Ako fungujú elektronické cenovky

Elektronické štítky sú bezkontaktnou technológiou automatickej identifikácie, ktorá využíva rádiofrekvenčné signály na identifikáciu cieľových objektov a získavanie súvisiacich údajov.

Identifikačné práce si nevyžadujú ľudský zásah. Ako bezdrôtová verzia čiarových kódov má technológia RFID vodeodolnosť, antimagnetiku a odolnosť voči vysokým teplotám, dlhú životnosť, veľkú čítaciu vzdialenosť, údaje na štítku je možné šifrovať, kapacitu úložiska dát väčšiu, informácie o úložisku je možné voľne meniť a ďalšie výhody. Metóda kódovania, ukladanie a metóda čítania a zápisu elektronické značky sa líšia od tradičných štítkov (ako sú čiarové kódy) alebo manuálnych štítkov. Ukladanie kódov elektronických štítkov je uložené vo formáte len na čítanie alebo na čítanie a zápis na integrovanom obvode; najmä metóda čítania a zápisu, Elektronický štítok sa realizuje bezdrôtovým elektronickým prenosom. Vynikajúce technické vlastnosti Elektronické štítky RFID sú: dokáže identifikovať jeden veľmi špecifický objekt namiesto iba jedného typu objektu, ako je čiarový kód; dokáže čítať viacero objektov súčasne a čiarový kód je možné čítať iba jeden po druhom; skladovanie; Množstvo informácií je veľmi veľké; pomocou rádiovej frekvencie je možné čítať údaje cez externé materiály a čiarové kódy sa musia spoliehať na laser alebo infračervené žiarenie na čítanie informácií na povrchu materiálového média.

(1) Tag. Skladá sa zo spojovacích prvkov a čipov. Každý štítok má jedinečný elektronický kód. Vysokokapacitný elektronický štítok má užívateľsky zapisovateľný úložný priestor a je pripevnený k objektu na identifikáciu cieľového objektu.

(2) Čitateľ. Vreckové alebo pevné zariadenie, ktoré číta (a niekedy aj zapisuje) informácie zo značky.

(3) Anténa. Prenášajte rádiofrekvenčný signál medzi štítkom a čítačkou. Základný pracovný princíp technológie RFID nie je zložitý. Keď tag vstúpi do magnetického poľa vyžarovaného čítačkou, prijme rádiofrekvenčný signál z čítačky a energiu získanú indukovaným prúdom použije na odoslanie informácií o produkte (PassiveTag, pasívny tag alebo pasívny tag) uložených v čipe, alebo aktívne odošle určitú frekvenciu Signál (ActiveTag, aktívny tag alebo aktívny tag); po tom, čo čítačka prečíta a dekóduje informácie, odošle sa do centra spracovania informácií systému na príslušné spracovanie údajov.

Elektronické štítky možno rozdeliť do troch typov: typ vytvrdzovania integrovaného obvodu, typ drôtového prepisovania na mieste a typ bezdrôtového prepisovania na mieste podľa rôznych metód vstrekovania interne uložených informácií; podľa technických prostriedkov na čítanie údajov elektronických značiek ich možno rozdeliť do troch kategórií: Existujú tri typy typu vysielania, typ frekvenčného násobenia a typ modulácie odrazu; podľa rôznych spôsobov dodávky energie (napájanie z batérie) možno technológiu rádiofrekvenčnej identifikácie rozdeliť do troch typov: aktívna, pasívna a poloaktívna. Všeobecne populárna klasifikačná metóda RFID je podľa rôznej pracovnej frekvencie (jednotka: Hz) rozdelená na 4 druhy nízkofrekvenčného (LF), vysokofrekvenčného (HF), ultravysokého (UHF) a mikrovlnného frekvenčného pásma (MW).

(1) Nízkofrekvenčné/vysokofrekvenčné systémy majú vo všeobecnosti pracovnú frekvenciu < 30 MHz. Typické pracovné frekvencie sú 125 kHz, 225 kHz, 13.56 MHz (bezkontaktná IC karta – pracovná frekvencia rádiofrekvenčnej karty) atď. Rádiofrekvenčné identifikačné systémy založené na týchto frekvenčných bodoch majú vo všeobecnosti zodpovedajúce medzinárodné normy. Ich základné charakteristiky sú: náklady na elektronické štítky sú nižšie, množstvo údajov uložených v štítkoch je menšie a čítacia vzdialenosť je krátka (pasívne podmienky, typická vzdialenosť čítania je 10 cm), tvar elektronického štítku je rôznorodý (kartový, prstencový, gombíkový, perový) a smerovosť čítacej antény nie je silná.

