برچسب های قیمت الکترونیکی چگونه کار می کنند

برچسب‌های الکترونیکی یک فناوری شناسایی خودکار غیرتماسی هستند که از سیگنال‌های فرکانس رادیویی برای شناسایی اشیاء هدف و به دست آوردن داده‌های مرتبط استفاده می‌کنند.

کار شناسایی نیازی به دخالت انسان ندارد. به عنوان یک نسخه بی‌سیم از بارکدها، فناوری RFID دارای مقاومت در برابر آب، ضد مغناطیس و دمای بالا، عمر طولانی، فاصله خواندن زیاد، امکان رمزگذاری داده‌های روی برچسب، ظرفیت ذخیره‌سازی بیشتر، امکان تغییر آزادانه اطلاعات ذخیره‌سازی و مزایای دیگر است. روش رمزگذاری، ذخیره‌سازی و روش خواندن-نوشتن برچسب های الکترونیکی با برچسب‌های سنتی (مانند بارکد) یا برچسب‌های دستی متفاوت هستند. ذخیره‌سازی کدهای برچسب الکترونیکی به صورت فقط خواندنی یا خواندنی-نوشتنی روی مدار مجتمع ذخیره می‌شود؛ به خصوص روش خواندنی-نوشتنی. برچسب الکترونیکی با انتقال الکترونیکی بی‌سیم محقق می‌شود. ویژگی‌های فنی برجسته برچسب‌های الکترونیکی RFID این ویژگی‌ها عبارتند از: می‌تواند یک شیء بسیار خاص را شناسایی کند، نه فقط یک نوع شیء مانند بارکد؛ می‌تواند چندین شیء را همزمان بخواند و بارکد فقط می‌تواند یکی یکی خوانده شود؛ ذخیره‌سازی؛ حجم اطلاعات بسیار زیاد است؛ با استفاده از فرکانس رادیویی، داده‌ها را می‌توان از طریق مواد خارجی خواند و بارکدها برای خواندن اطلاعات روی سطح واسطه مادی باید به لیزر یا مادون قرمز متکی باشند.

(1) برچسب. این برچسب از عناصر اتصال و تراشه‌ها تشکیل شده است. هر برچسب دارای یک کد الکترونیکی منحصر به فرد است. برچسب الکترونیکی با ظرفیت بالا دارای فضای ذخیره‌سازی قابل نوشتن توسط کاربر است و برای شناسایی شیء هدف به یک شیء متصل می‌شود.

(2) خواننده. دستگاهی دستی یا ثابت که اطلاعات برچسب را می‌خواند (و گاهی اوقات روی آن می‌نویسد).

(3) آنتن. سیگنال فرکانس رادیویی را بین برچسب و خواننده عبور دهید. اصل کار اساسی فناوری RFID پیچیده نیست. پس از ورود برچسب به میدان مغناطیسی ساطع شده توسط خواننده، سیگنال فرکانس رادیویی را از خواننده دریافت می‌کند و از انرژی حاصل از جریان القایی برای ارسال اطلاعات محصول (PassiveTag، برچسب غیرفعال یا برچسب غیرفعال) ذخیره شده در تراشه استفاده می‌کند، یا به طور فعال سیگنال فرکانس خاصی (ActiveTag، برچسب فعال یا برچسب فعال) را ارسال می‌کند. پس از اینکه خواننده اطلاعات را خواند و رمزگشایی کرد، برای پردازش داده‌های مربوطه به مرکز پردازش اطلاعات سیستم ارسال می‌شود.

برچسب‌های الکترونیکی را می‌توان بر اساس روش‌های مختلف تزریق اطلاعات ذخیره شده داخلی به سه نوع تقسیم کرد: نوع سخت شونده با مدار مجتمع، نوع بازنویسی سیمی در محل و نوع بازنویسی بی‌سیم در محل. بر اساس روش‌های فنی خواندن داده‌های برچسب الکترونیکی، می‌توان آنها را به سه دسته تقسیم کرد: سه نوع انتقال پخش، نوع ضرب فرکانس و نوع مدولاسیون انعکاس وجود دارد. بر اساس روش‌های مختلف تأمین انرژی (منبع تغذیه باتری)، فناوری شناسایی فرکانس رادیویی را می‌توان به سه نوع فعال، غیرفعال و نیمه فعال تقسیم کرد. روش طبقه‌بندی رایج RFID، بر اساس فرکانس کاری مختلف (واحد: هرتز)، به 4 نوع فرکانس پایین (LF)، فرکانس بالا (HF)، فرکانس فوق بالا (UHF) و باند فرکانس مایکروویو (MW) تقسیم می‌شود.

