Основні принципи систем RFID

1. Основні принципи

З точки зору методів зв’язку та визначення енергії між електронними мітками та зчитувачами, системи загалом можна розділити на дві категорії, а саме системи індуктивного зв’язку (Inductive Coupling) і системи зворотного електромагнітного зв’язку (Backscatter Coupling). Індуктивний зв'язок реалізує зв'язок через високочастотне змінне магнітне поле в просторі, засноване на законі електромагнітної індукції; електромагнітне зворотне розсіювання, тобто принципова модель радара, випромінювана електромагнітна хвиля відбивається після попадання в ціль і в той же час переносить інформацію про ціль на основі правил просторового поширення електромагнітних хвиль.

2. Система індуктивного зв'язку RFID

Метод індуктивного зв’язку RFID відповідає протоколу ISO/IEC 14443. Електронні мітки з індуктивним зв’язком складаються з електронного носія даних, який зазвичай складається з одного мікрочіпа та котушки великої площі, яка використовується як антена.

Майже всі електронні мітки з індуктивним зв'язком працюють пасивно. Вся енергія, необхідна для роботи мікрочіпа в мітці, забезпечується індукованою електромагнітною енергією, яку посилає зчитувач. Високочастотне сильне електромагнітне поле створюється котушкою антени зчитувача та проходить через поперечний переріз котушки та навколишній простір котушки, викликаючи електромагнітну індукцію в сусідніх електронних мітках.

3. Електромагнітне зворотне розсіюваннясистема RFID

(1) Модуляція зворотного розсіювання

Радарна технологія забезпечує теоретичну та прикладну основу для методу зв’язку зворотного розсіювання RFID. Коли електромагнітна хвиля зустрічає космічну ціль, частина її енергії поглинається ціллю, а інша частина розсіюється в різних напрямках з різною інтенсивністю. Серед розсіяної енергії невелика частина відбивається назад до передавальної антени та приймається антеною (тому передавальна антена також є приймальною). Отриманий сигнал посилюється та обробляється для отримання відповідної інформації про ціль.

Коли електромагнітні хвилі випромінюються від антени в навколишній простір, вони стикаються з різними цілями. Частина енергії електромагнітної хвилі, що досягає цілі (загасання у вільному просторі), поглинається мішенню, а інша частина розсіюється в різних напрямках з різною інтенсивністю. Частина відбитої енергії зрештою повертається до передавальної антени і називається відлунням. У радіолокаційних технологіях цю відбиту хвилю можна використовувати для вимірювання відстані та орієнтації цілі.

Для систем RFID електромагнітне зворотне розсіювання може використовуватися для завершення передачі даних від електронних міток до зчитувачів за допомогою відбиття електромагнітних хвиль. Цей метод роботи в основному використовується в системах із частотами 915 МГц, 2,45 ГГц або вищими.

(2) Метод зворотного розсіювання RFID

Частота, з якою електромагнітна хвиля відбивається від цілі, визначається поперечним перерізом відбиття. Розмір поперечного перерізу відбиття залежить від ряду параметрів, таких як розмір, форма та матеріал мішені, довжина хвилі та напрямок поляризації електромагнітної хвилі тощо. Оскільки ефективність відбиття мішені зазвичай зростає, коли частота збільшується, метод зворотного розсіювання RFID використовує UHF і UHF, а відстань між транспондером і зчитувачем перевищує 1 м. Зчитувачі, транспондери (електронні мітки) і антени складають трансиверну систему зв'язку.