Технологията RFID се използва в много системи в ежедневието - от проследяване на инвентара и контрол на достъпа до идентификация на добитъка и управление на активите. В центъра на всички тези системи е RFID четецът, тъй като той определя как се откриват етикетите и как данните се пренасят в останалите части на системата.
Какво е RFID четец?
Ан RFID четец е електронното устройство в RFID системата, което генерира радиосигнала, необходим за комуникация с RFID етикет, получава отговора на тага и преобразува този отговор в използваеми данни.
Той работи на определена RFID честота (например LF, HF или UHF), използва съответстващ протокол за комуникация и работи с антена, за да създаде зона за четене, в която могат да бъдат открити етикетите. В зависимост от дизайна на системата антената може да бъде вградена в четеца или да бъде свързана като отделен компонент.
Как работи RFID четецът?
RFID четецът работи, като генерира радиочестотен сигнал чрез своята антена и използва този сигнал за комуникация със съвместим RFID етикет. Този сигнал създава зоната за четене, в която е възможно откриването на етикета.
Когато даден етикет навлезе в тази зона за четене, четецът извършва процеса на комуникация. Той изпраща сигнала за запитване, открива отговора на тага, получава върнатия сигнал и го обработва в използваеми данни. Тази обработка включва задачи като откриване на сигнала, декодиране и обработка на протокола, така че отговорът на тага да бъде преобразуван в цифрова информация, която софтуерът може да разпознае.
Начинът, по който четецът прави това, зависи от използваната RFID технология. При пасивната RFID сигналът на четеца осигурява енергията, която позволява на чипа на етикета да реагира. При активната RFID четецът комуникира с етикет, захранван от батерия, който може да предава, използвайки собствената си енергия. Методът на комуникация се променя и в зависимост от честотата. Четящите устройства с ниска и висока честота използват индуктивно свързване, докато четящите устройства с висока честота използват електромагнитно обратно разсейване. Тези разлики се отразяват на начина, по който четецът захранва етикета, получава отговор и работи при различни условия.
Видове RFID четци
RFID четците обикновено се групират според начина на използване и мястото на инсталиране. Трите най-разпространени вида са ръчни четци, стационарни четци и мобилни или настолни четци.
Ръчни RFID четци
Ръчни RFID четци са преносими устройства, които позволяват на потребителя да се движи и да сканира етикетите ръчно. Те обикновено се използват в складове, магазини за търговия на дребно, управление на добитък, полеви инспекции и проследяване на активи, тъй като улесняват четенето на етикети един по един или на малки групи, без да се инсталира постоянна система.
Много ръчни четци включват вграден екран, клавиатура, батерия и безжична връзка. Някои работят със собствена операционна система, а други се свързват с телефон или таблет. Те често се избират, когато гъвкавостта е по-важна от пълната автоматизация.
Фиксирани RFID четци
Стационарните RFID четци се инсталират на едно място и четат етикетите автоматично, когато маркираните предмети, животни или активи се движат през зоната за четене. Те често се използват на врати на складове, конвейерни линии, производствени станции, портали за превозни средства, точки за достъп и други контролирани контролни пунктове.
Тези четци обикновено са свързани с една или повече външни антени, така че зоната за четене може да бъде оформена според приложението. Стационарните четци са по-подходящи, когато целта е непрекъснато наблюдение, автоматично събиране на данни или четене на етикети с голям обем без ръчно сканиране.
Мобилни и настолни RFID четци
Мобилни и настолни четци за RFID са по-малки устройства, предназначени за работа от близко разстояние или на работно място. Мобилните четци често се свързват със смартфони или таблети чрез Bluetooth или физически конектор, докато настолните четци обикновено се поставят на бюро, гише или регистрационна станция и се свързват директно с компютър или локална система.
Те често се използват за записване на карти, проверка на идентификационни данни, проследяване на документи, проследяване на проби, управление на малки предмети и други задачи, при които етикетите се четат на късо разстояние в контролирана среда. В сравнение с ръчните и стационарните четци те обикновено са по-компактни и съобразени с конкретното приложение.
