כיצד פועלים תגי מחיר אלקטרוניים

תגים אלקטרוניים הם טכנולוגיית זיהוי אוטומטי ללא מגע המשתמשת באותות בתדר רדיו כדי לזהות אובייקטים של מטרה ולהשיג נתונים קשורים.

עבודת הזיהוי אינה מצריכה התערבות אנושית. כגרסה אלחוטית של ברקודים, לטכנולוגיית RFID יש עמידות למים, אנטי מגנטית ועמידות בטמפרטורה גבוהה, חיי שירות ארוכים, מרחק קריאה גדול, ניתן להצפין נתונים על התווית, קיבולת נתוני אחסון גדולה יותר, מידע אחסון ניתן לשינוי בחופשיות ויתרונות נוספים. שיטת הקידוד, שיטת האחסון והקריאה-כתיבה של תגים אלקטרוניים שונים מתגים מסורתיים (כגון ברקודים) או תגים ידניים. האחסון של קודי תגים אלקטרוניים מאוחסן בפורמט קריאה בלבד או קריאה-כתיבה במעגל המשולב; במיוחד שיטת הקריאה-כתיבה, התג האלקטרוני ממומש על ידי שידור אלקטרוני אלחוטי. המאפיינים הטכניים הבולטים של תגים אלקטרוניים RFID הם: הוא יכול לזהות אובייקט בודד מאוד, במקום רק סוג אחד של אובייקט כמו ברקוד; הוא יכול לקרוא אובייקטים מרובים בו-זמנית, וניתן לקרוא את הברקוד רק אחד אחד; אִחסוּן; כמות המידע גדולה מאוד; באמצעות תדר רדיו, ניתן לקרוא נתונים דרך חומרים חיצוניים, וברקודים חייבים להסתמך על לייזר או אינפרא אדום כדי לקרוא מידע על פני המדיום של החומר.

(1) תג. הוא מורכב ממרכיבי צימוד ושבבים. לכל תג יש קוד אלקטרוני ייחודי. לתג האלקטרוני בעל הקיבולת הגבוהה יש שטח אחסון הניתן לכתיבה על ידי המשתמש והוא מחובר לאובייקט כדי לזהות את אובייקט היעד.

(2) קורא. מכשיר כף יד או קבוע הקורא (ולפעמים כותב) מידע על התגים.

(3) אנטנה. העבר את אות תדר הרדיו בין התג לקורא. עקרון העבודה הבסיסי של טכנולוגיית RFID אינו מסובך. לאחר שהתג נכנס לשדה המגנטי הנפלט על ידי הקורא, הוא מקבל את אות תדר הרדיו מהקורא, ומשתמש באנרגיה המתקבלת מהזרם המושרה כדי לשלוח את מידע המוצר (PassiveTag, תג פסיבי או תג פסיבי) המאוחסן בשבב, או לשלוח באופן אקטיבי תדר מסוים האות (ActiveTag, תג אקטיבי או תג אקטיבי); לאחר שהקורא קורא ומפענח את המידע, הוא נשלח למרכז עיבוד המידע של המערכת לעיבוד נתונים רלוונטי.

ניתן לחלק תגים אלקטרוניים לשלושה סוגים: סוג ריפוי מעגל משולב, סוג שכתוב חוטי באתר וסוג שכתוב אלחוטי באתר לפי שיטות ההזרקה השונות של מידע מאוחסן פנימי; על פי האמצעים הטכניים לקריאת נתוני תג אלקטרוני, ניתן לחלק אותם לשלוש קטגוריות: ישנם שלושה סוגים של סוג שידור שידור, סוג הכפל תדר וסוג אפנון השתקפות; על פי שיטות אספקת האנרגיה השונות (ספק סוללה), ניתן לחלק את טכנולוגיית זיהוי תדרי הרדיו לשלושה סוגים: אקטיבי, פסיבי וחצי אקטיבי. שיטת הסיווג הפופולרית בדרך כלל של RFID היא, לפי תדר העבודה השונה (יחידה: הרץ), היא מחולקת ל-4 סוגים של תדר נמוך (LF), תדר גבוה (HF), תדר גבוה במיוחד (UHF) ורצועת תדר מיקרוגל (MW).

