Passive RFID พบการใช้งานในตลาดมวลชนที่ไม่คาดคิด ตอนที่ 1

แท็ก RFID แบบพาสซีฟถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย และการใช้งานบางอย่างแสดงให้เห็นถึงการปรับเปลี่ยนอย่างสร้างสรรค์ให้ตรงตามความต้องการที่ยังไม่ได้รับการตอบสนอง

เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะเห็นว่าความก้าวหน้าเป็นอย่างไร เทคโนโลยี มักจะได้รับการปรับให้เข้ากับแอปพลิเคชันที่ไม่ได้เน้นไว้ในสถานการณ์ "กรณีการใช้งาน" ดั้งเดิม และวิธีที่คนฉลาดปรับตัวหรือใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีใหม่ ๆ ในรูปแบบที่ไม่มีสคริปต์ ตัวอย่างที่ดีของปรากฏการณ์นี้คือการระบุความถี่วิทยุ (RFID) ซึ่งแท็กไร้สายทั้งแบบไม่มีไฟฟ้า (พาสซีฟ) และแบบใช้พลังงานแบตเตอรี่ (ใช้งานอยู่) พบว่ามีการใช้งานที่ทั้งสร้างสรรค์และชาญฉลาด

แท็ก RFID คืออะไร? มันเป็นแท็กแบนเล็กๆ บางๆ ที่มีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ในตัว ซึ่งมีรหัสประจำตัวและอาจมีข้อมูลเพิ่มเติมบางส่วน จะมีการสอบสวนและอ่านโดยเครื่องอ่านแบบไม่สัมผัสที่ระยะไม่กี่เซนติเมตรถึงหลายเมตร ขึ้นอยู่กับประเภทแท็ก การออกแบบ ความถี่ และสภาพแวดล้อมในการทำงาน

เนื่องจากมีราคาต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน และมีขนาดเล็ก แท็กแบบพาสซีฟจึงมักถูกใช้สำหรับหมวดหมู่ทั่วไปที่เรียกว่า "การติดตามสินทรัพย์" แอปพลิเคชันดั้งเดิมที่ผู้สนับสนุน RFID แบบพาสซีฟคาดการณ์ไว้ ได้แก่ การเปลี่ยนบาร์โค้ดบนบรรจุภัณฑ์ของชำ (ไม่ได้เกิดขึ้น) และในโกดัง (มีการใช้กันอย่างแพร่หลายที่นั่น) บัตรประจำตัวส่วนบุคคลแบบไม่สัมผัสสำหรับพนักงาน (ใช้กันอย่างแพร่หลายเช่นกัน) และระบบไร้สาย ผู้อ่านบัตรเครดิตและบัตรทางการเงินอื่น ๆ (และมีการนำไปใช้อย่างแพร่หลายอีกครั้ง) ในบางกรณี RFID แบบพาสซีฟจะเข้ามาแทนที่เครื่องสแกนบาร์โค้ดแบบออปติคอล ในกรณีอื่นๆ มันจะเข้ามาแทนที่การสัมผัสทางกายภาพและการปัดนิ้ว

โปรดทราบว่าแท็กที่ใช้งานอยู่นำเสนอเรื่องราวและชุดแอปพลิเคชันที่แตกต่างกันมาก ตัวอย่างเช่น ตอนนี้พวกมันถูกฝังอยู่ในลูกฟุตบอลและฟุตบอลอาชีพ และแม้แต่ผู้เล่น เพื่อติดตามตำแหน่งและการเคลื่อนไหวอย่างแม่นยำถึงระดับเซนติเมตรแบบเรียลไทม์ ซึ่งต้องใช้อัตราการสอบสวนและการอัพเดตในช่วงกิโลเฮิรตซ์เพื่อให้ได้ความแม่นยำตามที่ต้องการ แม้ว่าการใช้งานเหล่านี้จะค่อนข้างมาก แต่ก็มีค่าใช้จ่ายค่อนข้างแพงทั้งในด้านการสนับสนุนระบบและแท็ก เนื่องจากต้องเปลี่ยนแท็ก (หรือทิ้งลูกบอล) เมื่อแบตเตอรี่หมด การชาร์จแบบไร้สายเป็นทางเลือกหนึ่งแต่นำมาซึ่งปัญหาทางเทคนิคอื่นๆ)

