Sistemas RFID e frequências
Os sistemas RFID podem ser divididos pela banda de frequência dentro da qual operam: baixa frequência, alta frequência e ultra-alta frequência. Existem também duas categorias amplas de sistemas - RFID passivo e ativo. Nas seções a seguir, exploraremos as frequências e tipos de sistemas RFID.
Como os sistemas RFID podem ser categorizados?
Os sistemas RFID são frequentemente categorizados por sua banda de frequência operacional. A frequência se refere ao tamanho das ondas de rádio usadas para a comunicação entre os componentes do sistema. Os sistemas RFID em todo o mundo operam nas bandas de baixa frequência (LF), alta frequência (HF) e ultra-alta frequência (UHF). As ondas de rádio se comportam de maneira diferente em cada uma dessas frequências e há vantagens e desvantagens associadas ao uso de cada banda de frequência.
Por exemplo, se um sistema RFID opera em uma frequência mais baixa, ele tem uma taxa de leitura de dados mais lenta, mas aumenta a capacidade de leitura perto ou em superfícies metálicas ou líquidas. Se um sistema opera em uma frequência mais alta, geralmente tem taxas de transferência de dados mais rápidas e intervalos de leitura mais longos, mas mais sensibilidade a interferências de ondas de rádio causadas por líquidos e metais no ambiente. No entanto, as inovações tecnológicas nos últimos anos tornaram possível o uso de sistemas RFID de ultra-alta frequência em líquidos e metais.
RFID de baixa frequência (LF)
A banda LF cobre frequências de 30 KHz a 300 KHz. Normalmente, os sistemas RFID LF operam a 125 KHz, embora existam alguns que operam a 134 KHz. Esta banda de frequência fornece um curto alcance de leitura de 10 cm e tem uma velocidade de leitura mais lenta do que as frequências mais altas, mas não é muito sensível à interferência de ondas de rádio.
As aplicações LF RFID incluem controle de acesso e rastreamento de gado.
Os padrões para sistemas de rastreamento de animais LF são definidos na ISO 14223 e ISO / IEC 18000-2. O espectro LF não é considerado uma aplicação verdadeiramente global devido às pequenas diferenças nos níveis de frequência e potência em todo o mundo.
RFID de alta frequência (HF)
A banda de HF varia de 3 a 30 MHz. A maioria dos sistemas RFID HF opera a 13,56 MHz com faixas de leitura entre 10 cm e 1 m. Os sistemas HF apresentam sensibilidade moderada à interferência.
HF RFID é comumente usado para aplicações de emissão de bilhetes, pagamento e transferência de dados.
Existem vários padrões RFID HF em vigor, como o padrão ISO 15693 para itens de rastreamento e os padrões ECMA-340 e ISO / IEC 18092 para Near Field Communication (NFC), uma tecnologia de curto alcance que é comumente usada para troca de dados entre dispositivos. Outros padrões HF incluem os padrões ISO / IEC 14443 A e ISO / IEC 14443 para a tecnologia MIFARE, que são usados em cartões inteligentes e de proximidade, e o JIS X 6319-4 para FeliCa, que é um sistema de cartão inteligente comumente usado em dinheiro eletrônico cartões.
RFID de ultra-alta frequência (UHF)
A banda de frequência UHF cobre a faixa de 300 MHz a 3 GHz. Os sistemas RAIN RFID estão em conformidade com o padrão UHF Gen2 e usam a banda de 860 a 960 MHz. Embora haja alguma variação na frequência de região para região, os sistemas RFID da RAIN na maioria dos países operam entre 900 e 915 MHz.
O alcance de leitura de sistemas UHF passivos pode ser de até 12 m, e UHF RFID tem uma taxa de transferência de dados mais rápida do que LF ou HF. UHF RFID é o mais sensível à interferência, mas muitos fabricantes de produtos UHF encontraram maneiras de projetar etiquetas, antenas e leitores para manter o alto desempenho, mesmo em ambientes difíceis. As etiquetas UHF passivas são mais fáceis e baratas de fabricar do que as etiquetas LF e HF.
RAIN RFID é usado em uma ampla variedade de aplicações, variando de gerenciamento de estoque de varejo, anti-falsificação de produtos farmacêuticos e configuração de dispositivos sem fio. A maioria dos novos projetos de RFID está usando UHF (RAIN) em vez de LF ou HF, tornando a RAIN o segmento de crescimento mais rápido do mercado de RFID.
A banda de frequência UHF é regulamentada por um único padrão global denominado padrão UHF ECPglobal Gen2 (ISO 18000-63). A Impinj liderou o desenvolvimento do padrão Gen2, pressionou governos para alocar espectro de frequência e foi cofundador doRAIN RFID Alliancejunto com o Google, Intel e Smartrac para promover a adoção universal de soluções de tecnologia RAIN em muitos mercados verticais diferentes.
RAIN RFID usa o padrão UHF Gen2 e é o segmento que mais cresce no mercado de RFID
Sistemas RFID ativos
Em sistemas RFID ativos, as etiquetas têm seu próprio transmissor e fonte de alimentação. Normalmente, a fonte de alimentação é uma bateria. As etiquetas ativas transmitem seu próprio sinal para transmitir as informações armazenadas em seus microchips.
Os sistemas RFID ativos normalmente operam na banda de ultra-alta frequência (UHF) e oferecem um alcance de até 100 m. Em geral, as tags ativas são usadas em objetos grandes, como vagões, grandes contêineres reutilizáveis e outros ativos que precisam ser rastreados por longas distâncias.
Existem dois tipos principais de tags ativas: transponders e beacons.Transponders são “acordados” quando recebem um sinal de rádio de um leitor e, em seguida, ligam e respondem transmitindo um sinal de volta. Como os transponders não emitem ondas de rádio ativamente até que recebam um sinal do leitor, eles conservam a vida útil da bateria.
Beaconsare frequentemente usado em sistemas de localização em tempo real (RTLS), a fim de rastrear continuamente a localização precisa de um ativo. Ao contrário dos transponders, os beacons não são acionados pelo sinal do leitor. Em vez disso, eles emitem sinais em intervalos predefinidos. Dependendo do nível de precisão de localização necessário, os beacons podem ser configurados para emitir sinais a cada poucos segundos ou uma vez por dia. O sinal de cada beacon é recebido por antenas de leitura que são posicionadas em torno do perímetro da área sendo monitorada e comunica as informações de identificação e a posição da etiqueta.
O ecossistema sem fio para os clientes é muito grande e cresce diariamente; há casos de uso em que RFID ativo e RFID passivo são implantados simultaneamente para uma abordagem aditiva ao gerenciamento de ativos ou sensores.
Sistemas RFID passivos
Em sistemas RFID passivos, o leitor e a antena do leitor enviam um sinal de rádio para a etiqueta. A etiqueta RFID então usa o sinal transmitido para ligar e refletir a energia de volta para o leitor.
Os sistemas RFID passivos podem operar nas bandas de rádio de baixa frequência (LF), alta frequência (HF) ou ultra-alta frequência (UHF). Como os alcances do sistema passivo são limitados pela potência do retroespalhamento da etiqueta (o sinal de rádio refletido da etiqueta de volta ao leitor), normalmente são menores que 10 m. Como as etiquetas passivas não requerem uma fonte de alimentação ou transmissor e apenas requerem um chip de etiqueta e antena, são mais baratas, menores e mais fáceis de fabricar do que as etiquetas ativas.
As etiquetas passivas podem ser embaladas de muitas maneiras diferentes, dependendo dos requisitos específicos da aplicação RFID. Por exemplo, eles podem ser montados em um substrato ou ensanduichados entre uma camada adesiva e uma etiqueta de papel para criar etiquetas RFID inteligentes. As etiquetas passivas também podem ser incorporadas em uma variedade de dispositivos ou embalagens para torná-las resistentes a temperaturas extremas ou produtos químicos agressivos.
Sistemas passivos assistidos por bateria (BAP)
Uma etiqueta RFID passiva com bateria é um tipo de etiqueta passiva que incorpora um recurso de etiqueta ativa crucial. Enquanto a maioria das etiquetas RFID passivas usam a energia do sinal do leitor RFID para ligar o chip da etiqueta e retroespalhar o leitor, as etiquetas BAP usam uma fonte de energia integrada (geralmente uma bateria) para ligar o chip, de modo que toda a energia capturada de o leitor pode ser usado para retroespalhamento. Ao contrário dos transponders, as tags BAP não têm seus próprios transmissores.
