Võrreldes traditsioonilise magnetkaardi ja IC-kaardi tehnoloogiaga on raadiosagedustuvastuse (RFID) tehnoloogial kontaktivaba, kiire lugemiskiirus ja kulumiskindlus. Viimastel aastatel on see kiiresti arenenud. Hiina inseneride arusaama tugevdamiseks tehnoloogiast tutvustatakse selles artiklis üksikasjalikult RFID-tehnoloogia tööpõhimõtet, klassifikatsiooni, standardeid ja nendega seotud rakendusi.
RFID-tehnoloogia kasutab traadita raadiosagedust kontaktivaba kahepoolse andmeedastuse teostamiseks lugeja ja raadiosageduskaardi vahel, et saavutada sihtmärgi tuvastamine ja andmevahetus. Võrreldes traditsioonilise vöötkoodi, magnetkaardi ja IC-kaardiga on raadiosageduskaardil kontaktivabad omadused, kiire lugemiskiirus, kulumine, keskkonnamõju puudumine, pikk eluiga, hõlpsasti kasutatav ja kokkupõrkevastane funktsioon, mis saab hakkama mitu kaarti korraga. kaart. Välisriikides on raadiosagedustuvastuse tehnoloogiat laialdaselt kasutatud paljudes valdkondades, näiteks tööstusautomaatika, kaubandusautomaatika ja transpordi juhtimise juhtimine.
Süsteemi koostis ja tööpõhimõte
Kõige elementaarsem RFID-süsteem koosneb kolmest osast:
1. Silt (silt, RF-kaart): see koosneb sidestuselementidest ja kiipidest. Silt sisaldab sisseehitatud antenni RF-antenniga suhtlemiseks.
2. Lugeja: seade, mis loeb (oskab ka kaardilugejasse kirjutada) sildi teavet.
3. Antenn: edastab raadiosagedussignaali sildi ja lugeja vahel.
Mõned süsteemid on andmevahetuseks ühendatud ka lugeja RS232 või RS485 liidese kaudu välise arvutiga (hostarvutisüsteem).
Süsteemi põhiline tööprotsess on: lugeja saadab edastava antenni kaudu teatud sagedusega raadiosagedussignaali. Kui raadiosageduskaart siseneb edastava antenni tööpiirkonda, tekib indutseeritud vool ning raadiosageduskaart saab energiat ja aktiveeritakse; raadiosageduskaart saadab sisseehitatud kaardi kaudu oma kodeeringut ja muud teavet. Antenn saadetakse välja; süsteem, mis võtab vastu antenni, võtab vastu raadiosageduskaardilt saadetud kandesignaali ja edastab selle antenniregulaatori kaudu lugejale. Lugeja demoduleerib ja dekodeerib vastuvõetud signaali ning saadab selle seejärel põhilisele taustsüsteemile seotud töötlemiseks; põhisüsteem Kaardi kehtivuse otsustamine loogikaoperatsioonide järgi, vastava töötlemise ja juhtimise seadistamine erinevate seadistuste jaoks ning käsusignaalide väljastamine täiturmehhanismide juhtimiseks.
Sidestusmeetodi (induktiivsus-elektromagnetiline), sideprotsessi (FDX, HDX, SEQ), andmeedastusmeetodi raadiosageduskaardilt lugejale (koormuse moduleerimine, tagasihajumine, kõrgetasemelised harmoonilised) ja sagedusvahemiku osas on erinevad on mittekontaktsete edastamismeetodite põhimõttelised erinevused, kuid kõik lugejad on funktsionaalsete põhimõtete ning selle järgi määratud disaini ja konstruktsiooni poolest väga sarnased. Kõiki lugejaid saab lihtsustada kaheks põhimooduliks, kõrgsageduslikuks liideseks ja juhtplokiks. Kõrgsageduslik liides sisaldab saatjat ja vastuvõtjat. Selle funktsioonide hulka kuuluvad: kõrgsagedusliku ülekandevõimsuse genereerimine raadiosageduskaardi aktiveerimiseks ja energia andmiseks; edastatud signaali moduleerimine andmete edastamiseks raadiosageduskaardile; andmete vastuvõtmine ja demoduleerimine raadiosageduskaardilt Kõrgsageduslik signaal. Erinevate raadiosagedustuvastussüsteemide kõrgsagedusliku liidese kujundamisel on mõningaid erinevusi. Induktiivsidestussüsteemi kõrgsagedusliku liidese skemaatiline diagramm on näidatud joonisel 1.
