Identificación por radiofrecuencia (RFID): operación y aplicación

La identificación por radiofrecuencia (RFID) es una forma de garantizar el almacenamiento y la transmisión de información desde un portador de etiquetas conveniente a la ubicación deseada utilizando dispositivos especiales. Dichas etiquetas de identificación facilitan el reconocimiento de varios objetos: productos en la tienda, vehículos móviles durante el transporte, ayudan a determinar su ubicación, pueden identificar personas y animales, sin mencionar las amplias posibilidades de identificación de documentos y propiedades.

¿Qué es una etiqueta RFID?

La onda electromagnética recibida por la etiqueta RFID de la antena la activa, y es posible tanto escribir datos en la etiqueta como leer datos de la etiqueta. Por lo tanto, la antena sirve como un canal de comunicación multifuncional entre el transceptor y la etiqueta, lo que garantiza completamente los procesos de transmisión y recepción de datos.

Las antenas de varias formas y tamaños pueden integrarse en escáneres, puertas, torniquetes, en diferentes medios para trabajar con etiquetas RFID, con el fin de proporcionar acceso a la información almacenada en las etiquetas de bienes, objetos, personas, vehículos, etc., en total, que se mueve a través del alcance de la antena del escáner y tiene una etiqueta RFID.

La antena puede funcionar continuamente y leer etiquetas constantemente en grandes cantidades, interrogándolas todo el tiempo, o puede encenderse por un momento por una señal del operador. Una antena con un transceptor y un decodificador a menudo se ubican en una carcasa común, de modo que la señal de la antena se demodula, descifra y transmite inmediatamente a través de una interfaz estándar a una PC para procesar aún más los datos recibidos.

La etiqueta en sí misma generalmente contiene una antena, receptor, transmisor y memoria para almacenar datos. La etiqueta recibe energía de la señal de radio de la antena del lector o de su propia fuente de energía, después de recibir una señal externa, la etiqueta responde con su propia señal, que contiene cierta información de identificación. Por lo tanto, las etiquetas RFID son una especie de etiqueta, solo que más inteligentes.

Escribir información en una etiqueta RFID

La información se puede grabar en una etiqueta de diferentes maneras, dependiendo del diseño de la etiqueta. Por lo tanto, las etiquetas RFID pueden ser de los siguientes tipos:

• R / O: etiquetas solo para lectura (solo lectura), cuando los datos se ingresan en la etapa de fabricación de etiquetas y ya no cambian;

• WORM: etiquetas para grabación única y lectura múltiple posterior (escribir una vez, leer muchas), no se ingresan datos en dichas etiquetas en producción, el usuario registra la información una vez y luego puede leerla muchas veces;

• R / W: etiquetas para escritura repetida y posterior lectura repetida de información (lectura / escritura).

Etiquetas RFID pasivas y activas

Una etiqueta RFID pasiva puede funcionar sin su propia fuente de energía, recibe energía solo para la señal del escáner. Estas etiquetas son más pequeñas que las activas, más livianas, más baratas en producción y tienen una vida útil ilimitada: esta es su principal ventaja.

Una desventaja condicional de una etiqueta RFID pasiva es que se requiere un lector de potencia suficientemente alta. La etiqueta activa se distingue por la presencia de una batería incorporada o por la necesidad de una batería conectada.

Dichas etiquetas interactúan con la antena del escáner a una distancia mayor que las etiquetas pasivas, ya que requieren menos energía de la antena durante el funcionamiento; esta es la principal ventaja de las etiquetas activas, difieren en el rango de lectura 2-3 veces mayor que las etiquetas pasivas y una etiqueta activa puede moverse a alta velocidad a través del área de cobertura del escáner y aún así tener tiempo para trabajar.

Las etiquetas pasivas y activas para capacidades de escritura / lectura, simple / múltiple, pueden variar ampliamente independientemente del método de alimentación.

Dispositivo de etiqueta RFID

El receptor, el transmisor, la antena y la unidad de memoria son las partes principales de la etiqueta RFID. Todo, excepto la antena, se coloca en el caso de un microcircuito pequeño, un chip, por lo que puede parecer que la marca consiste solo en una antena de múltiples vueltas y un chip. En las etiquetas activas hay otra parte: una fuente de alimentación, una batería de litio, por ejemplo.

