تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفض التردد مقابل تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالي التردد: الاختلافات الرئيسية ال 14

إن تقنية تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفضة التردد وتقنية تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالية التردد كلاهما من تقنيات تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية الاستقرائية التي تعتمد على اقتران المجال المغناطيسي بين القارئ والعلامة. وعلى الرغم من مبدأ التشغيل المشترك هذا، إلا أنهما يعملان بترددات مختلفة جداً، مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في الأداء وتصميم الأجهزة وتركيز التطبيقات. 

وبسبب هذا التشابه في طريقة الاقتران هذه، غالبًا ما يتم تجميع الترددات المنخفضة والترددات العالية معًا أو يُفترض أنها قابلة للتبادل. في الممارسة العملية، يتم تصميمها لظروف تشغيل مختلفة. تؤثر الاختلافات في التردد على حجم الهوائي، ومسافة القراءة، وسرعة البيانات، وبنية الذاكرة، والاستقرار البيئي، والقدرة الأمنية. يمكن أن يؤدي اختيار التردد الخاطئ إلى قراءات غير مستقرة أو قابلية محدودة للقراءة أو تكلفة غير ضرورية للنظام.

يشرح هذا الدليل الاختلافات الفنية بين الترددات اللاسلكية منخفضة التردد وعالية التردد بالتفصيل، حتى تتمكن من تحديد الخيار الذي يناسب حالة الاستخدام الخاصة بك.

تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفض التردد مقابل تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالي التردد

1. نطاق التردد

أحد أكثر الاختلافات المباشرة بين RFID منخفض التردد و RFID عالي التردد هو تردد تشغيل الإشارة الحاملة.

يعمل نظام تحديد الترددات اللاسلكية منخفض التردد عادةً عند 125 كيلوهرتز أو 134.2 كيلوهرتز. وفي حين أن طيف الترددات اللاسلكية الأوسع نطاقا يمتد من 30 كيلوهرتز إلى 300 كيلوهرتز تقريبا، فإن نظم تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية ذات الترددات المنخفضة التجارية موحدة حول هاتين القيمتين، وخاصة 134.2 كيلوهرتز بموجب المعيارين ISO 11784 و ISO 11785 لتحديد هوية الحيوانات.

تنتمي تقنية تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالية التردد إلى نطاق الطيف الذي يتراوح بين 3 ميغاهيرتز و30 ميغاهيرتز. غير أنه من الناحية العملية، تعمل جميع أنظمة تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالية التردد تقريبًا على وجه التحديد في 13.56 ميجا هرتز, وهو نطاق تردد موحد دوليًا. تستخدم جميع أنظمة NFC وISO 14443 وISO 15693 ISO 13.56 ميغاهيرتز على مستوى العالم.

باختصار:

- تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفضة التردد: 125 كيلوهرتز أو 134.2 كيلوهرتز (ضمن نطاق 30-300 كيلوهرتز)
- تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالية التردد: 13.56 ميجاهرتز (ضمن نطاق 3-30 ميجاهرتز)

على الرغم من أن كلاهما نظامان حثي قصير المدى، إلا أن تردد التشغيل يختلف بمعامل 100 تقريبًا، مما يشكل أساسًا لمزيد من الاختلافات التقنية.

2. طريقة التواصل

يكمن الاختلاف الجوهري الآخر بين نظام تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفض التردد ونظام تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالي التردد في كيفية تواصل القارئ والعلامة من خلال الاقتران المغناطيسي.

تستخدم أنظمة تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفضة التردد الاقتران الاستقرائي في منطقة المجال القريب. يقوم القارئ بتوليد مجال مغناطيسي منخفض التردد، ويتم تشغيل العلامة عندما تدخل هذا المجال. يعتمد نقل البيانات عادةً على تقنيات تعديل الحمل البسيطة مثل مفتاح إزاحة السعة أو مفتاح إزاحة التردد. وتستخدم العديد من أنظمة الترددات المنخفضة هياكل اتصالات ذات تنسيق ثابت، مثل FDX-B أو HDX، وهي مصممة أساساً للتعرف المستقر بدلاً من تبادل الأوامر المعقدة.

