Kako delujejo elektronske nalepke s cenami

Elektronske oznake so brezkontaktna tehnologija samodejne identifikacije, ki uporablja radiofrekvenčne signale za identifikacijo ciljnih predmetov in pridobivanje povezanih podatkov.

Identifikacijsko delo ne zahteva človeškega posredovanja. Kot brezžična različica črtnih kod ima tehnologija RFID vodoodpornost, antimagnetnost in odpornost na visoke temperature, dolgo življenjsko dobo, veliko bralno razdaljo, podatke na etiketi je mogoče šifrirati, zmogljivost shranjevanja podatkov je večja, podatke o shranjevanju je mogoče prosto spreminjati in druge prednosti. Metoda kodiranja, shranjevanja in branja ter pisanja ... elektronske oznake se razlikujejo od tradicionalnih oznak (kot so črtne kode) ali ročnih oznak. Shranjevanje elektronskih kod oznak je shranjeno v formatu samo za branje ali branje in pisanje na integriranem vezju; zlasti metoda branja in pisanja. Elektronska oznaka se izvaja z brezžičnim elektronskim prenosom. Izjemne tehnične lastnosti RFID elektronske oznake so: lahko identificira en sam zelo specifičen predmet, namesto le ene vrste predmeta, kot je črtna koda; lahko bere več predmetov hkrati, črtno kodo pa je mogoče brati le eno za drugo; shranjevanje; količina informacij je zelo velika; z uporabo radijske frekvence je mogoče podatke brati prek zunanjih materialov, črtne kode pa se morajo za branje informacij na površini materiala zanašati na laser ali infrardečo svetlobo.

(1) Oznaka. Sestavljena je iz povezovalnih elementov in čipov. Vsaka oznaka ima edinstveno elektronsko kodo. Elektronska oznaka z veliko zmogljivostjo ima uporabniško zapisljiv pomnilniški prostor in je pritrjena na predmet za identifikacijo ciljnega predmeta.

(2) Čitalnik. Ročna ali fiksna naprava, ki bere (in včasih zapisuje) podatke z oznake.

(3) Antena. Prenaša radiofrekvenčni signal med oznako in bralnikom. Osnovno načelo delovanja tehnologije RFID ni zapleteno. Ko oznaka vstopi v magnetno polje, ki ga oddaja bralnik, prejme radiofrekvenčni signal iz bralnika in uporabi energijo, pridobljeno z induciranim tokom, za pošiljanje informacij o izdelku (pasivna oznaka), shranjenih v čipu, ali za aktivno pošiljanje signala določene frekvence (aktivna oznaka); ko bralnik prebere in dekodira informacije, se te pošljejo v center za obdelavo informacij sistema za ustrezno obdelavo podatkov.

Elektronske oznake lahko glede na različne metode vbrizgavanja notranje shranjenih informacij razdelimo na tri vrste: tip s strjevanjem integriranih vezij, tip s prepisovanjem na kraju samem z žičnim prenosom in tip s prepisovanjem na kraju samem z brezžičnim prenosom; glede na tehnična sredstva za branje podatkov elektronskih oznak jih lahko razdelimo v tri kategorije: obstajajo tri vrste prenosa oddajanja, tip množenja frekvence in tip odbojne modulacije; glede na različne načine napajanja (napajanje iz baterij) lahko tehnologijo radiofrekvenčne identifikacije razdelimo na tri vrste: aktivno, pasivno in polaktivno. Splošno priljubljena metoda klasifikacije RFID je, da se glede na različne delovne frekvence (enota: Hz) deli na 4 vrste nizkofrekvenčnega (LF), visokofrekvenčnega (HF), ultra visokofrekvenčnega (UHF) in mikrovalovnega frekvenčnega pasu (MW).

(1) Nizko/visokofrekvenčni sistemi imajo običajno delovno frekvenco <30MHz. Tipične delovne frekvence so 125kHz, 225kHz, 13.56MHz (brezkontaktna IC kartica - delovna frekvenca radiofrekvenčne kartice) itd. Sistemi radiofrekvenčne identifikacije, ki temeljijo na teh frekvenčnih točkah, običajno ustrezajo mednarodnim standardom. Njihove osnovne značilnosti so: stroški elektronskih oznak so nižji, količina podatkov, shranjenih v oznakah, je manjša, razdalja branja je kratka (v pasivnih pogojih je tipična razdalja branja 10 cm), oblika elektronske oznake je raznolika (v obliki kartice, obroča, gumba, pisala) in usmerjenost bralne antene ni močna.

