Cчитыватели RFID (РФИД) и модуль для RFID меток

Принципиальная схема

Следует отметить, что окончательный проект включает в себя все исправления ошибок и некоторые дополнения, которые были сделаны на стадии создания прототипа. Ниже будет подробная информация о внесенных изменениях. Чтобы уберечь читателя от возгласа «многабукв, ниасилил!», сразу приведу окончательный вариант.

Вся схема в PDF.Схема в формате gschem.

Основные конструкции RFID меток

Основой данной технологии являются методы, получившие широкое распространение в радарных и радиосистемах. Собственно, сокращение RFID образовано от названия Radio Frequency IDentification, в переводе на русский — радиочастотная идентификация.

За последнее время благодаря своим очевидным преимуществам перед другими системами автоматической идентификации, системы RFID завоевывают все большую долю рынка.

Например, они все чаще применяются в виде бесконтактных чип-карт для оплаты проезда в общественном транспорте.

Другой пример, из еще более консервативной сферы — это заграничные паспорта. В России с 2009 года можно получить заграничный паспорт нового поколения с электронным бесконтактным RFID чипом.

Это конечно далеко не полный перечень сфер применения RFID систем. Широчайшее применение RFID системы получили: в розничной торговле, на производственных предприятиях, в сфере услуг, в медицинских и образовательных учреждениях и многие многие другие.

Система радиочастотной идентификации состоит из двух основных компонентов:
Закрепляется на объекте, который должен пройти процедуру идентификации.

• чипа, хранящего идентификационную и пользовательскую инфор­мацию. Чип также отвечает за связь со считывающим устройством; • антенны, которая позволяет передавать информацию между мет­кой и считывающим устройством; • оболочки, в которую заключаются чип и антенна; • внешнего корпуса, адаптированного для крепления метки к различ­ным объектам, требующим идентификации.

RFID метка в форме монеты или диска

Важнейшей характеристикой меток является способ подачи питания.

Различают пассивные метки, которые не имеют собственного источника питания и всю необходимую энергию получают от считывающего устройства (используя электрическое или магнитное поле).

В отличие от них активные транс­пондеры имеют собственный источник питания (батарейку), который полностью обеспечивает питание электронных компонентов или же запасает переданную энергию для кратковременной поддержки работы устройства. Подробный обзор активных меток читайте в нашем блоге.

Следующей важной характеристикой является рабочая частота излучения транспондера, которая в свою очередь определяет его дальность действия. При этом под рабочей частотой RFID системы понимают частоту, которую считы­вающее устройство использует для передачи данных; частота, на которой отве­чает транспондер, здесь никак не учитывается.

Хотя в большинстве случаев частота передачи данных транспондером не отличается от частоты, которую использует считывающее устройство (модуляция нагрузкой, отражение).

Однако, часто мощ­ность передаваемого транспондером излучения может быть на несколько поряд­ков ниже, чем мощность излучения, передаваемого считывающим устройством.

Реже используется диапазон миллиметровых волн (
Конструкция меток определяет спектр ее использования, а чип который находится внутри метки — возможный функционал.

RFID метки в форме монеты или дискаНаиболее часто транспондеры производятся в форме диска (или монеты), корпус которого изготавливается литьем под давлением из АВС-пластика и имеет диаметр от нескольких миллиметров до десяти сантиметров. В середине диска, может располагаться отверстие для крепления с помощью винта.

Преимуществом АВС-пластика будет являтся широкий диапазон рабочих температур (от −40 °C до 90 °C)

Наряду с АВС-пластиком может использоваться
или даже
. Эти материалы способны обеспечить транспондеру более широкий диа­пазон рабочих температур.

Корпус в форме колбыRFID метки в форме колбы выпускаются из стекла или пластика  

Метки выполнены в продолговатой стеклянной или пластиковой трубке размером, как правило от 12 до 32 мм. Внутри расположена печатная плата, на которой смонтированы электронная микросхема и развязы­вающий конденсатор, сглаживающий колебания напряжения питания.Антенна транспондера выполнена из провода диаметром всего 0.

Метки в стеклянной колбе разработаны для идентификации зверей и домашних животных,  вводятся под кожу животных. Но как показала практика

При некоторых условиях возможно метки в форме колбы непосредственно встраивать в металлические объекты. Для этого используют стеклянные колбы, в которых применяются катушки с ферритовым сердечником, имеющим высокую магнитную проницаемость. Если подобный транспондер установить в горизонтальном положении в продолговатое углубление на металлической поверхности, размеры которой чуть превышают размеры самого транспондера, то с такого транспондера можно будет без всяких проблем считать данные.

