اصول اولیه سیستم های RFID

1. اصول اولیه

از منظر روش‌های ارتباطی و سنجش انرژی بین برچسب‌های الکترونیکی و ریدرها، سیستم‌ها را به طور کلی می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: سیستم‌های جفت القایی (کوپلینگ القایی) و سیستم‌های کوپلینگ برگشتی الکترومغناطیسی (Backscatter Coupling). جفت القایی جفت شدن را از طریق میدان مغناطیسی متناوب فرکانس بالا در فضا، بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی انجام می دهد. جفت پراکندگی الکترومغناطیسی، یعنی مدل اصلی رادار، موج الکترومغناطیسی ساطع شده پس از برخورد به هدف منعکس می شود و در عین حال اطلاعات هدف را بر اساس قوانین انتشار فضایی امواج الکترومغناطیسی به عقب می برد.

2. سیستم RFID جفت القایی

روش جفت القایی RFID مطابق با پروتکل ISO/IEC 14443 است. تگ های الکترونیکی جفت شده القایی از یک حامل داده الکترونیکی تشکیل شده است که معمولاً از یک ریزتراشه و یک سیم پیچ با مساحت بزرگ به عنوان آنتن استفاده می شود.

تقریباً تمام تگ های الکترونیکی جفت شده القایی به صورت غیرفعال کار می کنند. تمام انرژی مورد نیاز برای عملکرد ریزتراشه در تگ توسط انرژی الکترومغناطیسی القایی ارسال شده توسط خواننده تامین می شود. میدان الکترومغناطیسی قوی با فرکانس بالا توسط سیم پیچ آنتن خواننده ایجاد می شود و از سطح مقطع سیم پیچ و فضای اطراف سیم پیچ عبور می کند تا باعث القای الکترومغناطیسی در برچسب های الکترونیکی نزدیک شود.

3. پس پراکندگی الکترومغناطیسیسیستم RFID

(1) مدولاسیون Backscatter

فناوری رادار مبنای نظری و کاربردی را برای روش جفت پراکندگی پس‌انداز RFID فراهم می‌کند. هنگامی که یک موج الکترومغناطیسی با یک هدف فضایی روبرو می شود، بخشی از انرژی آن توسط هدف جذب می شود و بخشی دیگر به جهات مختلف با شدت های مختلف پراکنده می شود. در میان انرژی پراکنده، قسمت کوچکی به آنتن فرستنده بازتاب می‌شود و توسط آنتن دریافت می‌شود (بنابراین آنتن فرستنده نیز یک آنتن گیرنده است). سیگنال دریافتی تقویت و پردازش می شود تا اطلاعات مربوط به هدف به دست آید.

هنگامی که امواج الکترومغناطیسی از یک آنتن به فضای اطراف ساطع می شود، با اهداف مختلفی مواجه می شود. بخشی از انرژی امواج الکترومغناطیسی که به هدف می رسد (تضعیف فضای آزاد) توسط هدف جذب می شود و بخشی دیگر در جهات مختلف با شدت های مختلف پراکنده می شود. بخشی از انرژی بازتاب شده در نهایت به آنتن فرستنده باز می گردد و اکو نامیده می شود. در فناوری رادار می توان از این موج بازتابی برای اندازه گیری فاصله و جهت گیری یک هدف استفاده کرد.

برای سیستم های RFID می توان از جفت پراکندگی برگشتی الکترومغناطیسی برای تکمیل انتقال داده ها از برچسب های الکترونیکی به خواننده ها با استفاده از بازتاب امواج الکترومغناطیسی استفاده کرد. این روش کار عمدتاً در سیستم هایی با فرکانس های 915 مگاهرتز، 2.45 گیگاهرتز یا بالاتر استفاده می شود.

(2) روش کوپلینگ پس پراکندگی RFID

فرکانس انعکاس یک موج الکترومغناطیسی از یک هدف توسط سطح مقطع بازتاب تعیین می شود. اندازه سطح مقطع بازتاب به یک سری پارامترها مانند اندازه، شکل و جنس هدف، طول موج و جهت قطبش موج الکترومغناطیسی و غیره مربوط می شود. فرکانس افزایش می‌یابد، روش کوپلینگ RFID backscatter از UHF و UHF استفاده می‌کند و فاصله بین فرستنده و خواننده بیشتر از 1 متر است. خواننده ها، فرستنده ها (برچسب های الکترونیکی) و آنتن ها یک سیستم ارتباطی فرستنده گیرنده را تشکیل می دهند.