Hvordan kommunikerer RFID-tags med læsere?

 

Passive tags kører på høstet RF-energi. Læseren sender en kontinuerlig bølge ved 902-928 MHz i Nordamerika, 865-868 MHz i Europa. Tag-antennen opfanger en brøkdel af den effekt, der er nok til at køre en chip, der trækker måske 15-20 mikrowatt. Chippen modulerer sin antenneimpedans for at reflektere signalet tilbage med kodede data. Dette er backscatter.

Daniel Dobkin dækkede linkbudgetmatematikken i "The RF in RFID" tilbage i 2007. Bogen er stadig den reference, de fleste integratorer bruger. Passiv UHF-læserækkevidde topper omkring 10-15 meter i fri luft. Reelle implementeringer ser mindre.

Tag-til-læserkommunikation bruger enten FM0- eller Miller-kodning på en underbærer. Reader-to-tag bruger PIE. Gen2-specifikationen fra GS1 EPCglobal definerer hele luftgrænsefladen. Version 2 tilføjede nogle sikkerhedsfunktioner, som næsten ingen bruger, fordi chipsene koster mere.

 

 

The Frequency Mess

 

FCC Part 15 giver RFID 902-928 MHz ved op til 4 watt EIRP med frekvenshop. ETSI begrænser Europa til 865,6-867,6 MHz ved 2 watt ERP. Forskellige effektmålingsmetoder også - EIRP versus ERP - hvilket forvirrer folk, der sammenligner specifikationer på tværs af regioner.

Kina åbnede 920-925 MHz. Japan tillader 916-921 MHz, men med lyt-før-tal-krav, der komplicerer læsedesign. Et mærke, der er bygget til det amerikanske marked, fungerer i Europa, men tuning af antennen er slået fra. Du mister et par dB. Det betyder noget, når du allerede er på kanten af ​​linkbudgettet.

 

13,56 MHz er anderledes

 

HF RFID ved 13,56 MHz bruger induktiv kobling, ikke stråling. Kun nær-felt. Læseren har en spole, tag har en spole, magnetfelt forbinder dem inden for måske en meter. Tagget indlæser og aflæser sin spole for at modulere det signal, som læseren ser på sin antenne. ISO 14443 for nærhedskort, ISO 15693 for nærhedskort. Forskellige protokoller, forskellige læseintervaller, forskellige anvendelsestilfælde.

NFC er grundlæggende 14443 plus nogle peer-to-peer-tilstande. Din telefon kan NFC. Dit kontormærke er sandsynligvis 14443 eller iCLASS eller DESFire, afhænger af, hvornår din virksomhed installerede systemet.

LF ved 125-134 kHz er det samme koncept, men måske endnu kortere rækkevidde. 10 centimeter. Bruges stadig til dyremærker, fordi lave frekvenser trænger ind i væv.

 

 

Kollisioner

 

Flere tags, der reagerer samtidigt, håndteres med Slotted ALOHA i Gen2. Mærker vælger tilfældige pladser. Læseren justerer Q-parameteren til størrelsen på rammen. Fungerer godt nok til inventar, men gennemløbet forringes hurtigt, når du har hundredvis af tags i marken, og halvdelen af ​​dem er orienteret dårligt.

Auburn University offentliggjorde læsehastighedsdata, der viser 1000+ tags pr. sekund under ideelle forhold. Ingen ser det på et lager.

Anti-kollisionsforskning er et helt underområde. En undersøgelse i Computer Networks fra 2024 listede over 50 algoritmer. Træbaserede-, ALOHA-varianter, hybride tilgange. Det meste af det akademiske arbejde tager ikke højde for begrænsninger fra den virkelige-verden, såsom læseomkostninger og protokolkompatibilitet.

 

Walmart

 

Walmart begyndte at påbyde RFID på beklædning i 2020. Udvidet til flere kategorier i 2022. I efteråret 2024 omfattede mandatet møbler, kæledyrsartikler, autodele og en masse andre ting. Auburns RFID Lab håndterer tag-certificering. Leverandører, der fejler certificering, kan ikke sende til Walmart.

Mandaterne drev indsatspriserne ned. Under-fire cent nu i volumen. For et par år siden var det syv, otte øre.

"ROI'et er blevet bevist," siger Walmart-folk til konferencer. Konkurrenterne følger med. Target har sit eget program. Amazon bruger RFID i nogle opfyldelsescentre, men ikke så offentligt.

 

Fejltilstande

 

UHF fungerer ikke godt omkring metal eller væsker. En palle konserves er svær at læse. Lagerhuse med stålreoler skaber multipath interferens. På-metaltagdesign findes der-skumafstandsstykker mellem chippen og metaloverfladen-men de koster mere, tre til fem gange et standardindlæg.

Tags dør. Auburn fandt 2-3 % DOA eller tidlige fejlfrekvenser i én undersøgelse. Chips revner, antenneforbindelser går i stykker, indlægslim fejler. Store detailhandelsprogrammer bygger dette ind i deres omkostningsmodeller. Mindre brugere bliver overraskede.

 

 

FASTag

 

Indien implementerede over 60 millioner UHF-forrudemærker til elektronisk bompengeopkrævning mellem 2019 og 2023. Tags fra flere leverandører, læsere fra flere leverandører, backend-integration på tværs af snesevis af bompengeoperatører. Det virker for det meste. Banegennemstrømningen er op. Kontanthåndteringen er nede.

Kina har været langsommere med detail-RFID end folk forudsagde for ti år siden. Regeringsmandater inden for farma og tobak. Logistiksporing i nogle sektorer. Men ikke udrulningen af ​​Walmart-elementet-niveau, der skulle ske.