(2) UHF/mikrovlnné systémy majú vo všeobecnosti pracovnú frekvenciu > 400 MHz a typické pracovné frekvenčné pásma sú 915 MHz, 2450 MHz, 5800 MHz atď. Systém má tiež mnoho medzinárodných noriem na podporu týchto frekvenčných pásiem. Základné vlastnosti sú: vysoká cena elektronické značky a čítačky, veľké množstvo údajov uložených v štítkoch, dlhá vzdialenosť na čítanie (až niekoľko metrov až desať metrov) a prispôsobivosť objektom Výkon pri vysokorýchlostnom pohybe je dobrý, tvar má vo všeobecnosti tvar karty a anténa na čítanie a anténa elektronického štítku majú silnú smerovosť.

(3) Vo vnútri aktívneho elektronického štítku je batéria, ktorá má vo všeobecnosti veľkú vzdialenosť na čítanie. Nevýhodou je, že batéria má obmedzenú životnosť (3-10 rokov); v pasívnom elektronickom štítku nie je žiadna batéria. Po prijatí mikrovlnného signálu z čítačky (sondového zariadenia) premieňa časť mikrovlnnej energie na jednosmerný prúd pre vlastnú prácu. Vo všeobecnosti je možné dosiahnuť bezúdržbovosť. V porovnaní s aktívnym systémom má pasívny systém mierne obmedzenie vzdialenosti čítania a rýchlosti prispôsobovania sa pohybu objektu.

(4) Informácie v integrovanom pevnom elektronickom štítku sa vo všeobecnosti vstrekujú v režime ROM počas výroby integrovaných obvodov a uložené informácie sú nemenné; elektronický štítok s káblovým prepisom vo všeobecnosti doň zapisuje informácie uložené v elektronickom štítku. V internom úložnom priestore E2 je na prepisovanie potrebný špeciálny programátor alebo zapisovač, ktorý musí byť počas procesu prepisovania napájaný; on-site bezdrôtový prepisovací elektronický štítok je vo všeobecnosti vhodný pre aktívne elektronické štítky so špecifickými pokynmi na prepisovanie a elektronické štítky Uložené informácie sa tiež nachádzajú v úložnom priestore E2. Vo všeobecnosti je čas potrebný na prepísanie údajov elektronického štítku oveľa dlhší ako čas potrebný na prečítanie údajov elektronického štítku. Vo všeobecnosti je čas potrebný na prepísanie rádovo v sekundách a čas čítania rádovo v milisekundách.

(5) Rádiofrekvenčný identifikačný systém typu vysielania. Elektronický štítok musí pracovať aktívnym spôsobom a vysielať svoje uložené identifikačné informácie v reálnom čase. Čítačka je ekvivalentom prijímača, ktorý iba prijíma, ale nevysiela. Nevýhodou tohto systému je, že elektronický štítok musí neustále prenášať informácie von, plytvá elektrinou a spôsobuje elektromagnetické znečistenie životného prostredia a bezpečnosť a dôvernosť systému je nízka. Je ťažké realizovať dvojfrekvenčný rádiofrekvenčný identifikačný systém. Vo všeobecnosti čítačka vysiela rádiofrekvenčný dopytový signál a nosná frekvencia signálu vrátená elektronickým štítkom je násobkom rádiovej frekvencie odoslanej čítačkou. Tento pracovný režim poskytuje čítačke pohodlie pri prijímaní a spracovávaní signálov ozveny. Avšak v prípade pasívnych elektronických štítkov, keď elektronický štítok premieňa prijatú rádiofrekvenčnú energiu čítačky na dvojfrekvenčnú nosnú frekvenciu ozveny, je účinnosť premeny energie nízka. Zlepšenie účinnosti konverzie si vyžaduje vyššie mikrovlnné zručnosti, čo znamená vyššie náklady na elektronické štítky. Práca tohto druhu systému musí zároveň zaberať dva pracovné frekvenčné body a vo všeobecnosti je ťažké získať licenciu na aplikáciu produktu Výboru pre riadenie rádiovej frekvencie.

(6) Realizácia systému identifikácie rádiovej frekvencie s reflexnou moduláciou má hlavne vyriešiť problém odosielania a prijímania na rovnakej frekvencii. Keď systém funguje, čítačka vysiela mikrovlnný dopytový (energetický) signál a elektronický štítok (pasívny) usmerňuje časť prijatého mikrovlnného dopytového energetického signálu na jednosmerný prúd, aby obvod v elektronickom štítku fungoval, a druhá časť signálu mikrovlnnej energie je uložená v elektronickom štítku. Dátová informácia sa moduluje (ASK) a odráža späť do čítačky. Potom, čo čítačka prijme odrazený signál amplitúdovej modulácie, dekóduje informácie o identifikačných údajoch uložených v elektronickom štítku. Počas pracovného procesu systému čítačka vysiela mikrovlnný signál a zároveň prijíma odrazený signál amplitúdovej modulácie. Sila odrazeného signálu je oveľa slabšia ako u prenášaného signálu. Preto ťažkosti pri technickej implementácii spočívajú v kofrekvenčnom príjme.

Elektronické spojenie štítkov má používať rôzne metódy na prenos rôznych signálov.

