Verschillen tussen UHF Gen 2 RFID en HF RFID

Op dit moment zijn de prestaties van UHF Gen 2RFID op kleine monomeren op snelle productielijnen vergelijkbaar met die op boxpallets in vrachtcentra. Vanwege de lage kosten heeft UHF RFID ervoor gezorgd dat de oude, trage en dure HF 13,56 MHz RFID-technologie verouderd is geraakt. Voordat u besluit welke RFID-technologie u wilt implementeren, is het noodzakelijk om de basisconcepten van UHF en HF te begrijpen.

Radiofrequentiegolven bevatten twee componenten: magnetische golven en elektrische golven. Over het algemeen vertrouwt HF RFID 13,56 MHz op het magnetische veld van het "nabije veld" in het elektromagnetische veld, terwijl UHF RFID 860-960 MHz verre veldstraling is, die zowel een magnetisch veld als een elektrisch veld omvat. Het soort golf dat reageert in de UHF-tag hangt af van twee aspecten: de afstand tussen de RFID-tagantenne en de RFID-lezer.

Aangezien de sterkte van het magnetische veldcomponent in de golf snel afneemt met de afstand, kan het alleen werken in het nabije veld. Het effectieve bereik wordt beperkt door de antennestructuur tot ongeveer een of twee golflengten. Omdat de HF-tag inductieve koppeling gebruikt om het magnetische veld te detecteren om energie te ontvangen. HF-tagantennes zijn meestal inductieve antennes die enigszins als spoelen werken en daarom meer geleidend materiaal en een complexer productieproces vereisen dan equivalente UHF-tagantennes. Gelukkig hebben HF-tags geen dode plek boven het magnetische veld en met een geschikte antenne kunnen UHF-tags gemakkelijk dezelfde nabije veldenergie opvangen, veel efficiënter en kosteneffectiever.

De vier vergelijkingen van Maxwell vormen de basis voor de analyse en het ontwerp van elektromagnetische velden. De wet van Faraday is een van deze vier vergelijkingen: "De spanning die door een spoel in een magnetisch veld wordt geïnduceerd, is evenredig met de sterkte en frequentie van het magnetische veld". Dit onthult een uiterst eenvoudig concept: hoe hoger de frequentie, hoe hoger de efficiëntie. De frequentie van UHF is 60 keer die van HF, wat betekent dat voor de energiekoppelingsefficiëntie tussen de RFID-tag en de RFID-lezerantenne, UHF ongeveer 60 keer die van HF is.

Het traditionele concept is dat UHF RFID niet geschikt is voor tags op itemniveau: de tag is te groot en UHF RFID kan niet werken op vloeistoffen, metalen en kleine pakketten met één item die dicht bij elkaar liggen. En UHF is te ver weg, wat allemaal het feit negeert dat UHF Gen 2 veel gemakkelijker en efficiënter in het nabije veld kan worden gebruikt dan HF. Dit betekent dat UHF-systemen veel meer dingen kunnen lezen dan HF, inclusief vloeistoffen en items met een hoog metaalgehalte. Belangrijker nog, dit betekent dat toepassingen op itemniveau de verschillende voordelen van de UHF Gen 2-standaard voor de toeleveringsketen in evenwicht hebben kunnen brengen. De sleutel is hoe het nabije veld van UHF te beheersen. Deze component in de radiofrequentiegolf is met name geschikt voor RFID-werk op itemniveau op een zeer korte afstand. Toepassingen die gebruikmaken van UHF Gen 2-oplossingen in het nabije veld groeien.

In december 2004 keurde EPC Global het UHF Gen 2-protocol goed, wat resulteerde in de eerste wereldwijde RFID-standaard. Sindsdien heeft de markt veel producten gezien die aan deze standaard voldoen. Deze populariteit bewijst de alomtegenwoordigheid van afzonderlijke items, containers tot pallets, objecten die zowel in het nabije veld als in het verre veld worden gebruikt, en materialen die vloeistoffen, metalen, strak verpakte en verpakte items, enz. bedekken.

Drie jaar later moesten HF-productontwikkelaars de standaard onderschrijven. Integendeel, de nieuwste HF-specificatie heeft de opstellers teleurgesteld. Volgens Ken Laing, standaardschrijver voor HF "V2" (de HF-versie van UHF Gen 2), is het werk tot nu toe beperkt geweest, met beperkte verbeteringen aan bestaande normen en enkele commerciële producten die opkomen.

