Как работят електронните ценови етикети

Електронните етикети са безконтактна технология за автоматична идентификация, която използва радиочестотни сигнали за идентифициране на целеви обекти и получаване на свързани данни.

Идентификационната работа не изисква човешка намеса. Като безжична версия на баркодове, RFID технологията е водоустойчива, антимагнитна и устойчива на висока температура, има дълъг експлоатационен живот, голямо разстояние на четене, данните на етикета могат да бъдат криптирани, капацитетът за съхранение на данни е по-голям, информацията за съхранение може да се променя свободно и други предимства. Методът на кодиране, съхранение и методът на четене и запис... електронни етикети са различни от традиционните етикети (като баркодове) или ръчните етикети. Съхранението на електронните кодове на етикети се извършва във формат само за четене или четене-запис върху интегралната схема; особено методът четене-запис. Електронният етикет се осъществява чрез безжично електронно предаване. Изключителните технически характеристики на RFID електронни етикети са: може да идентифицира един много специфичен обект, вместо само един тип обект като баркод; може да чете множество обекти едновременно и баркодът може да се чете само един по един; съхранение; Количеството информация е много голямо; използвайки радиочестота, данните могат да се четат през външни материали и баркодовете трябва да разчитат на лазер или инфрачервен лъч, за да четат информация от повърхността на материалния носител.

(1) Етикет. Състои се от свързващи елементи и чипове. Всеки етикет има уникален електронен код. Електронният етикет с голям капацитет има място за съхранение, което потребителят може да записва, и е прикрепен към обект, за да идентифицира целевия обект.

(2) Четец. Преносимо или фиксирано устройство, което чете (а понякога и записва) информация от етикет.

(3) Антена. Предава радиочестотния сигнал между етикета и четеца. Основният принцип на работа на RFID технологията не е сложен. След като етикетът попадне в магнитното поле, излъчвано от четеца, той приема радиочестотния сигнал от четеца и използва енергията, получена от индуцирания ток, за да изпрати информацията за продукта (пасивен етикет), съхранена в чипа, или активно да изпрати сигнал с определена честота (активен етикет); след като четецът прочете и декодира информацията, тя се изпраща до центъра за обработка на информация на системата за съответната обработка на данните.

Електронните етикети могат да бъдат разделени на три вида: тип с интегрална схема, тип с кабелно презаписване на място и тип с безжично презаписване на място, в зависимост от различните методи за инжектиране на вътрешно съхранена информация; според техническите средства за четене на данни от електронни етикети, те могат да бъдат разделени на три категории: има три вида тип излъчвано предаване, тип умножение на честотата и тип модулация на отражението; според различните методи за захранване с енергия (захранване от батерии), технологията за радиочестотна идентификация може да бъде разделена на три вида: активна, пасивна и полуактивна. Общоприетият метод за класификация на RFID е, че според различната работна честота (единица: Hz) тя се разделя на 4 вида нискочестотна (LF), високочестотна (HF), ултрависока честота (UHF) и микровълнова честотна лента (MW).

(1) Системите с ниска/висока честота обикновено имат работна честота <30MHz. Типичните работни честоти са 125kHz, 225kHz, 13.56MHz (безконтактна IC карта - работна честота на радиочестотна карта) и др. Системите за радиочестотна идентификация, базирани на тези честотни точки, обикновено имат съответните международни стандарти. Основните им характеристики са: цената на електронните етикети е по-ниска, количеството данни, съхранявани в етикетите, е по-малко, разстоянието на четене е кратко (в пасивни условия типичното разстояние на четене е 10 см), формата на електронния етикет е разнообразна (с форма на карта, пръстен, копче, химикалка) и насочеността на четящата антена не е силна.