(1) למערכות בתדר נמוך/גבוה יש בדרך כלל תדר עבודה של <30MHz. תדרי עבודה אופייניים הם 125kHz, 225kHz, 13.56MHz (תדר עבודה ללא מגע של כרטיס IC של כרטיס תדר רדיו), וכו'. למערכות זיהוי תדרי רדיו המבוססות על נקודות תדר אלו יש בדרך כלל תקנים בינלאומיים תואמים. המאפיינים הבסיסיים שלהם הם: עלות התגים האלקטרוניים נמוכה יותר, כמות הנתונים המאוחסנת בתגים קטנה ומרחק הקריאה קצר (תנאים פסיביים, מרחק הקריאה האופייני הוא 10 ס"מ), צורת התג האלקטרוני מגוונת (בצורת כרטיס, טבעת, צורת כפתור, עט), וכיווניות אנטנת הקריאה אינה חזקה.

(2) למערכות UHF/מיקרוגל יש בדרך כלל תדר עבודה> 400MHz, ופסי תדר עבודה טיפוסיים הם 915MHz, 2450MHz, 5800MHz וכו'. למערכת יש גם תקנים בינלאומיים רבים לתמיכה בפסי תדרים אלה. התכונות הבסיסיות הן: עלות גבוהה של תגים אלקטרוניים וקוראים, כמות גדולה של נתונים המאוחסנים בתגים, מרחק קריאה ארוך (עד מספר מטרים עד עשרה מטרים), ויכולת הסתגלות לאובייקטים ביצועי תנועה במהירות גבוהה טובים, הצורה היא בדרך כלל בצורת כרטיס, ולאנטנת הקריאה ואנטנת התג האלקטרונית יש כיווניות חזקה.

(3) יש סוללה בתוך התג האלקטרוני הפעיל, שבדרך כלל יש לה מרחק קריאה ארוך. החיסרון הוא שלסוללה אורך חיים מוגבל (3-10 שנים); אין סוללה בתג האלקטרוני הפסיבי. לאחר קבלת אות המיקרוגל מהקורא (מכשיר בדיקה), הוא ממיר חלק מאנרגיית המיקרוגל לזרם ישר לעבודה שלו. בדרך כלל, ניתן להשיג ללא תחזוקה. בהשוואה למערכת האקטיבית, למערכת הפסיבית יש הגבלה קלה במרחק הקריאה ובמהירות ההסתגלות לתנועת האובייקט.

(4) המידע בתג האלקטרוני המוצק המשולב מוזרק בדרך כלל במצב תהליך ROM במהלך ייצור מעגלים משולבים, והמידע המאוחסן אינו ניתן לשינוי; התג האלקטרוני של השכתוב האלקטרוני חוטי בדרך כלל כותב לתוכו את המידע המאוחסן בתג האלקטרוני באזור האחסון הפנימי E2, נדרש מתכנת או כותב ייעודי לשכתוב, והוא חייב להיות מופעל במהלך תהליך השכתוב; התג האלחוטי לשכתוב האלחוטי באתר מתאים בדרך כלל לתגים אלקטרוניים פעילים, עם הוראות שכתוב ספציפיות, והתגים האלקטרונים המידע השמור נמצא גם באזור האחסון E2. באופן כללי, הזמן הנדרש לשכתוב את נתוני התג האלקטרוני ארוך בהרבה מהזמן הנדרש לקריאת נתוני התג האלקטרוני. בדרך כלל, הזמן הנדרש לשכתוב הוא בסדר גודל של שניות, וזמן הקריאה הוא בסדר גודל של אלפיות שניות.