Lugeja juhtploki funktsioonide hulka kuuluvad: suhtlemine rakendussüsteemi tarkvaraga ja rakendussüsteemi tarkvara saadetud käskude täitmine; sideprotsessi juhtimine raadiosageduskaardiga (ülema-orja põhimõte); signaali kodeerimine ja dekodeerimine. Mõne erisüsteemi jaoks on olemas täiendavad funktsioonid, näiteks kokkupõrkevastaste algoritmide juurutamine, raadiosageduskaardi ja lugeja vahel edastatavate andmete krüpteerimine ja dekrüpteerimine ning raadiosageduskaardi ja lugeja vahel identiteedi kontrollimine.
Raadiosagedustuvastussüsteemi lugemis-kirjutuskaugus on väga kriitiline parameeter. Praegu on kaugside raadiosagedustuvastussüsteemi hind endiselt väga kallis, seetõttu on väga oluline leida viis selle lugemis- ja kirjutamiskauguse suurendamiseks. RF-kaardi lugemis- ja kirjutamiskaugust mõjutavad tegurid hõlmavad antenni töösagedust, lugeja RF-väljundvõimsust, lugeja vastuvõtutundlikkust, RF-kaardi energiatarbimist, antenni Q-väärtust ja resonantsahel, antenni suund ning lugeja ja RF-kaardi kraadi ühendamine, samuti raadiosageduskaardi enda saadud energia ja energia teabe saatmiseks. Enamiku süsteemide lugemiskaugus ja kirjutuskaugus on erinevad ning kirjutuskaugus on umbes 40–80% lugemiskaugusest.
Raadiosageduskaartide standardid ja liigitused
Praegu võtavad paljud raadiosagedustuvastust tooteid tootvad ettevõtted vastu oma standardid ja maailmas puudub ühtne standard. Praegu on raadiosageduskaartide jaoks saadaval mitu standardit: ISO10536, ISO14443, ISO15693 ja ISO18OOO. Kõige laialdasemalt kasutatakse ISO14443 ja ISO15693, mis mõlemad koosnevad neljast osast: füüsikalised omadused, raadiosageduslik võimsus ja signaali liides, initsialiseerimine ja kokkupõrke vältimine ning edastusprotokoll.
Erinevate meetodite järgi liigitatakse raadiosageduskaardid järgmistesse kategooriatesse:
1. Toiteallika režiimi järgi jaguneb see aktiivkaartideks ja passiivkaartideks. Aktiivne tähendab, et toiteallikaks on kaardil aku, millel on pikk töökaugus, kuid piiratud eluiga, suured mõõtmed, suured kulud ja mis ei sobi töötamiseks karmis keskkonnas; passiivses kaardis pole akut ja see kasutab kiirtehnoloogiat selleks, et vastuvõetud raadiosageduslik energia muundatakse alalisvoolu toiteallikaks, et toita kaardi vooluahelat. Selle töökaugus on aktiivse kaardi omast lühem, kuid selle eluiga on pikk ja see ei nõua kõrget töökeskkonda.
2. Vastavalt kandesagedusele jaguneb see madalsageduslikuks raadiosageduskaardiks, vahesageduse raadiosageduskaardiks ja kõrgsageduslikuks raadiosageduskaardiks. Seal on peamiselt 125kHz ja 134.2kHz madalsageduslikud raadiosageduskaardid, vahesagedusliku raadiosageduskaardi põhisagedus on 13.56MHz ja peamine kõrgsageduslik raadiosageduskaart on 433MHz, 915MHz, 2.45GHz, 5.8GHz jne. Madalsagedussüsteeme kasutatakse peamiselt lühikestes ja odavate rakenduste puhul, näiteks enamikus juurdepääsukontrollides, ülikoolilinnaku kaartides, loomade järelevalves, lasti jälgimisel jne. Vahesagedussüsteemi kasutatakse juurdepääsu kontrollimiseks ja rakendussüsteemideks, mis peavad edastama suur hulk andmeid; kõrgsagedussüsteemi kasutatakse juhtudel, kus on vaja pikka lugemis- ja kirjutamiskaugust ning suurt lugemis- ja kirjutamiskiirust ning selle antennikiire suund on kitsas ja hind kõrgem. Rakendamine maanteede teemaksu kogumisel ja muudes süsteemides.