وتستخدم أنظمة تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالية التردد أيضاً الاقتران الاستقرائي، ولكن طبقة الاتصال أكثر تنظيماً. عند التردد 13.56 ميجاهرتز، يتم تعريف تبادل البيانات من خلال بروتوكولات موحدة مثل ISO 14443 و ISO 15693. يتضمن الاتصال عمق التشكيل المحدد والتأطير ومتطلبات التوقيت وإجراءات مكافحة التصادم. تستجيب علامات التردد العالي لأوامر القارئ من خلال تعديل التحميل مع تقنيات الموجة الحاملة الفرعية، مما يتيح التفاعل بين الأوامر والاستجابة للأوامر بشكل متحكم فيه.

بينما يعتمد كل من الترددات المنخفضة والترددات العالية على اقتران المجال المغناطيسي، فإن اتصالات الترددات المنخفضة عادةً ما تكون أبسط وتركز على الهوية، بينما تتبع اتصالات الترددات العالية طبقات بروتوكول موحدة تدعم التفاعل المنظم بين القارئ والعلامة.

تؤثر هذه الاختلافات في بنية الاتصال أيضاً على مدى إمكانية قراءة العلامة بشكل موثوق.

3. نطاق القراءة النموذجي

تُعد مسافة القراءة أحد أكثر الاختلافات العملية بين أنظمة تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية ذات الترددات المنخفضة والترددات العالية.

تم تصميم تقنية تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفضة التردد لتحديد الهوية ذات المدى القصير جداً. على سبيل المثال، تتم قراءة علامات الترددات اللاسلكية السلبية في حدود مسافة تتراوح بين 2 إلى 10 سنتيمترات عند استخدام علامات صغيرة مثل الكبسولات الزجاجية أو المفاتيح. ومع وجود هوائيات قارئ أكبر وإعدادات محسّنة، يمكن أن يمتد نطاق القراءة إلى حوالي 20 إلى 30 سنتيمترًا، ولكن نادرًا ما يتجاوز ذلك. وتعتمد أنظمة الترددات المنخفضة على اقتران مغناطيسي قوي بين ملف القارئ وملف العلامة، وينخفض هذا المجال المغناطيسي بسرعة مع زيادة المسافة. ولذلك، فإن تقنية الترددات المنخفضة منخفضة التردد تقتصر بطبيعتها على القراءة عن قرب.

بالمقارنة مع تقنية تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية ذات الترددات المنخفضة، تحقق تقنية تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالية التردد عموماً نطاق قراءة عملي أطول قليلاً. في التطبيقات الشائعة مثل بطاقات التحكم في الوصول وأنظمة NFC، عادةً ما تكون مسافة القراءة حوالي 3 إلى 10 سنتيمترات. ومع ذلك، مع الهوائيات الحلقية الأكبر والأنظمة المتوافقة مع المواصفة القياسية ISO 15693، يمكن قراءة علامات الترددات اللاسلكية عالية التردد على مسافات تتراوح بين 20 و50 سنتيمتراً، وفي الأنظمة الصناعية المضبوطة بعناية، قد يقترب المدى من 60 إلى 70 سنتيمتراً. 

4. الحساسية البيئية

عندما يتعلق الأمر بالظروف البيئية، فإن تقنية تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفضة التردد تكون أكثر استقراراً بشكل عام في البيئات الصعبة، خاصة حول الماء والمعادن. نظرًا لأن التردد اللاسلكي منخفض التردد يعمل بتردد أقل بكثير، فإن المجال المغناطيسي الذي يولده يكون أقل تأثراً بالمحتوى العالي من الرطوبة والمواد الموصلة. في تطبيقات الثروة الحيوانية، على سبيل المثال، تستمر علامات الأذن ذات التردد المنخفض في العمل بشكل موثوق حتى عندما تكون العلامة محاطة بأنسجة الجسم التي تحتوي على نسبة عالية من الماء. يتفاعل التردد المنخفض بشكل أكثر قابلية للتنبؤ مع المواد الغنية بالمياه ويكون أقل عرضة للانفصال عن المعدن القريب.

