Jak fungují elektronické cenovky

Elektronické štítky jsou bezkontaktní technologie automatické identifikace, která využívá rádiofrekvenční signály k identifikaci cílových objektů a získávání souvisejících dat.

Identifikační práce nevyžaduje lidský zásah. Technologie RFID, jakožto bezdrátová verze čárových kódů, má vodotěsnost, antimagnetickou odolnost a odolnost vůči vysokým teplotám, dlouhou životnost, velkou čtecí vzdálenost, šifrování dat na štítku, větší kapacitu úložných dat, volnou změnu úložných informací a další výhody. Metoda kódování, ukládání a čtení a zápisu... elektronické štítky se liší od tradičních štítků (jako jsou čárové kódy) nebo ručních štítků. Ukládání kódů elektronických štítků je provedeno ve formátu pouze pro čtení nebo pro čtení a zápis na integrovaném obvodu; zejména metoda čtení a zápisu. Elektronický štítek je realizován bezdrátovým elektronickým přenosem. Vynikající technické vlastnosti RFID elektronické štítky jsou: dokáže identifikovat jeden velmi specifický objekt, namísto pouze jednoho typu objektu, jako je čárový kód; dokáže číst více objektů současně a čárové kódy lze číst pouze jeden po druhém; úložiště; množství informací je velmi velké; pomocí rádiové frekvence lze data číst i přes externí materiály a čárové kódy se musí spoléhat na laser nebo infračervené záření pro čtení informací na povrchu materiálního média.

(1) Štítek. Skládá se ze spojovacích prvků a čipů. Každý štítek má jedinečný elektronický kód. Elektronický štítek s vysokou kapacitou má uživatelsky zapisovatelný paměťový prostor a je připevněn k objektu za účelem identifikace cílového objektu.

(2) Čtečka. Ruční nebo pevné zařízení, které čte (a někdy zapisuje) informace ze štítku.

(3) Anténa. Přenáší rádiový signál mezi štítkem a čtečkou. Základní princip fungování technologie RFID není složitý. Poté, co štítek vstoupí do magnetického pole vyzařovaného čtečkou, přijme rádiový signál ze čtečky a využije energii získanou indukovaným proudem k odeslání informací o produktu (pasivní štítek) uložených v čipu, nebo k aktivnímu odeslání signálu určité frekvence (aktivní štítek); poté, co čtečka informace přečte a dekóduje, jsou odeslány do centra pro zpracování informací systému k příslušnému zpracování dat.

Elektronické štítky lze rozdělit do tří typů: typ s integrovaným obvodem, typ s kabelovým přepisováním na místě a typ s bezdrátovým přepisováním na místě podle různých metod vkládání interně uložených informací. Podle technických prostředků pro čtení dat elektronických štítků je lze rozdělit do tří kategorií: Existují tři typy: typ s vysíláním, typ s násobením frekvence a typ s reflexní modulací. Podle různých metod napájení (napájení z baterie) lze technologii radiofrekvenční identifikace rozdělit do tří typů: aktivní, pasivní a poloaktivní. Obecně populární klasifikační metoda RFID je, že se podle různých pracovních frekvencí (jednotka: Hz) dělí na 4 druhy: nízkofrekvenční (LF), vysokofrekvenční (HF), ultravysoké frekvence (UHF) a mikrovlnné frekvenční pásmo (MW).

(1) Nízkofrekvenční/vysokofrekvenční systémy mají obecně pracovní frekvenci <30 MHz. Typické pracovní frekvence jsou 125 kHz, 225 kHz, 13.56 MHz (pracovní frekvence bezkontaktní IC karty - radiofrekvenční karta) atd. Radiofrekvenční identifikační systémy založené na těchto frekvenčních bodech obecně odpovídají mezinárodním standardům. Jejich základní charakteristiky jsou: nižší náklady na elektronické štítky, menší množství dat uložených ve štítcích a krátká čtecí vzdálenost (v pasivních podmínkách je typická čtecí vzdálenost 10 cm), různorodý tvar elektronického štítku (tvar karty, tvar prstence, tvar knoflíku, tvar pera) a směrovost čtecí antény není silná.