И напротив, при установке метки в просверленное вертикально гнездо не приведет к успеху, так как в этом случае проходящие через ферритовый сердечник транспондера линии напряженности магнитного поля падают на края отверстия вертикально и оканчиваются на поверхности металла. В этом случае возникающие вихревые токи сильно мешают передаче транспондером ответных данных.

Прямоугольный пластмассовый корпусПластмассовый корпус — был разработан для транс­пондеров, предназначенных для работы в системах, где предъявляются высокие требования по механической прочности.

Транспондер, корпус которого изготовлен из пластика в виде параллелепипеда, содержит те же компоненты, что и описанный чуть ранее транспондер в стеклянном корпусе, однако благодаря более длинной катушке он имеет больший радиус действия.

Другими преимуществами являются возможность использования электронных компонентов с большим размером корпуса, а также более высокая устойчивость к механическим нагрузкам, что, например является обязательным требованием для применения в автомобиль­ной отрасли. Кроме этого, такие  удовлетворяют и другим стандар­там качества, например легко проходят испытания на
или на падение с высоты. Cчитыватели  RFID (РФИД) и модуль для RFID меток

RFID метки для установки на металлические поверхностиДля того чтобы устанавливать метки на металлические объекты, были разработаны специальные конструкции.

В них катушка антенны транспондера наматывалась на сегментный ферритовый сер­дечник, после чего микросхема транспондера монтировалась на обратной стороне такого сердечника и соединялась контактами с катушкой. Для того чтобы при­дать транспондеру механическую прочность, а также устойчивость к вибрациям и необходимую термостойкость, микросхема транспондера вместе с сегментным ферритовым сердечником и эпоксидным закрепителем помещается в полуци­линдр, изготовленный из
полифениленсульфида или других материалов с высокими прочностными свойствами.

Такие метки могут использоваться для идентификации газовых баллонов, металлического инструмента, контейнеров, или например существуют книги покрытые металлической пленкой, они тоже потребуют специализированной метки.Такая конструкция была впервые применена в начале 90-х годов австрийской фирмой
и поначалу использовалась в качестве пропуска на горнолыжные трассы. В течение некоторого времени подобные транспон­деры получили широкое распространение, и прежде всего в системах контроля доступа и платежно пропускных системах.

Внутри таких часов находится тонкая печатная плата, на поверхности которой расположены дорожки, образующие рамочную антенну с небольшим числом витков.

Для того чтобы обеспечить наибольшую дальность действия, необходимо использовать антенну как можно большей площади, поэтому она занимает почти весь объем внутри корпуса часов.

Ключ или брелокМетки часто выполняю в форме брелока для ключе от домашних или офисных дверей, что зачастую позволяет исключить забывание метки дома. Для этого чаще всего встраивают метку в пластиковый корпус, который заливается пластиком или компаундом.

Для доступа в офисные или рабочие помещения, кроме того, часто используют транспондеры, выполненные в виде брелков

Cчитыватели  RFID (РФИД) и модуль для RFID меток

Бесконтактные RFID картыКонструкция бесконтактных RFID карт хорошо знакома нам по кредитным и телефон­ным картам. Преимущество такой формы для использования в RFID системах заключается в большой площади катушки, благодаря чему данные метки могут иметь большую дальность действия.

Бесконтактные карты из PVC пластика изготавливают ламинированием транс­пондера между четырьмя слоями ПВХ-пленки. Отдельные слои при высоком дав­лении и температуре свыше 100°С спекаются в единую конструкцию.

Бесконтактные чип-карты из PVC пластика привлекательны для разме­щения рекламы, поэтому на них часто, как и на телефонных картах, можно уви­деть красочные рекламные изображения.

Нанести изображения на такие карты можно с помощью:Сублимационного принтера — цена от 61 572 рублей. Технологии
офсетной печати — цена сильно зависит от объема и рассчитывается индивидуально.

Нанесение изображений возможно с помощью
, или специальных

ЭтикеткиКонструкция имеет толщину, прибли­зительно равную толщине листа бумаги. Здесь антенна транспондера изготавли­вается по технологии трафаретной печати или методом
травления и может раз­мещаться на пластиковом листе толщиной всего 0.1 мм. Далее этот лист пластика ламинируется слоем бумаги, а на обратной стороне наносится слой клея.

