Sistemi e frequenze RFID
I sistemi RFID possono essere suddivisi in base alla banda di frequenza all'interno della quale operano: bassa frequenza, alta frequenza e altissima frequenza. Esistono anche due grandi categorie di sistemi: RFID passivo e attivo. Nelle sezioni seguenti esploreremo le frequenze e i tipi di sistemi RFID.
Come possono essere classificati i sistemi RFID?
I sistemi RFID sono spesso classificati in base alla loro banda di frequenza operativa. La frequenza si riferisce alla dimensione delle onde radio utilizzate per comunicare tra i componenti del sistema. I sistemi RFID in tutto il mondo operano nelle bande a bassa frequenza (LF), alta frequenza (HF) e ultra alta frequenza (UHF). Le onde radio si comportano in modo diverso a ciascuna di queste frequenze e ci sono vantaggi e svantaggi associati all'utilizzo di ciascuna banda di frequenza.
Ad esempio, se un sistema RFID funziona a una frequenza inferiore, ha una velocità di lettura dei dati più lenta, ma maggiori capacità di lettura vicino o su superfici metalliche o liquide. Se un sistema funziona a una frequenza più elevata, generalmente ha velocità di trasferimento dati più elevate e intervalli di lettura più lunghi, ma una maggiore sensibilità alle interferenze delle onde radio causate da liquidi e metalli nell'ambiente. Tuttavia, le innovazioni tecnologiche degli ultimi anni hanno reso possibile l'utilizzo di sistemi RFID ad altissima frequenza intorno a liquidi e metalli.
RFID a bassa frequenza (LF)
La banda LF copre frequenze da 30 KHz a 300 KHz. In genere i sistemi RFID LF funzionano a 125 KHz, anche se ce ne sono alcuni che funzionano a 134 KHz. Questa banda di frequenza fornisce un breve raggio di lettura di 10 cm e ha una velocità di lettura più lenta rispetto alle frequenze più alte, ma non è molto sensibile alle interferenze delle onde radio.
Le applicazioni RFID LF includono il controllo degli accessi e il monitoraggio del bestiame.
Gli standard per i sistemi di tracciabilità degli animali LF sono definiti in ISO 14223 e ISO/IEC 18000-2. Lo spettro LF non è considerato un'applicazione veramente globale a causa delle leggere differenze nei livelli di frequenza e potenza in tutto il mondo.
RFID ad alta frequenza (HF)
La banda HF va da 3 a 30 MHz. La maggior parte dei sistemi RFID HF funziona a 13,56 MHz con intervalli di lettura compresi tra 10 cm e 1 m. I sistemi HF presentano una moderata sensibilità alle interferenze.
HF RFID è comunemente usato per applicazioni di biglietteria, pagamento e trasferimento dati.
Esistono diversi standard RFID HF, come lo standard ISO 15693 per la tracciabilità degli articoli e gli standard ECMA-340 e ISO/IEC 18092 per Near Field Communication (NFC), una tecnologia a corto raggio comunemente utilizzata per lo scambio di dati tra dispositivi. Altri standard HF includono gli standard ISO/IEC 14443 A e ISO/IEC 14443 per la tecnologia MIFARE, utilizzata nelle smart card e nelle carte di prossimità, e JIS X 6319-4 per FeliCa, un sistema di smart card comunemente utilizzato nella moneta elettronica carte.
RFID ad altissima frequenza (UHF)
La banda di frequenza UHF copre la gamma da 300 MHz a 3 GHz. I sistemi RAIN RFID sono conformi allo standard UHF Gen2 e utilizzano la banda da 860 a 960 MHz. Sebbene vi sia una certa variazione nella frequenza da regione a regione, i sistemi RFID RAIN nella maggior parte dei paesi operano tra 900 e 915 MHz.
Il raggio di lettura dei sistemi UHF passivi può raggiungere i 12 m e l'RFID UHF ha una velocità di trasferimento dati più rapida rispetto a LF o HF. L'RFID UHF è il più sensibile alle interferenze, ma molti produttori di prodotti UHF hanno trovato il modo di progettare tag, antenne e lettori per mantenere alte le prestazioni anche in ambienti difficili. I tag UHF passivi sono più facili ed economici da produrre rispetto ai tag LF e HF.