يعد RFID عالي التردد أكثر حساسية إلى حد ما للظروف البيئية. في حين أن التردد العالي التردد يستخدم أيضاً اقتراناً مغناطيسياً، إلا أن تردد التشغيل العالي يجعله أكثر تأثراً بالمواد الموصلة والرطوبة. يمكن للماء أن يمتص جزءًا من الطاقة الكهرومغناطيسية عند 13.56 ميجاهرتز، مما قد يقلل من ثبات القراءة عند وضع العلامات مباشرة على حاويات سائلة أو بالقرب من جسم الإنسان. يمكن أن تؤدي الأسطح المعدنية أيضًا إلى فصل هوائيات التردد العالي بسهولة أكبر، خاصة عندما يتم تركيب العلامات مباشرة على المعدن العاري دون عزل. ومع ذلك، في البيئات الداخلية الخاضعة للرقابة مثل التحكم في الوصول والمكتبات وأنظمة الدفع بتقنية NFC، يكون أداء التردد العالي متسقًا للغاية لأن التداخل البيئي محدود.

5. القدرة على منع التصادم والتعامل مع العلامات المتعددة

تتمتع أنظمة تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفضة التردد عمومًا بقدرة محدودة على منع التصادم. تم تصميم الأنظمة التقليدية التي تعمل بتردد 125 كيلو هرتز لقراءة علامة واحدة، مما يعني أن القارئ يتوقع وجود علامة واحدة فقط في المجال المغناطيسي في كل مرة. إذا دخلت علامات LF متعددة في المجال المغناطيسي في وقت واحد، يمكن أن يحدث تداخل في الإشارات وقد يفشل القارئ في فك تشفير أي منها بشكل صحيح. تشتمل بعض أنظمة التردد المنخفض المملوكة على طرق أساسية لمكافحة التصادم، لكنها ليست موحدة على نطاق واسع وعادةً ما تدعم فقط عددًا صغيرًا من العلامات داخل المجال. لهذا السبب، يشيع استخدام التردد المنخفض في التطبيقات التي يتم فيها تقديم العلامات بطريقة واحدة في كل مرة، مثل التعرف على الحيوانات أو أجهزة منع الحركة في المركبات أو رموز الدخول البسيطة.

من ناحية أخرى، توفر تقنية تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالية التردد معالجة أقوى للعلامات المتعددة من خلال بروتوكولات موحدة مضادة للتصادم. تستخدم الأنظمة التي تعتمد على ISO-14443 و ISO-15693 خوارزميات محددة تسمح للقارئ بالتعرف على علامات متعددة والتواصل معها في نفس المجال. يقوم القارئ بتسلسل طلبات الاتصال بحيث تستجيب كل علامة بدورها، مما يقلل من تصادم الإشارات ويحسن موثوقية تحديد الهوية. وبفضل ذلك، يمكن لقارئات الترددات العالية التعامل مع عدة بطاقات أو علامات داخل الحقل في نفس الوقت، اعتمادًا على حجم الهوائي وقوة القارئ وتهيئة النظام.

6. معدلات البيانات

يؤثر تردد الناقل بشكل مباشر على مدى سرعة نقل البيانات بين القارئ والعلامة.

يعمل نظام تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفض التردد بمعدلات بيانات منخفضة نسبياً بسبب انخفاض تردد الموجة الحاملة. وتستخدم معظم أنظمة الترددات اللاسلكية منخفضة التردد أنظمة تعديل بسيطة مثل ASK أو FSK، وتتراوح سرعات نقل البيانات عادةً بين 2 كيلوبت في الثانية و8 كيلوبت في الثانية. ولهذا السبب، عادةً ما يتم تصميم علامات التردد المنخفض لتخزين كميات صغيرة من البيانات، وغالبًا ما تكون مجرد رقم تعريف فريد. يكون الاتصال أبطأ، ويزداد وقت المعاملة إذا كانت هناك حاجة إلى خطوات تحقق إضافية. 

يدعم نظام تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالي التردد معدلات بيانات أعلى بكثير. واعتماداً على البروتوكول، يمكن أن تعمل أنظمة ISO-14443 بسرعات تصل إلى 106 كيلوبت في الثانية و212 كيلوبت في الثانية و424 كيلوبت في الثانية وفي بعض الحالات 848 كيلوبت في الثانية. تعمل أنظمة ISO-15693 عادةً بسرعات أقل من ISO-14443 ولكنها لا تزال تتجاوز أداء التردد المنخفض النموذجي. يسمح تردد الموجة الحاملة الأعلى بتضمين أسرع وترميز بيانات أكثر كفاءة، مما يتيح ليس فقط تحديد أسرع ولكن أيضًا نقل كتل بيانات أكبر. 