Транспондер является достаточно тонким и гибким, так как он должен наклеиваться как самоклеящаяся этикетка на багаж при авиаперевозках.

Читайте ещё про NFC:  Как настроить wallet на iphone 5s

Метка в виде этикетки состоит из тонких листов пластика или бумаги, между которыми находится катушка и микросхема транспондера.

В качестве упаковки для таких транспондеров используют рулон бумаги, после этого метка как правило применяется в качестве самоклеящейся этикетки, кото­рая является достаточно тонкой и гибкой, чтобы наклеиваться на багаж, пакеты или другие предметы подобного рода самой различной формы. На поверхность этикетки легко наносится дополнительная графическая информация с помощью принтера, в том числе и штрих-код товара.

  • выполнение команд от программного обеспечения или контроллера, и их оповещение о событиях;
  • определение меток, находящихся в пределах радиуса действия считывателя (функции взаимодействия с множественными метками, такие как индивидуализация и предотвращение пересечения сигналов);
  • по­лучение идентификационных номеров меток, определение данных, до­ступных на метке;
  • чтение данных с метки и запись на метку;
  • выполнение специальных команд, например, «уничтожение» (пер­манентная деактивация метки), в целях сохранения конфиденциальности;
  • запись и чтение дополнительных элементов метки (например, акти­вация и считывание показаний датчиков, привязанных к метке, или активация светодиода для визуального информирования об активации);
  • выполнение
    криптографических функций (если таковые поддержи­ваются системой);

Считывающие устройства в исполнениях с поддержкой только , реже но существуют считыватели поддерживающие , и есть даже
Технология производства полупроводников хорошо развита, и хотя некоторый прогресс еще возможен, ожидать крупных проры­вов в виде значительного снижения стоимости или снижения энер­гопотребления не стоит. В настоящее время бюджетные кремние­вые RFID-метки стоят порядка пяти рублей за единицу при заказе крупнооптовой партии.
В последнее время системы радиочастотной идентификации быстро раз­виваются, одним из свидетельств этого является расширение использования бесконтактных смарт карт в качестве электронных билетов для общественного пассажирского транспорта. Хотя 5 лет назад подобное было трудно себе даже представить, сегодня по всему миру уже используются миллиарды таких бес­контактных билетов. Также быстро расширялось и применение бесконтактных систем идентификации.

Регистр данных

Cчитыватели  RFID (РФИД) и модуль для RFID меток

Метка EM4100 хранит 64 бита данных, значит, конструкция должна содержать 64-битный сдвиговый регистр, составленный из восьми 8-битных регистров 74HC165. Регистр перезагружается после каждых 64 сдвигов, чтобы сбросить данные и начать сначала. Данные на входах регистра следующие:

  • Паттерн синхронизации: девять единиц
  • Идентификатор производителя/версии: 2 блока по 5 бит, из которых 4 бита — данные, а пятый — четность
  • Уникальный идентификатор: 8 блоков по 5 бит, из которых 4 бита — данные, а пятый — четность
  • Контрольная сумма: 4 бита четности, подсчитанные по столбцам
  • Стоп-бит: «0»

Смотрите описание протокола, там красивая табличка. Данные передаются старшим битом вперед. Всего есть 40 бит (8 32), которые пользователь устанавливает переключателями. Многие RFID-считыватели будут игнорировать поле «ID производителя/версии» и выдавать только 32-битный уникальный идентификатор (в десятичной системе, аррррр!).

Четность по строкам считается среди 4-битных групп (полубайт). Бит четности вычисляется при помощи 4-входового XOR (исключающее ИЛИ) следующим образом:RPx = D0⊕D1⊕D2⊕D3 = (D0⊕D1)⊕(D2⊕D3), что реализуется на трех элементах 74HC86. Четность по столбцам вычисляется аналогично, но по 10 битам, используя элемент 74HC280 для первых девяти бит и 74HC86 — для десятого.

Значительная часть меток имеют неизменяемые идентификаторы. Данная конструкция может выдавать все возможные идентификаторы, требуется только задать номер с помощью переключателей, а расчет четности остается прежним. Несмотря на то, что схема вычисления четности содержит много микросхем, она почти не потребляет энергии, так как находится в статическом состоянии. Таким образом, гибкость может быть достигнута только ценой добавления микросхем, без ущерба другим характеристикам.

