Technology Development Co, Ltd, «Каковы различные типы RFID-меток?»
Xinyeton Technology Development Co, Ltd, Частота НЧ, ВЧ, УВЧ: в чем разница»
Примечания по электронике, «Стандарты RFID: ISO, IEC, EPCglobal»
Википедия, «Радиочастотная идентификация»
RFID4U, «Как выбрать правильную метку RFID – стандарты и требования»
TechTarget, «RFID (радиочастотная идентификация)»
Группа GAO, «Как RFID-метки проектируются, производятся и упаковываются»
Технология InfinID, «Пассивные RFID-метки»