Як працюють електронні цінники

Електронні мітки – це безконтактна технологія автоматичної ідентифікації, яка використовує радіочастотні сигнали для ідентифікації цільових об’єктів і отримання відповідних даних.

Ідентифікаційна робота не вимагає втручання людини. Будучи бездротовою версією штрих-кодів, технологія RFID має водонепроникність, антимагнітність і стійкість до високих температур, тривалий термін служби, велику відстань зчитування, дані на етикетці можна зашифрувати, ємність зберігання даних більша, інформацію про зберігання можна вільно змінювати та інші переваги. Спосіб кодування, зберігання та метод читання-запису електронні мітки відрізняються від традиційних тегів (таких як штрих-коди) або ручних тегів. Зберігання електронних кодів тегів зберігається на інтегральній схемі у форматі лише для читання або читання-запису; особливо метод читання-запису. Електронна мітка реалізується шляхом бездротової електронної передачі. Видатні технічні характеристики Електронні мітки RFID є: він може ідентифікувати окремий дуже конкретний об’єкт замість лише одного типу об’єкта, як штрих-код; він може зчитувати кілька об'єктів одночасно, а штрих-код можна зчитувати лише по одному; зберігання; Обсяг інформації дуже великий; за допомогою радіочастот дані можна зчитувати через зовнішні матеріали, а штрих-коди повинні покладатися на лазер або інфрачервоне зчитування інформації на поверхні матеріального носія.

(1) Тег. Він складається з елементів сполучення і мікросхем. Кожна бирка має унікальний електронний код. Електронна мітка великої ємності має простір для зберігання, доступний користувачеві, і прикріплюється до об’єкта для ідентифікації цільового об’єкта.

(2) Читач. Портативний або стаціонарний пристрій, який зчитує (і іноді записує) інформацію тегів.

(3) Антена. Пропускайте радіочастотний сигнал між міткою та зчитувачем. Основний принцип роботи технології RFID не складний. Після того, як тег потрапляє в магнітне поле, випромінюване зчитувачем, він отримує радіочастотний сигнал від зчитувача та використовує енергію, отриману індукованим струмом, щоб надіслати інформацію про продукт (PassiveTag, пасивний тег або пасивний тег), що зберігається в чіпі, або активно надіслати сигнал певної частоти (ActiveTag, активний тег або активний тег); після того, як зчитувач зчитує та декодує інформацію, вона передається в центр обробки інформації системи для відповідної обробки даних.

Електронні мітки можна розділити на три типи: тип закріплення інтегрованої схеми, тип дротового перезапису на місці та тип бездротового перезапису на місці відповідно до різних методів ін’єкції внутрішньо збереженої інформації; відповідно до технічних засобів зчитування даних електронної мітки їх можна розділити на три категорії: існує три типи типу широкомовної передачі, типу множення частоти та типу модуляції відбиття; відповідно до різних методів енергопостачання (живлення від батареї) технологію радіочастотної ідентифікації можна розділити на три типи: активну, пасивну та напівактивну. Загалом популярний метод класифікації RFID полягає в тому, що відповідно до різної робочої частоти (одиниці вимірювання: Гц) він поділяється на 4 типи низькочастотного (НЧ), високочастотного (ВЧ), ультрависокочастотного (УВЧ) і діапазону мікрохвильових частот (МВт).

(1) Низько/високочастотні системи зазвичай мають робочу частоту <30 МГц. Типовими робочими частотами є 125 кГц, 225 кГц, 13.56 МГц (безконтактна IC-карта — робоча частота радіочастотної карти) тощо. Системи радіочастотної ідентифікації на основі цих частотних точок зазвичай мають відповідні міжнародні стандарти. Їх основні характеристики: вартість електронних міток нижча, кількість даних, що зберігаються в мітках, менша, відстань зчитування коротка (пасивні умови, типова відстань зчитування становить 10 см), форма електронної мітки різноманітна (у формі картки, кільця, кнопки, ручки), а спрямованість антени для зчитування невисока.