В погоне за резонансным питанием

Сердцем схемы питания является резонансный контур из конденсатора и катушки. Напряжение выпрямляется мостом на диодах Шоттки и поступает на накопительный конденсатор. Резонанс в контуре в сочетании с высокой добротностью будет обеспечивать достаточно высокое напряжение. Входное напряжение ограничено цепочкой светодиод стабилитрон. Светодиод загорается, когда накопитель заряжен, а затем сжигает излишки энергии, защищая схему от перенапряжения.

Накопительный конденсатор вмещает достаточно энергии, чтобы питать метку некоторое время. Стабилитрон ограничивает максимальное напряжение на уровне примерно 12 В, а стоящий после него LDO-стабилизатор требует всего 0,4 вольта сверх рабочего напряжения 3,3 В. При емкости конденсатора 2 мкФ и расчетной нагрузке 800 мкА время работы составит (12В — 3,7В) * 2мкФ/800мкА ≈ 20 мс.

Схема разработана так, что можно подключить дополнительный источник питания (3 или 4 батарейки AAA), а также включать/выключать LDO-стабилизатор. Батарея необязательна, но я не могу гарантировать, что все RFID-считыватели будут давать достаточную мощность.

Cчитыватели  RFID (РФИД) и модуль для RFID меток

Любопытный читатель может спросить меня, почему блок питания обеспечивает 3,3 В, в то время как семейство 74HC может работать и при 2 вольтах. Причина тому — схема ФАПЧ (см. ниже, «Восстановление тактового сигнала»). ГУН микросхемы 74HC4046 может работать лишь при напряжении питания выше 3 В. Если ФАПЧ не используется, напряжение питания можно уменьшить до 2 вольт. Все микросхемы семейства HC достаточно быстры, чтобы даже при 2 В справляться с тактовой частотой 125 кГц.

Питание от резонансного контура должно быть настроено таким образом, чтобы считыватель не сбивался слишком часто, и в то же время извлекалось достаточно энергии для работы метки. Это оказалось сложнее, чем я думал. Как говорилось ранее, добротность играет значительную роль. На самом деле, нужна небольшая катушка, достаточно крупная для получения энергии, но достаточно маленькая, чтобы не нагружать передатчик слишком сильно и обеспечивать легкую модуляцию.

Обратите внимание, что резонансная LC-цепь работает не точно на резонансной частоте, рассчитанной для выбранных компонентов. Причина в том, что схема метки создает (слегка емкостную) нагрузку для контура. Таким образом, катушка должна быть немного меньше, чем рассчитано. Это имеет то преимущество, что вы можете сделать катушку в соответствии с теорией, а затем удалять витки до достижения правильной частоты.

Оказалось, что дешевый считыватель был очень чувствителен к высокой нагрузке, и чем ниже была нагрузка, тем лучше он работал. Изначальная катушка, 3,3 мГн была уменьшена вдвое несколько раз, пока некий стабильный компромисс не был найден при индуктивности около 680 мкГн. Вторым изменением было снижение емкости накопительного конденсатора с 10 до 2 мкФ. Считыватель по-прежнему сбоит то и дело, но по крайней мере, работает чаще, чем раньше.

Во всяком случае, контроллер на двери, кажется, был рад всему, что я посылал, и не подводил меня ни разу (даже если я забывал свой настоящий ключ во время тестирования).

Безымянный RFID-ридер прекрасно работает, когда метка имеет внешнее питание. При использовании внешнего источника, по-видимому, лучше включить ФАПЧ. Я думаю, они слишком сэкономили на развязывающих конденсаторах 😉

После обсуждения с Марком (парень, который использует этот фиговый ридер) он сказал мне, что видел проблемы с этим считывателем, даже используя нормальные метки. Мы решили устроить ему небольшой сеанс отладки. В цепях питания ридера присутствовали 200 мВ пульсации (на частоте 125 кГц) и некоторые неприятные импульсы здесь и там.

Замечание для всех: не покупайте такие говносчитыватели. Или купите хороший, или соберите его самостоятельно.

Если вы думаете, что история на этом заканчивается, то вы ошибаетесь. Еще есть куда совершенствовать модулятор, и значительные изменения позволили ему работать гораздо лучше. Даже дешевый безымянный считыватель можно заставить работать хорошо.