7. سعة البيانات وهيكل الذاكرة

تؤثر اختلافات معدل البيانات بشكل طبيعي على مقدار المعلومات التي يمكن للعلامة تخزينها وإدارتها بشكل واقعي. وبما أن سرعة الاتصال تحدّ من سرعة كتابة البيانات أو قراءتها، فإن تصميم الذاكرة وسعة التخزين يرتبطان ارتباطاً وثيقاً بالتردد الأساسي وهيكل البروتوكول.

عادةً ما تكون علامات تعريف الترددات اللاسلكية منخفضة التردد ذات سعة بيانات محدودة للغاية. فالعديد من العلامات التي تعمل بتردد 125 كيلوهرتز و134.2 كيلوهرتز تكون للقراءة فقط أو للكتابة مرة واحدة، وغالباً ما تخزن فقط رقم تعريف فريد ثابت، عادة ما يكون 32 بت إلى 128 بت حسب التنسيق. توفر بعض علامات LF مناطق ذاكرة مستخدم صغيرة، لكن التخزين الكلي يكون في حده الأدنى. عادةً ما تكون بنية الذاكرة بسيطة، مع عدم وجود أنظمة ملفات معقدة أو مناطق أمان متعددة الطبقات. لذلك فإن أنظمة LF مصممة في المقام الأول للتطبيقات القائمة على الهوية بدلاً من المهام الثقيلة للبيانات. في تعريف الماشية، على سبيل المثال، عادةً ما تحمل العلامة عادةً رقم تعريف فقط يرتبط بالسجلات المخزنة في قاعدة بيانات خلفية.

تدعم علامات الترددات اللاسلكية عالية التردد بشكل عام سعات ذاكرة أكبر بكثير وتنظيم ذاكرة أكثر تنظيماً. واعتماداً على نوع الرقاقة، قد توفر علامات الترددات العالية أحجام ذاكرة تتراوح بين بضع مئات من البايتات إلى عدة كيلوبايتات. وغالباً ما تتضمن علامات ISO-14443 وISO-15693 كتل ذاكرة مجزأة، ومناطق بيانات المستخدم، وقطاعات قابلة للقفل، وفي بعض الحالات تخزين مفاتيح التشفير. كما يمكن أن تدعم العلامات المستندة إلى تقنية الاتصال قريب المدى (NFC) هياكل ذاكرة منسقة لتطبيقات مثل تخزين عناوين URL أو بيانات اعتماد الوصول أو بيانات التذاكر أو سجلات المعاملات. إن معدل البيانات الأعلى لأنظمة الترددات العالية يجعل من العملي قراءة وكتابة مناطق الذاكرة الأكبر هذه بكفاءة.

8. القدرة على الكتابة

بالإضافة إلى مقدار البيانات التي يمكن أن تخزنها العلامة، من المهم فهم مدى سهولة وتكرار كتابة هذه البيانات أو تحديثها في المواقف الحقيقية.

توفر علامات RFID منخفضة التردد عادةً قدرة محدودة على الكتابة. فالعديد من العلامات التي تعمل بتردد 125 كيلوهرتز و134.2 كيلوهرتز هي للقراءة فقط، خاصة في أنظمة تحديد هوية الحيوانات والتحكم في الوصول. حتى عندما تتوفر إصدارات قابلة للكتابة، فإنها عادةً ما تدعم كتل بيانات صغيرة فقط وقد تسمح بالكتابة مرة واحدة أو عمليات إعادة الكتابة المقيدة. سرعة الكتابة بطيئة نسبياً بسبب انخفاض معدل البيانات، وفي العديد من الأنظمة تتم برمجة العلامة في المصنع ونادراً ما يتم تعديلها بعد ذلك. ونتيجة لذلك، يتم استخدام LF بشكل عام في التطبيقات التي تظل فيها بيانات العلامة ثابتة طوال فترة حياتها.

