انواع سیستم‌های RFID

با توجه به نحوه عملکردسیستم‌های RFID، این سیستم به انواع مختلفی دسته بندی می‌شوند که هر کدام از آنها در یک نوار فرکانسی مخصوص به خود عمل می‌کند: فرکانس پایین، فرکانس بالا و فرکانس فوق العاده بالا. همچنین سیستم‌های RFID  به دو دسته وسیع فعال و غیرفعال نیز طبقه بندی می‌شوند. در این مطلب به بررسی انواع  سیستم های RFID  خواهیم پرداخت.

* فرکانس‌های RFID

فرکانس به امواج رادیویی مورد استفاده برای ارتباط بین اجزاء سیستم اشاره دارد. سیستم‌های RFIDدر سراسر جهان در فرکانس‌های پایین (LF)، فرکانس بالا (HF) و باندهای فوق العاده بالا (UHF) کار می‌کنند. امواج رادیویی در هر یک از این فرکانس‌ها متفاوت عمل می‌کنند و مزایا و معایب مربوط به استفاده از هر باند فرکانس وجود دارد.

به عنوان مثال، اگر یک سیستم RFID در فرکانس پایینتر عمل کند، سرعت خواندن داده‌ها را کندتر می‌کند، اما قابلیت‌های بیشتری را برای خواندن در نزدیکی یا بر روی سطوح فلز یا مایع دارد. اگر یک سیستم با فرکانس بالاتر کار می‌کند، به طور کلی سرعت انتقال داده‌ها و محدوده‌های بیشتر خواندن دارد، اما حساسیت بیشتری نسبت به تداخل موج رادیویی ناشی از مایعات و فلزات در محیط دارد. با این وجود، نوآوری‌های تکنولوژیکی در سال‌های اخیر  امکان استفاده از سیستم‌های RFID با فرکانس بالا   در اطراف مایعات و فلزات را فراهم کرده است.

* سیستم RFID با فرکانس پایین (LF)

سیستم‌های گروه LF(Low Frequency) فرکانس‌های 30 KHz تا 300 KHz را پوشش می‌دهد. به طور معمول، سیستم‌های RFID LF در 125 کیلوهرتز کار می‌کنند، اگر چه برخی از آن‌ها در 134 کیلوهرتز کار می‌کنند. این باند فرکانسی یک محدوده خواندن کوتاه از 10 سانتیمتر را فراهم می‌کند و دارای سرعت خواندن سریع‌تر از فرکانس‌های بالاتر است، اما به تداخل موج رادیویی بسیار حساس نیست.

برنامه‌های LF RFID عبارتند از کنترل دسترسی و ردیابی موجودات زنده مانند دام‌ها.

1. استانداردهای سیستم‌های ردیابی حیوانات LF در ISO 14223 و ISO / IEC 18000-2 تعریف شده است. طیف LFبه دلیل تفاوت‌های کمی در فرکانس و قدرت در سراسر جهان، یک برنامه واقعاً جهانی محسوب نمی‌شود.

 *سیستم RFID با فرکانس بالا (HF)

گروه HF(High-Frequency) در محدوده بین 3 تا 30 مگاهرتز قرار دارد. اکثر سیستم‌های HF RFID در 56/13 مگاهرتز و با محدوده خواندن بین 10 سانتی‌متر تا 1 متر کار می‌کنند. سیستم‌های HF حساسیت متوسط به تداخل دارند.

  سیستم RFID HFمعمولاً برای برنامه‌های فروش بلیط، پرداخت، و برنامه‌های انتقال داده استفاده می‌شود.

چندین استاندارد در مورد سیستم HF RFID وجود دارد، مانند استانداردهای ISO 15693 برای موارد ردیابی، و استانداردهای ECMA-340 و ISO / IEC 18092 برای ارتباط نزدیک میدانی (NFC)، یک فناوری تکنولوژی کوتاه که معمولاً برای تبادل اطلاعات بین دستگاه‌ها استفاده می‌شود. دیگر استانداردهای HF شامل استانداردهای ISO / IEC 14443 A و ISO / IEC 14443 برای تکنولوژی مایفر MIFARE است که در کارت‌های هوشمند و کارت‌های نزدیکی استفاده می‌شود و JIS X 6319-4 برای FeliCa که یک سیستم کارت هوشمند است که معمولاً در کارت‌های پول الکترونیکی استفاده می‌شود.

* سیستم RFID با فرکانس فوق العاده بالا (UHF)

باند فرکانس UHFمحدوده‌ای بین 300 مگاهرتز تا 3 گیگاهرتز را پوشش می‌دهد. سیستم‌های RFID RAIN با استاندارد UHF Gen2 مطابقت دارند و از باند 860 تا 960 مگاهرتز استفاده می‌کنند. در حالی که برخی فرکانس‌ها از یک منطقه جغرافیایی به منطقه‌ای دیگر متفاوت است، سیستم‌های RFID RAIN در اکثر کشورها بین 900 تا 915 مگاهرتز عمل می‌کنند.