Основные конструкции RFID меток

или даже
, или специальных

На данный момент минимальные цены которые можно получить в районе 7 рублей на оптовую партию.

Читайте ещё про NFC:  Samsung Pay для Gear S2, S3- как скачать, установить и настроить

Если хотите узнать, какую цену можно получить на гигантскую оптовую партию, пишите запрос, и мы постараемся вас удивить.

Восстановление тактового сигнала

Резонансный контур работает на частоте 125 кГц, которая используется для тактирования всей схемы. Сигнал с катушки через разделительный конденсатор подается на триггер Шмитта 74HC14 и преобразуется в сигнал RAWCLK (таким же образом обычно снимается сигнал 50 Гц с силового трансформатора). Гистерезис триггера Шмитта необходим по причине того, что сигнал имеет пологие фронты и может нести в себе много шума.

Опциональная схема ФАПЧ (PLL), выполненная на микросхеме 74HC4046, синхронизирует тактовый генератор с несущей частотой резонансного контура. ФАПЧ нужна только в том случае, если несущая частота прерывается. Такие разрывы могут возникать у RFID-считывателей, которые периодически подстраивают амплитуду электромагнитного поля, так, что сигнал оказывается ниже порога срабатывания триггера Шмитта.

RFID метка в форме колбы

Тем не менее, считыватель остается способен принимать данные и при низких амплитудах поля. ФАПЧ поддерживает тактовый сигнал во время таких периодов. Схема имеет переключатель, позволяющий разрешить или запретить использование ФАПЧ. С отключенной ФАПЧ ниже потребление энергии, но ее включение может быть полезно для работы с некоторыми считывателями.

Проблемы с ФАПЧ могут возникнуть с дешевыми считывателями, которые генерируют несущий сигнал со значительным фазовым шумом (джиттером). Это заставляет ФАПЧ непрерывно работать, подстраивая фазу, что повышает энергопотребление. Другая проблема с ФАПЧ может возникнуть с очень плохими RFID-ридерами, которые восстанавливают принятые данные исключительно по своему внутреннему генератору 125 кГц. Если метка пропустит период, считыватель запутается, и случится Неприятная Штука™.

Единственный доступный считыватель пришлось вскрыть и припаять несколько проводов к его плате, чтобы посмотреть, какие на самом деле данные он принимает. Оказывается, что RFID-ридер может принять данные с катушки, закороченной источником тока порядка 50-100 мкА. Это несколько далековато от тех 2,5 мА, которые дает полное замыкание катушки.

Модулятор был изначально собран на биполярных транзисторах. Это привело к пологим фронтам сигнала, потому что транзисторы работали в режиме низкого энергопотребления, а значит, весьма медленно. Замена их на МОП-транзисторы сделала модулятор быстрее и сэкономила очередные 27 мкА потребляемого тока. У меня были только транзисторы в корпусах SOT-23 (Маленькие тараканчики для SMD-монтажа. — Прим. перев.

Единственный RFID-считыватель был неизвестного производства и соответствующего качества. Он оправдал самые худшие ожидания. Если вы отправляете на считыватель некорректные данные, вы можете: а) подвесить считыватель, б) получить мусор на вводе в компьютер и в) проклясть все на свете, пытаясь понять, почему что-то не работает как ожидалось.

Делитель частоты

Некоторые тактовые сигналы являются производными

RFID метка в пластиковом корпусе

от главного сигнала MCLK. Метки EM4100 обычно выпускают под скорости передачи данных MCLK/16, MCLK/32 и MCLK/64, хотя значение MCLK/64 (2 кбит/с) наиболее распространено. Переключаемый делитель частоты для настройки скорости передачи собран на половинке счетчика 74HC393. Делитель формирует сигнал DCLK. Набор переключателей задает коэффициент деления для тактового сигнала.

Вторая половина счетчика 74HC393 формирует все внутренние тактовые сигналы (CCLK, PCLK и SCLK). Регистр данных сдвигается по сигналу SCLK, который задает скорость передачи данных.

Полная временая диаграмма приведена на схеме устройства (страница 2).

Считывающее устройство

Считывающее устройство, или ридер, определяет формат метки, и в зависимости от задач может не только считывать, но и записывать данные и даже стирать информацию с метки.

Кроме того, важной характеристикой считывающих устройств является проводной интерфейс, который служит для передачи данных другим компонентам системы — персональному компьютеру или контроллеру.

