Thẻ RFID thụ động đã được áp dụng rộng rãi và một số ứng dụng cho thấy khả năng thích ứng sáng tạo với các nhu cầu chưa được đáp ứng.
Thật thú vị khi thấy những tiến bộ trong công nghệ thường được điều chỉnh cho phù hợp với các ứng dụng không được nêu bật trong các kịch bản “trường hợp sử dụng” ban đầu của chúng và cách những người thông minh thích ứng hoặc tận dụng các công nghệ mới theo những cách không được mô tả trước. Một ví dụ điển hình về hiện tượng này là nhận dạng tần số vô tuyến (RFID), trong đó các thẻ không dây, cả thẻ không dùng nguồn (thụ động) và thẻ chạy bằng pin (chủ động), đã tìm thấy những cách sử dụng vừa sáng tạo vừa thông minh.
Thẻ RFID là gì? Đó là một thẻ nhỏ, mỏng, phẳng với một cụm thiết bị điện tử tích hợp chứa mã nhận dạng và có thể một số dữ liệu bổ sung. Nó được thẩm vấn và đọc bởi một đầu đọc không tiếp xúc ở khoảng cách từ vài cm đến vài mét, tùy thuộc vào loại thẻ, thiết kế, tần số và môi trường hoạt động.
Do chi phí thấp, tuổi thọ cao và kích thước nhỏ, thẻ thụ động thường được sử dụng cho một danh mục chung gọi là “theo dõi tài sản”. Trong số các ứng dụng ban đầu được những người ủng hộ RFID thụ động dự đoán là việc thay thế mã vạch trên các gói hàng tạp hóa (đã không xảy ra) và trong kho (được áp dụng rất nhiều ở đó), thẻ ID cá nhân không tiếp xúc cho nhân viên (cũng được sử dụng rộng rãi) và mạng không dây. đầu đọc thẻ tín dụng và các loại thẻ tài chính khác (một lần nữa, được áp dụng rộng rãi). Trong một số trường hợp, RFID thụ động sẽ thay thế máy quét mã vạch quang học; ở những nơi khác, nó sẽ thay thế tiếp xúc vật lý và vuốt.
Lưu ý rằng các thẻ đang hoạt động cung cấp một câu chuyện và bộ ứng dụng rất khác. Ví dụ: chúng hiện được nhúng vào các quả bóng đá chuyên nghiệp và thậm chí cả các cầu thủ để theo dõi chính xác vị trí và chuyển động của chúng với độ chính xác đến từng centimet trong thời gian thực. Điều này đòi hỏi tốc độ thẩm vấn và cập nhật trong phạm vi kilohertz để mang lại độ chính xác mong muốn. Mặc dù những cách sử dụng này rất ấn tượng nhưng chúng tương đối tốn kém về cả hỗ trợ hệ thống và thẻ, vì thẻ phải được thay thế (hoặc loại bỏ bóng) khi pin cạn; sạc không dây là một tùy chọn nhưng lại gây ra các vấn đề kỹ thuật khác).
Khái niệm cơ bản về RFID thụ động rất đơn giản
Thẻ thụ động là một ví dụ về việc thu thập năng lượng lẻ tẻ thay vì liên tục, vì nó chỉ trích xuất năng lượng cần thiết từ trường điện từ làm nguồn của đầu đọc khi bị thẩm vấn. Đầu đọc tạo ra một trường dao động bị chặn bởi ăng-ten thẻ, thực ra nó giống một cuộn dây điện từ hơn là ăng-ten truyền thống. Năng lượng cảm ứng được điều chỉnh để tích điện một lượng nhỏ tụ sau đó cấp nguồn cho thẻ (Hình 1).
Thẻ sau đó trao đổi dữ liệu của nó với đầu đọc bằng cách sử dụng điều chế tán xạ ngược.
Thẻ RFID thụ động có ba thành phần chính: phần điện tử của chip, có bộ nhớ, bộ chuyển đổi năng lượng và “thông minh”; ăng-ten; và một chất nền để gắn chip và ăng-ten (Hình 2).
Thẻ có thể được đóng gói theo nhiều cách: (1) Inlay, chỉ có ăng-ten, chip và chất nền RFID và không có nhãn giấy hoặc vỏ nhựa; (2) nhãn, trong đó nhãn được quấn quanh lớp phủ (Hình 3); hoặc (3) thẻ độc lập, trong đó lớp bọc bảo vệ được bọc xung quanh lớp phủ và biến nó thành thẻ có thể được thiết kế khá chắc chắn.
Một số thẻ được thiết kế để hoạt động trên bề mặt kim loại; ngược lại, những loại khác sẽ ngừng hoạt động nếu áp dụng cho bề mặt kim loại. Nói chung, thẻ càng nhỏ thì phạm vi đọc càng nhỏ.
RFID vừa cũ vừa mới. Tất nhiên, sự hiểu biết về nguyên tắc kết hợp lẫn nhau đã khá cũ và ý tưởng truyền sức mạnh và thẩm vấn một phản hồi thụ động đã được hiểu trong nhiều thập kỷ và được theo đuổi trong khoảng 50 năm. Hệ thống RFID trở nên thiết thực nhờ sự phát triển của các IC cực nhỏ, có chi phí cực thấp và các quy trình của chúng, có thể hỗ trợ nhiều chức năng cần thiết trong một gói siêu mỏng phù hợp.