(2) UHF/микровълновите системи обикновено имат работна честота > 400MHz, а типичните работни честотни ленти са 915MHz, 2450MHz, 5800MHz и др. Системата има и много международни стандарти за поддръжка на тези честотни ленти. Основните характеристики са: висока цена електронни етикети и четци, голямо количество данни, съхранявани в етикети, голямо разстояние на четене (до няколко метра до десет метра) и адаптивност към обекти. Високоскоростното движение е добро, формата обикновено е с форма на карта, а антената за четене и антената на електронния етикет имат силна насоченост.

(3) Вътре в активния електронен етикет има батерия, която обикновено има голямо разстояние на четене. Недостатъкът е, че батерията има ограничен живот (3-10 години); в пасивния електронен етикет няма батерия. След получаване на микровълновия сигнал от четеца (сондата), той преобразува част от микровълновата енергия в постоянен ток за собствената си работа. Като цяло може да се постигне липса на поддръжка. В сравнение с активната система, пасивната система има леко ограничение в разстоянието на четене и скоростта на адаптиране към движението на обекта.

(4) Информацията в интегрирания втвърден електронен етикет обикновено се инжектира в ROM режим по време на производството на интегрални схеми и съхранената информация е непроменима; електрическият етикет за презаписване с кабел на място обикновено записва информацията, съхранена в електронния етикет, в него. Във вътрешната зона за съхранение E2 е необходим специален програмист или записващо устройство за презаписване, което трябва да се захранва по време на процеса на презаписване; електронният етикет за безжично презаписване на място обикновено е подходящ за активни електронни етикети, със специфични инструкции за презаписване, а запаметената информация от електронните етикети също се намира в зоната за съхранение E2. Като цяло времето, необходимо за презаписване на данните от електронния етикет, е много по-дълго от времето, необходимо за четене на данните от електронния етикет. Обикновено времето, необходимо за презаписване, е от порядъка на секунди, а времето за четене е от порядъка на милисекунди.

(5) Система за радиочестотна идентификация с излъчвано предаване. Електронният етикет трябва да работи активно и да излъчва съхранената си идентификационна информация в реално време. Четецът е еквивалентен на приемник, който само приема, но не изпраща. Недостатъкът на тази система е, че тъй като електронният етикет трябва непрекъснато да предава информация навън, той разхищава електроенергия и причинява електромагнитно замърсяване на околната среда, а сигурността и поверителността на системата са лоши. Трудно е да се реализира двучестотна система за радиочестотна идентификация. Като цяло, четецът изпраща радиочестотен сигнал за запитване, а носещата честота на сигнала, върната от електронния етикет, е множител на радиочестотата, изпратена от четеца. Този режим на работа осигурява удобство за четеца да приема и обработва ехо сигнали. При пасивните електронни етикети обаче, когато електронният етикет преобразува получената радиочестотна енергия от четеца в двучестотна носеща честота на ехо, ефективността на преобразуване на енергията е ниска. Подобряването на ефективността на преобразуване изисква по-високи умения за работа с микровълни, което означава по-високи разходи за електронния етикет. В същото време работата на този вид система трябва да заема две работни честотни точки и обикновено е трудно да се получи лиценз за продуктово приложение от Комитета за управление на радиочестотите.

(6) Реализацията на система за радиочестотна идентификация с отражателна модулация е насочена главно към решаване на проблема с изпращането и приемането на една и съща честота. Когато системата работи, четецът изпраща микровълнов сигнал за запитване (енергия), а електронният етикет (пасивен) коригира част от получения микровълнов сигнал за запитване в постоянен ток, за да може веригата в електронния етикет да работи, а другата част от микровълновия енергиен сигнал се съхранява в електронния етикет. Данните се модулират (ASK) и се отразяват обратно към четеца. След като четецът получи отразения амплитудно-модулиран сигнал, той декодира идентификационните данни, съхранени в електронния етикет. По време на работния процес на системата четецът изпраща микровълновия сигнал и едновременно с това получава отразения амплитудно-модулиран сигнал. Силата на отразения сигнал е много по-слаба от тази на предавания сигнал. Следователно, трудността при техническото изпълнение се състои в приемането на една и съща честота.

Свързването на електронните етикети е чрез използване на различни методи за предаване на различни сигнали.

