Co to jest znacznik RFID?

Czym są znaczniki RFID?

Etykiety RFID, czyli etykiety do identyfikacji radiowej, to rodzaj technologii służącej do automatycznej identyfikacji i śledzenia obiektów. Składają się z małego urządzenia elektronicznego zawierającego czip i antenę. W przeciwieństwie do kodów kreskowych tagi RFID nie wymagają bezpośredniej widoczności w celu odczytu, co umożliwia bardziej efektywną rejestrację danych.

Znaczniki RFID składają się z układu scalonego (IC) podłączonego do anteny, zwykle z małą cewką przewodów oraz ochronnym opakowaniem (takim jak plastikowa karta), w zależności od wymagań aplikacji. Znaczniki są czasem nazywane „transponderami”. Czasem znaczniki RFID nazywane są wkładkami, choć technicznie wkładka to znacznik zamontowany na podłożu, który jest gotowy do przekształcenia w inteligentną etykietę.

Czytniki RFID mogą mieć różne formy i rozmiary. Niektóre mogą być wielkości ziarenka ryżu. Dane są przechowywane w IC i przesyłane przez antenę do czytnika. Etykiety RFID są bevoorbeeldowe lub zasilane własną baterią. Tagi mogą być również tylko do odczytu (można odczytać zapisane dane, ale nie można ich zmienić), do odczytu i zapisu (można zmienić lub przepisać zapisane dane) lub mogą łączyć obie opcje, w których niektóre dane są trwale zapisane, a inne pozostają dostępne do późniejszego zakodowania i aktualizacji.

Źródło zasilania taga może być pasywne, półpasywne lub aktywne, jest zaprojektowane do pracy na określonych częstotliwościach lub zakresach częstotliwości i występuje w wielu formatach, takich jak etykiety, opaski na rękę, przyciski lub wbudowane w przedmioty.

Jak Dzialaja Czytniki Rfid?

Znaczniki RFID zawierają elektronicznie przechowywane informacje, które służą jako etykieta do identyfikacji obiektów. Znaczniki identyfikują, klasyfikują i monitorują określone zasoby. Zawierają więcej informacji i większą pojemność danych w porównaniu z kodami kreskowymi. W przeciwieństwie do kodów kreskowych, w systemie RFID wiele znaczników jest odczytywanych jednocześnie, a dane są odczytywane z znacznika i zapisywane na nim. Można klasyfikować znaczniki RFID na różne sposoby według źródła zasilania, częstotliwości i czynnika kształtu. Aby działać, wszystkie znaczniki potrzebują zasilania do aktywacji układu scalonego oraz do nadawania i odbierania danych. Sposób zasilania znacznika określa, czy jest on pasywny, półpasywny czy aktywny.

Większość pasywnych tagów wykorzystuje pamięć EEPROM. Niektóre są programowane laserowo na poziomie krzemu. Wiele aktywnych tagów wykorzystuje pamięć SRAM zasilaną bateryjnie. Pasywne znaczniki (bez baterii) zazwyczaj mają od 64 bitów do 1 kilobajta pamięci nieulotnej.

Aktywne znaczniki, takie jak stosowane w wojskowych tagach, mają pamięci sięgające 128 kilobajtów.

Typowa temperatura pracy wkładek RFID (transponderów) stosowanych w większości inteligentnych etykiet wynosi od -25º C do 70º C. Temperatura przechowywania zazwyczaj mieści się w zakresie od -40º C do 85º C. Wartości te mogą się różnić w zależności od producenta i komponentów transponderów. Na rynku dostępne są przemysłowe znaczniki, które wytrzymują temperatury sięgające 250º C, co umożliwia im spełnienie wymagań dotyczących sterylizacji termicznej narzędzi medycznych.

Jakie są rodzaje znaczników RFID?

Uniwersalne

Etykiety z chipem RFID zaprojektowane w celu zapewnienia optymalnego zasięgu odczytu w większości zastosowań; zazwyczaj mniejsze, są dostępne w wersji papierowej i z materiałów syntetycznych do stosowania na powierzchniach niemetalicznych, tworzywach sztucznych lub tekturze falistej.

Etykiety zaawansowane

Czytniki z inkrustacjami zapewniające wyższy poziom wydajności odczytu, gdy są umieszczane na trudnych materiałach lub w ich pobliżu, gdy wymagają odczytu pod kątem i gdy potrzebne są większe zasięgi. Zazwyczaj są większe i dostępne w wersji papierowej i z materiałów syntetycznych do użytku na powierzchniach niemetalicznych, tworzywach sztucznych lub blachach falistych.

Specjalistyczne

Etykiety ze specjalnymi wzorami z wkładkami czołowymi, które umożliwiają dłuższe zasięgi odczytu na metalu lub w trudnych zastosowaniach.

Znak: Projekt etykiety, która nie zakłóca odczytu przez element identyfikacyjny umieszczony na powierzchni produktu, poprzez dystansowanie wkładki od niego lub współpracę z nim, w celu zapewnienia niezawodnego odczytu.