(2) УВЧ/мікрохвильові системи, як правило, мають робочу частоту> 400 МГц, а типові робочі діапазони частот — 915 МГц, 2450 МГц, 5800 МГц тощо. Система також має багато міжнародних стандартів для підтримки цих діапазонів частот. Основними ознаками є: висока вартість електронні мітки і зчитувачі, великий обсяг даних, що зберігаються в тегах, велика відстань зчитування (від кількох метрів до десяти метрів) і адаптованість до об’єктів. Високошвидкісні характеристики руху хороші, форма, як правило, має форму картки, а антена для зчитування та антена для електронної мітки мають сильну спрямованість.

(3) Всередині активної електронної мітки є батарея, яка зазвичай має велику відстань зчитування. Недоліком є ​​те, що акумулятор має обмежений термін служби (3-10 років); в пасивній електронній мітці немає батарейки. Після отримання мікрохвильового сигналу від зчитувача (зондового пристрою) він перетворює частину мікрохвильової енергії в постійний струм для власної роботи. Загалом можна досягти безобслуговування. У порівнянні з активною системою пасивна система має невелике обмеження в відстані зчитування і швидкості адаптації до руху об'єкта.

(4) Інформація в інтегрованій закріпленій електронній мітці зазвичай вводиться в режим процесу ПЗУ під час виробництва інтегральних схем, і збережена інформація є незмінною; електронний тег перезапису з польовим проводом зазвичай записує в нього інформацію, що зберігається в електронному тегу. У внутрішній зоні зберігання E2 для перезапису потрібен спеціальний програміст або записувач, і він повинен мати живлення під час процесу перезапису; бездротова електронна мітка для перезапису на місці зазвичай підходить для активних електронних міток із спеціальними інструкціями щодо перезапису та електронних міток. Збережена інформація також знаходиться в зоні зберігання E2. Загалом час, необхідний для перезапису даних електронної мітки, набагато довший, ніж час, необхідний для читання даних електронної мітки. Як правило, час, необхідний для перезапису, становить секунди, а час читання - мілісекунди.

(5) Система радіочастотної ідентифікації типу трансляції. Електронна мітка повинна працювати активно і транслювати збережену ідентифікаційну інформацію в режимі реального часу. Читач еквівалентний одержувачу, який тільки отримує, але не надсилає. Недоліком цієї системи є: оскільки електронна мітка має постійно передавати інформацію назовні, вона витрачає електроенергію та спричиняє електромагнітне забруднення навколишнього середовища, а безпека та конфіденційність системи є поганими. Складно реалізувати систему двочастотної радіочастотної ідентифікації. Загалом, зчитувач надсилає радіочастотний сигнал запиту, а несуча частота сигналу, яку повертає електронна мітка, є множником радіочастоти, надісланої зчитувачем. Такий режим роботи забезпечує зручність для зчитувача прийому та обробки ехо-сигналів. Однак для пасивних електронних міток, коли електронна мітка перетворює отриману радіочастотну енергію зчитувача в двочастотну несучу частоту відлуння, ефективність перетворення енергії є низькою. Підвищення ефективності перетворення вимагає вищих навичок роботи з мікрохвильовою піччю, що означає вищі витрати на електронні мітки. При цьому робота такої системи повинна займати дві робочі частотні точки, і взагалі складно отримати ліцензію Комітету з управління радіочастотами на застосування продукту.

(6) Реалізація системи радіочастотної ідентифікації з модуляцією відбиття полягає в основному для вирішення проблеми надсилання та отримання на одній частоті. Коли система працює, зчитувач надсилає мікрохвильовий запит (енергетичний) сигнал, а електронна мітка (пасивна) випрямляє частину отриманого мікрохвильового запиту енергетичного сигналу в постійний струм для роботи схеми в електронній мітці, а інша частина мікрохвильового сигналу енергії зберігається в електронній мітці. Інформація даних модулюється (ASK) і відбивається назад до зчитувача. Після того, як зчитувач отримує відбитий сигнал амплітудної модуляції, він декодує інформацію ідентифікаційних даних, що зберігається в електронній мітці. Під час роботи системи зчитувач посилає мікрохвильовий сигнал і одночасно приймає відбитий сигнал амплітудної модуляції. Потужність відбитого сигналу значно слабша, ніж сигналу, що передається. Тому складність технічної реалізації полягає в одночастотному прийомі.

