Jak działa RFID

Jak działa RFID

Systemy RFID są doskonałym przykładem na to, jak nowa technologia może zmienić obraz rynku, wykreować nowe produkty oraz definitywnie rozwiązać szereg problemów, które wcześniej spędzały wielu osobom sen z oczu. Radio Frequency IDentification, czyli metody identyfikacji obiektów wykorzystujące fale radiowe, zrewolucjonizowały współczesną logistykę towarów, systemy antykradzieżowe, kontrolę dostępu i rozliczanie pracy, komunikację miejską, a nawet biblioteki. 

Pierwsze układy identyfikacji radiowej zostały opracowane na cele lotnictwa Wielkiej Brytanii i pozwalały odróżniać samoloty nieprzyjaciela od sprzymierzeńców. Komercyjna wersja systemów identyfikacji radiowej to efekt wielu prac badawczych i projektów naukowych prowadzonych przez całą dekadę lat 70. ubiegłego wieku. Były one realizowane w firmach takich jak Raytheon i Fairchild. Pierwsze cywilne urządzenia bazujące na RFID - zamki do drzwi otwierane za pomocą specjalnego radiowego klucza, pojawiły się około 30 lat temu.

Zasada działania

Podstawowy system RFID składa się z dwóch układów elektronicznych: czytnika zawierającego generator wielkiej częstotliwości (w.cz.), obwód rezonansowy z cewką będącą jednocześnie anteną oraz woltomierz wskazujący wartość napięcia panującego w obwodzie rezonansowym (detektor). Drugą częścią systemu jest transponder, nazywany również znacznikiem lub tagiem (rys. 1). Zawiera on obwód rezonansowy dostrojony do częstotliwości sygnału w.cz. w czytniku oraz mikroprocesor, który za pomocą przełącznika K zwiera (tłumi) lub rozwiera obwód rezonansowy.

Anteny czytnika i transpondera są umieszczone w pewnej odległości od siebie, ale tak, że obie cewki są ze sobą sprzężone magnetycznie, czyli innymi słowy pole wytworzone przez cewkę czytnika sięga i przenika przez cewkę transpondera.

Pole magnetyczne wytwarzane przez antenę czytnika indukuje napięcie w.cz. w wielozwojowej cewce znajdującej się w transponderze. Zasila ono mikroprocesor, który po krótkiej chwili niezbędnej do zgromadzenia porcji energii zasilającej wymaganej do działania, rozpoczyna wysyłanie informacji. W takt kolejnych bitów obwód rezonansowy taga jest zwierany lub nie za pomocą przełącznika K, co skutkuje chwilowymi wzrostami tłumienia sygnału emitowanego przez antenę czytnika. Zmiany te są wykrywane przez umieszczony w czytniku układ detektora i dalej powstały w ten sposób kilkudziesięcio-kilkuset bitowy strumień cyfrowych danych jest odczytywany przez komputer. Innymi słowy transmisja danych z taga do czytnika jest realizowana za pomocą modulacji amplitudy pola wytwarzanego przez czytnik poprzez silniejsze lub słabsze jego tłumienie, a rytm modulacji amplitudy pola jest powiązany z kodem cyfrowym zapisanym w pamięci transpondera. Oprócz samego unikalnego i niepowtarzalnego kodu identyfikacyjnego, do ciągu generowanych impulsów są dodawane bity nadmiarowe pozwalające na odrzucanie transmisji z przekłamaniami lub odzyskiwanie utraconych bitów, co zapewnia pewność odczytu.

Odczyt jest szybki, trwa maksymalnie kilkanaście milisekund, a maksymalny zasięg takiego systemu RFID jest równy jednej do dwóch średnic anteny czytnika.

Ciąg dalszy tego artykułu znajdziesz w grudniowym numerze magazynu Młody Technik