(5) מערכת זיהוי תדרי רדיו מסוג שידור שידור. התג האלקטרוני חייב לעבוד בצורה אקטיבית ולשדר את פרטי הזיהוי המאוחסנים שלו בזמן אמת. הקורא שווה ערך למקלט שרק מקבל אך לא שולח. החיסרון של מערכת זו הוא: מכיוון שהתג האלקטרוני צריך להעביר מידע ברציפות החוצה, הוא מבזבז חשמל וגורם לזיהום אלקטרומגנטי לסביבה, והאבטחה והסודיות של המערכת גרועים. קשה לממש את מערכת זיהוי תדרי רדיו כפולים. באופן כללי, הקורא שולח אות שאילתה בתדר רדיו, ותדר נושא האות המוחזר על ידי התג האלקטרוני הוא מכפיל של תדר הרדיו שנשלח על ידי הקורא. מצב עבודה זה מספק נוחות לקורא לקבל ולעבד אותות הד. עם זאת, עבור תגים אלקטרוניים פסיביים, כאשר התג האלקטרוני ממיר את אנרגיית תדר הרדיו המתקבלת של הקורא לתדר נושא הד דו-תדר, יעילות המרת האנרגיה שלו נמוכה. שיפור יעילות ההמרה דורש מיומנויות גבוהות יותר של מיקרוגל, מה שאומר עלויות גבוהות יותר של תגים אלקטרוניים. יחד עם זאת, העבודה של מערכת מסוג זה חייבת לתפוס שתי נקודות תדר עבודה, ובדרך כלל קשה לקבל את רישיון יישום המוצר של הוועדה לניהול תדרי רדיו.

(6) המימוש של מערכת זיהוי תדר רדיו של אפנון השתקפות נועד בעיקר לפתור את הבעיה של שליחה וקבלה באותו תדר. כאשר המערכת פועלת, הקורא שולח אות מיקרוגל (אנרגיה), והתג האלקטרוני (פאסיבי) מתקן חלק מאותת אנרגיית החקירה של המיקרוגל המתקבל לזרם ישר כדי שהמעגל בתג האלקטרוני יפעל, והחלק השני של אות אנרגיית המיקרוגל מאוחסן בתג האלקטרוני מידע הנתונים מאופנן (ASK) ומשתקף בחזרה לקורא. לאחר שהקורא מקבל את אות אפנון המשרעת המשתקף, הוא מפענח את מידע הנתונים המזהים המאוחסנים בתג האלקטרוני. במהלך תהליך העבודה של המערכת, הקורא שולח את אות המיקרוגל ומקבל את אות אפנון המשרעת המשתקף בו זמנית. עוצמת האות המוחזר חלשה בהרבה מזו של האות המשודר. לכן, הקושי ביישום הטכני טמון בקליטה בתדר משותף.

צימוד תג אלקטרוני הוא שימוש בשיטות שונות להעברת אותות שונים.

מרחק העבודה בין תג תדר רדיו לקורא במערכת זיהוי תדרי רדיו הוא נושא חשוב ביישום מערכת זיהוי תדרי רדיו. בדרך כלל, מרחק עבודה זה מוגדר כמרחק בין תג תדר הרדיו לקורא כדי להחליף נתונים בצורה מהימנה. הטווח של מערכת זיהוי תדרי רדיו הוא אינדקס מקיף, הקשור קשר הדוק למצב ההתאמה של תגיות וקוראים בתדר רדיו. בהתאם למרחק של מערכת זיהוי תדר הרדיו, ניתן לחלק את הצימוד בין אנטנת תג תדר הרדיו לאנטנת הקורא לשלוש קטגוריות.

(1) מערכת צמודה. מרחק הפעולה הטיפוסי של המערכת נע בין 0 ל-1 ס"מ. ביישומים מעשיים, בדרך כלל יש צורך להכניס את תג תדר הרדיו לתוך הקורא או למקם אותו על פני השטח של אנטנת הקורא. מערכת הצימוד ההדוק משתמשת בצימוד האינדוקטיבי (מעגל מגנטי סגור) בין תג תדר הרדיו לבין אזור השדה הקרוב התגובתי של אנטנת הקורא כדי ליצור ערוץ תדר רדיו ללא מגע להעברת מידע מרחבי. תדר העבודה של המערכת המקושרת באופן הדוק מוגבל בדרך כלל לכל תדר מתחת ל-30MHz. מאחר והדליפה האלקטרומגנטית של שיטת הצימוד ההדוק קטנה והאנרגיה המתקבלת מהצימוד גדולה, היא מתאימה למערכות יישום (כגון מנעולי דלתות אלקטרוניים) הדורשות בטיחות גבוהה ואין להן דרישות למרחק הפעלה.

