როგორ მუშაობს RFID მკითხველი?

RFID, მოკლედ რადიოსიხშირული იდენტიფიკაცია, ჩუმად გახდა ჩვენი სამყაროს შეუცვლელი ნაწილი. ინვენტარის მენეჯმენტის გამარტივებიდან დაწყებული ფასიანი ჯიხურების გადახდის დაჩქარებამდე, ეს ტექნოლოგია შეუფერხებლად კითხულობს მონაცემებს მცირე, შეუმჩნეველი ტეგებიდან. მაგრამ როგორ მუშაობს ეს ერთი შეხედვით ჯადოსნური პროცესი რეალურად? ეს სტატია ღრმად იკვლევს სირთულეებს RFID მკითხველი, გამოავლინა გენიალური ინჟინერია, რომელიც საშუალებას აძლევს მათ იდენტიფიცირება და კომუნიკაცია RFID ტეგები.

ყველა RFID სისტემის გულში დგას მკითხველი, რომელიც მოქმედებს როგორც დირიჟორი, რომელიც ახორციელებს ინფორმაციის გაცვლას. შტრიხკოდების სკანერებისგან განსხვავებით, რომლებიც პირდაპირ მხედველობას მოითხოვს, RFID მკითხველი გამოიყენეთ რადიოტალღები ტეგებთან კომუნიკაციისთვის. ახლა წარმოიდგინეთ ეს: პასიური RFID ტეგები, პროდუქტებზე მიმაგრებული პატარა ჩიპები, არ აქვთ საკუთარი ენერგიის წყარო. მაშ, როგორ რეაგირებენ ისინი მკითხველის მოწოდებაზე?

პასუხი მდგომარეობს ჭკვიან ტექნიკაში, სახელწოდებით "სხივური ენერგია". RFID მკითხველი თავისი ანტენის მეშვეობით ასხივებს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს, რომლებიც გაჟღენთილია მიმდებარე სივრცეში. როდესაც პასიური RFID ტეგი შემოდის ამ ენერგიულ ველში, მისი შიდა ანტენა, ჩვეულებრივ, უბრალო კოჭა, იჭერს ამ ენერგიის ნაწილს. ეს დატყვევებული ენერგია შემდეგ გენიალურად გამოიყენება ტეგში არსებული პაწაწინა მიკროჩიპის გასაძლიერებლად, აცოცხლებს მას, თუმცა მომენტალურად.

ენერგიით აღჭურვის შემდეგ, ტეგს შეუძლია საბოლოოდ უპასუხოს მკითხველს. თუმცა, მკითხველის ტალღებიდან მიღებული ასეთი შეზღუდული სიმძლავრით, მას არ შეუძლია უბრალოდ ააფეთქოს საკუთარი სიგნალი. ეს არის სადაც "backscatter" მოდის. იფიქრეთ ეს, როგორც სარკე ამრეკლავი სინათლის. ენერგიული ტეგი ჭკვიანურად მოდულირებს - რაც იმას ნიშნავს, რომ ის დახვეწილად ცვლის - მკითხველის შემომავალ სიგნალს და ასახავს მას უკან. ეს შეცვლილი ასახვა, მიუხედავად იმისა, რომ ჯერ კიდევ მკითხველის ენერგიას ეყრდნობა, ახლა ატარებს ტეგის მონაცემებს, რომლებიც დაშიფრულია მის დახვეწილ ვარიაციებში.

მიუხედავად იმისა, რომ სხივის კვება და უკანა გაფანტვა იდეალურია საშუალო დიაპაზონის აპლიკაციებისთვის, მოკლე დისტანციური RFID კომუნიკაცია ხშირად ეყრდნობა განსხვავებულ პრინციპს - ინდუქციურ დაწყვილებას. წარმოიდგინეთ ორი ხვეული ერთმანეთთან ახლოს მოთავსებული. როდესაც ალტერნატიული დენი მიედინება ერთ კოჭში, ის ქმნის მერყევ მაგნიტურ ველს, რომელიც, თავის მხრივ, იწვევს დენს მეორე ხვეულში.

ინდუქციური შეერთება RFID-ში იყენებს ელექტრომაგნიტიზმის ამ ელეგანტურ ცეკვას. მკითხველის ანტენა წარმოქმნის ფოკუსირებულ მაგნიტურ ველს. როდესაც ტეგი ახლოსაა, ჩვეულებრივ რამდენიმე სანტიმეტრში, მისი შიდა ანტენა ურთიერთქმედებს ამ ცვალებად ველთან. ეს ურთიერთქმედება იწვევს დენის ტეგის ანტენაში, ეფექტურად გადასცემს ენერგიას უსადენოდ, რაც ძალიან ჰგავს იმას, თუ როგორ აძლიერებს უსადენო დატენვის ბალიშები ჩვენს სმარტფონებს. ეს ინდუცირებული დენი ააქტიურებს ტეგის მიკროჩიპს, რაც საშუალებას აძლევს მას გაუგზავნოს თავისი საიდენტიფიკაციო მონაცემები მკითხველს, კვლავ მოდულირებული უკანა გაფანტვის გამოყენებით.

აპლიკაციებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ გაფართოებულ დიაპაზონს, როგორიცაა მანქანების თვალყურის დევნება ფართო ლოგისტიკური ეზოში ან აქტივების მართვა დიდ საწყობში, RFID სისტემები იყენებენ შორ მანძილზე ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელების ძალას. ეს არის სადაც ჩვენ ვხედავთ განსხვავებას პასიურ და აქტიურ RFID ტეგებს შორის.

პასიური ტეგები, როგორც ადრე განვიხილეთ, ეყრდნობა მხოლოდ მკითხველის ელექტრომაგნიტურ ველს როგორც სიმძლავრის, ასევე კომუნიკაციისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ ეკონომიურია, მათი დიაპაზონი შემოიფარგლება იმ ენერგიით, რომელიც შეიძლება მოიპოვოს მკითხველის სიგნალიდან. აქტიური ტეგები, მეორეს მხრივ, აღჭურვილია საკუთარი შიდა ბატარეებით. ეს მათ აძლევს ძალას გადასცეს საკუთარი სიგნალები ბევრად უფრო დიდ დისტანციებზე, ხშირად ასობით მეტრს აღემატება.

გრძელვადიანი RFID სისტემები, რომლებიც იყენებენ აქტიურ ტეგებს, ჩვეულებრივ მოქმედებენ ულტრამაღალ სიხშირეებზე (UHF), რაც მათ სიგნალებს საშუალებას აძლევს უფრო შორს იმოგზაურონ და უფრო ეფექტურად შეაღწიონ დაბრკოლებებს. ეს სისტემები იდეალურია აპლიკაციებისთვის, სადაც ტეგები შეიძლება მოძრაობდნენ მაღალი სიჩქარით ან განლაგებულია მკითხველისგან მნიშვნელოვან მანძილზე.

RFID მკითხველი უბრალოდ არ იპყრობს არეკლილი სიგნალების სიკაშკაშეს. ის აქტიურად უსმენს ტეგებიდან დაბრუნებულ ტალღებს კონკრეტულ შაბლონებსა და მოდულაციას. ტეგი, თავისი მცირე დენის წყაროს გამოყენებით, არ იძახის; ის ჩურჩულებს წინასწარ განსაზღვრულ კოდში. ეს კოდები, რომლებიც ხშირად იცავენ ინდუსტრიის სტანდარტებს, როგორიცაა EPC (Electronic Product Code), ჩართულია ასახული სიგნალის დახვეწილ ვარიაციებში.

წარმოიდგინეთ, რომ ტეგი ოდნავ აჭიანურებს მის ასახვას, ან დახვეწილად ცვლის სიგნალის ამპლიტუდას. ეს დახვეწილი ძვრები, ადამიანის გრძნობებისთვის შეუმჩნეველი, არის ენა, რომელსაც მკითხველი ესმის. დახვეწილი სიგნალის დამუშავების წრე მკითხველში აანალიზებს ამ ვარიაციებს, ამოიღებს დაშიფრულ მონაცემებს. ეს მონაცემები, გაშიფრვის შემდეგ, გადაეცემა დაკავშირებულ კომპიუტერულ სისტემებს, სადაც მათი გამოყენება შესაძლებელია მრავალი მიზნისთვის - იქნება ეს ინვენტარის ჩანაწერების განახლება, გადასახადების დამუშავება გადასახადის ჯიხურზე, თუ პროდუქტის ავთენტურობის დადასტურება.

RFID მკითხველი, რომელიც ხშირად შეუმჩნეველი ხდება მათი ყველგან, ინჟინერიის საოცრებაა. ისინი შეუფერხებლად აერთიანებენ ელექტრომაგნიტიზმის, უკაბელო ენერგიის გადაცემის და ციფრული კომუნიკაციის პრინციპებს, რათა შექმნან სისტემა, რომელსაც შეუძლია ფიზიკური კონტაქტის გარეშე ობიექტების იდენტიფიცირება და თვალყურის დევნება. ინდუქციური შეერთების ელეგანტურობის გამოყენება ახლო მანძილზე ურთიერთქმედებისთვის თუ ელექტრომაგნიტური ტალღების სიმძლავრის გამოყენება შორ მანძილზე კომუნიკაციისთვის, RFID მკითხველები ჩვენი მზარდი ურთიერთდაკავშირებული სამყაროს უგონო გმირები არიან. მათი შინაგანი მუშაობის გაგებით, ჩვენ უფრო ღრმად ვაფასებთ ტექნოლოგიას, რომელიც ჩუმად აძლიერებს ჩვენი ყოველდღიური ცხოვრების ბევრ ასპექტს.