(1) سیستم‌های فرکانس پایین/بالا عموماً فرکانس کاری کمتر از 30 مگاهرتز دارند. فرکانس‌های کاری معمول 125 کیلوهرتز، 225 کیلوهرتز، 13.56 مگاهرتز (فرکانس کاری کارت IC غیر تماسی کارت فرکانس رادیویی) و غیره هستند. سیستم‌های شناسایی فرکانس رادیویی مبتنی بر این نقاط فرکانسی عموماً دارای استانداردهای بین‌المللی مربوطه هستند. ویژگی‌های اساسی آنها عبارتند از: هزینه برچسب‌های الکترونیکی کمتر، مقدار داده‌های ذخیره شده در برچسب‌ها کمتر و فاصله خواندن کوتاه است (در شرایط غیرفعال، فاصله خواندن معمول 10 سانتی‌متر است)، شکل برچسب الکترونیکی متنوع است (به شکل کارت، حلقه، دکمه، خودکار) و جهت‌گیری آنتن خواندن قوی نیست.

(2) سیستم‌های UHF/مایکروویو عموماً فرکانس کاری بالای 400 مگاهرتز دارند و باندهای فرکانسی کاری معمول 915 مگاهرتز، 2450 مگاهرتز، 5800 مگاهرتز و غیره هستند. این سیستم همچنین دارای استانداردهای بین‌المللی زیادی برای پشتیبانی از این باندهای فرکانسی است. ویژگی‌های اساسی عبارتند از: هزینه بالای برچسب های الکترونیکی و خوانندگان، حجم زیادی از داده‌ها در برچسب‌ها ذخیره می‌شوند، فاصله خواندن طولانی (تا چند متر تا ده متر) و سازگاری با اشیاء. عملکرد حرکت با سرعت بالا خوب است، شکل آن عموماً به شکل کارت است و آنتن خواندن و آنتن برچسب الکترونیکی جهت‌گیری قوی دارند.

(3) یک باتری در داخل برچسب الکترونیکی فعال وجود دارد که عموماً فاصله خواندن زیادی دارد. عیب آن این است که باتری طول عمر محدودی (3-10 سال) دارد؛ در برچسب الکترونیکی غیرفعال باتری وجود ندارد. پس از دریافت سیگنال مایکروویو از خواننده (دستگاه کاوشگر)، بخشی از انرژی مایکروویو را برای کار خود به جریان مستقیم تبدیل می‌کند. به طور کلی، می‌توان به عدم نیاز به تعمیر و نگهداری دست یافت. در مقایسه با سیستم فعال، سیستم غیرفعال محدودیت کمی در فاصله خواندن و سرعت تطبیق با حرکت جسم دارد.

(4) اطلاعات موجود در برچسب الکترونیکی یکپارچه جامد شده معمولاً در حالت فرآیند ROM در طول تولید مدارهای مجتمع تزریق می‌شود و اطلاعات ذخیره شده تغییرناپذیر است. برچسب الکترونیکی بازنویسی میدانی سیمی معمولاً اطلاعات ذخیره شده در برچسب الکترونیکی را در آن می‌نویسد. در ناحیه ذخیره‌سازی داخلی E2، یک برنامه‌نویس یا نویسنده اختصاصی برای بازنویسی مورد نیاز است و باید در طول فرآیند بازنویسی تغذیه شود. برچسب الکترونیکی بازنویسی بی‌سیم در محل معمولاً برای برچسب‌های الکترونیکی فعال، با دستورالعمل‌های بازنویسی خاص، مناسب است و اطلاعات ذخیره شده برچسب‌های الکترونیکی نیز در ناحیه ذخیره‌سازی E2 قرار دارد. به طور کلی، زمان لازم برای بازنویسی داده‌های برچسب الکترونیکی بسیار طولانی‌تر از زمان لازم برای خواندن داده‌های برچسب الکترونیکی است. به طور کلی، زمان لازم برای بازنویسی در حد ثانیه و زمان خواندن در حد میلی ثانیه است.

