RFID タグはどのようにリーダーと通信するのでしょうか?

 

パッシブ タグは、収集された RF エネルギーで動作します。リーダーは、北米では 902-928 MHz、ヨーロッパでは 865 ～ 868 MHz で連続波を送信します。タグ アンテナは、おそらく 15 ～ 20 マイクロワットを消費するチップを実行するのに十分な電力の一部を受け取ります。チップはアンテナ インピーダンスを変調して、信号を符号化されたデータとともに反射します。これが後方散乱です。

Daniel Dobkin は 2007 年に「The RF in RFID」でリンク バジェットの計算について取り上げました。この本は今でもほとんどのインテグレーターが使用する参考資料です。パッシブ UHF 読み取り範囲は屋外で約 10 ～ 15 メートルに達します。実際のデプロイメントではそれほど多くは見られません。

タグ{0}}から-リーダーへの通信では、サブキャリアで FM0 またはミラー エンコーディングが使用されます。リーダーから-タグへの-は PIE を使用します。 GS1 EPCglobal の Gen2 仕様は、エア インターフェイス全体を定義します。バージョン 2 では、チップのコストが高かったため、ほとんど誰も使用していないいくつかのセキュリティ機能が追加されました。

 

 

周波数の混乱

 

FCC Part 15 では、RFID 902-928 MHz、周波数ホッピングで最大 4 ワットの EIRP が与えられています。 ETSI はヨーロッパを 2 ワットの ERP で 865.6-867.6 MHz に制限します。 EIRP と ERP など、電力測定方法も異なるため、地域間でスペックを比較する人が混乱します。

中国は920-925 MHzを開設しました。日本では 916-921 MHz が許可されていますが、リッスンビフォアトーク要件があり、リーダーの設計が複雑になります。米国市場向けに構築されたタグはヨーロッパでも機能しますが、アンテナの調整がオフになっています。数 dB 損失します。すでにリンク予算の限界に達している場合、これは重要です。

 

13.56MHzは違う

 

13.56 MHz の HF RFID は、放射ではなく誘導結合を使用します。近傍フィールドのみ。-リーダーにはコイルがあり、タグにはコイルがあり、磁場はおそらく 1 メートル以内でそれらを結びつけます。タグはコイルをロードおよびアンロードして、リーダーがアンテナで受信する信号を変調します。近接カードについては ISO 14443、近接カードについては ISO 15693。異なるプロトコル、異なる読み取り範囲、異なる使用例。

NFC は基本的に 14443 にいくつかのピアツーピア モードを加えたものです。-}お使いの携帯電話は NFC に対応しています。あなたのオフィスのバッジは、会社がシステムをいつインストールしたかによって異なりますが、おそらく 14443 または iCLASS または DESFire です。

125〜134 kHzのLFも同じ概念ですが、おそらくさらに短い範囲. 10センチメートルです。低周波が組織を透過するため、今でも動物標識に使用されています。

 

 

衝突

 

同時に応答する複数のタグは、Gen2 の Slotted ALOHA で処理されます。タグはランダムなスロットを選択します。リーダーは Q パラメータを調整してフレームのサイズを調整します。インベントリには十分に機能しますが、フィールドに数百のタグがあり、その半分が間違った方向に配置されている場合、スループットは急速に低下します。

オーバーン大学は、理想的な条件下で 1 秒あたり 1000+ 個のタグを示す読み取り速度データを公開しました。倉庫では誰もそれを見ません。

-衝突防止の研究はサブフィールド全体です。 2024 年の Computer Networks の調査では、50 を超えるアルゴリズムがリストされています。ツリー-ベース、ALOHA バリアント、ハイブリッド アプローチ。学術研究のほとんどは、リーダーのコストやプロトコルの互換性などの現実世界の制約を考慮していません。-

 

ウォルマート

 

ウォルマートは、2020 年にアパレルへの RFID の義務化を開始しました。2022 年にはさらに多くのカテゴリーに拡大しました。2024 年秋までに、その義務は家具、ペット用品、自動車部品、その他多数の品目をカバーしました。オーバーンの RFID ラボはタグの認証を担当します。認証に合格しないサプライヤーはウォルマートに出荷できません。

この義務化によりインレーの価格は下落した。現在の出来高は 4 セント未満です。-数年前は7、8セントだった。

「ROIは証明されている」とウォルマート関係者はカンファレンスで言う。競合他社も追随している。ターゲットには独自のプログラムがあります。 Amazon は一部のフルフィルメント センターで RFID を使用していますが、それほど公には使用していません。

 

故障モード

 

UHF は金属や液体の周囲ではうまく機能しません。缶詰のパレットは読みにくい。スチールラックを備えた倉庫では、マルチパス干渉が発生します。 -金属タグのデザインには-チップと金属表面の間にフォーム スペーサーが存在します-が、コストは高く、標準インレイの 3 ～ 5 倍です。

タグが死ぬ。オーバーンは、ある研究で 2-3% の DOA または初期故障率を発見しました。チップに亀裂が入り、アンテナ接続が破損し、インレイ接着剤が破損します。大規模小売プログラムでは、これをコスト モデルに組み込んでいます。小規模ユーザーは驚きます。

 

 

ファストタグ

 

インドは、2019 年から 2023 年にかけて、電子料金収受用に 6,000 万個を超える UHF フロントガラス タグを導入しました。複数のベンダーからのタグ、複数のベンダーからのリーダー、数十の料金所事業者にわたるバックエンドの統合。ほとんど機能します。レーンのスループットが向上しました。現金の取り扱いが減りました。

中国の小売RFID開発は10年前に人々が予想していたよりも遅れている。製薬とタバコに対する政府の義務。一部の分野における物流追跡。しかし、ウォルマートの-スタイル アイテム-レベルの展開は予定されていたものではありませんでした。