Wszystko, co musisz wiedzieć o technologii RFID

image

Jeśli czytałeś nasze poprzednie blogi, wiesz już o technologiach drukowania i kodów kreskowych oraz kluczowej roli, jaką odgrywają w poprawie identyfikacji, identyfikowalności i wydajności. Ale czy wiesz, że istnieje jeszcze jedna technologia, którą firmy i laboratoria wykorzystują, aby osiągnąć jeszcze więcej? Identyfikacja radiowa (RFID) jest technologią o ugruntowanej pozycji, której początki sięgają 1973 roku, kiedy to inżynier Mario Cardullo po raz pierwszy opatentował urządzenie, które mogło emitować zakodowany sygnał w odpowiedzi na zdalne częstotliwości radiowe. Dziś jest to potężne narzędzie identyfikacji wykorzystywane w wielu branżach. Umożliwiają ewidencję leków w szpitalach, wpuszczają upoważniony personel do bezpiecznych miejsc, a także stanowią nieocenione wsparcie w śledzeniu zapasów i łańcucha dostaw. Prawdopodobnie zetknąłeś się z tą technologią w swoim codziennym życiu, czy to przechodząc szybko przez kasy z chipem tap-to-pay, przechodząc przez skanery w drodze ze sklepu, czy też skanując swój bilet drogowy w drodze do pracy.

W jaki sposób technologia RFID przekazuje informacje?

Aby zrozumieć, jak informacje mogą być przekazywane zdalnie, czasami na duże odległości, musimy zrozumieć fale. Fala to zaburzenie, które przemieszcza się przez przestrzeń lub medium takie jak powietrze lub woda. To co jest przekazywane przez medium to energia, która przemieszcza się w postaci regularnych impulsów. Odległość pomiędzy tymi impulsami to długość fali, natomiast czas pomiędzy impulsami określa częstotliwość fali.

Częstotliwość wpływa na fizyczne właściwości fali. RFID wykorzystuje dłuższe fale z wolniejszego końca spektrum elektromagnetycznego, które obejmuje fale radiowe i mikrofale. W tym zakresie systemy RFID działają w mniejszych podzakresach. Na przykład fale ultra wysokiej częstotliwości (UHF) obejmują zakres 860-960 MHz, natomiast komunikacja bliskiego pola (NFC) wykorzystuje sygnały o wysokiej częstotliwości około 13 MHz.

Aktywne systemy RFID są zasilane przez baterię, co pozwala chipowi ID na samodzielne emitowanie sygnału, podczas gdy pasywne systemy RFID wymagają, aby skaner najpierw nadał sygnał radiowy, aby chip ID mógł wysłać sygnał w zamian. Tutaj zajmiemy się pasywnymi systemami RFID, ponieważ są one znacznie bardziej rozpowszechnione ze względu na ich wygodę, wytrzymałość i zdolność do wytwarzania w znacznie mniejszych rozmiarach. Trzy główne elementy pasywnego systemu RFID obejmują:

  1. Znacznik: Może być przymocowany do odległego obiektu i składa się z anteny oraz układu scalonego, w którym znajdują się dane używane do identyfikacji przedmiotu.

  2. Skaner/czytnik: To urządzenie komunikuje się z tagiem zarówno poprzez wysyłanie, jak i odbieranie zmodulowanych sygnałów RF.

  3. System przetwarzania danych (np. komputer): Fale RF docierające do czytnika są bez znaczenia, jeśli nie zostaną dopasowane do powiązanych informacji przechowywanych w bazie danych. Systemy przetwarzania danych przechowują wszystkie te informacje i mogą je dystrybuować pomiędzy innymi zdalnymi systemami.

W jaki sposób tag przechowuje i wysyła dane?

Pasywne tagi RFID są zasilane poprzez indukcję elektromagnetyczną tworzoną przez sygnały RF z czytnika. Antena zbiera energię z przychodzących fal RF i wysyła tę moc do chipa. Gdy moc przepływa przez obwód chipa, prąd jest zakłócany we wzorze specyficznym dla danego chipa, co z kolei moduluje sygnał, który jest odbijany z powrotem w kierunku czytnika. Jest to zwykle osiągane poprzez przesunięcie amplitudy, gdzie siła sygnału odbitej fali jest zróżnicowana w stosunku do fali przychodzącej. Ten zmodulowany sygnał jest specyficzny dla jednego chipa i, w konsekwencji, dla jednej pozycji w bazie danych.