Как да изберем правилния RFID четец
Изборът на RFID четец е свързан основно с пригодността на системата. Четецът трябва да съответства на технологията на етикета, на задачата за четене и на реалната работна среда. Четецът, който работи добре в една конфигурация, може да се провали в друга. По-долу са представени основните фактори, които трябва да се вземат предвид при избора му.
Честота на RFID
Честотата на радиочестотната идентификация определя с кои етикети може да комуникира четецът, как се държи сигналът и каква производителност на четене е реалистична. Четецът трябва да съответства както на честотата, така и на протокола, използван от етикета.
Читатели на LF се използват за нискочестотни етикети, обикновено в системи с малък обсег на действие, където стабилното отчитане е по-важно от скоростта или голямото разстояние. Често срещан пример е идентификацията на животни. Нискочестотните етикети се представят сравнително добре при влага и мръсни полеви условия, но разстоянието на четене е кратко и скоростта на четене е по-ниска.
Четене на HF работа в 13,56 MHz и често се използват за смарт карти, билети, библиотечни системи и приложения, свързани с NFC. Те са създадени за четене от близко разстояние и са по-подходящи, когато етикетът трябва да бъде представен умишлено близо до четеца. HF често се избира, когато контролираното разстояние на четене е по-важно от широкообхватното улавяне.
UHF четци се използват, когато е необходимо по-дълго разстояние за четене, по-бързо четене или четене на няколко етикета. Те са често срещани в складовото стопанство, търговията на дребно, логистиката и проследяването на активи. UHF може да чете много етикети бързо, но също така е по-чувствителен към фактори на околната среда, като метал, течност и ориентация на етикета.
Приложение
Приложението определя какъв вид четец ви е необходим, а не само какъв етикет имате. Две системи могат да използват една и съща честота и въпреки това да се нуждаят от много различни конструкции на четци.
Идентификацията на добитъка обикновено изисква преносим четец който е лесен за носене, бързо се задейства и е достатъчно здрав за работа на открито. В този случай устойчивостта на падане, животът на батерията, захватът, видимостта на екрана и надеждността на четене имат по-голямо значение от разширените портални функции.
В един склад може да е необходим стационарен четец с външни антени на вратата на док или ръчен UHF четец за преброяване на циклите и комплектоване. В този случай бързото разчитане на множество етикети, покритието на антената, софтуерната интеграция и стабилната работа при движещи се кашони са по-важни от компактния размер.
Станцията за записване на настолни карти може да използва Четец на HF които се нуждаят само от четене на къси разстояния, еднократно, в чиста вътрешна среда. В този случай контролираното разстояние на четене, USB връзката и софтуерната съвместимост са по-важни от здравия корпус.
Обхват на четене
Обхватът на четене трябва да се контролира, а не просто да се увеличава. Четецът, който може да чете по-далеч, не е автоматично по-добрият избор.
Някои приложения се нуждаят от много малък обхват на четене, така че в даден момент се улавя само един етикет. Добри примери са издаването на карти, контролът на достъпа и регистрацията на настолни компютри. В тези случаи твърде големият обхват може да доведе до фалшиви отчитания или лош контрол.
Други приложения се нуждаят от по-широко или по-дълго покритие. Четецът на UHF порта може да се нуждае от заснемане на маркирани елементи, преминаващи през вратата. Четецът за добитък може да се нуждае от достатъчно разстояние, за да сканира безопасно и бързо без неудобно позициониране. Четецът за отчитане на запаси може да се нуждае от практичен обхват, който да позволи на служителите да сканират рафтовете ефективно, без да докосват всеки артикул.
Обявеният максимален обхват често се измерва при идеални условия на изпитване. Реалният обхват зависи от четеца, етикета, антената, ориентацията и околните материали. Например нашият четец Jia 134,2 kHz RFID за животни може да достигне до 50 cm, когато се използва с нашите съответстващи 134,2 kHz RFID етикети за уши.