(2) UHF/mikrovalovni sistemi imajo običajno delovno frekvenco > 400 MHz, tipični delovni frekvenčni pasovi pa so 915 MHz, 2450 MHz, 5800 MHz itd. Sistem ima tudi veliko mednarodnih standardov za podporo teh frekvenčnih pasov. Osnovne značilnosti so: visoki stroški elektronske oznake in bralniki, velika količina podatkov, shranjenih v oznakah, dolga razdalja branja (do nekaj metrov do deset metrov) in prilagodljivost predmetom. Hitrostno gibanje je dobro, oblika je običajno v obliki kartice, bralna antena in antena elektronske oznake pa imata močno usmerjenost.

(3) V aktivni elektronski oznaki je baterija, ki ima običajno dolgo bralno razdaljo. Slabost je, da ima baterija omejeno življenjsko dobo (3–10 let); v pasivni elektronski oznaki ni baterije. Po prejemu mikrovalovnega signala iz bralnika (sondne naprave) del mikrovalovne energije pretvori v enosmerni tok za lastno delovanje. Na splošno je mogoče doseči, da ne potrebuje vzdrževanja. V primerjavi z aktivnim sistemom ima pasivni sistem rahlo omejitev bralne razdalje in hitrosti prilagajanja gibanju predmeta.

(4) Informacije v integrirani utrjeni elektronski oznaki se običajno vbrizgajo v načinu ROM procesa med proizvodnjo integriranih vezij, shranjene informacije pa so nespremenljive; ožičena elektronska oznaka za prepisovanje na terenu običajno zapiše informacije, shranjene v elektronski oznaki, vanjo. V notranjem pomnilniškem območju E2 je za prepisovanje potreben namenski programer ali zapisovalnik, ki ga je treba med postopkom prepisovanja napajati; brezžična elektronska oznaka za prepisovanje na kraju samem je običajno primerna za aktivne elektronske oznake s posebnimi navodili za prepisovanje, elektronske oznake pa imajo shranjene informacije, ki se prav tako nahajajo v pomnilniškem območju E2. Na splošno je čas, potreben za prepisovanje podatkov elektronske oznake, veliko daljši od časa, potrebnega za branje podatkov elektronske oznake. Na splošno je čas, potreben za prepisovanje, v nekaj sekundah, čas branja pa v nekaj milisekundah.

(5) Sistem radiofrekvenčne identifikacije z oddajanjem. Elektronska oznaka mora delovati aktivno in oddajati shranjene identifikacijske podatke v realnem času. Čitalnik je enakovreden sprejemniku, ki jih samo sprejema, ne pa tudi pošilja. Slabost tega sistema je: ker mora elektronska oznaka nenehno oddajati informacije navzven, porablja elektriko in povzroča elektromagnetno onesnaževanje okolja, varnost in zaupnost sistema pa sta slabi. Dvofrekvenčni sistem radiofrekvenčne identifikacije je težko uresničiti. Na splošno čitalnik oddaja signal poizvedbe radiofrekvenčne frekvence, nosilna frekvenca signala, ki jo vrne elektronska oznaka, pa je množitelj radijske frekvence, ki jo oddaja bralnik. Ta način delovanja omogoča bralniku udobje pri sprejemanju in obdelavi odmevnih signalov. Vendar pa je pri pasivnih elektronskih oznakah, ko elektronska oznaka pretvori prejeto radiofrekvenčno energijo bralnika v dvofrekvenčno nosilno frekvenco odmeva, njena učinkovitost pretvorbe energije nizka. Izboljšanje učinkovitosti pretvorbe zahteva višje mikrovalovne spretnosti, kar pomeni višje stroške elektronske oznake. Hkrati mora delo te vrste sistema zasesti dve delovni frekvenčni točki in je na splošno težko pridobiti dovoljenje za uporabo izdelka od Odbora za upravljanje radijskih frekvenc.

(6) Realizacija sistema za radiofrekvenčno identifikacijo z odbojno modulacijo je namenjena predvsem reševanju problema pošiljanja in sprejemanja na isti frekvenci. Ko sistem deluje, bralnik oddaja mikrovalovni poizvedovalni (energijski) signal, elektronska oznaka (pasivno) pa del prejetega mikrovalovnega poizvedovalnega energijskega signala pretvori v enosmerni tok, da vezje v elektronski oznaki deluje, drugi del signala mikrovalovne energije pa se shrani v elektronski oznaki. Podatkovne informacije se modulirajo (ASK) in odbijejo nazaj do bralnika. Ko bralnik prejme odbiti signal amplitudne modulacije, dekodira identifikacijske podatke, shranjene v elektronski oznaki. Med delovanjem sistema bralnik oddaja mikrovalovni signal in hkrati sprejema odbiti signal amplitudne modulacije. Moč odbitega signala je veliko šibkejša od moči oddanega signala. Zato je težava pri tehnični izvedbi v sofrekvenčnem sprejemu.