محدوده خواندن سیستم‌های UHF غیرفعال می‌تواند تا 12 متر باشد. سیستم RFID UHF دارای سرعت انتقال داده سریع‌تر از LFیا HF است. سیستم UHF RFID  حساس‌ترین  سیستم RFID   نسبت به تداخل است، اما تولید کنندگان این محصولات بسیاری از روش‌های طراحی تگ‌ها، آنتن‌ها و گیرنده‌ها را برای حفظ کارایی بالا حتی در محیط‌های دشوار پیدا کرده‌اند. تگ‌های UHF غیرفعال آسان‌تر و ارزان‌تر از تگ‌های LF و HFمی‌باشند.

سیستم RFID RAIN در طیف گسترده‌ای از برنامه‌های کاربردی از جمله مدیریت موجودی خرده فروشی، جلوگیری از جعل دارایی و پیکربندی دستگاه‌های بی سیم استفاده می‌شود. اکثر پروژه‌های جدید RFIDکه با استفاده از RFID UHF انجام می‌شوند، مخالف استفاده از LFیا HF هستند و RAIN به عنوان سریع‌ترین بخش رشد بازار RFIDمی‌دانند.

* سیستم RFID فعال

در سیستم‌های RFIDفعال، تگ‌ها دارای فرستنده و منبع قدرت مخصوص به خود هستند. معمولاً منبع برق و انرژی آنها یک باتری است. تگ‌های فعال سیگنال خود را برای انتقال اطلاعات ذخیره شده در میکروچیپ ها (میکروتراشه‌ها) منتشر می‌کنند.

 سیستم‌های فعال RFID به طور معمول در فرکانس فوق العاده بالا (UHF) عمل می‌کنند و دامنة عملکردی تا 100 متر را ارائه می‌دهند. به طور کلی، تگ‌های فعال در اشیاء بزرگ مانند اتومبیل‌های ریلی، ظروف قابل استفاده مجدد بزرگ و دیگر دارایی‌هایی که باید در فاصله‌های طولانی ردیابی شوند استفاده می‌شود.

دو نوع اصلی از تگ‌های فعال وجود دارد: فرستنده‌ها و چراغ‌ها. فرستنده‌ها هنگامی که یک سیگنال رادیویی از یک گیرنده (Reader) دریافت می‌کنند، فعال می‌شوند و سپس با ارسال یک سیگنال بازگشتی به آن متصل می‌شوند. از آنجا که فرستنده‌ها به طور فعال موجب انتشار امواج رادیویی نمی‌شوند تا زمانی که سیگنال خواننده را دریافت کنند، باطری را در حالت ذخیره‌سازی انرژی قرار می‌دهند.

سیستم‌های چراغی اغلب در سیستم‌های موقعیت یابی در زمان واقعی (RTLS) استفاده می‌شوند تا به طور مداوم مکان دقیق یک دارایی را پیگیری کنند. بر خلاف نوع فرستنده‌ها، چراغ‌ها توسط سیگنال گیرنده فعال نمی‌شوند. در عوض، سیگنال‌ها را در فواصل زمانی پیش تنظیم شده ارسال می‌کنند. بسته به سطح دقت موقعیت مورد نیاز، چراغ‌ها را می‌توان طوری تنظیم کرد تا سیگنالها را هر چند ثانیه یا یک بار در روز منتشر کنند. هر کدام از این سیگنال‌ها توسط دستگاه گیرنده دریافت می‌شود و وضعیت آن موقعیت را بررسی می‌کند.

* سیستم‌های RFID غیرفعال

در سیستم‌های RFIDغیرفعال، آنتن گیرنده و یا خود گیرنده سیگنال رادیویی را به تگ ارسال می‌کند. تگ RFID پس از استفاده از سیگنال منتقل شده، آن را به گیرنده بازتاب می‌دهد.

سیستم‌های RFIDغیرفعال می‌توانند در فرکانس‌های با فرکانس پایین (LF)، فرکانس بالا (HF) یا فرکانس‌های رادیویی فوق العاده بالا (UHF) کار کنند. سیستم‌های غیرفعال محدود هستند، و محدوده عملکرد آن‌ها معمولاً کمتر از 10 متر است. از آنجایی که تگ‌های غیرفعال منبع انرژی یا فرستنده را نیاز ندارند و فقط نیاز به تراشه و آنتن برچسب دارند، ارزان‌تر، کوچک‌تر و ساخت آسان‌تر از تگ‌های فعال می‌باشند.

تگ‌های غیرفعال را می‌توان بسته به نیازهای برنامه کاربردی RFID، به روش‌های مختلفی بسته بندی کرد. به عنوان مثال، آن‌ها ممکن است بر روی یک بستر نصب شده باشند، یا بین لایه چسبنده و  برچسب کاغذی  برای ایجاد تگ‌های هوشمند RFID نصب شوند. حتی  ممکن است تگ‌های غیرفعال در انواع دستگاهها و یا بسته بندی‌های جاسازی شده تا بدین صورت تگ‌های مقاوم در برابر حرارت‌های شدید یا مواد شیمیایی خشن ایجاد کنند.

سیستم RAINیک راهکار RFIDغیرفعال است که برای بسیاری از برنامه‌های کاربردی مفید است و معمولاً برای ردیابی کالاها در زنجیره عرضه، دارایی‌های موجود در صنعت خرده فروشی، تأیید اعتبار محصولات مانند داروسازی و قابلیت RFID در انواع دستگاه‌ها استفاده شوند.