3. Erinevate modulatsioonimeetodite järgi võib selle jagada aktiivseks ja passiivseks. Aktiivne raadiosageduskaart kasutab andmete lugejale aktiivseks saatmiseks omaenda raadiosageduslikku energiat; passiivne raadiosageduskaart kasutab andmete edastamiseks moduleeritud hajumismeetodit ja oma signaali moduleerimiseks peab see kasutama lugeja kandjat. Seda tüüpi tehnoloogia sobib juurdepääsu kontrollimiseks või transpordirakendustes, sest lugeja saab tagada, et ainult teatud vahemikus olevad raadiosageduskaardid oleksid aktiveeritud. Takistuste korral peab moduleeritud hajumismeetodit kasutades lugeja energia tulema ja läbima takistuse kaks korda. Aktiivse raadiosageduskaardi edastatav signaal läbib takistust ainult üks kord, seetõttu kasutatakse aktiivset raadiosageduskaarti peamiselt takistustega rakendustes ja selle kaugus on suurem (kuni 30 meetrit).
4. Töökauguse järgi võib selle jagada tihedaks haakekaardiks (töökaugus alla 1 cm), tihedaks haardekaardiks (töökaugus alla 15 cm), lahtiseks haakekaardiks (töökaugus umbes 1 meeter) ja pikaks kauguskaart (töökaugus alates 1 meetrist) kuni 10 meetrini või isegi kaugemale).
5. Kiibi järgi jaguneb see kirjutuskaardiks, kirjutuskaardiks ja protsessori kaardiks.
Raadiosagedustehnika
Võrreldes traditsioonilise magnetkaardi ja IC-kaardi tehnoloogiaga on raadiosagedustehnoloogial (RFID) kontaktivaba, kiire lugemiskiirus ja mittekandmine. Viimastel aastatel on see kiiresti arenenud. Hiina inseneride arusaama tugevdamiseks sellest tehnoloogiast tutvustatakse selles artiklis üksikasjalikult raadiosagedustehnoloogia tööpõhimõtet, klassifikatsiooni, standardeid ja nendega seotud rakendusi.
Raadiosagedustehnoloogia kasutab juhtmeta raadiosagedust kontaktivaba kahepoolse andmeedastuse teostamiseks lugeja ja raadiosageduskaardi vahel, et saavutada sihtmärgi tuvastamine ja andmevahetus. Võrreldes traditsioonilise vöötkoodi, magnetkaardi ja IC-kaardiga on raadiosageduskaardil kontaktivabad omadused, kiire lugemiskiirus, kulumine, keskkonnamõju puudumine, pikk eluiga, hõlpsasti kasutatav ja kokkupõrkevastane funktsioon, mis saab hakkama mitu kaarti korraga. kaart. Välisriikides on raadiosagedustuvastuse tehnoloogiat laialdaselt kasutatud paljudes valdkondades, näiteks tööstusautomaatika, kaubandusautomaatika ja transpordi juhtimise juhtimine.
Raadiosagedustehnoloogia süsteemi põhiline tööprotsess on: lugeja saadab edastava antenni kaudu teatud sagedusega raadiosagedussignaali ja kui raadiosageduskaart siseneb edastava antenni tööpiirkonda, tekib indutseeritud vool ja raadiosageduskaart saab energiat ja on aktiveeritud; raadiosageduskaart edastab kaardi kaudu oma kodeeringu ja muu teabe. Sisseehitatud edastav antenn saadab selle välja; süsteem, mis võtab vastu antenni, võtab vastu raadiosageduskaardilt saadetud kandesignaali ja edastab selle antenniregulaatori kaudu lugejale. Lugeja demoduleerib ja dekodeerib vastuvõetud signaali ning saadab selle seejärel põhilisele taustsüsteemile vastavaks töötlemiseks; Põhisüsteem hindab kaardi legitiimsust vastavalt loogikaoperatsioonile, teeb erinevate seadistuste jaoks vastava töötluse ja juhtimise ning saadab ajami tegevuse juhtimiseks käsusignaale.