Зв’язування електронних міток полягає у використанні різних методів для передачі різних сигналів.

Робоча відстань між радіочастотною міткою та зчитувальним пристроєм у системі радіочастотної ідентифікації є важливим питанням у застосуванні системи радіочастотної ідентифікації. Зазвичай ця робоча відстань визначається як відстань між радіочастотною міткою та зчитувальним пристроєм для надійного обміну даними. Діапазон системи радіочастотної ідентифікації є комплексним індексом, який тісно пов'язаний із ситуацією відповідності радіочастотних міток і зчитувачів. Відповідно до відстані системи радіочастотної ідентифікації зв’язок між антеною радіочастотної мітки та антеною зчитувача можна розділити на три категорії.

(1) Тісно пов’язана система. Типова робоча відстань системи коливається від 0 до 1 см. На практиці зазвичай необхідно вставити радіочастотну мітку в зчитувач або розмістити його на поверхні антени зчитувача. Система тісного зв’язку використовує індуктивний зв’язок (замкнуте магнітне коло) між радіочастотною міткою та реактивною зоною ближнього поля антени зчитувача для формування безконтактного радіочастотного каналу передачі просторової інформації. Робоча частота системи з щільним зв’язком, як правило, обмежена будь-якою частотою нижче 30 МГц. Оскільки електромагнітний витік методу тісного з’єднання невеликий, а енергія, отримана з’єднанням, велика, він підходить для прикладних систем (таких як електронні дверні замки), які вимагають високого рівня безпеки та не мають вимог до робочої відстані.

(2) Система телез’єднання. Типова робоча відстань системи телезв’язку може досягати lm. Систему телезв’язку можна розділити на два типи: майже з’єднану систему (типова робоча відстань становить 15 см) і рідко з’єднану систему (типова робоча відстань становить lm). Типова робоча частота системи дистанційного з’єднання становить 13.56 МГц, а також є деякі інші частоти, наприклад 6.75 МГц, 27.125 МГц тощо. Основна відмінність між системою телезв’язку та системою жорсткого зв’язку полягає в тому, що потужність індуктивного зв’язку різна, що робить різною відстань зв’язку. Системи дистанційного з’єднання все ще є основною частиною недорогих систем радіочастотної ідентифікації.

(3) Міжміська система. Типова робоча відстань міжміської системи становить 1～10 м, а окремі системи мають більшу робочу відстань. Усі системи міжміського сполучення використовують електромагнітний зв’язок (випромінювання та відбиття електромагнітних хвиль) між радіочастотною міткою та антеною зчитувача для випромінювання дальньої зони поля для формування безконтактного радіочастотного каналу передачі просторової інформації. Типова робоча частота міжміської системи становить 915 МГц, 2.45 ГГц, 5.8 ГГц, крім того, є деякі інші частоти, наприклад 433 МГц тощо. Радіочастотні мітки міжміської системи поділяються на пасивні радіочастотні мітки (без батарейок) і напівпасивні радіочастотні мітки (з батарейками) залежно від наявності в них батарейок. Загалом радіус дії радіочастотної мітки з батареєю довший, ніж радіочастотної мітки без батареї. Акумулятор у напівпасивній радіочастотній мітці не забезпечує енергію для передачі даних між радіочастотною міткою та зчитувальним пристроєм, а лише забезпечує енергію для мікросхеми радіочастотної мітки, яка служить для зчитування та зберігання даних. Міжміська система, як правило, використовує робочий режим модуляції відбиття для реалізації передачі даних від радіочастотної мітки до пристрою зчитування/запису. Системи великої відстані зазвичай мають типову спрямованість, а вартість радіочастотних міток і зчитувачів все ще на відносно високому рівні. З технічної точки зору ідеальною системою RFID є міжміська система, яка відповідає таким характеристикам: RFID-мітки пасивні, їх можна зчитувати та записувати бездротовим способом; RFID-мітки та зчитувачі підтримують читання та запис кількох тегів; підходить для ідентифікації високошвидкісних рухомих об'єктів (швидкість руху об'єкта перевищує 80 кіл/год); велика відстань (відстань читання та запису більше 5-10 м); низька вартість (яка може відповідати вимогам одноразового використання).