Laing gelooft dat bedrijven die EPC coderen op Gen 2 HF-tags prestatieverbeteringen zullen zien ten opzichte van het coderen van EPC op de momenteel populaire HF-norm ISO 15693. Hij zei dat volgens de resultaten van RFID Update, hoewel de verbetering niet wereldschokkend is, het nog steeds veel beter is dan de HF-producten die momenteel op de markt zijn. Misschien is het belangrijke punt dat, hoewel de norm is goedgekeurd, de zogenaamde gekwalificeerde V2-producten er in de eerste plaats niet aan zullen voldoen. Het zal lang duren en zelfs als het nu beschikbaar is, zal het niet de huidige prestaties van UHF Gen 2 bereiken.

Dit artikel gaat echter verder met het bekijken van het frequentiedebat, omdat het verband houdt met de daadwerkelijke implementatie.

Houd rekening met de volgende factoren:

* UHF Gen 2 omvat verschillende toepassingen in alle wereldwijde toeleveringsketens;

* UHF Gen 2 is effectief op alle soorten productmaterialen, inclusief vloeistoffen en metalen materialen.

Wat UHF Gen 2 betreft, is het redundant in HF RFID-technologie omdat:

* Er is niets dat HF kan bereiken, maar UHF niet;

* Veel dingen die HF niet kan bereiken, maar UHF wel. HF kan slechts een klein deel van degroot veld van UHF RFID.

Voor RFID-toepassingen is UHF een "superset" van RFID. Producten die voldoen aan deze norm kunnen een grote verscheidenheid aan artikelen, containers, pallets, alle materialen en verpakkingstypen verwerken en bieden veel hogere doorvoersnelheden dan HF.

Een correct ingezet UHF Gen 2-systeem werkt prima op grote of kleine artikelen, vloeistoffen of metalen, evenals op containers en pallets, waardoor de HF die bestond vóór het nabije veld UHF Gen 2 effectief wordt geëlimineerd. Het heeft voordelen op artikelniveau. Ja, vloeistoffen kunnen RF-energie absorberen en metalen kunnen RF-energie reflecteren, maar dit zijn allemaal dingen om te overwegen in het verre veld, niet in het nabije veld. Omdat een correct ontworpen UHF-tagantenne zowel in het nabije veld als in het verre veld kan worden gebruikt, kan deze het bevestigde metaal feitelijk gebruiken als een verlengstuk van de antenne! Maar HF-tags kunnen dat niet, omdat ze niet beschikken over de middelen voor elektrische veldkoppeling. Laten we desalniettemin wat dieper ingaan op de praktische implicaties van het implementeren van een HF RFID-systeem.

In eerste instantie kon HF geen verre veldtoepassingen bereiken, wat betekende dat het niet kon worden gebruikt voor containers en pallets waarvoor RFID op afstand in magazijnen en logistieke centra moest werken. Daarom was de toepassingsafstand van HF beperkt tot nabije velden.

Daarom moeten bedrijven die HF kiezen voor identificatie van tags op itemniveau ook UHF Gen 2 implementeren voor container- en palletidentificatie. Tegenwoordig moeten meerdere complexe factoren zoals architectuur met multi-channel data, kosten, complexiteit, efficiëntie en onderhoud tegelijkertijd worden overwogen. Als u dus denkt dat digitale logistiek niet moeilijk is, zult u tegen een muur lopen. Deze vereisen ook dat we rekening houden met enkele economische factoren: UHF Gen 2-tags zullen altijd goedkoper zijn dan HF-tags.

Omdat UHF-tags eenvoudig te produceren zijn, zullen ze zelfs 2-3 keer goedkoper zijn. In tegenstelling tot HF-tags zijn UHF Gen 2-tags bijzonder geschikt voor eenvoudige, snelle productietechnologieën waarbij procesupgrades bijzonder goed zijn. Dankzij de eenvoud van UHF Gen 2 en de enkellaagse antennestructuur kan het worden vervaardigd met behulp van een goedkoop geleidend inktproces. UHF is een zeer praktische en economische band voor naleving van normen. In feite kan dezelfde UHF Gen 2-chip die is ontworpen voor een groot bereik en wordt gebruikt op een grote schaal, ook worden gebruikt met een nabije-veldantenne van slechts 6 mm of zo - dergelijke tags zijn veel kleiner en goedkoper dan eerder algemeen gebruikte HF-tags Veel meer, plus betere prestaties.