Sidestusmeetodi (induktiivsus-elektromagnetiline), sideprotsessi (FDX, HDX, SEQ), andmeedastusmeetodi raadiosageduskaardilt lugejale (koormuse moduleerimine, tagasihajumine, kõrgetasemelised harmoonilised) ja sagedusvahemiku osas on erinevad on mittekontaktsete edastamismeetodite põhimõttelised erinevused, kuid kõik lugejad on funktsionaalsete põhimõtete ning selle järgi määratud disaini ja konstruktsiooni poolest väga sarnased. Kõiki lugejaid saab lihtsustada kaheks põhimooduliks, kõrgsageduslikuks liideseks ja juhtplokiks. Kõrgsageduslik liides sisaldab saatjat ja vastuvõtjat. Selle funktsioonide hulka kuuluvad: kõrgsagedusliku ülekandevõimsuse genereerimine raadiosageduskaardi aktiveerimiseks ja energia andmiseks; edastatud signaali moduleerimine andmete edastamiseks raadiosageduskaardile; andmete vastuvõtmine ja demoduleerimine raadiosageduskaardilt Kõrgsageduslik signaal. Erinevate RFID-süsteemide kõrgsagedusliku liidese kujunduses on mõningaid erinevusi.
Lugeja juhtploki funktsioonide hulka kuuluvad: suhtlemine rakendussüsteemi tarkvaraga ja rakendussüsteemi tarkvara saadetud käskude täitmine; sideprotsessi juhtimine raadiosageduskaardiga (ülema-orja põhimõte); signaali kodeerimine ja dekodeerimine. Mõne erisüsteemi jaoks on olemas täiendavad funktsioonid, näiteks kokkupõrkevastaste algoritmide juurutamine, raadiosageduskaardi ja lugeja vahel edastatavate andmete krüpteerimine ja dekrüpteerimine ning raadiosageduskaardi ja lugeja vahel identiteedi kontrollimine.
Raadiosagedustehnoloogia identifitseerimissüsteemi lugemis-kirjutuskaugus on väga kriitiline parameeter. Praegu on kaugside raadiosagedustuvastussüsteemi hind endiselt väga kallis, seetõttu on väga oluline leida viis selle lugemis- ja kirjutamiskauguse suurendamiseks. Raadiosageduskaardi lugemis- ja kirjutamiskaugust mõjutavad tegurid hõlmavad antenni töösagedust, lugeja RF väljundvõimsust, lugeja vastuvõtutundlikkust, raadiosageduskaardi energiatarbimist, Q väärtust antenn ja resonantsahel, antenni suund, lugeja ja raadiosageduskaardi kraadiga ühendamine, samuti raadiosageduskaardi enda saadud energia ja energia teabe saatmiseks. Enamiku süsteemide lugemiskaugus ja kirjutuskaugus on erinevad ning kirjutuskaugus on umbes 40–80% lugemiskaugusest.
Alates 1990. aastatest on raadiosagedustuvastuse tehnoloogia kogu maailmas kiiresti arenenud. Ülemaailmne kogumüük kasvab kiiresti, keskmise aastase kiirusega üle 25%. Pärast enam kui kümneaastast arengut on raadiosagedustuvastuse tehnoloogiat laialdaselt kasutatud kõigis eluvaldkondades, eriti elektroonilises infotööstuses.
Raadiosagedustuvastuse tehnoloogia rakendamine minu riigis peaks olema alles lapsekingades. Lünk ilmneb kõigepealt tehnoloogias. Kuigi madalsageduslike ja vahesageduslike toodete rakendamisel on kindel alus, pole kõrgsagedusväljas põhimõtteliselt ühtegi ulatuslikku küpset rakenduse juhtumit; teiseks on rakenduskeskkonnas elektroonilised sildid omamoodi Tööriistad tunnustamise tõhususe ja täpsuse parandamiseks. Mida kõrgem on turustamise aste, seda konkurentsivõimelisem ja tugevamad on organisatsiooni nõuded efektiivsusele. Sellisel juhul on elektroonilistel siltidel võimalus neid laialdaselt rakendada. Kui tuua elektrooniliste siltide kasutamine tarneahelas, peab see põhinema tarneahela küpsel ja ulatuslikul kasutamisel. Kuid minu riigi tarneahela arendamine on just hästi alanud. Enamiku ettevõtete jaoks on sellised täiustatud juhtimismeetodid ja -tehnoloogiad alles lapsekingades.