Если из всего многообразия представленных у нас на сайте считывателей, вы все таки не смогли выбрать идеальный для вас вариант. Не забывайте, что существуют преобразователи интерфейсов, которые сильно расширяют возможности использования любого считывателя.

Счетчик по модулю 128

Регистр данных содержит 64 бита, но проблема в том, что перезагрузка данных занимает еще один такт. Если считать только до 64, то сигнал окончания счета перекроет один сигнал сдвига, что означает пропуск бита в следующем 64-разрядном цикле и приведет к неправильному началу цикла передачи данных.

RFID метка для установки на металлические поверхности

Микросхема 74HC40103 работает как счетчик по модулю 128, ведя обратный отсчет от 127 до 0 на двойной скорости передачи данных, а затем перезагружаясь. Сигнал конца счета (MOD128) немного сдвинут по времени за счет синхронизации с CCLK для того, чтобы избежать перекрывания фронта с фронтом SCLK. Это выполняется при помощи триггера 74HC74, который формирует сигнал параллельной загрузки регистра ~PLOAD.

Двухфазное кодирование

Схема кодирования, используемая в большинстве меток, как упоминалось ранее, манчестерская. Основное преимущество манчестерского кода — в простоте его генерации. Исключающее ИЛИ между тактовым сигналом и потоком данных дает манчестерский код. Элемент 74HC86 складывает сигналы SCLK и SDELAY для кодирования потока данных.

Фактический поток данных из регистра, SOUT, задерживается на один такт для формирования SDELAY. Когда регистр данных перезагружается, то SOUT сразу же изменяется с «0» на «1» (переход от стоп-бита к старт-биту). Тем не менее, параллельная загрузка регистра, как было сказано выше, не привязана к фронту сигнала сдвига, а генерация манчестерского сигнала должна оставаться синхронной с SCLK, чтобы не было ложных переходов. Задержка на один такт делает все биты в потоке данных синхронными с SCLK.

Манчестерский сигнал, по прогнозам, должен иметь выбросы (глитчи) при переходах 0→1 и 1→0. В этих местах сигнал SCLK инвертируется, но SDELAY и SOUT не синхронны на 100%. Выброс вызывается гонкой сигналов SDELAY и SCLK из-за задержки срабатывания триггера 74HC74. Однако, этот выброс настолько узкий (10-30 нс), что модулятор не успевает на него среагировать, не говоря уже о приемнике, в котором сигнал сильно фильтруется. Так что выброс оставили как есть.

Другая разумно легко реализующаяся схема кодирования — это двухфазная. Она идентична дифференциальному манчестерскому кодированию с фазовой задержкой и представляет собой частотно-манипулированный (

) сигнал, наложенный на несущую с помощью амплитудной манипуляции (

). Сложность двухфазного кодирования в том, что уровень выходного сигнала всегда переменный, в то время как частота изменяется в соответствии с передаваемыми данными. Эту трудность можно преодолеть, используя двойную скорость генератора, а затем разделив полученный результат на два.

На первом этапе происходит мультиплексирование сигналов PCLK и SCLK на основе потока передаваемых данных при помощи набора элементов 74HC00 (И-НЕ). На выходе мультиплексора наблюдаются выбросы, по тем же причинам, что описаны выше (гонка SDELAY и SCLK), а также потому, что PCLK и SCLK не синхронны. (Приветствую тех, кто дочитал до этого места и не уснул.

Дальше будет веселее. — Прим. перев.) Счетчик 74HC393 является асинхронным, и это вызывает проблемы. Сигнал с выбросами не может быть безболезненно пропущен через делитель на два, ведь выбросы тоже могут быть интерпретированы счетчиком как импульсы. Мультиплексированный сигнал очищается от выбросов путем квантования сигналом CCLK, который гарантированно держится на высоком уровне значительно дольше, чем длительность выброса. Наконец, деление частоты на два с помощью триггера 74HC74 завершает формирование двухфазного сигнала.

RFID браслет

Предусмотрены переключатели для выбора типа кодирования: манчестерское или двухфазное.

Производители чипов

Следует различать производителей чипов и производителей меток. Производство чипов это высокотехнологичное, наукоемкое производство. Производителей чипов во всем мире несколько десятков, в отличии от производителей меток, которых сотни тысяч. Чипы изготавливают с применением хорошо отработанных техно­логий в производстве микроэлектроники.