(5) سیستم شناسایی فرکانس رادیویی از نوع ارسال پخشی. برچسب الکترونیکی باید به صورت فعال کار کند و اطلاعات شناسایی ذخیره شده خود را به صورت بلادرنگ پخش کند. دستگاه خواننده معادل گیرنده‌ای است که فقط دریافت می‌کند اما ارسال نمی‌کند. عیب این سیستم این است: از آنجا که برچسب الکترونیکی باید به طور مداوم اطلاعات را به خارج منتقل کند، برق را هدر می‌دهد و باعث آلودگی الکترومغناطیسی محیط می‌شود و امنیت و محرمانگی سیستم ضعیف است. تحقق سیستم شناسایی فرکانس رادیویی دو فرکانسه دشوار است. به طور کلی، خواننده یک سیگنال پرس و جو فرکانس رادیویی ارسال می‌کند و فرکانس حامل سیگنال برگشتی توسط برچسب الکترونیکی، ضریبی از فرکانس رادیویی ارسال شده توسط خواننده است. این حالت کار، دریافت و پردازش سیگنال‌های اکو را برای خواننده راحت می‌کند. با این حال، برای برچسب‌های الکترونیکی غیرفعال، هنگامی که برچسب الکترونیکی انرژی فرکانس رادیویی دریافتی خواننده را به فرکانس حامل اکو دو فرکانسه تبدیل می‌کند، راندمان تبدیل انرژی آن پایین است. بهبود راندمان تبدیل نیاز به مهارت‌های مایکروویو بالاتر دارد، که به معنای هزینه‌های بالاتر برچسب الکترونیکی است. در عین حال، کار این نوع سیستم باید دو نقطه فرکانس کاری را اشغال کند و به طور کلی اخذ مجوز کاربرد محصول از کمیته مدیریت فرکانس رادیویی دشوار است.

(6) تحقق سیستم شناسایی فرکانس رادیویی مدولاسیون بازتابی عمدتاً برای حل مشکل ارسال و دریافت در فرکانس یکسان است. هنگامی که سیستم در حال کار است، دستگاه خواننده یک سیگنال درخواست مایکروویو (انرژی) ارسال می‌کند و برچسب الکترونیکی (غیرفعال) بخشی از سیگنال انرژی درخواست مایکروویو دریافتی را به جریان مستقیم برای کار مدار در برچسب الکترونیکی اصلاح می‌کند و بخش دیگر سیگنال انرژی مایکروویو در برچسب الکترونیکی ذخیره می‌شود. اطلاعات داده مدوله شده (ASK) و به دستگاه خواننده منعکس می‌شود. پس از اینکه دستگاه خواننده سیگنال مدولاسیون دامنه منعکس شده را دریافت کرد، اطلاعات داده شناسایی ذخیره شده در برچسب الکترونیکی را رمزگشایی می‌کند. در طول فرآیند کار سیستم، دستگاه خواننده سیگنال مایکروویو را ارسال می‌کند و همزمان سیگنال مدولاسیون دامنه منعکس شده را دریافت می‌کند. قدرت سیگنال منعکس شده بسیار ضعیف‌تر از سیگنال ارسالی است. بنابراین، مشکل در پیاده‌سازی فنی در دریافت هم فرکانس نهفته است.

اتصال برچسب الکترونیکی به معنای استفاده از روش‌های مختلف برای انتقال سیگنال‌های مختلف است.

فاصله کاری بین برچسب فرکانس رادیویی و دستگاه خواننده در سیستم شناسایی فرکانس رادیویی، مسئله مهمی در کاربرد سیستم شناسایی فرکانس رادیویی است. معمولاً این فاصله کاری به عنوان فاصله بین برچسب فرکانس رادیویی و دستگاه خواننده برای تبادل مطمئن داده‌ها تعریف می‌شود. برد سیستم شناسایی فرکانس رادیویی یک شاخص جامع است که ارتباط نزدیکی با وضعیت تطبیق برچسب‌های فرکانس رادیویی و دستگاه‌های خواننده دارد. با توجه به فاصله سیستم شناسایی فرکانس رادیویی، اتصال بین آنتن برچسب فرکانس رادیویی و آنتن دستگاه خواننده را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد.

(1) سیستم کوپل نزدیک. فاصله عملیاتی معمول این سیستم از 0 تا 1 سانتی‌متر متغیر است. در کاربردهای عملی، معمولاً لازم است که برچسب فرکانس رادیویی را در دستگاه خواننده قرار دهید یا آن را روی سطح آنتن دستگاه خواننده قرار دهید. سیستم کوپل نزدیک از کوپلینگ القایی (مدار مغناطیسی بسته) بین برچسب فرکانس رادیویی و ناحیه میدان نزدیک واکنشی آنتن دستگاه خواننده برای تشکیل یک کانال فرکانس رادیویی انتقال اطلاعات مکانی بدون تماس استفاده می‌کند. فرکانس کاری سیستم کوپل نزدیک عموماً به هر فرکانسی کمتر از 30 مگاهرتز محدود می‌شود. از آنجایی که نشت الکترومغناطیسی روش کوپل نزدیک کم و انرژی حاصل از کوپل زیاد است، برای سیستم‌های کاربردی (مانند قفل‌های الکترونیکی درب) که نیاز به ایمنی بالا دارند و هیچ الزامی برای فاصله عملیاتی ندارند، مناسب است.

