Come comunicano i tag RFID con i lettori?

 

I tag passivi funzionano con l'energia RF raccolta. Il lettore trasmette un'onda continua a 902-928 MHz in Nord America, 865-868 MHz in Europa. L'antenna tag raccoglie una frazione di quella potenza, sufficiente per far funzionare un chip che assorbe forse 15-20 microwatt. Il chip modula l'impedenza dell'antenna per riflettere il segnale con i dati codificati. Questa è retrodiffusione.

Daniel Dobkin ha trattato la matematica del budget di collegamento in "The RF in RFID" nel 2007. Il libro è ancora il riferimento utilizzato dalla maggior parte degli integratori. La portata di lettura UHF passiva supera i 10-15 metri all'aria aperta. Le implementazioni reali vedono di meno.

La comunicazione da tag-a-lettore utilizza la codifica FM0 o Miller su una sottoportante. Reader-to-tag utilizza PIE. Le specifiche Gen2 di GS1 EPCglobal definiscono l'intera interfaccia aerea. La versione 2 ha aggiunto alcune funzionalità di sicurezza che quasi nessuno utilizza perché i chip costano di più.

 

 

Il pasticcio di frequenze

 

La norma FCC Parte 15 fornisce RFID 902-928 MHz fino a 4 watt EIRP con salto di frequenza. L'ETSI limita l'Europa a 865,6-867,6 MHz a 2 watt ERP. Diversi anche i metodi di misurazione della potenza (EIRP rispetto a ERP) che confondono le persone che confrontano le specifiche tra le regioni.

La Cina ha aperto 920-925 MHz. Il Giappone consente 916-921 MHz ma con requisiti di ascolto prima di parlare che complicano la progettazione del lettore. Un tag costruito per il mercato statunitense funziona in Europa ma la sintonizzazione dell'antenna è disattivata. Perdi un paio di dB. Ciò è importante quando sei già al limite del budget di collegamento.

 

13,56 MHz è diverso

 

L'RFID HF a 13,56 MHz utilizza l'accoppiamento induttivo, non la radiazione. Solo vicino-campo. Il lettore ha una bobina, il tag ha una bobina, il campo magnetico li collega entro forse un metro. Il tag carica e scarica la sua bobina per modulare il segnale che il lettore vede sulla sua antenna. ISO 14443 per tessere di prossimità, ISO 15693 per tessere di prossimità. Protocolli diversi, intervalli di lettura diversi, casi d'uso diversi.

NFC è fondamentalmente 14443 più alcune modalità peer-to-peer. Il tuo telefono supporta NFC. Il badge del tuo ufficio è probabilmente 14443 o iCLASS o DESFire, a seconda di quando la tua azienda ha installato il sistema.

LF a 125-134 kHz è lo stesso concetto ma forse anche con una portata più breve di. 10 centimetri. Ancora utilizzato per le etichette degli animali perché le basse frequenze penetrano nei tessuti.

 

 

Collisioni

 

Tag multipli che rispondono simultaneamente vengono gestiti con Slotted ALOHA in Gen2. I tag scelgono slot casuali. Il lettore regola il parametro Q per dimensionare il fotogramma. Funziona abbastanza bene per l'inventario, ma la produttività diminuisce rapidamente quando si hanno centinaia di tag sul campo e la metà di essi sono orientati in modo errato.

La Auburn University ha pubblicato dati sulla velocità di lettura che mostrano 1000+ tag al secondo in condizioni ideali. Nessuno lo vede in un magazzino.

La ricerca anticollisione è un intero sottocampo. Un sondaggio su Computer Networks del 2024 ha elencato oltre 50 algoritmi. Basati su alberi-, varianti ALOHA, approcci ibridi. La maggior parte del lavoro accademico non tiene conto dei vincoli del mondo reale-come il costo del lettore e la compatibilità del protocollo.

 

Walmart

 

Walmart ha iniziato a imporre l’RFID sull’abbigliamento nel 2020. Esteso a più categorie nel 2022. Entro l’autunno del 2024 il mandato copriva mobili, articoli per animali domestici, parti automobilistiche e un sacco di altre cose. L'RFID Lab di Auburn gestisce la certificazione dei tag. I fornitori che non superano la certificazione non possono spedire a Walmart.

I mandati hanno fatto scendere i prezzi di inlay. Meno di-quattro centesimi ora in volume. Qualche anno fa erano sette, otto centesimi.

"Il ROI è stato dimostrato", è ciò che dicono i dipendenti di Walmart alle conferenze. I concorrenti stanno seguendo. Target ha il suo programma. Amazon utilizza la tecnologia RFID in alcuni centri logistici, ma non così pubblicamente.

 

Modalità di fallimento

 

L'UHF non funziona bene in prossimità di metalli o liquidi. Un pallet di prodotti in scatola è difficile da leggere. I magazzini con scaffalature in acciaio creano interferenze multipercorso. Su-esistono design di etichette metalliche-distanziatori in schiuma tra il chip e la superficie metallica-ma costano di più, da tre a cinque volte rispetto a un inserto standard.

I tag muoiono. Auburn ha riscontrato tassi di DOA o di fallimento precoce del 2-3% in uno studio. I chip si rompono, i collegamenti dell'antenna si rompono, l'adesivo dell'intarsio si rompe. I programmi di vendita al dettaglio ad alto volume inseriscono questo aspetto nei loro modelli di costo. Gli utenti più piccoli rimangono sorpresi.

 

 

FASTag

 

L’India ha distribuito oltre 60 milioni di tag UHF per parabrezza per la riscossione elettronica dei pedaggi tra il 2019 e il 2023. Tag di più fornitori, lettori di più fornitori, integrazione backend tra dozzine di operatori di pedaggio. Per lo più funziona. Il throughput della corsia è aumentato. La gestione del contante è in calo.

La Cina è stata più lenta nel campo dell’RFID al dettaglio rispetto a quanto previsto dieci anni fa. Mandati governativi nel settore farmaceutico e del tabacco. Tracciabilità della logistica in alcuni settori. Ma non il lancio a livello di articolo in stile Walmart--che avrebbe dovuto avvenire.