Европейские производители чипов:ЕМ Microelectronic SA, Швейцария; STMicroelectronics, Швейцария; Texas Instruments, Германия; NXP, Австрия; Infineon, Германия

Американские производители чипов: Impinj, США; Alien Technology, США; Atmel, США; Melexis, США;

Читайте ещё про NFC:  Как узнать, есть ли NFC в телефоне, проверить работу?

Азиатские производители чипов: Fudan micro, Китай Shanghai Belling, Китай Shanghai Huahong, Китай

Российские производители чипов:Ангстрем, Зеленоград

Модулятор

RFID брелок

Наконец, закодированный сигнал должен быть направлен обратно в катушку, чтобы его принял RFID-считыватель. На обоих выводах катушки напряжение может быть как положительным, так и отрицательным, поскольку в ней индуцируется переменный ток.

Амплитудная модуляция осуществляется созданием контролируемого замыкания на землю обоих концов обмотки с помощью пары МОП-транзисторов, каждый из которых работает на своем полупериоде сигнала. Выпрямительный мост образует замкнутый путь на землю для каждого из выводов. Несмотря на то, что МОП-транзисторы способны реагировать на вышеупомянутые выбросы сигнала, резонансный контур не может, так как он настроен на частоту, на 2-3 порядка более низкую, чем частота выбросов.

Большинство картинок и диаграмм, которые вы найдете в сети, не показывают эту часть или показывают ее неверно. Замыкание является контролируемым по времени, в соответствии с закодированными данными, и ограниченным по сопротивлению, за счет резисторов. Пассивные RFID-метки, как правило, малы, и оперируют на порядок меньшей мощностью, чем эта.

Метки обычно имеют маленькие катушки, и таким образом, могут достичь только очень небольшой глубины модуляции. Если большую катушку в нашей конструкции замкнуть накоротко, посланный сигнал, скорее всего, будет настолько сильным, что собьет с толку большинство считывателей. Также, короткое замыкание катушки требует использования ФАПЧ для поддержания тактовой частоты на то время, пока катушка замкнута.

Применение RFID в реальных проектах

Современные RFID системы находят применение в сферах о которых еще несколько лет назад было сложно и помыслить.

Сравнение систем идентификацииRFID не единственная система идентификации. Технология
штрихового кодирования появилась около 30 лет назад и была первой, и самой массовой системой автоматической идентификации. Третья технология — это оптическое распознавание текста
OCR, эта технология получила наибольшее распространение в системах распознавания автомобильных номеров.

Попытаемся сравнить недостатки и преимущества всех трёх систем идентификации. Ведь именно потребность в идентификации определяет возможности для применения RFID технологии в реальной жизни.

Теперь когда преимущество RFID неоспоримо, давайте пройдёмся по тем сферам RFID уже активно вытесняет традиционные системы идентификации и немного по тем сферам где будет вытеснять в ближайшее время.

Бесконтактные RFID карты

Защита товара от подделокПри производстве или упаковке товара маркируйте его специ­альными радиометками, чтобы покупатели могли отличить ори­гинал от подделок.

Уникальную встроенную саморазрушающуюся метку подделать невозможно, поэтому сам факт ее наличия гарантирует подлинность товара с вероятностью 100%. К уникальному номеру метки в базе данных может быть привязана любая информация, например информация о том когда и где произведен данный товар. Даже если идентификатор удастся подделать в базе данных он присутствовать не будет. Что будет означать что это подделка.

Никакие другие технологии защиты оригинальных товаров из тех, что используются сегодня, не работают так эффективно.

Для покупателей есть возможность проверять подлинность товара, с помощью смартфона. И получать полную информацию о товаре.

В видео рассказано о глобальной системе отслеживания оригинальной меховой продукции.

Общественный транспортОдной из наиболее привлекательных возможностей для использования RFID систем, особенно для бесконтактных карт, является их применение в общественном пассажирском транспорте.

Транспортные организации по всему миру часто работают с большими убытками, иногда дефицит может составлять до 40% от оборота компании, и этот дефицит как правило покрывается за счет государственных средств. Поэтому в данном случаем мы имеем как минимум двух интересантов для решения проблемы высокой себестоимости. Во Франции государство так сильно хочет изменить ситуациию с убыточностью железнодорожных компаний, что готова смирится с
Метка в виде этикетки

Поэтому, транспортным компаниям необходимо разработать долгосрочные меры по сокращению дефицита путем сокращения расходов и повышения рентабельности.