توفر علامات RFID عالية التردد قدرة كتابة أقوى بكثير. معظم العلامات التي تعمل بتردد 13.56 ميجا هرتز هي علامات للقراءة والكتابة وتدعم دورات كتابة متعددة، وغالباً ما يتم تصنيفها في نطاق عشرات الآلاف إلى مئات الآلاف من عمليات إعادة الكتابة اعتماداً على تصميم الشريحة. تدعم بروتوكولات الترددات العالية مثل ISO-14443 وISO-15693 أوامر الكتابة المنظمة والتحديثات على مستوى الكتلة وقفل القطاع. وهذا يجعل من العملي تحديث بيانات المستخدم أو سجلات المعاملات أو أذونات الوصول مباشرةً على العلامة. نظرًا لأن التردد العالي يعمل بمعدلات بيانات أعلى، فإن عمليات الكتابة تكون أسرع وأكثر كفاءة مقارنةً بالتردد المنخفض.

9. اختلافات التحوير والبروتوكول

هناك فرق تقني مهم آخر بين الترددات اللاسلكية ذات الترددات المنخفضة والترددات العالية يكمن في كيفية تعديل الإشارة وبروتوكولات الاتصال المستخدمة. وتؤثر هذه الاختلافات على قابلية التشغيل البيني وتعقيد النظام ومرونة النشر الشاملة.

تستخدم أنظمة تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفضة التردد عادةً طرق تعديل أبسط مثل مفتاح إزاحة السعة أو مفتاح إزاحة التردد. وغالباً ما تكون بنية الاتصال مملوكة ملكية خاصة، خاصة في الأنظمة الأقدم ذات التردد 125 كيلو هرتز. لا يوجد معيار عالمي مهيمن عالميًا للتردد المنخفض يمكن مقارنته بالمعيار ISO-14443 في التردد العالي. بينما تحدد المواصفة القياسية ISO-11784 والمواصفة القياسية ISO-11785 تنسيقات تعريف الحيوانات عند 134.2 كيلوهرتز، إلا أن العديد من أنظمة التحكم في الوصول إلى التردد المنخفض لا تزال تعتمد على أنظمة ترميز واتصالات خاصة بالشركة المصنعة. ولهذا السبب، يمكن أن يكون التوافق بين العلامات التجارية محدودًا، وغالبًا ما يتم تصميم أجهزة القراءة للعمل مع تنسيقات علامات محددة.

تعمل أنظمة تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالية التردد على تردد 13.56 ميغاهيرتز وتستخدم مخططات تعديل أكثر توحيداً وتنظيماً. تشمل المعايير الشائعة ISO-14443 لبطاقات القرب وISO-15693 لبطاقات الجوار وISO-18092 لبطاقات الاتصال قريب المدى. تحدد هذه البروتوكولات طرق مكافحة التصادم وتأطير البيانات واكتشاف الأخطاء وتوقيت الاتصال. وعادةً ما تستخدم أنظمة الترددات العالية الترددات العالية مفتاح إزاحة السعة للاتصال بالوصلة الهابطة من القارئ إلى البطاقة وتحوير التحميل للوصلة الصاعدة من البطاقة إلى القارئ. يتيح وجود معايير دولية راسخة إمكانية التشغيل البيني الأوسع نطاقاً بين العلامات والقارئات من مختلف المصنعين.

10. حجم العلامة وتصميم الهوائي

تلعب بنية الهوائي أيضًا دورًا مباشرًا في ثبات قراءة RFID وضبطها وأبعادها المادية الإجمالية.

تتطلب علامات RFID منخفضة التردد عادةً هوائيات لفائف أكبر لتوليد اقتران مغناطيسي كافٍ عند تردد 125 كيلو هرتز أو 134.2 كيلو هرتز. يعني التردد المنخفض أن الهوائي يجب أن يستخدم المزيد من لفات الأسلاك النحاسية لتحقيق الحث والرنين المناسبين. ونتيجة لذلك، غالبًا ما يكون للعلامات ذات التردد المنخفض هياكل داخلية أكثر سمكًا أو أضخم مقارنةً بالتصاميم ذات التردد العالي. على سبيل المثال، تحتوي علامات الكبسولات الزجاجية للتعرف على الحيوانات، على هوائيات ملفوفة بإحكام حول قلب من الفريت لتقوية المجال المغناطيسي. كما تتطلب علامات الأذن وعلامات الترددات المنخفضة الصناعية أيضًا مساحات لفائف أكبر نسبيًا للحفاظ على أداء قراءة مستقر. ومن الممكن تصغير الحجم، ولكن نطاق القراءة يتناقص بسرعة مع انخفاض حجم الملف.

