Osnovni principi sistemov RFID

1. Osnovna načela

Z vidika komunikacij in metod zaznavanja energije med elektronskimi oznakami in čitalniki lahko sisteme na splošno razdelimo v dve kategoriji, in sicer sisteme induktivne sklopke (Inductive Coupling) in sisteme elektromagnetne povratne sklopke (Backscatter Coupling). Induktivna sklopitev uresničuje sklopitev preko visokofrekvenčnega izmeničnega magnetnega polja v prostoru, ki temelji na zakonu elektromagnetne indukcije; elektromagnetno povratno sipanje, to je glavni model radarja, oddani elektromagnetni val se po zadetku cilja odbije in hkrati prenese informacijo o cilju, ki temelji na pravilih prostorskega širjenja elektromagnetnega valovanja.

2. Sistem RFID z induktivno sklopko

Metoda induktivne sklopitve RFID ustreza protokolu ISO/IEC 14443. Induktivno sklopljene elektronske oznake so sestavljene iz elektronskega nosilca podatkov, običajno sestavljenega iz enega samega mikročipa in velike tuljave, ki se uporablja kot antena.

Skoraj vse induktivno sklopljene elektronske oznake delujejo pasivno. Vso energijo, ki je potrebna za delovanje mikročipa v oznaki, zagotavlja inducirana elektromagnetna energija, ki jo pošilja čitalnik. Visokofrekvenčno močno elektromagnetno polje ustvari tuljava antene čitalnika in prehaja skozi prečni prerez tuljave in okolico tuljave, da povzroči elektromagnetno indukcijo v bližnjih elektronskih oznakah.

3. Elektromagnetno povratno sipanjeRFID sistem

(1) Modulacija povratnega sipanja

Radarska tehnologija zagotavlja teoretično in uporabno osnovo za metodo povratnega sipanja RFID. Ko elektromagnetno valovanje naleti na vesoljsko tarčo, del njegove energije tarča absorbira, drugi del pa se razprši v različne smeri z različno intenzivnostjo. Med razpršeno energijo se majhen del odbije nazaj do oddajne antene in jo antena sprejme (torej je oddajna antena tudi sprejemna antena). Prejeti signal se ojača in obdela za pridobitev ustreznih informacij o cilju.

Ko elektromagnetni valovi oddajajo anteno v okolico, naletijo na različne cilje. Del energije elektromagnetnega valovanja, ki doseže tarčo (slabljenje prostega prostora), tarča absorbira, drugi del pa se razprši v različne smeri z različno intenzivnostjo. Del odbite energije se sčasoma vrne v oddajno anteno in se imenuje odmev. V radarski tehnologiji se ta odbiti val lahko uporabi za merjenje razdalje in orientacije cilja.

Za sisteme RFID je mogoče uporabiti elektromagnetno povratno sipanje za dokončanje prenosa podatkov z elektronskih oznak na čitalnike z uporabo odboja elektromagnetnega valovanja. Ta način dela se uporablja predvsem v sistemih s frekvencami 915MHz, 2,45GNz ali višjimi.

(2) Metoda sklopitve povratnega sipanja RFID

Frekvenca, pri kateri se elektromagnetno valovanje odbija od tarče, je določena z odbojnim prerezom. Velikost odbojnega prereza je povezana z nizom parametrov, kot so velikost, oblika in material tarče, valovna dolžina in smer polarizacije elektromagnetnega valovanja itd. Ker se odbojna zmogljivost tarče običajno povečuje kot frekvenca se poveča, metoda povratnega sipanja RFID uporablja UHF in UHF, razdalja med transponderjem in čitalnikom pa je večja od 1 m. Čitalniki, transponderji (elektronske oznake) in antene sestavljajo sprejemno-sprejemni komunikacijski sistem.