Na fizycznym sprzęcie: Etykieta posiada warstwę pianki pomiędzy wkładką a klejem, aby zredukować zakłócenia metalu i zapewnić niezawodną odczytność.

Wbudowane znaczniki: Wkładka RFID umieszczona pomiędzy dwoma warstwami materiału znacznika do zastosowań, w których nie jest potrzebna warstwa klejąca.

Do czego służą znaczniki RFID?

Czytnik RFID służy do identyfikacji i śledzenia wszelkich zasobów. Pomagają one zwiększyć wydajność, ponieważ mogą skanować dużą liczbę znaczników jednocześnie lub te, które znajdują się wewnątrz pudełka lub są niewidoczne.

Oznakowanie RFID zapewnia widoczność przemieszczania się produktów, usprawnia dystrybucję, poprawia prognozowanie popytu i sprawia, że produkcja staje się bardziej elastyczna. Niektóre z największych zalet RFID zostały zademonstrowane w wdrożeniach na poziomie poszczególnych produktów w sklepach odzieżowych. Oznakowanie na poziomie artykułu, gdzie małe, niewidoczne znaczniki RFID są zazwyczaj wbudowane w istniejące zawieszki do odzieży, pomaga rozwiązać problemy sprzedawców detalicznych, w tym niedobory towaru, dokładność inwentaryzacji oraz ułatwia klientom szybkie i łatwe znalezienie odpowiedniego rozmiaru, stylu i koloru.

Złącza ogólnego przeznaczenia i zaawansowane mogą być również stosowane w różnych zastosowaniach, takich jak transport i logistyka w dystrybucji, wysyłce i odbiorze, operacjach magazynowych, w tym w zastosowaniach do transportu skrzyń, palet i cross-dockingu. W produkcji, zastosowania obejmują półprodukty, etykietowanie produktów, identyfikatory produktów/numery seryjne, zabezpieczenia i oznaczanie cyklu życia produktu. W sektorze opieki zdrowotnej mogą być wykorzystywane do identyfikacji pacjentów, oznaczania próbek, materiałów laboratoryjnych i aptecznych, zarządzania dokumentacją i zapisami pacjentów.

Etykiety specjalne są przeznaczone do stosowania w bardziej wymagających zastosowaniach. W transporcie i logistyce są one wykorzystywane do zarządzania flotą oraz do śledzenia kontenerów wypełnionych metalem i płynami. W przemyśle produkcyjnym mogą być wykorzystywane do śledzenia zasobów takich jak narzędzia, oprzyrządowanie, części metalowe, pojemniki zwrotne i beczki z chemikaliami. W handlu detalicznym, do identyfikacji biżuterii, okularów przeciwsłonecznych i innych małych delikatnych przedmiotów.  Śledzenie zasobów IT komputerów mobilnych, drukarek, anten i elementów infrastruktury. Wreszcie, w sektorze opieki zdrowotnej, mogą być wykorzystywane do śledzenia wózków inwalidzkich, łóżek, butli z tlenem, pomp infuzyjnych i narzędzi diagnostycznych.

Jak czytać znaczniki RFID?

Czytnik RFID jest kluczowym elementem rozwiązania RFID. Czytniki aktywują znacznik w jego zasięgu, a następnie zbierają dane znacznika. Czytniki mają również możliwość zapisu lub kodowania znacznika RFID. Chociaż czytnik może przetwarzać wiele znaczników jednocześnie, może rozpoznać każdy pojedynczy znacznik i priorytetowo traktować wszystkie zebrane dane. Czytniki wykorzystują algorytmy i filtrowanie danych znaczników, aby odczytać wszystkie przychodzące dane, a także mogą izolować poszczególne znaczniki na podstawie określonej logiki i ich znaczenia dla danego procesu. Na przykład czytnik może przetwarzać wszystkie znaczniki w danym obszarze, ale ma możliwość skupienia się na konkretnym znaczniku, aby ułatwić znalezienie lub zlokalizowanie tego konkretnego przedmiotu w bardziej efektywny sposób.

Dostępne są różne rodzaje czytników RFID, w tym stacjonarne i pasywne czytniki UHF, które dostępne są w różnych kształtach, rozmiarach i przedziałach cenowych. Znajomość środowiska i zastosowania pomoże zawęzić wybór. Na przykład, w małym magazynie detalicznym można wykorzystać stacjonarny czytnik FX1 przy drzwiach przejściowych do odczytu produktów wchodzących i wychodzących z zaplecza, natomiast w przypadku doku wysyłkowego lub przyjęć towarów zastosowany zostanie przemysłowy stacjonarny czytnik FX1 w instalacji bramowej montażu bram dokujących do odczytu palet wjeżdżających i wyjeżdżających z ciężarówki. Duży sklep o dużej powierzchni może wykorzystać stacjonarną czytnik zamontowany na suficie do pokrycia powierzchni sprzedaży. Stacjonarne czytniki również zawierają anteny jako część rozwiązania. To antena, która emituje energię i przechwytuje dane z tagu, aby przekazać je z powrotem do czytnika.