พื้นฐาน RFID แบบพาสซีฟนั้นเรียบง่าย

แท็กแบบพาสซีฟเป็นตัวอย่างของการเก็บเกี่ยวพลังงานเป็นระยะๆ แทนที่จะเป็นการเก็บเกี่ยวพลังงานอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากแท็กจะดึงพลังงานที่ต้องการจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของผู้อ่านเมื่อถูกสอบสวนเท่านั้น เครื่องอ่านจะสร้างสนามการสั่นที่ถูกขัดขวางโดยเสาอากาศแท็ก ซึ่งเป็นขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้ามากกว่าเสาอากาศแบบเดิม พลังงานเหนี่ยวนำจะถูกแก้ไขให้มีประจุเพียงเล็กน้อย capacitor ซึ่งจะเพิ่มพลังให้แท็ก (รูปที่ 1).

รูปที่ 1 แนวคิดเรื่องการถ่ายโอนพลังงาน RFID และการสอบปากคำในภายหลังเป็นที่ทราบกันดีและอิงตามหลักการแม่เหล็กไฟฟ้าขั้นพื้นฐาน (ภาพ: อุปกรณ์อะนาล็อก/Maxim Integrated)

จากนั้นแท็กจะแลกเปลี่ยนข้อมูลกับผู้อ่านโดยใช้การปรับการกระจายกลับ

แท็ก RFID แบบพาสซีฟมีองค์ประกอบหลักสามส่วน: ระบบอิเล็กทรอนิกส์ของชิปซึ่งมีหน่วยความจำ การแปลงพลังงาน และ "อัจฉริยะ" เสาอากาศ; และวัสดุพิมพ์ที่ติดตั้งชิปและเสาอากาศ (รูป 2).

รูปที่ 2 แกนหลักของแท็ก RFID คือชิปที่ใช้งานอยู่และเสาอากาศแบบแบนที่เกี่ยวข้อง รวมกับชั้นวัสดุพิมพ์และบรรจุภัณฑ์ (ภาพ: เทคโนโลยี InfinID)

แท็กสามารถบรรจุได้หลายวิธี: (1) แบบฝัง โดยมีเพียงเสาอากาศ RFID ชิป และวัสดุพิมพ์ และไม่มีฉลากกระดาษหรือพลาสติกห่อหุ้ม; (2) ฉลาก โดยมีฉลากพันรอบการฝัง (รูป 3); หรือ (3) แท็กแบบครบชุด โดยมีการห่อหุ้มป้องกันพันรอบการฝังและแปลงเป็นแท็กซึ่งสามารถออกแบบให้มีความทนทานพอสมควร

รูปที่ 3 การดูแท็กพื้นฐานจะให้ข้อมูลเชิงลึกเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และความซับซ้อนในการบรรจุ (ภาพ: เทคโนโลยี InfinID)

แท็กบางตัวได้รับการออกแบบมาให้ทำงานบนพื้นผิวโลหะ ในทางตรงกันข้าม สารอื่นๆ จะหยุดทำงานหากทาบนพื้นผิวโลหะ โดยทั่วไป ยิ่งแท็กมีขนาดเล็ก ช่วงการอ่านก็จะยิ่งน้อยลง