Pracovná vzdialenosť medzi rádiofrekvenčným štítkom a čítačkou v rádiofrekvenčnom identifikačnom systéme je dôležitou otázkou pri aplikácii rádiofrekvenčného identifikačného systému. Normálne je táto pracovná vzdialenosť definovaná ako vzdialenosť medzi rádiofrekvenčným štítkom a čítačkou na spoľahlivú výmenu údajov. Rozsah rádiofrekvenčného identifikačného systému je komplexný index, ktorý úzko súvisí so situáciou zhody rádiofrekvenčných štítkov a čítačiek. Podľa vzdialenosti rádiofrekvenčného identifikačného systému možno spojenie medzi anténou rádiofrekvenčného štítku a anténou čítačky rozdeliť do troch kategórií.

(1) Tesne prepojený systém. Typická prevádzková vzdialenosť systému sa pohybuje od 0 do 1 cm. V praktických aplikáciách je zvyčajne potrebné rádiofrekvenčný štítok vložiť do čítačky alebo umiestniť na povrch antény čítačky. Systém úzkej väzby využíva indukčnú väzbu (uzavretý magnetický obvod) medzi rádiofrekvenčným štítkom a reaktívnou oblasťou blízkeho poľa antény čítačky na vytvorenie bezkontaktného rádiofrekvenčného kanála na prenos priestorových informácií. Pracovná frekvencia pevne spojeného systému je vo všeobecnosti obmedzená na akúkoľvek frekvenciu pod 30 MHz. Pretože elektromagnetický únik metódy tesného spojenia je malý a energia získaná spojením je veľká, je vhodný pre aplikačné systémy (ako sú elektronické zámky dverí), ktoré vyžadujú vysokú bezpečnosť a nemajú žiadne požiadavky na prevádzkovú vzdialenosť.

(2) Telespojkový systém. Typická prevádzková vzdialenosť telespojkového systému môže dosiahnuť lm. Telespojkový systém je možné rozdeliť na dva typy: systém blízko spriahnutia (typická pracovná vzdialenosť je 15 cm) a systém riedko spriahnutý (typická pracovná vzdialenosť je lm). Typická prevádzková frekvencia diaľkového spojovacieho systému je 13.56 MHz a existujú aj niektoré ďalšie frekvencie, ako napríklad 6.75 MHz, 27.125 MHz atď. Hlavný rozdiel medzi systémom telespojky a systémom tesného spoja je v tom, že výkon indukčnej spojky je odlišný, čo odlišuje vzdialenosť spojky. Vzdialené spojovacie systémy sú stále hlavným prúdom nízkonákladových rádiofrekvenčných identifikačných systémov.

(3) Diaľkový systém. Typická prevádzková vzdialenosť diaľkového systému je 1～10 m a jednotlivé systémy majú dlhšiu prevádzkovú vzdialenosť. Všetky diaľkové systémy využívajú elektromagnetickú väzbu (emisia a odraz elektromagnetických vĺn) medzi rádiofrekvenčným štítkom a anténou čítačky na vyžarovanie vzdialenej oblasti poľa na vytvorenie bezkontaktného rádiofrekvenčného kanála na prenos priestorových informácií. Typická pracovná frekvencia diaľkového systému je 915 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz, okrem toho existujú aj iné frekvencie, ako napríklad 433 MHz atď. Rádiofrekvenčné štítky diaľkového systému sa delia na pasívne rádiofrekvenčné štítky (bez batérií) a polopasívne rádiofrekvenčné štítky (s batériami) podľa toho, či obsahujú batérie. Vo všeobecnosti je dosah rádiofrekvenčného štítku obsahujúceho batériu dlhší ako dosah rádiofrekvenčného štítku bez batérie. Batéria v semipasívnom rádiofrekvenčnom štítku neposkytuje energiu na prenos údajov medzi rádiofrekvenčným štítkom a čítačkou, ale poskytuje energiu iba čipu rádiofrekvenčného štítku, ktorý slúži na čítanie a ukladanie údajov. Systém na dlhé vzdialenosti vo všeobecnosti využíva pracovný režim modulácie odrazu na realizáciu prenosu údajov z rádiofrekvenčného štítku do čítačky/zapisovačky. Diaľkové systémy majú vo všeobecnosti typickú smerovosť a náklady na rádiofrekvenčné štítky a čítačky sú stále na relatívne vysokej úrovni. Z technického hľadiska je ideálnym RFID systémom diaľkový systém, ktorý spĺňa nasledujúce charakteristiky: RFID štítky sú pasívne a možno ich čítať a zapisovať bezdrôtovo; RFID štítky a čítačky podporujú čítanie a zápis viacerých štítkov; vhodné na identifikáciu rýchlo sa pohybujúcich objektov (rýchlosť pohybu objektu je väčšia ako 80kin/h); veľká vzdialenosť (vzdialenosť čítania a zápisu je väčšia ako 5-10 m); nízke náklady (ktoré môžu spĺňať požiadavky na jednorazové použitie).