Een ander voordeel van de UHF-antennestructuur is dat wanneer items heel dicht op elkaar worden gestapeld, de UHF-tags geen RF-'schaduw' werpen op aangrenzende items. De HF-tagantenne is dat niet het geval. De antenne bestaat uit een dikke metalen spoel, die een magnetische afscherming kan vormen voor aangrenzende tags, zodat de lezer deze kan lezen. Daarom heeft UHF betrouwbaardere prestaties.

De voortdurende ontwikkeling van UHF Gen 2-technologie zal de kloof tussen kosten, prestaties en functies en HF-technologie verder vergroten, en deze kloof zal nooit worden overbrugd door HF. Dit is het fundamentele punt, omdat de economie van UHF Gen 2 daadwerkelijk profiteert van de fysica van de UHF-band. Voor RFID-werking is de efficiëntie van de UHF-frequentieband 60 keer die van de HF-frequentieband.

Als het doel gekoppelde communicatie is tussen RFID-tags en RFID-lezers, heeft UHF veel voordelen ten opzichte van minder capabele HF-oplossingen. Omdat UHF Gen 2 een hoge snelheid, hoge betrouwbaarheid en flexibiliteit van werking heeft. Dit is de reden waarom de CEO van Blue Vector - Nancy Anderson concludeerde: "We gebruiken HF niet veel meer omdat het niet zo flexibel is als UHF."

Julie Kuhn van Cardinal Health, manager van Pedigree, legde dit aan mij uit. "Je kunt de leessnelheden van UHF-tags niet bereiken met HF-tags. Dat betekent dat onze tranSportbanden niet sneller kunnen dan de langzaamste leessnelheid." Dit is een grote beperking die de orderdoorvoer voor distributeurs zal beïnvloeden. "Op dit moment," vervolgde ze, "halen we orders op tot 20:00 uur en verzenden we ze vanaf 05:30 uur. Deze complexe UF/UHF-architectuur zal onze mogelijkheid om de cognossement-aanvultijd te handhaven beperken" .

Dit verergert het probleem met multiprotocolarchitecturen. En helaas creëert het oplossen van deze problemen met apparaten die zowel HF- als UHF-tags kunnen lezen, d.w.z. multiprotocol RFID-lezers, alleen maar meer problemen. Deze problemen omvatten complexere, duurdere en geavanceerdere ondervragers met lagere leessnelheden en minder betrouwbare lezingen, omdat de ondervrager periodiek meerdere moet dekken. Het is een compromis. Deze problemen doen zich voor in de toeleveringsketen wanneer er meerdere data-dragende protocollen worden gebruikt.

Hoewel Gen 2 deze problemen van concurrentie en incompatibiliteit met UHF-normen oplost, heeft HF-technologie zelf ook deze problemen. De relevante normen die momenteel worden gebruikt, zijn onder andere ISO 14443, ISO15693 en EPCglobal HF Klasse 1. Afhankelijk van de gekozen technologie en standaard, voor het implementeren, onderhouden en upgraden van een hybride systeemarchitectuur, spreekt het voor zich dat er behoefte is aan het beheren van de respectieve gegevensformaten, zelfs economisch en logistiek, er is geen behoefte aan het ondersteunen van afzonderlijke UHF- en HF-architecturen Wat is het punt?

De continuïteitsstrategie die uiteindelijk door de onderneming wordt aangenomen, heeft een grote impact op downstream-handelspartners en zal geleidelijk de hele toeleveringsketen doordringen. Dit scenario doet zich vandaag de dag voor in sommige medische gebieden, waar het gemengde protocolsysteem dat hier wordt gebruikt de betrouwbare doorvoer van goederen belemmert. Julie Kuhn voegde toe: "Onze focus ligt op hoe we alle technologieën kunnen combineren in één enkele technologie, waardoor een sterk geautomatiseerde omgeving ontstaat waarin we de genealogische informatie van een item op item- en containerniveau kunnen vastleggen en onze bestaande hoge doorvoer kunnen behouden."