Przenośne czytniki są typowe, gdy konieczne jest odczytanie zasobu na miejscu, pełnią tę samą funkcję co stacjonarne czytniki, jednak zapewniają elastyczność w miejscu pracy. Przenośne czytniki RFID kierują się z natury ku faktycznym zasobom, działają w szerszym zakresie warunków środowiskowych i stanowią ekonomiczne rozwiązanie do odczytu RFID.

Urządzenia przenośne umożliwiają również odczyt RFID i kodów kreskowych i mogą być wykorzystywane do uruchamiania standardowych aplikacji oraz funkcji RFID. Komputery kieszonkowe, takie jak czytniki stacjonarne, dostępne są również w różnych formatach, zarówno zintegrowane z terminem mobilnym, jak i w wersji ze stacją dokującą, którą można sparować z wybranym komputerem mobilnym klienta.

Jaka jest różnica między aktywnymi a pasywnymi znacznikami?

Aktywne czytniki RFID wymagają, aby znaczniki posiadały własne zasilanie (zazwyczaj baterię) oraz nadajnik do nadawania sygnału do czytnika RFID. Mogą przechowywać więcej danych, mają większy zasięg odczytu i są doskonałym wyborem dla rozwiązań o wysokiej dokładności, które wymagają śledzenia w czasie rzeczywistym. Są większe ze względu na konieczność zastosowania baterii i zazwyczaj są droższe. Nadajniki wykrywają jednokierunkowe transmisje z aktywnych znaczników.

Pasywna technologia RFID nie ma źródła zasilania i wykorzystuje antenę oraz zintegrowany obwód (IC). Czytnik wysyła fale radiowe, które zasilają układ IC, gdy znajduje się w zasięgu czytnika. Te znaczniki zazwyczaj ograniczają się do dostarczania podstawowych informacji identyfikacyjnych, ale mogą być małe, mieć długi okres użytkowania (ponad 20 lat) i być tanie.

Jak działają pasywne znaczniki RFID

Pasywne czytniki RFID zawierają niskonapięciowy układ scalony (IC) podłączony do anteny i zamknięty w ochronnym materiale (nośniku etykiet) zgodnie z wymaganiami zastosowania. Najbardziej kompaktowe urządzenia RFID wykorzystują mikroczipa o boku zaledwie pół milimetra, mniej więcej wielkości ziarenka nasion. Wbudowana pamięć w czytniku IC przechowuje dane, a następnie czytnik przesyła/odbiera informacje przez antenę do zewnętrznego czytnika.

Pasywne znaczniki otrzymują całą energię z zewnętrznego czytnika znaczników, umożliwiając znacznikowi „przebudzenie się” i przesłanie danych. W szczególności znaczniki mogą być tylko do odczytu (można odczytać zapisane dane, ale nie można ich zmienić), do odczytu i zapisu (można zmieniać lub przepisywać zapisane dane) lub mogą łączyć obie opcje, gdzie niektóre dane są trwale zapisane, a inne pozostają dostępne w pamięci do późniejszego zakodowania i aktualizacji. Ogromna liczba pasywnych znaczników RFID stosowanych w aplikacjach łańcucha dostaw (takich jak zarządzanie zasobami, monitorowanie zasobów, kontrola dostępu i śledzenie na poziomie pojedynczych przedmiotów) jest zgodna ze standardem UHF Gen 2 opracowanym przez EPCglobal. Etykiety pasywne wykorzystują technologię Electronic Product Code®, która umożliwia użytkownikom dokładną identyfikację wielu przedmiotów na odległościach niedostępnych przy użyciu wcześniejszych generacji etykiet RFID. Więcej informacji na temat standardu GS1 Gen 2 można znaleźć na stronie www.gs1.org/epcglobal.

Pasywny znacznik RFID jest w stanie przesłać unikalny numer seryjny z odległości od 5 do 30 stóp w odpowiedzi na zapytanie od czytnika. Czytniki RFID łączą się przez sieci z systemami komputerowymi, które kojarzą lub dopasowują dane RFID z bazą danych wewnętrzną. Numer seryjny znacznika pełni rolę wskaźnika do informacji o produkcie. Etykiety UHF Gen 2 są przeznaczone do zastosowań wymagających niskich kosztów, dużych zasięgów i ograniczonego lub braku zabezpieczeń. Inne technologie RFID, takie jak grupa technologii MIFARE®, opartych na standardzie ISO/IEC 14443 typu A 13,56 MHz dla bezkontaktowych kart inteligentnych, zapewniają silne szyfrowanie, wyższe koszty jednostkowe i bardzo krótkie (cali) zasięgi odczytu. Czytnik czytnik kart MIFARE znajduje zastosowanie w aplikacjach kart płatniczych i systemów biletowych wymagających bezpiecznych transakcji danych. Program elektronicznych paszportów rządu Stanów Zjednoczonych wykorzystuje zarówno ISO/IEC 1444, jak i 7816, które również stosują formę infrastruktury klucza publicznego (PKI), umożliwiającą ochronę danych przed manipulacją za pomocą podpisów cyfrowych.