Одним из наиболее серьезных средств в борьбе с издержками может стать широкое использование бесконтактных RFID карт в качестве электронных средств оплаты проезда. Именно улучшение организации оплаты проезда предоставляет наибольшие перспективы для повышения эффективности работы транспортных компаний.

Розничная торговляТехнология идентификации продаваемых товаров с помощью штрих-кода активно применяется в торговле уже несколько десятков лет.

Технология RFID которая приходит ей на смену обладает рядом преимуществ, самый главное из которых — бесконтактная, и высокоскоростная идентификация.

• Отгрузку товаров со склада• Приемку товаров в магазине • Инвентаризация товара в магазине

ПроизводствоПрименение RFID в розничной торговле, имеет массу плюсов, но прежде чем продать что нибудь, нужно это произвести. Процесс производство в большинстве случаев не менее сложен чем процесс продажи.

Основные возможности применения RFID для оптимизации производства это — снижение издержек и улучшения безопасности.

Ведущие производственные компании уже используют RFID для отслеживания складских запасов полуфабрикатов, готовой продукции, инструмента и многого другого, местоположения транспортных средств и рабочих.

Сфера услуг

Сфера услуг многогранна, но ее многогранней возможности автоматизации которые появляются с приходом RFID технологии. Уже реализованы проекты по по автоматизации химчисток, прачечных, предприятий предлагающих услуги аренды. Считывающее устройство

Внедрение RFID позволяет добится — автоматизации процессов приёмки, сортировки и отгрузки объектов имущества, отслеживания их местонахождения, оптимизации загрузки производственных мощностей и снижения влияния «человеческого фактора».

СкладRFID на складе позволяет снизить потери паллет и других транспортных товаров многоразового использования, а также автоматизировать управление ими.

Позволяет отслеживает местоположение как тары таки самих товаров.

Медицинские учрежденияБольницы используют основанную на радиочастотной идентификации систему получения информации о пациенте (данные пациента, диагноз, аллергии и т.д.) в реальном времени. Для этого используется одеваемый на руку пациента одноразовый неснимаемый браслет.

Кроме этого клиники применяют такие решения, чтобы управлять размещением пациентов, отслеживать использование медицинского оборудования и автоматизировать другие рабочие процессы.

Библиотеки

Системы RFID в библиотеках используется для ускорения выдачи и приема книг, а также для совершенствования системы безопасности. Автоматизация процессов выдачи, возврата и выбытия книг из библиотечного фонда позволяет существенно сократить, время обслуживания читателей.
RFID система выполняет не менее важную охранную функцию: при выходе посетитель проходит рядом со считывателем, который получает данные с каждой метки, а программное обеспечение проверяет, все ли книги были зарегистрированы к выдаче. Если нет, на пункте охраны раздается звуковой сигнал и мигает красная лампочка, а программа показывает, какая именно книга или материал вызвали срабатывание системы.

Вред от RFID

Египтяне верили в загробную жизнь, а индусы – в то, что нельзя стричь ногти по ночам. Многие граждане мира верят в то что технология RFID может нанести вред здоровью.
Несмотря на научную обоснованность отсутствия всякого вреда от RFID, именно вред здоровью может явится сдерживающим фактором при внедрении этой технологии.

Просвещение давно и хорошо зарекомендовавшия себя метод для борьбы с мракобесием.

На видео подробное исследование вопроса безопасности RFID систем.

Ловите ветер высоких технологий

Внедрение RFID технологий в современный бизнес, позволяет увеличить степень автоматизации множества бизнес процессов. А это значит — уменьшить количество ошибок, увеличить скорость обработки, снизить себестоимость, словом сделать все то то позволит получить святой грааль любого бизнеса — значимое конкурентное преимущество.Cчитыватели  RFID (РФИД) и модуль для RFID меток

Важно понимать что само по себе внедрение RFID систем, таким преимуществом не является. Для успешного внедрения необходимо понимание специфики ваших бизнес процессов и знание технических возможностей современных RFID технологий.

И если с первым вам придется разбираться самостоятельно, со вторым мы готовы помочь.

Не стесняйтесь задавайте вопросы, мы обычные люди, просто мы очень хорошо разбираемся в RFID.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector