Виды RFID-тегов и как они работают

В эпоху цифрового всего RFID-теги тихо заменяют скромный штрих-код. Они стали умными удостоверениями личности для отраслей от розничной торговли и логистики до здравоохранения и библиотек. Эта технология дает каждому продукту, активу и документу уникальную цифровую идентичность, позволяющую далекое, массовое и бесконтактное чтение.

Возможно, вы задаетесь вопросом: что именно это за теги? И в чем реальная разница между различными типами RFID-тегов? Мы ответим на эти вопросы здесь, от основных принципов до взгляда на их самые мощные применения в реальном мире.

1. Что такое технология RFID?

RFID означает радиочастотная идентификация. Это автоматический метод идентификации, который использует радиоволны для захвата и передачи данных с тега, прикрепленного к объекту. Все это происходит автоматически. Нет сканирования линии зрения, не требуется ручной работы.

Технология RFID надежно работает в различных сложных условиях, что является значительным преимуществом по сравнению с традиционными методами. Он может идентифицировать сотни предметов сразу, даже если они движутся со скоростью. Благодаря своей эффективности, удобству и надежности RFID широко используется в бесчисленных отраслях промышленности.

2. Что такое RFID-тег и как он работает?

RFID-тег, также известный как электронный тег, является сердцем системы. Подумайте об этом как об электронном удостоверении личности физического объекта.

В отличие от штрих-кода, который требует прямой линии зрения для сканера, чтобы прочитать его, RFID-тег может быть прочитан, как только он входит в диапазон обнаружения читателя.

Так как это работает?

Типичный RFID-тег состоит из двух основных компонентов: микрочипа и антенны.

Чип хранит и обрабатывает информацию, такую как код продукта, номер партии или серийный номер.

Антенна получает радиочастотную (РФ) энергию от RFID-считывателя и передает данные чипа обратно в систему.

Этот процесс представляет собой двустороннюю связь: читатель испускает радиочастотный сигнал, который питан тег и отправляет ему команду, а тег реагирует, передавая свои данные беспроводно. Этот обмен данными делает тег динамическим носителем данных, а не просто статическим идентификатором.

(Примечание: Для активных или полупассивных тегов процесс немного отличается. У них есть собственная батарея, поэтому им не нужно ждать, пока их подключит читатель.)

3. RFID-теги против штрих-кодов: в чем разница?

Для идентификации используются и штрих-коды, и RFID-теги, но именно здесь и заканчиваются сходства. Штрих-код похож на фотографию - он статичен, его нельзя изменить, и для его сканирования вам нужна прямая линия зрения.

RFID-тег больше похож на умный чип. Он не нуждается в линии зрения, вы можете прочитать сотни сразу, и вы можете даже обновить данные на нем. Его можно прочитать через картонные коробки, пластик и другие материалы, что делает его изменителем игры для логистики, розничной торговли и производства.

Суть в том, что штрих-коды дешевы и просты. RFID является эффективным, безопасным и создан для интеллектуального, масштабного управления.

В этой таблице разбито сравнение RFID с штрих-кодами:

4. Типы RFID-тегов: полный разбой

Чтобы выбрать правильное решение и принтер RFID, вам нужно понять основные типы RFID-тегов. Они обычно классифицируются по источнику энергии, рабочей частоте и физическому формальному фактору. Предприятиям часто нужно учитывать все три аспекта, чтобы выбрать правильный тег для своих потребностей.

По источнику питания (активные vs. пассивные RFID-теги)

• Пассивные теги: без батареи. Период. Поддерживается полностью радиоволнами читателя. Просто. Вот почему они маленькие, дешевые и имеют огромную продолжительность жизни - наиболее распространенную метку. Лов? Более короткий диапазон чтения. Идеально подходит для таких вещей, как розничные теги, RFID-этикетки для библиотечных книг и контроль доступа.

• Активные теги: эти теги имеют собственную батарею. Они передают свой собственный сигнал, что приводит к огромному диапазону чтения — думайте, десятки или даже сотни метров. Идеально подходит для отслеживания в режиме реального времени на больших площадях, таких как судоходные контейнеры или автопарки. Недостатки очевидны: больше, дороже и батарея, которая в конце концов закончится. Высоко специализированный.