RAIN RFID è utilizzato in un'ampia varietà di applicazioni, che vanno dalla gestione dell'inventario al dettaglio, all'anticontraffazione farmaceutica, alla configurazione dei dispositivi wireless. La maggior parte dei nuovi progetti RFID utilizza UHF (RAIN) anziché LF o HF, rendendo RAIN il segmento in più rapida crescita del mercato RFID.
La banda di frequenza UHF è regolata da un unico standard globale chiamato standard UHF ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63). Impinj ha guidato lo sviluppo dello standard Gen2, ha fatto pressioni sui governi per allocare lo spettro di frequenza e ha co-fondato ilAlleanza RAIN RFIDinsieme a Google, Intel e Smartrac al fine di promuovere l'adozione universale delle soluzioni tecnologiche RAIN in molti mercati verticali diversi.
RAIN RFID utilizza lo standard UHF Gen2 ed è il segmento in più rapida crescita del mercato RFID
Sistemi RFID attivi
Nei sistemi RFID attivi, i tag hanno il proprio trasmettitore e fonte di alimentazione. Di solito, la fonte di alimentazione è una batteria. I tag attivi trasmettono il proprio segnale per trasmettere le informazioni memorizzate sui loro microchip.
I sistemi RFID attivi operano tipicamente nella banda ad altissima frequenza (UHF) e offrono una portata fino a 100 m. In generale, i tag attivi vengono utilizzati su oggetti di grandi dimensioni, come vagoni ferroviari, grandi contenitori riutilizzabili e altre risorse che devono essere tracciate su lunghe distanze.
Esistono due tipi principali di tag attivi: transponder e beacon. I transponder vengono "svegliati" quando ricevono un segnale radio da un lettore, quindi si accendono e rispondono trasmettendo un segnale di ritorno. Poiché i transponder non irradiano attivamente onde radio finché non ricevono un segnale del lettore, conservano la durata della batteria.
I beacon vengono spesso utilizzati in sistemi di localizzazione in tempo reale (RTLS), al fine di tracciare continuamente la posizione precisa di una risorsa. A differenza dei transponder, i beacon non vengono accesi dal segnale del lettore. Invece, emettono segnali a intervalli prestabiliti. A seconda del livello di precisione di localizzazione richiesto, i beacon possono essere impostati per emettere segnali ogni pochi secondi o una volta al giorno. Il segnale di ciascun beacon viene ricevuto da antenne di lettura posizionate attorno al perimetro dell'area monitorata e comunica le informazioni e la posizione dell'ID del tag.
L'ecosistema wireless per i clienti è molto ampio e cresce ogni giorno, ci sono casi d'uso in cui RFID attivo e RFID passivo vengono implementati contemporaneamente per un approccio additivo alla gestione di risorse o sensori.
Sistemi RFID passivi
Nei sistemi RFID passivi il lettore e l'antenna del lettore inviano un segnale radio al tag. Il tag RFID utilizza quindi il segnale trasmesso per accendersi e riflettere l'energia al lettore.
I sistemi RFID passivi possono operare nelle bande radio a bassa frequenza (LF), ad alta frequenza (HF) o ad altissima frequenza (UHF). Poiché le portate del sistema passivo sono limitate dalla potenza della retrodiffusione del tag (il segnale radio riflesso dal tag al lettore), in genere sono inferiori a 10 m. Poiché i tag passivi non richiedono una fonte di alimentazione o un trasmettitore e richiedono solo un chip tag e un'antenna, sono più economici, più piccoli e più facili da produrre rispetto ai tag attivi.
I tag passivi possono essere confezionati in molti modi diversi, a seconda dei requisiti specifici dell'applicazione RFID. Ad esempio, possono essere montati su un substrato o inseriti tra uno strato adesivo e un'etichetta di carta per creare etichette RFID intelligenti. I tag passivi possono anche essere incorporati in una varietà di dispositivi o pacchetti per rendere il tag resistente a temperature estreme o prodotti chimici aggressivi.
Sistemi passivi assistiti da batteria (BAP)
Un tag RFID passivo assistito da batteria è un tipo di tag passivo che incorpora una funzione di tag attivo cruciale. Mentre la maggior parte dei tag RFID passivi utilizza l'energia dal segnale del lettore RFID per alimentare il chip del tag e retrocedere al lettore, i tag BAP utilizzano una fonte di alimentazione integrata (di solito una batteria) per alimentare il chip, quindi tutta l'energia catturata da il lettore può essere utilizzato per la retrodiffusione. A differenza dei transponder, i tag BAP non hanno i propri trasmettitori.
