Phân loại hệ thống RFID

Hệ thống RFID có thể được chia nhỏ theo các nhóm tần số mà chúng hoạt động: tần số thấp, tần số cao, và tần số cực cao. Ngoài ra còn có hai loại của hệ thống RFID là hệ thống chủ động và hệ thống thụ động . Trong các phần dưới đây,  chúng ta sẽ cùng nhau khám phá các dải tần số và các loại của hệ thống RFID.

Các dải tần số RFID

Tần số phụ thuộc vào kích cỡ của các sóng radio  được sử dụng trong việc giao tiếp giữa các thành phần hợp thành nên hệ thống. Hệ thống RFID trên toàn thế giới hoạt động chủ yếu theo ba nhóm: tần số thấp (LF), tần số cao (HF) và tần số siêu cao (UHF). Các sóng radio truyền khác nhau  tại mỗi dải tần số với nhiều thuận lợi và hạn chế trong mối liên kết với việc sử dụng mỗi nhóm tần số.

Nếu một hệ thống RFID hoạt động tại một dải tần số thấp, thì nó sẽ có phạm vi đọc ngắn hơn và tốc độ đọc dữ liệu cũng chậm hơn, nhưng lại tăng khả năng đọc trên các bề mặt chất lỏng, trong phạm vi gần hoặc trên các bề mặt kim loại. Nếu một hệ thống hoạt động tại một dải tần số cao, nhìn chung nó sẽ có tốc độ chuyển dữ liệu nhanh hơn, và phạm vi đọc cũng sẽ dài hơn so với các hệ thống sử dụng dải tần số thấp, tuy nhiên nó lại nhạy cảm với sự can thiệp của sóng radio gây ra bởi các chất lỏng và các chất kim loại trong môi trường.

LF RFID

Nhóm LF bao phủ tần số trong khoảng từ 30KHz tới 300 KHz. Các hệ thống LF RFID tiêu biểu thì hoạt động tại 125 KHz, mặc dù có một vài hệ thống hoạt động tại 134 KHz. Nhóm tần số này đáp ứng phạm vi đọc ngắn chỉ khoảng 10 cm, và có tốc độ đọc chậm hơn so với các dải tần số cao, tuy nhiên nó lại không dễ bị tác động bởi sự can thiệp của sóng radio.

Các ứng dụng LF RFID bao gồm việc kiểm soát tài sản và theo dõi vật nuôi.

Các tiêu chuẩn cho hệ thống theo dõi động vật LF được miêu tả rõ trong ISO 14223 và ISO/IEC 18000-2.  Dải LF không được công nhận như một ứng dụng thực sự trên toàn thế giới bởi  một vài khác biệt trong các mức độ tần số và  năng lượng trên toàn thế giới.

HF RFID

Nhóm HF hoạt động trong phạm vi từ 3 MHZ đến 30 MHz. Đa số các hệ thống HF RFID hoạt động tại 13,56 MHz với phạm vi đọc vào khoảng giữa 10 cm tới 1 mét. Các hệ thống HF thí nghiệm độ nhạy vừa phải để can thiệp.

HF RFID thường được sử dụng cho việc bán vé,  thanh toán, và các ứng dụng chuyển dữ liệu.

Có một vài tiêu chuẩn HF RFID được đặt ra như tiêu chuẩn ISO 15693 cho việc theo dõi các mặt hàng, hay các tiêu chuẩn ECMA-340 và ISO/IEC 18092 cho Near Field Communication (NFC) – thiết bị tầm ngắn được sử dụng  trong việc trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị. Các tiêu chuẩn HF khác bao gồm: tiêu chuẩn ISO/IEC 14443 A và tiêu chuẩn ISO/IEC 14443 cho công nghệ MIFARE được sử dụng trong các thẻ thông minh và các thẻ ở khoảng cách gần; và tiêu chuẩn JIS X 6319-4 cho FeliCa – một hệ thống thẻ thông minh thường được sử dụng trong các thẻ tính tiền điện tử.

UHF RFID

Nhóm UHF hoạt động trong phạm vi từ 300 MHz đến 3 GHz. Các hệ thống tuân theo tiêu chuẩn UHF Gen2 cho hệ thống RFID sử dụng nhóm từ 860 đến 960 MHz. Trong khi có một số khác biệt giữa tần số từ vùng này đến vùng khác, nhưng hệ thống UHF Gen2 RFID tại hầu hết các nước lại hoạt động trong khoảng giữa 900 và 915 MHz.

Phạm vi đọc của các hệ thống UHF thụ động có thể ở trong khoảng 12 mét, và UHF RFID có tốc độ chuyển dữ liệu nhanh hơn so với LF hay HF. UHF RFID thường nhạy cảm nhất với các sự can thiệp, nhưng nhiều nhà chế tạo sản phẩm UHF đã tìm ra các cách để thiết kế thẻ, ăng-ten, và đầu đọc nhằm duy trì được hiệu suất cao ngay cả trong các môi trường có điều kiện  khó khăn. Các thẻ UHF thụ động dễ chế tạo và  chi phí sản xuất cũng rẻ hơn so với các thẻ LF và HF.

UHF RFID được sử dụng  trong đa dạng các ứng dụng, từ quản lý việc kiểm kê hàng hóa trong các hoạt động bán lẻ tới chống hàng dược phẩm giả, hay cài đặt cấu hình cho các thiết bị không dây. Phần lớn  các dự án RFID mới đang sử dụng  UHF đều trái với LF và HF, tạo ra sự phân khúc nhanh nhất trong thị trường RFID.