Jakie są korzyści z zastosowania technologii RFID?

  • Nie wymaga bezpośredniej widoczności: W przeciwieństwie do tradycyjnych kodów kreskowych 1D i 2D, które wymagają pełnej widoczności i wysokiej jakości obrazu do zeskanowania, tagi RFID mogą emitować swój sygnał nawet wtedy, gdy są zakryte lub osadzone wewnątrz przedmiotu. Pozwala to na większą swobodę w zakresie miejsc, w których można umieścić tag i może zmniejszyć ryzyko jego odczepienia się od przedmiotu. Ponadto zarysowany lub rozmazany kod kreskowy może sprawić, że nie będzie można go zeskanować, podczas gdy etykiety RFID mogą być dość wytrzymałe, aby przetrwać nawet najtrudniejsze warunki.

  • Przechowuje więcej danych: Chipy RFID przechowują swoje informacje w postaci elektronicznego kodu produktu (EPC) i pamięci użytkownika. Pamięć EPC służy do przechowywania określonego numeru EPC, który jest związany wyłącznie z danym chipem i zazwyczaj zawiera 96-128 bitów, a niektóre mają ich więcej. Aby ten numer EPC mógł powiedzieć nam cokolwiek o danej pozycji, musi być użyty do wyszukania odpowiedniego wpisu w bazie danych. Niektóre chipy nie mają pamięci użytkownika, podczas gdy inne mogą mieć tysiące bitów pamięci. Dane przechowywane w pamięci użytkownika mogą być z czasem zmieniane i przepisywane, co jest szczególnie przydatne, gdy przedmiot jest zaangażowany w ciągły proces wymagający aktualizacji.

  • Możliwość skanowania wielu przedmiotów jednocześnie: Tagi RFID pozwalają na skanowanie z szerokiego zakresu kątów i mogą odbierać wiele sygnałów rozpraszanych wstecznie jednocześnie. Ten rodzaj masowego skanowania wielu przedmiotów jednocześnie może zaoszczędzić ogromną ilość czasu, który normalnie zostałby poświęcony na skanowanie poszczególnych kodów kreskowych jeden po drugim. Wystarczy zeskanować pojemnik, a jego zawartość zostanie odczytana i zarejestrowana w ciągu kilku sekund.

  • Lepsza ochrona danych i prywatności: Pierwotnie bezpieczeństwo było problemem w przypadku tych urządzeń. Chociaż tagi są bardzo trudne do powielenia, ich sygnał jest emitowany w odpowiedzi na każdy skaner o odpowiednim sygnale wyjściowym. Jednak postępy pozwoliły na szyfrowanie i osłanianie tych danych, zapewniając poufność wrażliwych informacji.

Jak to może nam pomóc w laboratorium?

Załóżmy, że szukasz konkretnej próbki lub pudełka do zamrażarki w temperaturze -80°C. Być może, jak w wielu laboratoriach, trzeba znaleźć ten element w jednej z kilku zamrażarek pełnych podobnie wyglądających stojaków i pudełek. Bez szczegółowej inwentaryzacji dokładnej lokalizacji próbki może zaistnieć potrzeba otwarcia każdej zamrażarki, sprawdzenia pudełek jedno po drugim, wyjęcia każdej probówki z pudełek, aż do znalezienia tego, co jest potrzebne - a wszystko to przy jednoczesnym wzroście temperatury i ryzyku zachowania cennych próbek i odczynników. Wdrażając etykiety RFID wraz z oprogramowaniem LIMS i bazą danych, można łatwo sprawdzić, co znajduje się w każdym pudełku, nawet bez otwierania pokrywy, oszczędzając czas badacza i chroniąc próbki.

LabTAG firmy GA International jest wiodącym producentem wysokowydajnych etykiet specjalistycznych i dostawcą rozwiązań identyfikacyjnych stosowanych w laboratoriach.i dostawcą rozwiązań identyfikacyjnych stosowanych w laboratoriach badawczych i medycznych, a także w instytucjach opieki zdrowotnej.

Poznaj nasze rozwiązania RFID