يمكن لعلامات RFID عالية التردد التي تعمل بتردد 13.56 ميجا هرتز استخدام هياكل هوائي أصغر حجماً وأكثر تسطحاً. ولأن التردد أعلى، يلزم عدد أقل من لفات الملف لتحقيق الرنين. عادةً ما يتم حفر هوائيات التردد العالي التردد أو طباعتها كآثار حلزونية على ركائز رقيقة، مما يسمح بتنسيقات علامات مسطحة ومضغوطة للغاية مثل البطاقات الذكية والملصقات وملصقات NFC. وهذا يجعل التردد العالي أكثر ملاءمة للتطبيقات القائمة على البطاقات الرقيقة وتصميمات الملصقات اللاصقة. ومع ذلك، لا يزال يجب ضبط هندسة الهوائي بعناية، خاصة عندما يتم وضع العلامة بالقرب من المعدن أو المواد الموصلة الأخرى.

11. تنسيق الوسم والبناء المادي

بصرف النظر عن هيكل الهوائي الداخلي، تختلف أنظمة الترددات المنخفضة والترددات العالية أيضًا في تنسيقات العلامات النموذجية والبناء المادي. وتؤثر هذه الاختلافات على المتانة وطرق التركيب وكيفية دمج العلامة في المنتجات الحقيقية.

عادةً ما تُصمم علامات تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفضة التردد للاستخدام المتين وطويل الأجل. نظرًا لاستخدام الترددات اللاسلكية منخفضة التردد على نطاق واسع في التعرف على الحيوانات والبيئات الصناعية، غالبًا ما يتم تغليف العلامات في مواد متينة مثل الزجاج أو الإيبوكسي أو العلب البلاستيكية السميكة. يتم إغلاق علامات الكبسولات الزجاجية القابلة للحقن لحماية الرقاقة والملف من الرطوبة والإجهاد الميكانيكي. وتستخدم علامات أذن الماشية أغلفة بلاستيكية مقواة مصممة لتحمل التعرض الخارجي والصدمات وتغير درجات الحرارة. كما يتم تشكيل أجهزة الإرسال والاستقبال المانعة للحركة في السيارات في أغلفة واقية صلبة. وتتمثل أولوية البناء في أنظمة LF في المقاومة البيئية والثبات الميكانيكي بدلاً من النحافة أو المرونة.

تتوفر علامات تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالية التردد في مجموعة واسعة من التنسيقات المادية، خاصةً في التركيبات الرقيقة والمرنة. تشمل التنسيقات الشائعة البطاقات الذكية المصنوعة من مادة PVC، والملصقات الورقية، والملصقات اللاصقة بتقنية الاتصال قريب المدى، والبطاقات الجافة أو الرطبة المصممة للتصفيح. نظرًا لأنه يمكن حفر هوائيات التردد العالي أو طباعتها على ركائز مسطحة، يمكن أن تكون العلامات رفيعة جدًا ومدمجة في التذاكر أو العبوات أو الكتب أو بطاقات الهوية. في حين أن إصدارات التردد العالي المتينة موجودة بالفعل للاستخدام الصناعي، فإن العديد من عمليات نشر التردد العالي تعطي الأولوية للحجم الصغير والمظهر الجانبي المنخفض وسهولة الدمج في المنتجات التي تواجه المستهلك.

12. بنية النظام

عادةً ما يتم بناء أنظمة تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفضة الترددات اللاسلكية حول تحديد بسيط من نقطة إلى نقطة. في العديد من عمليات النشر، يتفاعل قارئ واحد مع علامة واحدة في كل مرة، ويسترجع رقم هوية ثابت، ويمرر تلك الهوية إلى وحدة تحكم أو قاعدة بيانات خلفية للمعالجة. وعادةً ما تخزن العلامة نفسها الحد الأدنى من البيانات، لذلك تحدث معظم إدارة المعلومات في النظام المركزي. غالبًا ما يكون تكامل الشبكة مباشرًا ومباشرًا، حيث يتم توصيل أجهزة القراءة عبر واجهات تسلسلية أو USB أو واجهات صناعية بسيطة.

