نظرسنجی

شما از چه طریق با این سایت آشنا شدید؟






پر بيننده ترين مطالب

بررسی طیف فركانس RFID



تعداد بازدیدکنندگان 2918 بازدید نسخه چاپی

یكی از ملاحظات مهم در ارتباط با فناوری RFID، فركانس عملیاتی آن است. همانند تلویزیون كه می‌تواند در باند‌های UHF (برگرفته شده از Frequency High-Ultra) و VHF (برگرفته شده از Very High Frequency) فعالیت نماید، سیستم‌های RFID نیز می‌توانند از باندهای مختلفی برای ارتباطات خود استفاده نمایند.

در RFID هم از باند فركانس پایین و هم از باند فركانس بالا در محدوده‌های زیر استفاده می‌شود:
- باندهای فركانس پایین RFID
- فركانس پایین و یا LF (برگرفته شده از Frequency Low): بین ۱۲۵ تا ۱۳۴ كیلوهرتز
- فركانس بالا و یا HF (برگرفته شده از Frequency High): محدوده ۵۶/۱۳ مگاهرتز
- باندهای فركانس بالا RFID
- باند UHF: محدوده ۸۶۰ تا ۹۶۰ مگاهرتز
- میكروویو: ۵/۲ گیگاهرتز به بالا

انتخاب فركانس بر روی چندین خصلت سیستم‌های RFID تأثیر گذار است كه در ادامه به تشریح برخی از آنان خواهیم پرداخت.

محدوده خواندن
د‏ر باندهای فركانس پایین، محدوده خواندن تگ‌های غیرفعال با توجه به بهره ضعیف آنتن چیزی بیش از یك متر نیست. (در فركانس‌های پایین، طول موج الكترومغناطیسی بسیار بالا است. د‏ر برخی حالات تا چندین كیلومتر و طولانی‌تر از ابعاد آنتن تعبیه شده در تگ‌های RFID است.

بهره آنتن، بطور مستقیم با اندازه آنتن مرتبط با طول موج متناسب است. بنابراین بهره آنتن در این فركانس‌ها بسیار پایین است). در فركانس‌های بالا‌تر، محدوده خواندن معمولاً «افزایش خواهد یافت. خصوصاً در مواردی كه از تگ‌های فعال استفاده شده باشد.

با توجه به اینكه باندهای فركانس بالا ‏می‌توانند باعث بروز مسایل مختلفی در رابطه با سلامت انسان گردند، تعداد بسیار زیادی از سازمان‌های تنظیم مقررات رادیویی نظیر FCC، محدود‏یت‌های بیشتری را در خصوص قدرت سیستم‌های میكروویو و UHF اعمال می‌نمایند. این كار باعث می‌شود كه محدوده خواندن این نوع سیستم‌های فركانس بالا در تگ‌های غیر فعال بطور متوسط بین سه تا نه متر باشد.

تگ‌های غیر فعال در مقابل تگ‌های فعال
به دلایل تاریخی، از تگ‌های غیر فعال معمولاً در باندهای LF و HF و از تگ‌های فعال در باندهای UHF و مایكروویو استفاده می‌شود. در اولین سیستم‌های RFID، از تگ‌های غیر فعال در باندهای HF و LF استفاده می‌شد. شاید قیمت مناسب بكارگیری فناوری فوق و عدم امكان سرمایه‌گذاری بالا بر روی سایر گزینه‌ها (در گذشته‌ای نه چندان دور)، باعث بكارگیری تگ‌های فعال در باندهای فركانس بالا سبب شده كه این نوع تگ‌ها در دستور كار قرار گیرند.

تداخل امواج از سایر سیستم‌های رادیویی
‏سیستم‌های RFID مستعد تداخل امواج از سایر سیستم‌های رادیویی هستند. سیستم‌های RFID كه در باند LF عمل می‌نمایند، در معرض این آسیب هستند. توجه داشته باشید كه فركانس‌های LF، تحمل اتلاف در مسیر زیاد و یا تضعیف خیلی كم در مسافت‌های كوتاه را ندارند (در مقام مقایسه با فركانس‌های بالا‌تر).