Elektronska povezava oznak pomeni uporabo različnih metod za prenos različnih signalov.

Delovna razdalja med radiofrekvenčno oznako in bralnikom v sistemu radiofrekvenčne identifikacije je pomembno vprašanje pri uporabi sistema radiofrekvenčne identifikacije. Običajno je ta delovna razdalja opredeljena kot razdalja med radiofrekvenčno oznako in bralnikom za zanesljivo izmenjavo podatkov. Doseg sistema radiofrekvenčne identifikacije je obsežen indeks, ki je tesno povezan s stanjem ujemanja radiofrekvenčnih oznak in bralnikov. Glede na razdaljo sistema radiofrekvenčne identifikacije lahko povezavo med anteno radiofrekvenčne oznake in anteno bralnika razdelimo v tri kategorije.

(1) Tesno povezan sistem. Tipična delovna razdalja sistema se giblje od 0 do 1 cm. V praktičnih aplikacijah je običajno treba vstaviti radiofrekvenčno oznako v čitalnik ali jo namestiti na površino antene čitalnika. Sistem tesno povezane naprave uporablja induktivno sklopko (zaprto magnetno vezje) med radiofrekvenčno oznako in reaktivnim območjem bližnjega polja antene čitalnika za oblikovanje brezkontaktnega radiofrekvenčnega kanala za prenos prostorskih informacij. Delovna frekvenca tesno povezanega sistema je običajno omejena na katero koli frekvenco pod 30 MHz. Ker je elektromagnetno uhajanje metode tesne sklopke majhno in je energija, pridobljena s sklopko, velika, je primerna za aplikacijske sisteme (kot so elektronske ključavnice vrat), ki zahtevajo visoko varnost in nimajo zahtev glede delovne razdalje.

(2) Sistem telesklopke. Tipična delovna razdalja sistema telesklopke lahko doseže lm. Sistem telesklopke lahko razdelimo na dve vrsti: skoraj sklopljen sistem (tipična delovna razdalja je 15 cm) in redko sklopljen sistem (tipična delovna razdalja je lm). Tipična delovna frekvenca sistema daljinske sklopke je 13.56 MHz, obstajajo pa tudi druge frekvence, kot so 6.75 MHz, 27.125 MHz itd. Glavna razlika med sistemom telesklopke in sistemom tesne sklopke je v tem, da je moč induktivne sklopke drugačna, kar povzroča razliko v razdalji sklopke. Sistemi daljinske sklopke so še vedno glavni del nizkocenovnih sistemov radiofrekvenčne identifikacije.

(3) Sistem za dolge razdalje. Tipična delovna razdalja sistema za dolge razdalje je 1～10 m, posamezni sistemi pa imajo daljšo delovno razdaljo. Vsi sistemi za dolge razdalje uporabljajo elektromagnetno sklopitev (oddajanje in odboj elektromagnetnih valov) med radiofrekvenčno oznako in anteno bralnika za sevanje daljnega polja in tvorbo brezkontaktnega radiofrekvenčnega kanala za prenos prostorskih informacij. Tipična delovna frekvenca sistema za dolge razdalje je 915 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz, poleg tega pa obstajajo še nekatere druge frekvence, kot je 433 MHz itd. Radiofrekvenčne oznake sistema za dolge razdalje so glede na to, ali vsebujejo baterije, razdeljene na pasivne radiofrekvenčne oznake (brez baterij) in polpasivne radiofrekvenčne oznake (z baterijami). Na splošno je doseg radiofrekvenčne oznake z baterijo daljši od dosega radiofrekvenčne oznake brez baterije. Baterija v polpasivni radiofrekvenčni oznaki ne zagotavlja energije za prenos podatkov med radiofrekvenčno oznako in bralnikom, temveč le zagotavlja energijo za čip radiofrekvenčne oznake, ki služi za branje in shranjevanje podatkov. Sistemi za dolge razdalje običajno uporabljajo način odbojne modulacije za prenos podatkov od radiofrekvenčne oznake do bralnika/zapisovalnika. Sistemi za dolge razdalje imajo običajno tipično usmerjenost, stroški radiofrekvenčnih oznak in bralnikov pa so še vedno relativno visoki. S tehničnega vidika je idealen sistem RFID za dolge razdalje, ki izpolnjuje naslednje značilnosti: RFID oznake so pasivne in jih je mogoče brezžično brati in zapisovati; RFID oznake in bralniki podpirajo branje in pisanje več oznak; primerni so za identifikacijo hitro premikajočih se objektov (hitrost premikanja objekta je večja od 80 km/h); dolge razdalje (razdalja branja in pisanja je večja od 5-10 m); nizki stroški (kar lahko izpolni zahteve za enkratno uporabo).