تميل أنظمة تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالية التردد إلى دعم المزيد من البنى ذات الطبقات والميزات الغنية. ولأن الترددات العالية التردد تدعم مقاومة التصادم ومعدلات بيانات أعلى وذاكرة منظمة، فإن التفاعل بين القارئ والعلامة يمكن أن يتضمن خطوات مصادقة وتبادل مشفر وعمليات بيانات على مستوى الكتلة. في أنظمة التحكم في الوصول أو أنظمة الدفع، قد تقوم العلامة بتخزين بيانات التطبيق أو مفاتيح الأمان أو سجلات المعاملات، مما يجعل جزءًا من المنطق أقرب إلى العلامة نفسها. غالبًا ما تتكامل قارئات التردد العالي مع الأنظمة المتصلة بالشبكة ومنصات البرامج الوسيطة وبرامج الإدارة المركزية التي تتعامل مع إدارة بيانات الاعتماد والتسجيل وإنفاذ سياسة الأمان.

13. هيكل تكلفة النظام

لا يشمل هيكل التكلفة الإجمالية للنظام سعر البطاقة فحسب، بل يشمل أيضًا تكلفة القارئ ومتطلبات البنية التحتية والنفقات التشغيلية طويلة الأجل.

وغالباً ما تتسم أنظمة تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفضة الترددات اللاسلكية بتعقيد منخفض نسبياً، وهو ما يمكن أن يترجم إلى هياكل تكلفة مستقرة ويمكن التنبؤ بها. وعادة ما تكون علامات التردد المنخفض، وخاصة الإصدارات البسيطة للقراءة فقط، غير مكلفة، على الرغم من أن علامات الأذن الصناعية أو الحيوانية المتينة قد تكلف أكثر بسبب مواد الإسكان المتينة. عادةً ما تكون أجهزة قراءة الترددات المنخفضة مباشرة في التصميم وقد تكون أقل في متطلبات ترخيص البروتوكول أو الاعتماد. نظرًا لأن أنظمة الترددات المنخفضة عادةً ما تكون قائمة على الهوية وتعتمد على الواجهة الخلفية، فغالبًا ما يكون تكامل البرامج أبسط. في تطبيقات مثل تحديد هوية الماشية أو التحكم الأساسي في الوصول، تتأثر التكلفة الإجمالية للنظام إلى حد كبير بمتانة العلامة وحجم نشر القارئ بدلاً من البنية التحتية للبرمجيات المتقدمة.

يمكن أن تتفاوت أنظمة تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية عالية التردد على نطاق واسع من حيث التكلفة اعتماداً على متطلبات التطبيق. يمكن أن تكون ملصقات الترددات العالية الأساسية أو علامات NFC غير مكلفة للغاية في الإنتاج بكميات كبيرة، خاصة في بيئات المستهلكين أو بيئات التذاكر. ومع ذلك، فإن البطاقات الذكية التي تحتوي على عناصر آمنة أو قدرات تشفير أو سعات ذاكرة أكبر تكلف أكثر لكل وحدة. كما قد تكون أجهزة قراءة التردد العالي أكثر تعقيداً، خاصةً عند دعم المصادقة الآمنة ISO-14443 أو وحدات التشفير أو التشغيل متعدد البروتوكولات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للأنظمة التي تتضمن إدارة بيانات الاعتماد ومعالجة مفاتيح التشفير ومنصات البرامج الوسيطة أن تزيد من تكاليف البرامج والتكامل. قد تضيف متطلبات الاعتماد والامتثال أيضًا إلى إجمالي نفقات النشر في الصناعات المنظمة.

14. التطبيقات

بسبب الخصائص التقنية الموضحة أعلاه، عادةً ما يتم استخدام الترددات اللاسلكية ذات الترددات المنخفضة والترددات العالية في بيئات تطبيق مختلفة.

تُستخدم أنظمة تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية منخفضة التردد بشكل شائع في التطبيقات التي يكون فيها تحديد الهوية قصير المدى وبعلامة واحدة في كل مرة مقبولاً وقد تشمل البيئة الماء أو الأنسجة البيولوجية أو الأوساخ أو المعادن القريبة. غالباً ما يتم اختيار أنظمة التردد المنخفض عندما تكون المتانة والقراءات المستقرة أكثر أهمية من السرعة أو التفاعل الغني بالبيانات.