Khi RFID vượt ra khỏi giai đoạn phôi thai, ngành công nghiệp đã thiết lập nhiều tiêu chuẩn để nâng cao khả năng tương tác. Trong số các tần số được sử dụng có 125 kHz đến 134.2 kHz, 13.56 MHz, 860 MHz đến 960 MHz và 2.45 GHz đến 5.8 GHz (được gọi là thẻ vi sóng). Mỗi băng tần đã xác định các chi tiết cụ thể về hoạt động và hiệu suất, đồng thời mỗi băng tần đưa ra sự cân bằng về phạm vi, hiệu suất, tính định hướng, chi phí và các thuộc tính RF khác (Hình 4).
Các tiêu chuẩn cũng xác định cách định dạng dữ liệu RFID (mẫu bit và trường dữ liệu), phạm vi (đôi khi các ứng dụng muốn nhiều hơn, một số muốn ít hơn), giao thức chu trình đọc, v.v. Vì thẻ thụ động có quyền truy vấn đọc tín hiệu nên chúng bị hạn chế về điện năng nên giao thức rất quan trọng vì cơ hội thử lại nhiều lần bị hạn chế.
Bài viết này sẽ không thảo luận về các chi tiết kỹ thuật của RFID thụ động; Tài liệu tham khảo nêu ra một số nguồn thông tin hữu ích như vậy. Thay vào đó, bài viết này sẽ xem xét hai ứng dụng thú vị của thẻ RFID thụ động, đã tiếp cận được thị trường đại chúng là người tiêu dùng bình thường và có phần bất ngờ.
Nội dung EE World liên quan
Khi nào nên sử dụng RFID thụ động hoặc chủ động?
Sự khác biệt giữa RFID chủ động và thụ động là gì?
Thẻ RFID và ăng-ten đầu đọc hoạt động như thế nào?
Đầu đọc RFID nhắm mục tiêu khách hàng y tế, bán lẻ, vận tải
Nâng cấp RFID đẩy hệ thống ống khí nén “cổ” vào thế kỷ 21: Phần 1
Nâng cấp RFID đẩy hệ thống ống khí nén “cổ” vào thế kỷ 21: Phần 2
Thẻ RAIN RFID siêu nhỏ dành cho thiết bị đeo và chăm sóc sức khỏe
Máy bay không người lái chuyển tiếp tín hiệu RFID để kiểm soát hàng tồn kho
Thẻ RFID 12-bit bằng nhựa và hệ thống đọc với ăng-ten in màn hình
Xé nhỏ: Thiết bị gây nhiễu RFID hoạt động ArmorCard
Mã vạch và Máy quét, Phần 1: Cách chúng hoạt động
Mã vạch và máy quét, Phần 2: Lịch sử và sự phát triển
Tài liệu tham khảo bên ngoài
Tạp chí Phố Wall, “Việc tự thanh toán ngay cả những người ghét cũng sẽ thích”
Tạp chí Phố Wall, “Công ty mẹ của Uniqlo đặt cược lớn vào những con chip RFID nhỏ”
Impinj, “Cách Uniqlo theo dõi phong cách và tiết kiệm bằng RAIN RFID”
Tập trung vào RFID, “Điều kỳ diệu nào đã khiến UNIQLO chọn RFID?”
Công ty TNHH Công nghệ RFID SEIKO, “Thẻ Uniqlo RFID”
Công ty TNHH Công nghệ Thông minh Feigete “UNIQLO áp dụng Thẻ RFID và Hệ thống tự kiểm tra RFID, giúp hợp lý hóa đáng kể quy trình quản lý hàng tồn kho của mình”
Birdies và Basket, “Topgolf theo dõi bóng như thế nào?”
CIO, “Nhìn vào bên trong các sân tập công nghệ cao của Topgolf”
Golf Span, “Topgolf theo dõi bóng như thế nào? Giải thích về công nghệ”
Reddit, “Trong trường hợp bất kỳ ai trong số các bạn thắc mắc cảm biến bên trong quả bóng Topgolf trông như thế nào”
Golf news Net, “Bóng golf Topgolf hoạt động như thế nào? Đây là cách họ biết bạn đánh quả bóng gôn đó”
Impinj, “TopGolf biến đổi sân tập chơi gôn bằng RAIN RFID”
Impinj, “Chip thẻ RFID RAIN dòng Monza R6”
Impinj, “Chip thẻ RAIN RFID để hiển thị cấp độ vật phẩm”
Impinj, “Đầu đọc RFID Impinj Speedway RAIN để phát triển giải pháp linh hoạt”
Liên minh RAIN, “RAIN RFID là gì”
Impinj, “Tiêu chuẩn RFID”
GS1 Hoa Kỳ, “50 năm GS1”
Công ty TNHH Phát triển Công nghệ Xinyeton, “Cách in thẻ RFID?”
Công ty TNHH Phát triển Công nghệ Xinyeton, “Các loại thẻ RFID khác nhau là gì？”
Công ty TNHH Phát triển Công nghệ Xinyeton, "Tần số LF, HF, UHF: Sự khác biệt là gì”
Ghi chú Điện tử, “Tiêu chuẩn RFID: ISO, IEC, EPCglobal”
Wikipedia, “Nhận dạng tần số vô tuyến”
RFID4U, “Cách chọn thẻ RFID chính xác – Tiêu chuẩn và nhiệm vụ”
TechTarget, “RFID (nhận dạng tần số vô tuyến)”
Nhóm GAO, “Thẻ RFID được thiết kế, sản xuất và đóng gói như thế nào”
Công nghệ InfinID, “Thẻ RFID thụ động”