Работното разстояние между радиочестотния етикет и четеца в системата за радиочестотна идентификация е важен въпрос при приложението на системата за радиочестотна идентификация. Обикновено това работно разстояние се определя като разстоянието между радиочестотния етикет и четеца за надежден обмен на данни. Обхватът на системата за радиочестотна идентификация е всеобхватен показател, който е тясно свързан със състоянието на съвпадение на радиочестотните етикети и четците. Според разстоянието на системата за радиочестотна идентификация, връзката между антената на радиочестотния етикет и антената на четеца може да бъде разделена на три категории.

(1) Тясно свързана система. Типичното работно разстояние на системата варира от 0 до 1 см. В практически приложения обикновено е необходимо радиочестотният етикет да се постави в четеца или върху повърхността на антената на четеца. Системата за тясно свързване използва индуктивна връзка (затворена магнитна верига) между радиочестотния етикет и реактивната зона в близко поле на антената на четеца, за да образува безконтактен радиочестотен канал за предаване на пространствена информация. Работната честота на тясно свързаната система обикновено е ограничена до всяка честота под 30 MHz. Тъй като електромагнитното изтичане на метода на тясно свързване е малко, а получената от свързването енергия е голяма, той е подходящ за приложни системи (като електронни брави на врати), които изискват висока безопасност и нямат изисквания за работно разстояние.

(2) Телесвързваща система. Типичното работно разстояние на телесвързващата система може да достигне lm. Телесвързващите системи могат да бъдат разделени на два вида: почти свързана система (типичното работно разстояние е 15 см) и слабо свързана система (типичното работно разстояние е lm). Типичната работна честота на дистанционно свързващата система е 13.56 MHz, като има и други честоти, като например 6.75 MHz, 27.125 MHz и т.н. Основната разлика между телесвързващата система и системата с плътно свързване е, че мощността на индуктивното свързване е различна, което прави разстоянието на свързване различно. Дистанционните свързващи системи все още са основният продукт на нискобюджетните системи за радиочестотна идентификация.

(3) Система за дълги разстояния. Типичното работно разстояние на системата за дълги разстояния е 1～10 м, като отделните системи имат по-голямо работно разстояние. Всички системи за дълги разстояния използват електромагнитното свързване (излъчване и отражение на електромагнитни вълни) между радиочестотния етикет и антената на четеца, за да излъчват далечната зона, образувайки безконтактен радиочестотен канал за предаване на пространствена информация. Типичната работна честота на системата за дълги разстояния е 915 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz, като освен това има и други честоти, като например 433 MHz и т.н. Радиочестотните етикети на системата за дълги разстояния се разделят на пасивни радиочестотни етикети (без батерии) и полупасивни радиочестотни етикети (с батерии) в зависимост от това дали съдържат батерии. Като цяло, обхватът на радиочестотния етикет, съдържащ батерията, е по-голям от този на радиочестотния етикет без батерията. Батерията в полупасивния радиочестотен етикет не осигурява енергия за предаването на данни между радиочестотния етикет и четеца, а само осигурява енергия за чипа на радиочестотния етикет, който служи за четене и съхраняване на данни. Системите за дълги разстояния обикновено използват режим на работа с модулация на отражение, за да осъществят предаването на данни от радиочестотния етикет към четеца/записвача. Системите за дълги разстояния обикновено имат типична насоченост, а цената на радиочестотните етикети и четците е все още на сравнително високо ниво. От техническа гледна точка, идеална RFID система е система за дълги разстояния, която отговаря на следните характеристики: RFID етикетите са пасивни и могат да се четат и записват безжично; RFID етикетите и четците поддържат четене и запис на множество етикети; подходящи за идентификация на високоскоростни движещи се обекти (скоростта на движение на обекта е по-голяма от 80 kin/h); дълги разстояния (разстояние на четене и запис е по-голямо от 5-10 m); ниска цена (която може да отговори на изискванията за еднократна употреба).