RFID มีทั้งเก่าและใหม่ แน่นอนว่าความเข้าใจในหลักการมีเพศสัมพันธ์นั้นค่อนข้างเก่า และแนวคิดเรื่องการส่งกำลังและการซักถามการตอบสนองเชิงรับนั้นเป็นที่เข้าใจกันมานานหลายทศวรรษและดำเนินมาเป็นเวลาประมาณ 50 ปี ระบบ RFID เริ่มใช้งานได้จริงด้วยการพัฒนาไอซีขนาดเล็กที่มีต้นทุนต่ำเป็นพิเศษ และกระบวนการต่างๆ ซึ่งสามารถรองรับฟังก์ชันที่จำเป็นหลายอย่างในแพ็คเกจที่บางเฉียบที่เหมาะสม

เมื่อ RFID ก้าวไปไกลกว่าระยะเอ็มบริโอ อุตสาหกรรมได้กำหนดมาตรฐานหลายประการเพื่อเพิ่มความสามารถในการทำงานร่วมกัน ความถี่ที่ใช้ได้แก่ 125 kHz ถึง 134.2 kHz, 13.56 MHz, 860 MHz ถึง 960 MHz และ 2.45 GHz ถึง 5.8 GHz (เรียกว่าแท็กไมโครเวฟ) แต่ละแบนด์ได้กำหนดการปฏิบัติงานและประสิทธิภาพเฉพาะ และแต่ละแบนด์เสนอการแลกเปลี่ยนในช่วง ประสิทธิภาพ ทิศทาง ต้นทุน และคุณลักษณะ RF อื่นๆ (รูป 4).

รูปที่ 4 ช่วง RFID แบบพาสซีฟเป็นฟังก์ชันของความถี่ในการทำงาน จำนวนจริงจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้า ประเภทและความหนาแน่นของวัตถุใกล้เคียง และปัจจัยอื่นๆ อีกมากมาย (ภาพ: TechTarget)

มาตรฐานยังกำหนดวิธีการจัดรูปแบบข้อมูล RFID (รูปแบบบิตและฟิลด์ข้อมูล) ช่วง (บางครั้งแอปพลิเคชันต้องการมากขึ้น บางส่วนต้องการน้อยลง) โปรโตคอลรอบการอ่าน และอื่นๆ เนื่องจากการ์ดพาสซีฟที่มีอำนาจในการซักถามจะอ่านสัญญาณ การ์ดเหล่านี้จึงมีข้อจำกัดด้านพลังงานอย่างมาก ดังนั้นโปรโตคอลจึงมีความสำคัญเนื่องจากมีโอกาสจำกัดสำหรับการลองใหม่หลายครั้ง

บทความนี้จะไม่กล่าวถึงรายละเอียดทางเทคนิคของ RFID แบบพาสซีฟ ข้อมูลอ้างอิงจะกล่าวถึงแหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์บางประการดังกล่าว บทความนี้จะพิจารณาการใช้งานแท็ก RFID แบบพาสซีฟที่น่าสนใจสองรายการ ซึ่งเข้าถึงตลาดมวลชนของผู้บริโภคทั่วไป และค่อนข้างคาดไม่ถึง

เนื้อหา EE World ที่เกี่ยวข้อง
เมื่อใดจึงควรใช้ RFID แบบพาสซีฟหรือแอคทีฟ?
ความแตกต่างระหว่าง RFID แบบแอคทีฟและพาสซีฟคืออะไร?
แท็ก RFID และเสาอากาศเครื่องอ่านทำงานอย่างไร
เครื่องอ่าน RFID กำหนดเป้าหมายลูกค้าด้านการแพทย์ การค้าปลีก และการขนส่ง
การอัพเกรด RFID ผลักดันระบบท่อนิวแมติก "โบราณ" เข้าสู่ศตวรรษที่ 21: ตอนที่ 1
การอัพเกรด RFID ผลักดันระบบท่อนิวแมติก "โบราณ" เข้าสู่ศตวรรษที่ 21: ตอนที่ 2
แท็ก RAIN RFID ขนาดเล็กพิเศษสำหรับอุปกรณ์สวมใส่และการดูแลสุขภาพ
โดรนส่งสัญญาณ RFID เพื่อควบคุมสินค้าคงคลัง
แท็ก RFID 12 บิตพลาสติกและระบบอ่านข้อมูลพร้อมเสาอากาศที่พิมพ์สกรีน
การฉีกขาด: Jammer RFID ที่ใช้งาน ArmourCard
บาร์โค้ดและเครื่องสแกน ตอนที่ 1: วิธีการทำงาน
บาร์โค้ดและเครื่องสแกน ตอนที่ 2: ประวัติและการพัฒนา

ข้อมูลอ้างอิงภายนอก
The Wall Street Journal “การจ่ายเงินด้วยตนเองแม้แต่ผู้เกลียดชังก็ยังรัก”
The Wall Street Journal “บริษัทแม่ของ Uniqlo เดิมพันครั้งใหญ่กับชิป RFID ขนาดเล็ก”
Impinj “วิธีที่ Uniqlo ติดตามสไตล์และการประหยัดด้วย RAIN RFID”
Focus RFID “อะไรคือความมหัศจรรย์ที่ทำให้ยูนิโคล่เลือก RFID”
SEIKO RFID Technology Ltd., “แท็ก RFID ของ Uniqlo”
Feigete Intelligent Technology Co., Ltd. “UNIQLO ใช้แท็ก RFID และระบบชำระเงินด้วยตนเองด้วย RFID ซึ่งช่วยปรับปรุงกระบวนการจัดการสินค้าคงคลังได้อย่างมาก”
Birdies และ Baskets "Topgolf Track Balls เป็นอย่างไร"
CIO “เจาะลึกสนามไดร์ฟกอล์ฟไฮเทคของ Topgolf”
ช่วงกอล์ฟ “ลูกติดตาม Topgolf เป็นอย่างไร? อธิบายเทคโนโลยี”
Reddit “เผื่อมีใครสงสัยว่าเซ็นเซอร์ภายในลูก Topgolf หน้าตาเป็นยังไง”
ข่าวกอล์ฟ Net “ลูกกอล์ฟ Topgolf ทำงานอย่างไร? นี่คือวิธีที่พวกเขารู้ว่าคุณตีลูกกอล์ฟ”
Impinj “TopGolf เปลี่ยนสนามไดร์ฟกอล์ฟด้วย RAIN RFID”
Impinj “ชิปแท็ก RFID รุ่น Monza R6 Series RAIN”
Impinj, “ชิปแท็ก RAIN RFID สำหรับการมองเห็นระดับรายการ”
Impinj, “เครื่องอ่าน RFID Impinj Speedway RAIN เพื่อการพัฒนาโซลูชันที่ยืดหยุ่น”
RAIN Alliance “RAIN RFID คืออะไร”
Impinj “มาตรฐาน RFID”
GS1 สหรัฐอเมริกา “50 ปี GS1”
Xinyeton Technology Development Co, Ltd, “จะพิมพ์แท็ก RFID ได้อย่างไร?”
Xinyeton Technology Development Co, Ltd, “แท็ก RFID ประเภทต่าง ๆ มีอะไรบ้าง?”
บริษัท ซินเยตัน พัฒนาเทคโนโลยี จำกัด "ความถี่ LF, HF, UHF: อะไรคือความแตกต่าง”
หมายเหตุเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์, “มาตรฐาน RFID: ISO, IEC, EPCglobal”
วิกิพีเดีย “การระบุความถี่วิทยุ”
RFID4U, “วิธีการเลือกแท็ก RFID ที่ถูกต้อง – มาตรฐานและข้อบังคับ”
TechTarget “RFID (การระบุความถี่วิทยุ)”
GAO Group “วิธีการออกแบบ ผลิต และบรรจุแท็ก RFID”
เทคโนโลยี InfinID “แท็ก RFID แบบพาสซีฟ”