Základní principy RFID systémů

1. Základní principy

Z pohledu způsobů komunikace a snímání energie mezi elektronickými štítky a čtečkami lze systémy obecně rozdělit do dvou kategorií, a to systémy s indukční vazbou (Inductive Coupling) a systémy s elektromagnetickou zpětnou vazbou (Backscatter Coupling). Indukční vazba realizuje vazbu prostřednictvím vysokofrekvenčního střídavého magnetického pole v prostoru na základě zákona elektromagnetické indukce; elektromagnetická zpětná vazba, tedy principiální model radaru, emitovaná elektromagnetická vlna po dopadu na cíl odráží a zároveň nese zpět informaci o cíli na základě pravidel prostorového šíření elektromagnetických vln.

2. Systém RFID s indukční vazbou

Metoda indukční vazby RFID odpovídá protokolu ISO/IEC 14443. Indukčně vázané elektronické štítky se skládají z elektronického datového nosiče, který se obvykle skládá z jednoho mikročipu a velkoplošné cívky používané jako anténa.

Téměř všechny indukčně vázané elektronické štítky pracují pasivně. Veškerou energii potřebnou pro činnost mikročipu ve štítku poskytuje indukovaná elektromagnetická energie vyslaná čtečkou. Vysokofrekvenční silné elektromagnetické pole je generováno cívkou antény čtečky a prochází průřezem cívky a okolním prostorem cívky, aby způsobilo elektromagnetickou indukci v blízkých elektronických štítcích.

3. Elektromagnetický zpětný rozptylRFID systém

(1) Modulace zpětného rozptylu

Radarová technologie poskytuje teoretický a aplikační základ pro metodu zpětného rozptylu RFID. Když elektromagnetická vlna narazí na vesmírný cíl, část její energie je pohlcena cílem a druhá část je rozptýlena do různých směrů s různou intenzitou. Mezi rozptýlenou energií se malá část odráží zpět k vysílací anténě a je přijímána anténou (vysílací anténa je tedy zároveň přijímací anténou). Přijatý signál je zesílen a zpracován pro získání relevantních informací o cíli.

Když jsou elektromagnetické vlny vysílány z antény do okolního prostoru, narazí na různé cíle. Část energie elektromagnetické vlny dopadající na cíl (útlum volného prostoru) je absorbována cílem a druhá část je rozptýlena v různých směrech s různou intenzitou. Část odražené energie se nakonec vrátí do vysílací antény a nazývá se echo. V radarové technologii lze tuto odraženou vlnu použít k měření vzdálenosti a orientace cíle.

U systémů RFID lze k dokončení přenosu dat z elektronických štítků do čteček pomocí odrazu elektromagnetických vln použít elektromagnetickou vazbu zpětného rozptylu. Tato pracovní metoda se používá hlavně v systémech s frekvencemi 915 MHz, 2,45 GNz nebo vyššími.

(2) Metoda vazby zpětného rozptylu RFID

Frekvence, při které se elektromagnetická vlna odráží od cíle, je určena odrazovým průřezem. Velikost odrazového průřezu souvisí s řadou parametrů, jako je velikost, tvar a materiál cíle, vlnová délka a směr polarizace elektromagnetické vlny atd. Vzhledem k tomu, že odrazový výkon cíle obvykle roste, frekvence se zvyšuje, metoda RFID zpětného rozptylu využívá UHF a UHF a vzdálenost mezi transpondérem a čtečkou je větší než 1 m. Čtečky, transpondéry (elektronické štítky) a antény tvoří komunikační systém transceiveru.