• Полупассивные теги: гибридное решение. Эти теги используют батарею для питания чипа, но все же полагаются на сигнал читателя для общения. Это дает им более длительный диапазон чтения, чем пассивные теги, без постоянного истощения энергии активных тегов.

По рабочей частоте (LF, HF и UHF)

Низкочастотные (LF) RFID-теги: с рабочей частотой около 125 кГц диапазон чтения для LF-тегов короткий - от нескольких до десятков сантиметров. В то время как их скорость передачи данных медленна, их определяющей особенностью является сильная мощность проникновения. По этой причине они обычно используются в таких областях, как идентификация животных и контроль доступа.

• Высокочастотные (HF) RFID-теги: Работающие на 13,56 МГц, HF-теги имеют диапазон чтения до 1 метра (3 фута). Эта технология обеспечивает сбалансированную производительность с точки зрения сопротивления помехам и стоимости. Следовательно, он широко применяется в библиотеках, для электронной продажи билетов и на членских картах.

• Ультравысокочастотные (UHF) RFID-теги: работающие между 860-960 МГц, UHF-теги могут похвастаться длинным диапазоном чтения в несколько метров (до 15 метров или 50 футов в некоторых случаях). Их ключевыми сильными сторонами являются быстрые скорости чтения и мощные возможности массовой обработки. Из-за этого RFID-теги UHF широко применяются в логистике и складском хранении, розничных цепочках поставок и умном производстве.

Пример: в магазине одежды, где висящие теги встроены с UHF RFID, клиент приносит несколько предметов на станцию самокассы. Читатель под счетчиком мгновенно захватывает данные с каждого RFID-тега, завершая транзакцию и обновляя инвентаризацию за секунды - не требуется индивидуальное сканирование штрих-кодов.

• Микроволновые (МВт) RFID-теги: работающие на 2,45 ГГц или 5,8 ГГц, эти RFID-теги предлагают самый длинный диапазон чтения и самые высокие скорости. Они часто используются для отслеживания высокоскоростных объектов, таких как в электронных системах сбора проездных плат (ETC) на автомобильных дорогах. Их высокая стоимость и чувствительность к факторам окружающей среды ограничивают их использование конкретными приложениями.

По форме и заявке

Гибкие метки с клейной опорой, которые могут быть прилеплены непосредственно на продукты или документы, типичные, как RFID-метки для книг в библиотеках. Они недороги и обычно используются в розничной торговле и управлении архивами.

• RFID антиметаллические теги: в отличие от стандартных тегов, RFID антиметаллические теги специально разработаны с экранирующими материалами для надежной работы на металлических поверхностях. Используется для управления активами ИТ-оборудования, машин и автозапчастей.

• Промышленные RFID-теги: размещены в прочных корпусах (например, пластик ABS, PCB), чтобы выдерживать высокие температуры, влагу и вибрации в суровых промышленных условиях.

• Специальные RFID-теги: предназначены для конкретных случаев использования, таких как браслеты для идентификации пациента, теги с галстуком для защиты активов и ушные теги для управления скотом.

5. Общие приложения для RFID-тегов

Ключевые преимущества RFID - бесконтактное, массовое чтение и обновление данных в режиме реального времени - стимулировали его быстрое внедрение во многих секторах.

• Логистика и управление складами: UHF RFID является доминирующей технологией здесь. С диапазоном чтения в несколько метров он позволяет работникам сканировать целые палеты или коробки товаров за секунды, резко улучшая эффективность получения, доставки и учета запасов.

• Розничная торговля и отслеживаемость продукции: Как видно в примере одежды, RFID позволяет быстро оформлять кассу, видимость запасов в режиме реального времени и эффективное предотвращение потерь. Он также помогает брендам бороться с подделкой, обеспечивая комплексную отслеживаемость продукта.