Raadiosagedustehnoloogia lokaliseerimine on hädavajalik. Ükskõik, mis aspektist lähtudes, kui loodame pikka aega ainult välismaalt imporditud toodetele, takistab see raadiosagedustehnoloogia edendamist ja ulatuslikku kasutamist. Raadiosageduse lokaliseerimise teel alustati kõigepealt rakendussüsteemi lokaliseerimist ja see on praegu olnud suhteliselt tõhus. Süsteemirakendustehnoloogia järkjärgulise küpsuse ja turu kasvuga on esile kerkinud palju suurepäraseid süsteemintegraatoreid, eriti keskmise ja madala sagedusega mittekontaktsete toodete rakendamisel.
Elektrooniliste siltide lokaliseerimise võib jagada kolmeks aspektiks: kiibitehnoloogia, moodulite pakendamine ja siltide töötlemine. Praegu on Hiinas moodustatud suhteliselt küps IC-kaardi moodulipakett. Mõned kodumaised ettevõtted on teinud uusi katseid elektrooniliste siltide pakendamisel, mis on soodustanud elektrooniliste siltide maksumuse edasist vähenemist. Teine on lugejate ja välisseadmete lokaliseerimine. Tegelikult on masinate ja välisseadmete lokaliseerimine võtmetegur elektrooniliste siltide reklaamimisel. Ainult olemasoleva välismaise arenenud tehnoloogia tõelisel seedimisel saavad selle tooted tõelise turu konkurentsivõime ja pikaajalise elujõu.
Pikemas perspektiivis küpseb elektrooniliste siltide, eriti kõrgsageduslike ja kaugekõnede elektrooniliste siltide turg lähiaastatel järk-järgult ning sellest saab busside, mobiilside, turu väljavaadete ja IC-kaartide valdkonnas tohutu võimsusega teine turg. telefonid ja ID-kaardid. Hiinas suhteliselt tuttavale IC-kaarditööstusele saab see suure tööstusharu võimaluse. Selle tööstusharu võimaluse korral peaksid kodumaised tootjad suurendama investeeringuid, võtma ettevaatusabinõusid ja saavutama tehnoloogilisi läbimurdeid. Lisaks peaksid pädevad valitsusasutused lisaks tootjate jõupingutustele mängima ka suunavat ja juhtivat rolli, toetama kodumaiseid tootjaid, sõnastama tööstuse standardid vastavalt kodumaistele vajadustele, alustama standarditest, looma terve sõltumatute intellektuaalomandi õiguste süsteemi, ja veelgi lühendada ning lõhe kodumaisel kõrgtasemel on tugevdanud kodumaise kiipkaarditööstuse arengut. Fudan Microelectronics on pikka aega pühendunud kontaktivabade elektrooniliste siltide tehnoloogia arendamisele ja propageerimisele. Pakkudes klientidele nende vajadustele vastavaid tooteid, pakub see ka teistele kogu toote tootjatele igakülgset tehnilist tuge, mis on seotud RFID-raadiosagedustuvastuse rakendamisega.
Alates 2004. aastast on kogu maailmas toimunud raadiosagedustuvastustehnoloogia (RFID) tõus. Kaubandushiiglased, sealhulgas Wal-Mart, Procter & Gamble ja Boeing, on kõik aktiivselt propageerinud RFID kasutamist töötlevas tööstuses, logistikas, jaemüügis, transpordis ja muudes tööstusharudes. . RFID-tehnoloogia ja selle rakendamine on kiire kasvu perioodil. Tööstus tunnustab seda selle sajandi ühe potentsiaalseima tehnoloogiana. Selle arendamine ja rakenduste edendamine on automaatse tuvastamise tööstuse tehnoloogiline revolutsioon. RFID rakendamine transpordi- ja logistikatööstuses annab kommunikatsioonitehnoloogiale uue etapi ja sellest saab tulevikus üks telekommunikatsioonitööstuse potentsiaalsetest kasumi kasvupunktidest.
