RFID - základní úvod a jednoduchá aplikace

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Zvažte několik situací:

  • Nacházíte se v obchodě a nakupujete spoustu věcí a nyní musíte čekat ve frontě dlouho a až přijde váš čas, osoba u pultu zkontroluje u každé položky její čárový kód, naskenuje ji a počítač ji poté pomalu zpracuje . Celkově je to pro vás i osobu na přepážce docela časově náročná práce.
  • Předpokládá se, že vytvoříte databázi studentů ve škole nebo na vysoké škole nebo zaměstnanců jakékoli organizace přítomných v kterýkoli konkrétní den. Ruční kontrola id každého člověka, tvorba databáze, její aktualizace je docela náročná práce.

A co tak uvažovat o alternativě, díky které si můžete jen vyzvednout věci v obchodě, položit tašku na skener a zaplatit účet a odejít. Také ve vzdělávacích institucích nebo organizacích, kde můžete každému členovi přiřadit ID tag, zkontrolujte jeho účast v kterýkoli konkrétní den prostřednictvím ID tagu.

K dosažení výše uvedených alternativ je řešením nebo použitou technologií RFID.




Definování RFID:

RFID nebo radiofrekvenční identifikační systém je technologický identifikační systém, který pomáhá identifikovat objekty pouze pomocí štítků, které jsou k nim připojeny, aniž by bylo nutné mezi tagy a čtečkou tagů vidět. Je potřeba pouze rádiová komunikace mezi štítkem a čtečkou.

Základní systém RFID:

3 Hlavní součásti systému RFID



  • Štítek RFID: Skládá se ze silikonového mikročipu připojeného k malé anténě a připevněného na substrátu a zapouzdřeného do různých materiálů, jako je plast nebo skleněný závoj, a na zadní straně lepidlem, které se připevňuje k předmětům.

    Značka RFID

    Značka RFID

  • Čtenář: Skládá se ze skeneru s anténami pro vysílání a příjem signálů a je odpovědný za komunikaci se štítkem a přijímá informace ze štítku.
Čtečka RFID

Čtečka RFID

  • Procesor nebo správce : Může to být hostitelský počítač s mikroprocesorem nebo mikrokontrolérem, který přijímá vstup čtečky a zpracovává data.

2 typy systémů RFID:

  • Aktivní systém RFID: Tyto jsou systémy, kde má štítek svůj vlastní zdroj energie, jako jakoukoli externí jednotku napájecího zdroje nebo baterii. Jediným omezením je životnost napájecích zařízení. Tyto systémy lze použít na větší vzdálenosti a ke sledování zboží vysoké hodnoty, jako jsou vozidla.
  • Pasivní RFID systém: Jedná se o systémy, kde štítek získává energii přenosem energie z antény čtečky na anténu štítku. Používají se pro přenos na krátkou vzdálenost.

Zde se většinou zabýváme pasivním systémem RFID, protože se nejčastěji používá v běžných aplikacích, jako jsou organizace maloobchodního trhu.

Krátká představa o tom, jak pasivní RFID systém funguje:

Štítek lze napájet buď metodou indukční vazby, nebo metodou EM zachycení vln. Umožňuje nám získat stručné znalosti o systému používajícím tyto dvě metody.

  • Pasivní systém RFID využívající metodu indukční vazby: V tomto přístupu získává značka RFID energii ze snímače prostřednictvím metody indukční vazby. Čtečka se skládá z cívky připojené ke zdroji střídavého proudu tak, že se kolem ní vytváří magnetické pole. Cívka tagu je umístěna v blízkosti čtecí cívky a na základě Faradayova zákona indukce je indukována elektromotorická síla. EMF způsobuje tok proudu v cívce, čímž vytváří magnetické pole kolem ní.Na základě Lenzova zákona se magnetické pole cívky štítku staví proti magnetickému poli čtečky a dojde k následnému zvýšení proudu skrz čtecí cívku. Čtečka to zachytí jako informace o zatížení. Tento systém je vhodný pro komunikaci na velmi krátkou vzdálenost. Střídavé napětí objevující se na cívce štítku se převádí na stejnosměrné napětí pomocí usměrňovače a uspořádání filtru.
Pasivní RFID pomocí indukční vazby

Pasivní RFID pomocí indukční vazby

  • Pasivní RFID systém využívající metodu šíření EM vln: Anténa přítomná ve čtečce přenáší elektromagnetické vlny, které jsou přijímány anténou přítomnou ve štítku jako rozdíl potenciálů přes dipól. Toto napětí je usměrněno a filtrováno pro získání stejnosměrného proudu. Anténa přijímače je udržována na různé impedanci, což způsobuje, že odráží část přijímaného signálu. Tento odražený signál je přijímán čtečkou a podle toho monitorován.
Pasivní RFID využívající přenos EM vln

Pasivní RFID využívající přenos EM vln

Představa o tom, jak aktivní systém RFID funguje:

V aktivním systému RFID čtečka odesílá signál do štítku pomocí antény. Značka obdrží tyto informace a odešle tyto informace spolu s informacemi ve své paměti. Čtečka přijímá tento signál a vysílá do procesoru k dalšímu zpracování.


Aktivní systém RFID

Aktivní systém RFID

Pracovní příklad aplikace RFID - docházkový systém založený na RFID

Nyní se tedy podívejme na praktický přístup k řešení našeho druhého problému - udržování a kontrola databáze členů instituce pomocí systému RFID.

Základní myšlenka spočívá v tom, že každá osoba v instituci má průkaz totožnosti, a když je tato karta potažena proti čtenáři, informace o osobě jsou porovnány s existujícím systémem v databázi a jeho účast je označena.

Praktický docházkový systém založený na RFID

Praktický docházkový systém založený na RFID

Blokové schéma systému

Blokové schéma systému

Celý systém využívá pasivní systém RFID s metodou indukční vazby. Když je karta (štítek) RFID zasunuta proti čtečce RFID, je na cívku štítku odeslán nosný signál 125 KHz, který tento signál přijímá a moduluje. Tento modulovaný signál je přijímán čtečkou a propojen s mikrokontrolérem. Mikrokontrolér přijímá tato data a je naprogramován tak, aby je porovnal s daty ve stávající databázi. Pokud se data shodují, zobrazí se na LCD rozhraní s mikrokontrolérem příslušné podrobnosti o konkrétní osobě.

Takže teď jsem dal krátkou představu o systému RFID a jednoduché aplikaci, přemýšlejte o některých dalších aplikacích RFID a poskytněte své vstupy.

Fotografický kredit: