Identificazione a radiofrequenza (RFID): funzionamento e applicazione

L'RFID (Radio Frequency Identification) è un modo per garantire la memorizzazione e la trasmissione di informazioni da un comodo portacartellino alla posizione desiderata utilizzando dispositivi speciali. Tali tag identificativi facilitano il riconoscimento di vari oggetti: merci nel negozio, veicoli mobili durante il trasporto, aiutano a determinare la loro posizione, possono identificare persone e animali, per non parlare delle ampie possibilità di identificare documenti e proprietà.

Che cos'è un tag RFID

L'onda elettromagnetica ricevuta dal tag RFID dall'antenna lo attiva e diventa possibile scrivere i dati sul tag e leggere i dati dal tag. L'antenna funge quindi da canale di comunicazione multifunzionale tra il ricetrasmettitore e il tag, che garantisce completamente i processi di trasmissione e ricezione dei dati.

Antenne di varie forme e dimensioni possono essere incorporate in scanner, cancelli, tornelli, in diversi modi per lavorare con tag RFID, al fine di fornire accesso alle informazioni memorizzate nei tag di merci, oggetti, persone, veicoli, ecc. - in totale, che si sposta attraverso l'area di copertura dell'antenna dello scanner e ha un tag RFID su di esso.

L'antenna può funzionare continuamente e leggere costantemente tag in grandi numeri, interrogandoli continuamente, oppure può essere accesa per un po 'da un segnale dell'operatore. Un'antenna con un ricetrasmettitore e un decodificatore si trovano spesso in un alloggiamento comune, in modo che il segnale proveniente dall'antenna venga immediatamente demodulato, decrittografato e trasmesso attraverso un'interfaccia standard a un PC per l'ulteriore elaborazione dei dati ricevuti.

L'etichetta stessa di solito contiene un'antenna, un ricevitore, un trasmettitore e una memoria per la memorizzazione dei dati. L'etichetta riceve energia dal segnale radio dell'antenna del lettore o dalla propria fonte di alimentazione, dopo aver ricevuto un segnale esterno, l'etichetta risponde con il proprio segnale, che contiene alcune informazioni di identificazione. Quindi i tag RFID sono una specie di etichetta, solo più intelligenti.

Scrivere informazioni su un tag RFID

Le informazioni possono essere registrate su un tag in vari modi, a seconda del design del tag. Pertanto, i tag RFID possono essere dei seguenti tipi:

• R / O: tag solo per la lettura (sola lettura), quando i dati vengono immessi nella fase di produzione dei tag e non cambiano più;

• WORM - tag per la registrazione singola e successiva lettura multipla (Scrivi una volta letto molti), nessun dato viene inserito in tali tag durante la produzione, le informazioni vengono registrate dall'utente una volta, quindi possono essere lette più volte;

• R / W: tag per la scrittura ripetuta e la successiva lettura ripetuta di informazioni (lettura / scrittura).

Tag RFID attivi e passivi

Un tag RFID passivo è in grado di funzionare senza la propria fonte di energia, riceve energia per l'alimentazione solo dal segnale dello scanner. Tali tag sono di dimensioni inferiori rispetto a quelli attivi, più leggeri, più economici da produrre e hanno una durata illimitata: questo è il loro principale vantaggio.

Uno svantaggio condizionale di un tag RFID passivo è che è richiesto un lettore di potenza sufficientemente elevata. Il tag attivo si distingue per la presenza di una batteria integrata o la necessità di una batteria collegata.

Tali tag interagiscono con l'antenna dello scanner a una distanza maggiore rispetto ai tag passivi, poiché richiedono meno energia dall'antenna durante il funzionamento: questo è il vantaggio principale dei tag attivi, differiscono nell'intervallo di lettura 2-3 volte maggiore dei tag passivi e un tag attivo può spostarsi ad alta velocità nell'area di copertura dello scanner e avere ancora tempo per lavorare.

Sia i tag passivi che quelli attivi per le funzionalità di scrittura / lettura, singolo / multiplo, possono variare ampiamente indipendentemente dal metodo di alimentazione.

Dispositivo tag RFID

Il ricevitore, il trasmettitore, l'antenna e l'unità di memoria sono le parti principali del tag RFID. Tutto tranne l'antenna viene inserito nel caso di un piccolo microcircuito - un chip, quindi può sembrare che il segno sia costituito solo da un'antenna multigiro e un chip. Nelle etichette attive c'è un'altra parte: una fonte di alimentazione, ad esempio una batteria al litio.