(2) سیستم تله کوپلینگ. فاصله عملیاتی معمول سیستم تله کوپلینگ می‌تواند به lm برسد. سیستم تله کوپلینگ را می‌توان به دو نوع تقسیم کرد: سیستم نزدیک کوپلینگ (فاصله کاری معمول 15 سانتی‌متر) و سیستم پراکنده کوپلینگ (فاصله کاری معمول lm است). فرکانس عملیاتی معمول سیستم کوپلینگ از راه دور 13.56 مگاهرتز است و فرکانس‌های دیگری نیز مانند 6.75 مگاهرتز، 27.125 مگاهرتز و غیره وجود دارد. تفاوت اصلی بین سیستم تله کوپلینگ و سیستم کوپلینگ محکم این است که قدرت کوپلینگ القایی متفاوت است، که باعث می‌شود فاصله کوپلینگ متفاوت باشد. سیستم‌های کوپلینگ از راه دور هنوز هم جریان اصلی سیستم‌های شناسایی فرکانس رادیویی کم‌هزینه هستند.

(3) سیستم راه دور. فاصله عملیاتی معمول سیستم راه دور 1 تا 10 متر است و سیستم‌های منفرد فاصله عملیاتی طولانی‌تری دارند. همه سیستم‌های راه دور از اتصال الکترومغناطیسی (انتشار و انعکاس موج الکترومغناطیسی) بین برچسب فرکانس رادیویی و آنتن خواننده برای تابش ناحیه میدان دور استفاده می‌کنند تا یک کانال فرکانس رادیویی انتقال اطلاعات مکانی بدون تماس تشکیل دهند. فرکانس کاری معمول سیستم راه دور 915 مگاهرتز، 2.45 گیگاهرتز، 5.8 گیگاهرتز است، علاوه بر این، فرکانس‌های دیگری مانند 433 مگاهرتز و غیره نیز وجود دارد. برچسب‌های فرکانس رادیویی سیستم راه دور بر اساس اینکه آیا حاوی باتری هستند یا خیر، به برچسب‌های فرکانس رادیویی غیرفعال (بدون باتری) و برچسب‌های فرکانس رادیویی نیمه غیرفعال (با باتری) تقسیم می‌شوند. به طور کلی، برد برچسب فرکانس رادیویی حاوی باتری بیشتر از برد برچسب فرکانس رادیویی بدون باتری است. باتری موجود در برچسب فرکانس رادیویی نیمه‌فعال، انرژی لازم برای انتقال داده بین برچسب فرکانس رادیویی و دستگاه خواننده را فراهم نمی‌کند، بلکه فقط انرژی لازم برای تراشه برچسب فرکانس رادیویی را فراهم می‌کند تا برای خواندن و ذخیره داده‌ها عمل کند. سیستم مسافت طولانی معمولاً از حالت کار مدولاسیون بازتاب برای تحقق انتقال داده از برچسب فرکانس رادیویی به دستگاه خواننده/نویسنده استفاده می‌کند. سیستم‌های مسافت طولانی عموماً دارای جهت‌گیری معمولی هستند و هزینه برچسب‌های فرکانس رادیویی و دستگاه خواننده هنوز در سطح نسبتاً بالایی است. از نظر فنی، یک سیستم مسافت طولانی که ویژگی‌های زیر را داشته باشد، یک سیستم RFID ایده‌آل است: برچسب‌های RFID غیرفعال هستند و می‌توانند به صورت بی‌سیم خوانده و نوشته شوند. برچسب‌ها و دستگاه‌های خواننده RFID از خواندن و نوشتن چند برچسب پشتیبانی می‌کنند. برای شناسایی اشیاء متحرک با سرعت بالا مناسب هستند (سرعت حرکت شیء بیشتر از 80 کیلوکالری در ساعت است)؛ مسافت طولانی (فاصله خواندن و نوشتن بیشتر از 5-10 متر است)؛ هزینه کم (که می‌تواند الزامات استفاده یکباره را برآورده کند).