(2) Systémy UHF/mikrovlnné systémy mají obecně pracovní frekvenci > 400 MHz a typická pracovní frekvenční pásma jsou 915 MHz, 2450 MHz, 5800 MHz atd. Systém má také mnoho mezinárodních standardů pro podporu těchto frekvenčních pásem. Základní vlastnosti jsou: vysoké náklady elektronické štítky a čtečky, velké množství dat uložených v tazích, dlouhá čtecí vzdálenost (až několik metrů až deset metrů) a přizpůsobivost objektům. Výkon při vysokorychlostním pohybu je dobrý, tvar je obecně ve tvaru karty a čtecí anténa a anténa elektronického štítku mají silnou směrovost.

(3) Uvnitř aktivní elektronické značky je baterie, která má obecně dlouhou čtecí vzdálenost. Nevýhodou je omezená životnost baterie (3–10 let); v pasivní elektronické značce není žádná baterie. Po přijetí mikrovlnného signálu ze čtečky (sondy) převádí čtečka část mikrovlnné energie na stejnosměrný proud pro svou vlastní práci. Obecně lze dosáhnout bezúdržbového provozu. Ve srovnání s aktivním systémem má pasivní systém mírné omezení čtecí vzdálenosti a rychlosti přizpůsobení se pohybu objektu.

(4) Informace v integrovaném zpevněném elektronickém štítku se obvykle vkládá do paměti ROM během výroby integrovaných obvodů a uložené informace jsou neměnné; drátový přepisovací elektronický štítek v terénu obvykle zapisuje informace uložené v elektronickém štítku do interní paměťové oblasti E2. Pro přepisování je pro přepisování nutný specializovaný programátor nebo zapisovač, který musí být během procesu přepisování napájen; bezdrátový přepisovací elektronický štítek na místě je obecně vhodný pro aktivní elektronické štítky se specifickými instrukcemi pro přepisování a elektronické štítky. Uložené informace jsou také umístěny v paměťové oblasti E2. Obecně je doba potřebná k přepisování dat elektronického štítku mnohem delší než doba potřebná k přečtení dat elektronického štítku. Obecně je doba potřebná k přepisování řádově v sekundách a doba čtení řádově v milisekundách.

(5) Systém radiofrekvenční identifikace s vysíláním. Elektronická značka musí fungovat aktivně a vysílat uložené identifikační informace v reálném čase. Čtečka je ekvivalentní přijímači, který pouze přijímá, ale neodesílá. Nevýhodou tohoto systému je, že elektronická značka musí neustále vysílat informace ven, což vede k plýtvání elektřinou a způsobování elektromagnetického znečištění životního prostředí a zároveň je bezpečnost a důvěrnost systému nízká. Je obtížné realizovat systém dvoufrekvenční radiofrekvenční identifikace. Čtečka obecně vysílá dotazovací signál na radiofrekvenční frekvenci a nosná frekvence signálu vrácená elektronickou značkou je multiplikátorem rádiové frekvence vysílané čtečkou. Tento pracovní režim poskytuje čtečce pohodlí při přijímání a zpracování signálů ozvěny. U pasivních elektronických značek je však účinnost přeměny energie elektronickou značkou, která převádí přijatou radiofrekvenční energii čtečky na dvoufrekvenční nosnou frekvenci ozvěny, nízká. Zlepšení účinnosti přeměny vyžaduje vyšší mikrovlnné dovednosti, což znamená vyšší náklady na elektronickou značku. Zároveň musí tento systém pro svou práci využívat dva pracovní frekvenční body a je obecně obtížné získat licenci k aplikaci produktu od Výboru pro správu rádiových frekvencí.

(6) Realizace systému radiofrekvenční identifikace s reflexní modulací spočívá především v řešení problému odesílání a příjmu na stejné frekvenci. Když systém pracuje, čtečka vysílá mikrovlnný dotazovací (energetický) signál a elektronická značka (pasivní) usměrňuje část přijatého mikrovlnného dotazovacího energetického signálu na stejnosměrný proud, aby obvod v elektronické značce fungoval, a druhá část mikrovlnného energetického signálu je uložena v elektronické značce. Datová informace je modulována (ASK) a odrážena zpět do čtečky. Poté, co čtečka přijme odražený signál amplitudové modulace, dekóduje identifikační data uložená v elektronické značce. Během provozu systému čtečka vysílá mikrovlnný signál a zároveň přijímá odražený signál amplitudové modulace. Síla odraženého signálu je mnohem slabší než síla vysílaného signálu. Proto spočívá obtíž technické implementace v příjmu na stejné frekvenci.

Elektronické propojení značek spočívá v použití různých metod k přenosu různých signálů.