Vantaggi dei tag RFID rispetto agli identificatori grafici

Il codice a barre viene stampato solo una volta nella fase di produzione e confezionamento e le informazioni sull'etichetta RFID possono essere non solo completamente modificate, ma anche integrate. I tag possono essere letti immediatamente in gran numero grazie al meccanismo anticollisione, difficile da ottenere per i codici grafici.

Nonostante il fatto che i codici a matrice possano contenere quantità relativamente grandi di dati, richiedono grandi aree per l'applicazione di codici, ad esempio per scrivere 50 byte con un codice a barre, è necessario un foglio A4, mentre un tag RFID con un chip di solo 1 centimetro quadrato è facile conterrà 1000 byte.

Scrivere sull'etichetta è abbastanza veloce e i codici grafici devono prima essere digitati, quindi stampati e incollati, e anche per preservare l'integrità dell'immagine.

Con gli identificatori RFID, tutto è più semplice, è sufficiente "impiantare" l'etichetta nella confezione in fase di produzione (non necessariamente dall'esterno), quindi scrivere i dati in modo senza contatto e l'etichetta sarà eterna (almeno 1.000.000 di interazioni con l'antenna dello scanner), l'etichetta nascosta all'interno del prodotto non fa paura sporco o polvere.

Inoltre, i dati registrati sull'etichetta, in tutto o in parte, possono essere protetti dalla lettura o dalla sovrascrittura con una password, se necessario, questo è un modo affidabile per proteggere dai falsi. Allo stesso tempo, la lettura avviene in qualsiasi posizione del segno nell'area di copertura dello scanner - questo è più conveniente del codice grafico che deve essere portato uniformemente allo scanner.

Frequenza secondo l'applicazione

Laddove è richiesta un'alta velocità di lettura, ad esempio per il monitoraggio di autoveicoli in movimento, vagoni ferroviari, sistemi di raccolta rifiuti, vengono utilizzate alte frequenze di 850-950 MHz e 2,4-5 GHz. Gli scanner ad alta frequenza sono montati su cancelli o barriere e un tag RFID (transponder) è installato, ad esempio, sul parabrezza di un'auto. L'intervallo di interazione tra il tag e lo scanner va da 4 a 8 metri, il che crea condizioni favorevoli per le persone, poiché il lettore si trova fuori dalla loro portata.

Attualmente, l'intervallo di frequenze medie di 10-15 MHz è molto popolare. È utilizzato nei trasporti e in altre applicazioni simili in cui è necessario lavorare con schede riscrivibili, smart card, ecc. Molte smart card attuali funzionano esattamente come i tag RFID a onde medie.

La gamma di bassa frequenza 100-500 KHz funziona a una piccola distanza tra lo scanner e l'oggetto, non più di 50 cm, a volte meno di 10 cm.

Un'antenna di grandi dimensioni compensa il corto raggio, ma le interferenze da linee ad alta tensione, computer e persino lampade a risparmio energetico possono interferire con il sistema. Tuttavia, in molti sistemi di controllo degli accessi (magazzini, walk-through), le basse frequenze vengono utilizzate per lavorare con le carte RFID senza contatto. Inoltre, la gamma a bassa frequenza viene utilizzata per l'identificazione senza contatto di animali e oggetti metallici come i fusti di birra.

Vedi anche:

24 video per una durata totale di 11 ore 17 minuti.

La prima parte descrive in cosa consiste generalmente l'identificazione a radiofrequenza, su quali leggi fisiche si basa la trasmissione dei dati, quali standard esistono e dove vengono spesso utilizzate schede di vari standard. Tipi di carte, struttura interna, ambito di applicazione. Modi di interazione tra carte e lettori.

La seconda parte è dedicata alla revisione delle carte standard EM-Marine. Fattore di forma dell'esecuzione della carta. Aree di utilizzo Trasferimento dei dati del protocollo dalla scheda. Formato di archiviazione del codice ID.Nozioni di base sulla carta. Qui viene considerato anche il circuito del lettore, verranno fornite raccomandazioni sull'assemblaggio e la configurazione del lettore. Infine, l'algoritmo per la trasmissione del codice identificativo della carta viene esaminato in dettaglio.

La terza parte del video è dedicata alle carte Mifare. Aspetto delle carte, ambito di utilizzo. Il modulo si basa sul chip specializzato MFRC522. Collegamento del modulo al microcontrollore. Analisi della libreria per lavorare con il modulo. Un'analisi dettagliata del lavoro con le carte degli standard Mifare Ultralight e Mifare Classic.