(2) מערכת מצמדים. מרחק הפעולה הטיפוסי של מערכת ה-Telecoupling יכול להגיע ל-lm. ניתן לחלק את מערכת ה-Telecoupling לשני סוגים: מערכת כמעט-צימוד (מרחק עבודה אופייני הוא 15 ס"מ) ומערכת בדלילות (מרחק עבודה אופייני הוא lm). תדר ההפעלה הטיפוסי של מערכת הצימוד המרוחק הוא 13.56MHz, ויש גם כמה תדרים אחרים, כגון 6.75MHz, 27.125MHz וכן הלאה. ההבדל העיקרי בין מערכת ה-Telecoupling למערכת הצימוד ההדוק הוא שהעוצמה של הצימוד האינדוקטיבי שונה, מה שהופך את מרחק הצימוד לשונה. מערכות צימוד מרחוק הן עדיין הזרם המרכזי של מערכות זיהוי בתדרי רדיו בעלות נמוכה.

(3) מערכת למרחקים ארוכים. מרחק הפעולה הטיפוסי של המערכת למרחקים ארוכים הוא 1-10 מטר, ולמערכות בודדות יש מרחק פעולה ארוך יותר. כל המערכות למרחקים ארוכים משתמשות בצימוד האלקטרומגנטי (פליטת גלים אלקטרומגנטיים והשתקפות) בין תג תדר הרדיו לאנטנת הקורא כדי להקרין את אזור השדה הרחוק ליצירת ערוץ תדר רדיו להעברת מידע מרחבי ללא מגע. תדר העבודה הטיפוסי של המערכת למרחקים ארוכים הוא 915MHz, 2.45GHz, 5.8GHz, בנוסף, ישנם כמה תדרים נוספים, כגון 433MHz וכן הלאה. תגי הרדיו של המערכת למרחקים ארוכים מחולקים לתגיות תדר רדיו פסיביות (ללא סוללות) ותגיות רדיו חצי פסיביות (עם סוללות) לפי האם הן מכילות סוללות. באופן כללי, הטווח של תג תדר הרדיו שמכיל את הסוללה ארוך מזה של תג תדר הרדיו ללא הסוללה. הסוללה בתג תדר הרדיו החצי פסיבי אינה מספקת אנרגיה להעברת הנתונים בין תג תדר הרדיו לקורא, אלא מספקת רק אנרגיה לשבב תג תדר הרדיו שישמש לקריאה ואחסון נתונים. המערכת למרחקים ארוכים מאמצת בדרך כלל את מצב העבודה של אפנון השתקפות כדי לממש את העברת הנתונים מתג תדר הרדיו לקורא/כותב. למערכות למרחקים ארוכים יש בדרך כלל כיווניות אופיינית, והעלות של תגיות וקוראים בתדר רדיו עדיין ברמה גבוהה יחסית. מבחינה טכנית, מערכת למרחקים ארוכים העונה על המאפיינים הבאים היא מערכת RFID אידיאלית: תגי RFID הם פסיביים וניתנים לקריאה ולכתיבה אלחוטית; תגיות וקוראי RFID תומכים בקריאה ובכתיבה מרובת תגים; מתאים לזיהוי עצמים נעים במהירות גבוהה (מהירות תנועת האובייקט גדולה מ-80kin/h); מרחק ארוך (מרחק קריאה וכתיבה גדול מ-5-10 מ'); עלות נמוכה (שיכולה לעמוד בדרישות של שימוש חד פעמי).