Здравоохранение и управление активами: больницы используют RFID-теги для отслеживания важнейших активов, таких как фармацевтические препараты, кровяные мешки и медицинское оборудование. Быстрое сканирование с помощью портативного RFID-читателя может мгновенно проверять номера партий и даты истечения срока действия, уменьшая человеческую ошибку и улучшая безопасность пациента.

Исследование случая: больница Ухань Тонцзи сотрудничала с Hanin для внедрения промышленного RFID-принтера iDPRT iX4R. Печатая метки УВЧ для активов и интегрируя их в сетевую систему управления, больница автоматизировала сбор данных, значительно повышая эффективность и точность управления основными активами.

• ИТ и управление фиксированными активами: антиметаллические RFID-теги решают проблему отслеживания активов в богатых металлами средах. Компании могут пометить ноутбуки, серверы и машины для проведения подсчета запасов просто путем прохождения по району, устранения ручных контрольных списков и предотвращения потерь.

Управление библиотеками и архивами: RFID-теги заменили штрих-коды в современных библиотеках. Персонал может инвентаризовать целую полку книг за секунды с помощью портативного читателя, а клиенты могут использовать киоски самообслуживания, чтобы беспрепятственно проверять книги.

• Транспорт и сбор платы: системы электронного сбора платы (ETC) на автомобильных дорогах полагаются на UHF RFID. Читатель, установленный на портале, общается с меткой на ветровом стекле транспортного средства, чтобы автоматически обрабатывать плату за проезд, что позволяет бесперебойный поток движения.

6. RFID Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Q1: Какой диапазон чтения RFID-метки?

Оно очень различается. Метки LF и HF обычно имеют диапазон от нескольких сантиметров до 1 метра. УВЧ RFID-теги, как правило, могут быть прочитаны от 3-10 метров (10-33 фута), при специализированных системах, превышающих 15 метров (50 футов). Такие факторы, как мощность читателя, конструкция антенны и помехи окружающей среды, влияют на окончательное расстояние чтения.

Q2: Можно ли повторно использовать RFID-теги?

Да, большинство RFID-тегов с перезаписуемыми чипами могут использоваться несколько раз, например, те, которые используются на пластиковых сумках в логистике. Однако некоторые теги, такие как уплотнения безопасности, защищенные от манипуляций, или одноразовые теги с галстуком, предназначены для одноразового использования.

Q3: Как долго длится RFID-теги?

Продолжительность жизни зависит от двух факторов:

Сохранение данных: чип обычно может хранить данные в течение 10+ лет.

• Физическая долговечность: стандартная бумажная этикетка может длиться 2-3 года, в то время как этикетка промышленного класса, упакованная в пластик ABS, может выдержать суровые условия на открытом воздухе в течение 5-10 лет или более.

Q4: Сколько стоит RFID-теги?

Цена в значительной степени зависит от частоты, форм-фактора и объема заказа.

В качестве грубого руководства: простые бумажные этикетки UHF RFID могут стоить всего лишь центы каждая. Специализированные метки, такие как антиметаллические или промышленные модели, часто стоят в несколько раз больше. Активные теги являются самыми дорогими по значительной марже, с ценами, которые могут быть во многие разы выше, чем даже специализированный пассивный тег.

В чем разница между NFC и RFID?

NFC (Near Field Communication) - это специализированная подгруппа высокочастотной (HF) RFID, которая работает на 13,56 МГц.

• NFC: предназначен для очень короткой дальности (несколько сантиметров), потребительских приложений, таких как мобильные платежи, карты доступа и умные плакаты.

RFID: более широкий термин, охватывающий технологии LF, HF и UHF дальнего радиуса действия, используемые в основном для коммерческих и промышленных приложений, таких как логистика, инвентаризация и отслеживание активов.

Короче говоря: все NFC-теги являются RFID-тегами, но не все RFID-теги являются NFC-тегами.

Технология RFID превратилась из простого инструмента инвентаризации в фундаментальный строительный блок Интернета вещей (IoT). С снижением затрат и расширением возможностей барьер для входа никогда не был ниже. Эта технология является практическим инструментом для раскрытия эффективности в реальном мире и мощных данных, дающих компаниям четкое преимущество в конкурентном мире.