Základné princípy RFID systémov

1. Základné princípy

Z hľadiska komunikácie a metód snímania energie medzi elektronickými štítkami a čítačkami možno systémy vo všeobecnosti rozdeliť do dvoch kategórií, a to systémy s indukčnou väzbou (Inductive Coupling) a systémy s elektromagnetickou väzbou so spätným rozptylom (Backscatter Coupling). Indukčná väzba realizuje väzbu prostredníctvom vysokofrekvenčného striedavého magnetického poľa v priestore na základe zákona elektromagnetickej indukcie; elektromagnetická spätná väzba, teda principiálny model radaru, emitovaná elektromagnetická vlna po dopade na cieľ odráža a zároveň prenáša informáciu o cieli späť na základe pravidiel priestorového šírenia elektromagnetických vĺn.

2. Systém RFID s indukčnou väzbou

Metóda indukčnej väzby RFID zodpovedá protokolu ISO/IEC 14443. Induktívne viazané elektronické štítky pozostávajú z elektronického dátového nosiča, ktorý zvyčajne pozostáva z jedného mikročipu a veľkoplošnej cievky používanej ako anténa.

Takmer všetky indukčne viazané elektronické štítky fungujú pasívne. Všetku energiu potrebnú na fungovanie mikročipu v tagu poskytuje indukovaná elektromagnetická energia vysielaná čítačkou. Vysokofrekvenčné silné elektromagnetické pole je generované cievkou antény čítačky a prechádza cez prierez cievky a okolitý priestor cievky, aby spôsobilo elektromagnetickú indukciu v blízkych elektronických štítkoch.

3. Elektromagnetický spätný rozptylRFID systém

(1) Modulácia spätného rozptylu

Radarová technológia poskytuje teoretický a aplikačný základ pre metódu spätného rozptylu RFID. Keď elektromagnetická vlna narazí na vesmírny cieľ, časť jej energie pohltí cieľ a druhá časť sa rozptýli do rôznych smerov s rôznou intenzitou. Medzi rozptýlenou energiou sa malá časť odráža späť na vysielaciu anténu a je prijímaná anténou (takže vysielacia anténa je zároveň aj prijímacou anténou). Prijatý signál sa zosilní a spracuje na získanie relevantných informácií o cieli.

Keď sú elektromagnetické vlny vysielané z antény do okolitého priestoru, stretávajú sa s rôznymi cieľmi. Časť energie elektromagnetických vĺn dopadajúca na cieľ (útlm voľného priestoru) je absorbovaná cieľom a druhá časť je rozptýlená v rôznych smeroch s rôznou intenzitou. Časť odrazenej energie sa nakoniec vráti do vysielacej antény a nazýva sa ozvena. V radarovej technológii môže byť táto odrazená vlna použitá na meranie vzdialenosti a orientácie cieľa.

V prípade systémov RFID možno použiť elektromagnetické spätné rozptylové spojenie na dokončenie prenosu údajov z elektronických štítkov do čítačiek pomocou odrazu elektromagnetických vĺn. Táto pracovná metóda sa používa hlavne v systémoch s frekvenciami 915 MHz, 2,45 GNz alebo vyššími.

(2) Metóda spojenia spätného rozptylu RFID

Frekvencia, pri ktorej sa elektromagnetická vlna odráža od cieľa, je určená odrazovým prierezom. Veľkosť odrazového prierezu súvisí s radom parametrov, ako je veľkosť, tvar a materiál terča, vlnová dĺžka a smer polarizácie elektromagnetickej vlny atď. Pretože odrazový výkon terča sa zvyčajne zvyšuje ako frekvencia sa zvyšuje, metóda spätného rozptylu RFID využíva UHF a UHF a vzdialenosť medzi transpondérom a čítačkou je väčšia ako 1 m. Čítačky, transpondéry (elektronické štítky) a antény tvoria komunikačný systém transceivera.