این بدان معنی است كه سینگال‌های رادیویی سایر سیستم‌های ارتباطی كه در محدوده مشابه فركانسی LF كار می‌كنند، دارای مقاومت میدانی بالایی در آنتن یك بررسی كننده RFID خواهند شد كه می‌تواند به تداخل امواج منجر شود.

در سمت دیگر طیف، سیستم‌های مایكروویو دارای استعداد كمتری برای تداخل امواج هستند چرا كه افت مسیر در باند مایكروویو برای فركانس‌های پایین بسیار بیشتر است.

مایعات و فلزات
كارایی سیستم‌های RFID متأثر از سطوح نم‌دار و یا آبكی است. سیگنال HF نسبت به سیگنال‌های مایكروویو و UHF دارای قابلیت نفوذپذیری بهتری در آب و سایر مایعات است. طول موج‌های كوتاه‌تر UHF دارای استعداد بیشتری جهت جذب در آب هستند. به همین دلیل است كه اغلب از تگ‌های HF برای برچسب‌گذاری مواد مایع استفاده می‌شود.

در چنین مواردی می‌توان از تگ‌های UHF نیز استفاده كرد ولی محدوده مؤثر خواندن آن بطرز محسوسی كاهش خواهد یافت. محیط‌های فلزی بر روی تمامی فركانس‌های RFID تأثیر می‌گذارد. سیگنال‌های فركانس رادیویی قادر به عبور از فلزات نیست و در مواردی كه مواد فلزی در مجاورت آنتن كدخوان و یا آنتن تگ قرار بگیرد، رفتار و خصایص سیستم دستخوش تغییرات عمده‌ای می‌گردد. 

یكی از اثرات مشترك فلزات بر روی فركانس‌های HF و UHF، تغییر خود القایی آنتن می‌باشد كه پیامد آن كاهش محدوده خواندن خواهد بود. یكی دیگر از اثرات مواد فلزی بر روی هر دو نوع فركانس، جذب انرژی RF توسط فلزات است.

با اینكه هر دو نوع فركانس قادر به نفوذ از طریق یك شی فلزی نیستند، اثر جذب در تگ‌های HF و UHF رفتاری كاملاً متفاوت دارد. در تگ‌های HF یك محدوده خواندن ضعیف وجود دارد در حالی كه در تگ‌های UHF می‌توان محدوده خواندن را در صورت ایجاد یك شكاف هوایی بین آنان و سطح فلز، افزایش داد. در مواردی كه مواد فلزی بخشی از شی مورد نظر برای برچسب گذاری توسط تگ‌های RFID می‌باشند، بهتر است كه فلز به عنوان آنتن استفاده شود (به عنوان نمونه، پیاده‌سازی یك شكاف هوایی بین سطح فلز و تگ). در صورتی كه انجام این كار غیر ممكن باشد، می‌بایست از روش‌های روكش كردن استفاده كرد.

نرخ داده
سیستم‌های RFID كه در باند LF عمل می‌كنند دارای نرخ داده پایینی در حد چندین كیلوبیت در ثانیه هستند. با توجه به فركانس استفاده شده در سیستم RFID، نرخ داده می‌تواند به مرز چندین مگابیت در ثانیه برسد، چیزی كه در فركانس‌های مایكروویو محقق شده است.

اندازه و قیمت‌های تگ‌های RFID
سیستم‌های RFID اولیه عموماً از باند LF استفاده می‌كردند (به دلیل سهولت در ساخت). این نوع سیستم‌ها دارای مشكلات مختص به خود نظیر ابعاد بزرگ آنتن كه می‌تواند قیمت تمام شده آنان را افزایش دهد هستند.

در حال حاضر استفاده از باند HF بسیار متداول است. با توجه به پیشرفت‌های اخیر در فناوری ساخت تراشه‌ها، قیمت تگ‌های UHF، قابل رقابت با تگ‌های HF شده است. تگ‌های RFID میكروویو مشابه تگ‌های UHF می‌باشند با این تفاوت كه می‌توان آنان را كوچك‌تر و با قیمت كمتری تولید كرد.