Nhóm UHF được quy định bởi một tiêu chuẩn toàn cầu gọi là tiêu chuẩn ECPglobal Gen2  (ISO 18000-6C) UHF.

Các hệ thống chủ động, thụ động và BAP RFID

Các hệ thống chủ động

Tại các hệ thống RFID chủ động , các thẻ tự có cho riêng mình hệ thống điều khiển và nguồn năng lượng. Thường  thường thì nguồn năng lượng đó chính là Pin. Các thẻ chủ động sẽ truyền đi các tín hiệu của chúng để chuyển thành thông tin rồi được lưu trữ trong các mạch vi xử lý của chúng.

Hệ thống RFID chủ động hoạt động điển hình trong nhóm UHF và cung cấp phạm vi đọc lên đến 100 mét. Nhìn chung, các thẻ chủ động được sử dụng cho nhiều mục đích như các xe đường sắt, các container lớn tái sửu dụng, và các tài sản khác cần được theo dõi ở khoảng cách dài.

Có hai loại thẻ chủ động chính là: các hệ thống tiếp sóng và đèn hiệu. Các hệ thống tiếp sóng được đánh thức khi chúng nhận được tín hiệu radio từ một đầu đọc,  và sau đó năng lượng sẽ bật và phản ứng lại bằng việc truyền tín hiệu quay trở lại. Bởi vì tiết kiệm Pin,  nên hệ thống tiếp sóng sẽ không tích cực phát ra sóng radio cho đến khi chúng nhận được tín hiệu từ đầu đọc.

Các đèn hiệu được sử dụng ở đa số các hệ thống định vị thời gian thực (RTLS), cốt để việc theo dõi chính xác vị trí của một tài sản được thực hiện liên tục. Không giống với các hệ thống tiếp sóng,  đèn hiệu không được bật bởi tín hiệu của đầu đọc. Thay vào đó,  chúng nhả ra các tín hiệu tại các khoảng thời gian được đặt trước. Phụ thuộc vào cấp độ của việc yêu cầu chính xác địa điểm, các đèn hiệu có thể được thiết lập để nhả ra tín hiệu mỗi lần trong vài giây,  hoặc một lần mỗi ngày. Mỗi tín hiệu đèn hiệu được nhận bởi các ăng-ten đầu đọc được đặt xung quanh chu vi của các khu vực đang bị giám sát, và liên kết với thông tin ID của thẻ và vị trí.

Hệ thống RFID thụ động

Trong các hệ thống RFID thụ động,  đầu đọc và các ăng-ten đầu đọc gửi tín hiệu radio đến thẻ. Thẻ RFID sau đó sử dụng tín hiệu được truyền để bật nguồn năng lượng,  và phản xạ năng lượng ngược trở lại đầu đọc.

Các hệ thống RFID thụ động có thể hoạt động ở các nhóm  tần số thấp (LF), tần số cao (HF), hay tần số siêu cao (UHF). Khi các phạm vi của hệ thống thụ động bị giới hạn bởi năng lượng của backscatter của thẻ (tín hiệu radio phản xạ từ thẻ quay trở lại đầu đọc), thì phạm vi của chúng ít hơn 10 mét. Bởi các thẻ thụ động không yêu cầu nguồn năng lượng hay hệ thống điều khiển, mà chỉ yêu cầu một thẻ chip và ăng-ten, nên chúng thường có chi phí rẻ hơn, nhỏ hơn và dễ chế tạo hơn các thẻ chủ động.

Các thẻ thụ động có thể được đóng gói theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào mỗi yêu cầu ứng dụng cụ thể. Lấy một ví dụ, chúng có thể được gắn lên mọt chất nền,  hoặc kẹp vào giữa một lớp chất dính và một nhãn giấy để tạo ra các thẻ RFID thông minh. Các thẻ thụ động cũng có thể được gắn vào đa dạng các thiết bị hoặc đóng gói để tạo ra thẻ có thể chịu được các điều kiện nhiệt độ cực đoan hay các chất hóa học gay gắt.

Các giải pháp RFID thụ động hữu ích cho nhiều ứng dụng, và thường được triển khai để theo dõi hàng hóa trong chuỗi cung ứng, để kiểm kê số lượng tài sản trong nền công nghiệp bán lẻ, để xác nhận các sản phẩm như dược phẩm,.. và để gắn vào năng lực RFID trong hàng loạt các thiết bị. Hệ thống RFID thụ động thậm chí có thể được sử dụng trong các nhà kho và các trung tâm phân phối, mặc dù phạm vi của nó ngắn hơn, bằng việc đặt các đầu đọc tại các điểm nhất định để theo dõi qúa trình vận chuyển tài sản.

Các hệ thống trợ Pin thụ động (BAP)

Các thẻ BAP RFID là một loại thẻ thụ động  kết hợp với một đặc trưng vô cùng quan trọng của thẻ chủ động. Trong khi đa số các thẻ thụ động RFID sử dụng năng lượng từ tín hiệu của đầu đọc RFID để kích hoạt con chip của thẻ và tán xạ chúng tới đầu đọc, thì  các thẻ BAP lại sử dụng ngườn năng lượng tích hợp (thường là Pin) để kích hoạt con chip, bởi vậy toàn bộ nguồn dữ liệu được lưu trữ từ đầu đọc đều có thể được sử dụng cho việc tán xạ. Không giống các hệ thống tiếp sóng,  các thẻ BAP không tự có cho chúng hệ thống điều khiển.

* Bài viết được dịch từ trang nguồn: http://www.impinj.com/resources/about-rfid/the-different-types-of-rfid-systems/ .  Quý vị vui lòng tham khảo thêm.