Beneficios de las etiquetas RFID sobre los identificadores gráficos

El código de barras se imprime solo una vez en la etapa de producción y empaque, y la información en la etiqueta RFID no solo se puede cambiar por completo, sino que también se puede complementar. Las etiquetas se pueden leer de inmediato en grandes cantidades gracias al mecanismo anticolisión, que es difícil de lograr para los códigos gráficos.

A pesar de que los códigos matriciales pueden acomodar cantidades relativamente grandes de datos, requieren grandes áreas para aplicar códigos, por ejemplo, para escribir 50 bytes con un código de barras, se requiere una hoja A4, mientras que una etiqueta RFID con un chip de solo 1 centímetro cuadrado es fácil contendrá 1000 bytes.

Escribir en la etiqueta es lo suficientemente rápido, y los códigos gráficos primero deben escribirse, luego imprimirse y pegarse, e incluso para preservar la integridad de la imagen.

Con los identificadores RFID, todo es más simple, es suficiente "implantar" la etiqueta en el paquete en la etapa de producción (no necesariamente desde el exterior), luego escribir los datos sin contacto, y la etiqueta será eterna (al menos 1,000,000 de interacciones con la antena del escáner), la etiqueta oculta dentro del producto no da miedo suciedad o polvo

Además, los datos registrados en la etiqueta, en su totalidad o en parte, pueden protegerse de la lectura o sobrescritura con una contraseña si es necesario; esta es una forma confiable de protegerse contra las falsificaciones. Al mismo tiempo, la lectura se realiza en cualquier posición de la marca en el área de cobertura del escáner; esto es más conveniente que un código gráfico que debe llevarse de manera uniforme al escáner.

Frecuencia según aplicación

Cuando se requiere una alta velocidad de lectura, por ejemplo, para monitorear vagones en movimiento, vagones de ferrocarril, en sistemas de recolección de desechos, se utilizan altas frecuencias de 850-950 MHz y 2.4-5 GHz. Los escáneres de alta frecuencia se montan en puertas o barreras, y se instala una etiqueta RFID (transpondedor), por ejemplo, en el parabrisas de un automóvil. El rango de interacción entre la etiqueta y el escáner es de 4 a 8 metros, lo que crea condiciones favorables para las personas, ya que el lector se encuentra fuera de su alcance.

Actualmente, el rango de frecuencia media de 10-15 MHz es muy popular. Se utiliza en el transporte y otras aplicaciones similares donde se requiere trabajar con tarjetas regrabables, tarjetas inteligentes, etc. Muchas tarjetas inteligentes actuales funcionan igual que las etiquetas RFID de onda media.

El rango de baja frecuencia de 100-500 KHz opera a una pequeña distancia entre el escáner y el objeto, no más de 50 cm, a veces menos de 10 cm.

Una antena grande compensa el corto alcance, pero la interferencia de líneas de alto voltaje, computadoras e incluso lámparas de bajo consumo pueden interferir con el sistema. Pero aún así, en muchos sistemas de control de acceso (almacenes, recorridos), se utilizan bajas frecuencias para trabajar con tarjetas RFID sin contacto. Además, el rango de baja frecuencia se utiliza para la identificación sin contacto de animales y objetos metálicos como barriles de cerveza.

Ver también:

24 videos con una duración total de 11 horas y 17 minutos.

La primera parte describe de qué se trata generalmente la identificación por radiofrecuencia, en qué leyes físicas se basa la transmisión de datos, qué estándares existen y dónde se usan con mayor frecuencia las tarjetas de ciertos estándares. Tipos de tarjetas, su estructura interna, alcance. Formas de interacción entre tarjetas y lectores.

La segunda parte está dedicada a la revisión de las tarjetas estándar EM-Marine. Factor de forma de ejecución de tarjeta. Áreas de uso. Protocolo de transferencia de datos desde la tarjeta. Formato de almacenamiento del código de identificación.Conceptos básicos de la tarjeta. El circuito del lector también se considera aquí, se darán recomendaciones sobre el ensamblaje y la configuración del lector. Y finalmente, el algoritmo para transmitir el código de identificación de la tarjeta se examina en detalle.

La tercera parte del video está dedicada a las tarjetas Mifare. Apariencia de las tarjetas, ámbito de uso. El módulo está basado en el chip especializado MFRC522. Conexión del módulo al microcontrolador. Análisis de la biblioteca para trabajar con el módulo. Un análisis detallado del trabajo con tarjetas de los estándares Mifare Ultralight y Mifare Classic.