RFID-tehnoloogia abil saab teabe sisestamise ja töötlemise lõpule viia ilma otsese kontakti, optilise nähtavuse ja käsitsi sekkumiseta ning see on mugav ja kiire kasutada. Seda saab laialdaselt kasutada tootmises, logistikas, transpordis, transpordis, ravis, võltsimisvastases tegevuses, jälgimisel, seadmete ja varahalduses jne. Andmete kogumise ja töötlemise vajadus
1. Raadiosagedustehnoloogia põhimõtted
Raadiosagedustehnoloogia RF (raadiosagedus) põhiprintsiip on elektromagnetiline teooria. Raadiosagedussüsteemi eeliseks on see, et see ei piirdu vaateväljaga ning tuvastamiskaugus on kaugem kui optilisel süsteemil. Raadiosagedusliku identifitseerimiskaart suudab lugeda ja kirjutada, võib kanda suurt hulka andmeid, seda on raske võltsida ja see on intelligentne.
Viimastel aastatel on kaasaskantavate andmeterminalide (PDT) rakendamine suurenenud. PDT suudab kogutud kasulikke andmeid salvestada või juhtimise infosüsteemi üle kanda. Kaasaskantav andmeterminal sisaldab tavaliselt skannerit, väikest, kuid võimsat mäluga arvutit, ekraani ja käsitsi sisestamiseks klaviatuuri. Andmete kogumise ja edastamise juhtimiseks on kirjutuskaitstud mällu installitud püsimälu operatsioonisüsteem.
PDT-mälus olevaid andmeid saab raadiosagedustehnoloogia kaudu igal ajal hostarvutisse edastada. Skannige töötamise ajal asukohasilt ja sisestage PDT-sse riiuli number ja toote kogus ning edastage need andmed siis raadiosagedustehnoloogia kaudu arvutihaldussüsteemi. Saad kliendi tootenimekirja, arve, saatmisetiketi, tootekoodi ja kohas hoitava koguse jne.
2. Raadiosagedustehnoloogia rakendatavus logistikahalduses
RF sobib sündmusteks, mis nõuavad kontaktivaba andmete kogumist ja vahetamist, näiteks materjali jälgimine, sõiduki ja riiuli tuvastamine. RF-siltide loetava ja kirjutatava võime tõttu sobib see eriti juhtudel, kui andmesisu tuleb sageli muuta.
RF-i rakendamine minu riigis on samuti alanud. Mõnes kiirtee tasulises väravas saab raadiosagedust kasutada peatumiseks laadimiseks. Juba mõnda aega on käinud kohtuprotsess RF-i kasutamise kohta kaubavagunite numbrite registreerimiseks minu riigi raudteesüsteemis. Mõned logistikaettevõtted valmistuvad ka RF-i kasutamiseks logistikas. Juhtimisel.
3. Raadiosagedustehnoloogia rakendamine sõjalises logistikas
Ameerika Ühendriigid ja Põhja-Atlandi Lepingu Organisatsioon (NATO) Bosnia "ühisoperatsioonidel" mitte ainult ei ehitanud sõjaajaloo kõige keerukamat sidevõrku, vaid täiustasid ka uut logistikasüsteemi sõjaliste varude tuvastamiseks ja jälgimiseks. Seda me õppisime. "Korduva transpordi õppetund, mis on tingitud suutmatusest jälgida kõrbetormi sõjalise operatsiooni ajal suurt hulka materjale. Sõltumata sellest, kas materjale tellitakse, transporditakse või ladustatakse selle süsteemi kaudu , kõikidel tasanditel olevad komandörid saavad kogu teabe reaalajas haarata. Süsteemi transpordiosa funktsioon on realiseeritud konteinerite ja seadmete külge kinnitatud raadiosagedustuvastuse siltidega. Raadiosageduse vastuvõtu- ja edastusseadmed on tavaliselt paigaldatud transpordiliinid (näiteks väravapostid, sildade muulide kõrval jne), samuti peamised asukohad, nagu laod, jaamad, dokid ja lennujaamad. Pärast seda, kui vastuvõttev seade on RF-märgise teabe kätte saanud, ühendatakse see kaardi asukohateabega vastuvõtukoha, laadib selle üles sidesatelliidile ja edastab seejärel satelliidi kaudu transpordi saatekeskusesse ja saadab selle teabe andmebaas.
Meie teise tootega:
