RFID-tekniikka

Tunnistus ja luku ilman kosketusta ja näköyhteyttä

Tehokas RFID-tekniikka

Tuotteisiin
RFID-tekniikka

Edut

  • Tietojen lukeminen reaaliajassa ilman kosketusta ja näköyhteyttä
  • Useampien transponderien tunnistus samanaikaisesti (massaluku)
  • Sietää likaa ja pintavaurioita
  • Mahdollisuus tietojen tallennukseen ja muuttamiseen
RFID:n toimintaperiaate

RFID:n toimintaperiaate

RFID-tekniikka

RFID (Radio Frequency Identification, radiotaajuinen etätunnistus) tarkoittaa kohteiden tunnistamista ilman kosketusta ja näköyhteyttä. RFID-järjestelmä koostuu transponderista ja lukijasta tai luku- /kirjoituslaitteesta. Markkinoilla on useita erilaisia RFID-järjestelmiä. Kaikilla on kuitenkin kolme yhteistä ominaisuutta:

  • Osien ja kohteiden yksiselitteinen merkintä
  • Merkitty osa tai objekti tunnistetaan kosketuksetta ja langattomasti
  • Merkitty osa tai objekti lähettää tietonsa vain lukijan tai luku-/kirjoituslaitteen haun perusteella

Näistä muodostuvat perustoiminnot, jotka jokaisen RFID-järjestelmän pitää suorittaa. Käyttöalasta riippuen RFID-järjestelmillä voi olla useita muita toimintoja.

  • Transponderin tunnistus
  • Transponderin tietojen luku
  • Useampien transponderien hallinta samanaikaisesti
  • Viantunnistus turvallisen käytön varmistamiseksi

RFID-järjestelmien tyypit

  • Read only -järjestelmät: lukijalla ja transponderilla on vain yksi ID-numero. Jotta näille RFID-transpondereille voidaan osoittaa muita tietoja, ID-numero pitää yhdistää asianmukaisiin tietoihin tietokannassa.
  • Read-/write-järjestelmät: luku-/kirjoituslaite ja transponderi, jotka sisältävät oman muistin. Transponderin sisäinen muisti voidaan toteuttaa eri tavoin. Luku-/kirjoituslaite lukee muistin ja voi kuvata sen myös uudelleen.

Eri menetelmien taajuusalueet

Tietojen siirtovälineenä transponderin ja lukijan tai luku- kirjoituslaitteen välillä ovat radioaallot. RFID-järjestelmät käyttävät erilaisia taajuusalueita.

Pientaajuus

Suurtaajuus (HF)

Ultrakorkea taajuus (UHF)

Mikroaaltotaajuus (SHF)

Taajuus 30 - 500 kHz 13,56 MHz 850 tai 950 MHz 2,45 tai 5,8 GHz
Kantama 1,2 m 0,01 - 0,3 m 2,5 m 300 m
Lukunopeus hidas ISO-standardin mukaan nopea erittäin nopea (aktiivinen transponderi)
Tyypilliset transponderit Smart Label -tarrat, transponderit muovikuoressa, korttitransponderit Smart Label -tarra Smart Label -tarra suurikokoinen transponderi

RFID-transponderit

RFID-transpondereita on kahta perustyyppiä: aktiivisilla transpondereilla on oma virtalähde. Ne aktivoituvat vasta, kun lukija tai luku- /kirjoituslaite lähettää käskyjä transponderin kuuluvuusalueella.

Passiiviset transponderit saavat virtaa lukijalta tai luku- /kirjoituslaitteelta. Virransyöttö tapahtuu induktiivisen kytkennän kautta tai Backscatter-menetelmällä. Induktiivisessa kytkennässä lukijan tai luku-/kirjoituslaitteen sähkömagneettinen kenttä indusoi jännitteen transponderin antennissa. Jännitteen tasasuuntaus tapahtuu toisessa vaiheessa.

Pitkillä kantamilla varustetut järjestelmät käyttävät usein Backscatter-menetelmää. Tällöin sekä transponderissa että lukijassa tai luku- /kirjoituslaitteessa on oltava dipoliantenni, jonka resonanssi vastaa käytettävän RFID-järjestelmän taajuutta. Lukijan tai luku-/kirjoituslaitteen antennin lähettämä säteily on käytettävissä transponderin antennissa korkean taajuuden jännitteenä. Transponderi käyttää sitä tasasuuntauksen kautta tehonsyöttöön.

Teollisuuden merkintään tarkoitetut transponderit ovat rakenteiltaan hyvin erilaisia:

  • Smart Label -tarrat ovat tunniste-etikettejä, jotka yleensä kiinnitetään muovikalvolle tai paperille
  • Muovikuoriset transponderit soveltuvat ankariin ympäristöihin, joissa kosteudenkestävyydelle asetetaan korkeita vaatimuksia
  • Korttitransponderit on integroitu muoviin esim. luottokorttikoossa

Tiedonsiirron toimintaperiaate

Kytkentäelementit, kuten transponderin ja lukijan tai luku- /kirjoituslaitteen kelat ja antennit mahdollistavat tiedonsiirron molempien komponenttien välillä.

Lukija tai luku- /kirjoituslaite tuottaa korkeataajuuksisen sähkömagneettisen kentän. Tiedonsiirto voi tapahtua, kun transponderi on tämän kentän sisällä. Induktio tuottaa jännitteen transponderin kelaan. Transponderin elektroniikka muodostaa sen johdosta signaalin, joka lähetetään vastauksena takaisin lukijaan tai luku-/kirjoituslaitteeseen.

Transponderin ja lukijan tai luku- /kirjoituslaitteen välisessä tiedonsiirrossa käytetään erilaisia tapoja.

Energiansiirto

Tiedonsiirto

Menetelmä
Full duplex -menetelmä (FDX) Jatkuva Tietojen samanaikainen siirto molempiin suuntiin
Half duplex -menetelmä (HDX) Jatkuva Tietojen siirto yhteen suuntaan kerrallaan
Sekventiaalinen menetelmä Sekventiaalinen Tietojen siirto yhteen suuntaan kerrallaan