Pracovní vzdálenost mezi radiofrekvenčním štítkem a čtečkou v systému radiofrekvenční identifikace je důležitým faktorem při aplikaci systému radiofrekvenční identifikace. Tato pracovní vzdálenost je obvykle definována jako vzdálenost mezi radiofrekvenčním štítkem a čtečkou pro spolehlivou výměnu dat. Dosah systému radiofrekvenční identifikace je komplexní index, který úzce souvisí se situací shody radiofrekvenčních štítků a čteček. Podle vzdálenosti systému radiofrekvenční identifikace lze vazbu mezi anténou radiofrekvenčního štítku a anténou čtečky rozdělit do tří kategorií.

(1) Systém s úzkým propojením. Typická provozní vzdálenost systému se pohybuje od 0 do 1 cm. V praktických aplikacích je obvykle nutné vložit radiofrekvenční štítek do čtečky nebo jej umístit na povrch antény čtečky. Systém s úzkým propojením využívá indukční vazbu (uzavřený magnetický obvod) mezi radiofrekvenčním štítkem a reaktivní oblastí blízkého pole antény čtečky k vytvoření bezkontaktního rádiového kanálu pro přenos prostorové informace. Pracovní frekvence systému s úzkým propojením je obecně omezena na frekvenci pod 30 MHz. Vzhledem k tomu, že elektromagnetický únik metody s úzkým propojením je malý a energie získaná vazbou je velká, je vhodný pro aplikační systémy (jako jsou elektronické dveřní zámky), které vyžadují vysokou bezpečnost a nemají žádné požadavky na provozní vzdálenost.

(2) Systém televazby. Typická provozní vzdálenost systému televazby může dosáhnout lm. Systémy televazby lze rozdělit na dva typy: systém s téměř vázanou vazbou (typická pracovní vzdálenost je 15 cm) a systém s řídce vázanou vazbou (typická pracovní vzdálenost je lm). Typická provozní frekvence systému dálkové vazby je 13.56 MHz a existují i ​​další frekvence, například 6.75 MHz, 27.125 MHz atd. Hlavní rozdíl mezi systémem televazby a systémem s těsnou vazbou spočívá v tom, že výkon indukční vazby je odlišný, což způsobuje odlišnou vazební vzdálenost. Systémy dálkové vazby jsou stále hlavním proudem levných systémů radiofrekvenční identifikace.

(3) Systém na dlouhé vzdálenosti. Typická provozní vzdálenost systému na dlouhé vzdálenosti je 1～10 m a jednotlivé systémy mají delší provozní vzdálenost. Všechny systémy na dlouhé vzdálenosti využívají elektromagnetickou vazbu (vysílání a odraz elektromagnetických vln) mezi radiofrekvenčním štítkem a anténou čtečky k vyzařování vzdálené oblasti a vytvoření bezkontaktního rádiového kanálu pro prostorový přenos informací. Typická provozní frekvence systému na dlouhé vzdálenosti je 915 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz, kromě toho existují i ​​další frekvence, například 433 MHz atd. Radiofrekvenční štítky systému na dlouhé vzdálenosti se dělí na pasivní radiofrekvenční štítky (bez baterií) a polopasivní radiofrekvenční štítky (s bateriemi) podle toho, zda obsahují baterie. Obecně je dosah radiofrekvenčního štítku s baterií delší než dosah radiofrekvenčního štítku bez baterie. Baterie v polopasivním radiofrekvenčním štítku neposkytuje energii pro přenos dat mezi radiofrekvenčním štítkem a čtečkou, ale pouze energii pro čip radiofrekvenčního štítku, který slouží ke čtení a ukládání dat. Systémy na dlouhé vzdálenosti obecně používají režim reflexní modulace pro realizaci přenosu dat z radiofrekvenčního štítku do čtečky/zapisovačky. Systémy na dlouhé vzdálenosti mají obecně typickou směrovost a náklady na radiofrekvenční štítky a čtečky jsou stále na relativně vysoké úrovni. Z technického hlediska je ideálním RFID systémem systém na dlouhé vzdálenosti, který splňuje následující vlastnosti: RFID štítky jsou pasivní a lze je číst a zapisovat bezdrátově; RFID štítky a čtečky podporují čtení a zápis více štítků; vhodné pro identifikaci vysokorychlostních objektů (rychlost pohybu objektu je větší než 80 km/h); dlouhé vzdálenosti (vzdálenost čtení a zápisu je větší než 5-10 m); nízké náklady (splňují požadavky na jednorázové použití).