تشمل التطبيقات النموذجية للتعرف على الترددات اللاسلكية منخفضة التردد ما يلي:

• التعرف على الحيوانات وإدارة الثروة الحيوانية
• الرقائق الدقيقة للحيوانات الأليفة والتتبع البيطري
• أنظمة منع الحركة في السيارات وأنظمة أمن السيارات
• التحكم الأساسي في الوصول في التجهيزات الصناعية أو القديمة
• تحديد الأصول المتينة في البيئات القاسية

يتم استخدام الترددات اللاسلكية عالية التردد عبر مجموعة واسعة من الأنظمة الموحدة لأن التردد 13.56 ميجا هرتز يدعم البروتوكولات العالمية وأداء أقوى ضد التصادم ومعدلات بيانات أعلى. وغالباً ما يتم اختيار التردد العالي عند الحاجة إلى التعامل مع علامات متعددة أو ذاكرة منظمة أو قابلية التشغيل البيني.

تشمل التطبيقات النموذجية للتعرف على الترددات اللاسلكية عالية التردد ما يلي:

• أنظمة التحكم في الدخول باستخدام البطاقات الذكية
• تتبع تداول المكتبات والوسائط
• أنظمة تذاكر وأجرة النقل العام
• أنظمة الدفع غير التلامسية ومحفظة الهاتف المحمول البيئية
• المصادقة ووثائق اعتماد الهوية
• التسويق المستند إلى تقنية NFC والتفاعل مع المنتجات واقتران الأجهزة

هل يجب أن تفكر في تحديد الهوية بالترددات اللاسلكية فائقة التردد بدلاً من ذلك؟

بعد المقارنة بين الترددات اللاسلكية ذات الترددات المنخفضة والترددات العالية التردد، من الطبيعي أن نتساءل عما إذا كانت الترددات اللاسلكية ذات الترددات العالية جداً قد تكون خياراً أفضل لأنظمة معينة.

تعتمد الإجابة في المقام الأول على مسافة القراءة المطلوبة وسرعة القراءة ومقياس النشر.

تقنية تحديد الترددات الراديوية UHF تعمل عادةً في 860 إلى 960 ميجاهرتز ويستخدم الاقتران الكهرومغناطيسي بعيد المدى بدلاً من الاقتران الحثي المغناطيسي. وهذا يسمح بمسافات قراءة أطول بكثير. عادةً ما تحقق علامات UHF السلبية نطاقات قراءة تتراوح من 3 إلى 10 أمتار في الظروف العادية، ويمكن أن تتجاوز أنظمة القارئ الثابت المحسّنة 10 أمتار. كما تدعم الترددات فوق العالية UHF أيضًا المسح السريع للمخزون والأداء القوي المضاد للتصادم، مما يسمح بقراءة مئات العلامات في غضون ثوانٍ في بيئات البوابات أو المستودعات.

ومع ذلك، فإن التردد فوق العالي أكثر حساسية للظروف البيئية من التردد العالي والتردد العالي. يمكن أن يمتص الماء ومحتوى الرطوبة العالي إشارات التردد فوق العالي، مما يقلل من موثوقية القراءة. يمكن للأسطح المعدنية أن تعكس الإشارات أو تفككها ما لم يتم استخدام علامات متخصصة على المعدن. ولذلك فإن ضبط النظام ووضع الهوائي والاختبار البيئي أكثر أهمية في عمليات نشر التردد فوق العالي.

من من منظور هيكل التكلفة، يمكن أن تكون الملصقات الأساسية ذات التردد فوق العالي غير مكلفة للغاية في الأحجام الكبيرة، وغالبًا ما تكون مماثلة لملصقات التردد العالي أو أقل منها. ومع ذلك، فإن أجهزة القراءة والهوائيات ذات التردد فوق العالي تكون عادةً أكثر تكلفة من وحدات القراءة ذات التردد العالي أو التردد المنخفض، خاصةً بالنسبة للمنشآت الصناعية الثابتة. كما أن تخطيط النشر أكثر تعقيدًا بسبب طول مناطق القراءة وسلوك انتشار الإشارة.

لذلك، يجب أن تفكر في التردد فوق العالي إذا كان تطبيقك يتطلب مسافة قراءة على مستوى المتر، أو مسح سريع متعدد العلامات، أو تتبع الأصول على نطاق المستودعات. إذا كان نظامك يعمل على مدى قريب، أو يتطلب تحملاً بيئياً عالياً بالقرب من الماء أو الأنسجة البيولوجية، أو يحتاج إلى وظيفة آمنة للبطاقة الذكية، فقد يظل التردد العالي أو التردد العالي أكثر ملاءمة.