Околна среда
RFID четците трябва да се избират и за средата, в която ще работят.
Металите и течностите могат да окажат силно влияние върху ефективността на четене, особено в UHF системите. Ако етикетите са прикрепени към метални инструменти, контейнери с течност, тела на животни или гъсто опаковани продукти, може да се наложи по-внимателно съгласуване на настройките на четеца и антената. Четец, който работи добре при работа със сухи кашони, може да работи по съвсем различен начин в мокра зона за обработка или в близост до стоманени конструкции.
Физическите условия също са от значение. Използването на открито може да изисква устойчивост на атмосферни влияния, запечатани съединители и корпус, който може да издържа на кал, прах, дъжд и температурни промени. Индустриалните обекти могат да се нуждаят от устойчивост на вибрации, по-силна защита на кабелите и стабилност при монтиране. Използването във ферми може да изисква четец, който може да издържи на многократни манипулации, замърсяване и неравномерни условия на работа.
Движението също е от значение. Неподвижен етикет на бюрото се чете лесно. Бързо движещ се етикет, преминаващ под ъгъл през портал, се чете по-трудно. Ако таговете няма да са винаги обърнати към антената в една и съща посока, настройката на четеца и антената трябва да се избере с оглед на това.
Ръчен или фиксиран
Ръчните четци се използват, когато четенето зависи от придвижването на оператора до етикета. Те са полезни за проверки на място, сканиране на животни, работа на терен, одити на активи и броене на запаси. Добрият избор на ръчен четец зависи от ергономичността, живота на батерията, реакцията на спусъка, четливостта на екрана, теглото и доколко лесно може да се пренася и използва устройството за дълги периоди от време.
Фиксираните четци се използват, когато етикетите преминават през известно място и трябва да бъдат уловени автоматично. Те са често срещани при порти, врати, конвейери, ленти, улеи и работни станции. Добрият избор на фиксирани четци зависи от поддръжката на антената, гъвкавостта на монтажа, стабилното захранване, мрежовата връзка и надеждната работа без надзор.
Някои операции се нуждаят и от двете. Фиксираният четец се справя с рутинното автоматично заснемане, докато преносимият четец се използва за обработка на изключения, отстраняване на неизправности или работа извън фиксираната точка на четене.
Конфигурация на антената
Конфигурацията на антената има пряко въздействие върху качеството на отчитане, формата на покритие и управлението на системата. Изборът на антена често има почти същото значение като изборът на четец.
Четящите устройства с вградени антени са често срещани в преносимите и настолните устройства. Те са по-прости за внедряване, тъй като полето за четене вече е вградено в устройството. Това е полезно, когато разстоянието за четене е малко и приложението е просто.
Четящите устройства, които поддържат външни антени, са по-гъвкави. Те позволяват зоната за четене да бъде оформена около приложението. Фиксираният четец може да използва една антена за една точка или няколко антени, за да покрие врата, зона с рафтове, конвейер или работна клетка. Това може да подобри покритието, но също така изисква по-добро планиране, така че системата да не създава мъртви зони, проблеми със застъпването или заблуждаващо четене.
Позицията, поляризацията и ориентацията на антената също оказват влияние върху крайните резултати. Много “проблеми с четеца” всъщност са проблеми с дизайна на антената.
Свързаност и съвместимост на софтуера
Четецът е полезен само ако данните от него могат да се прехвърлят безпроблемно към останалата част от системата.
Някои четци се свързват чрез USB и са лесни за използване на работна станция. Други разчитат на Bluetooth за мобилна употреба или на Ethernet и серийни интерфейси за индустриални системи. Стационарните четци може да се нуждаят от мрежова интеграция с междинен софтуер, контролери, складови системи или облачни платформи. Мобилните четци може да се нуждаят от SDK поддръжка за приложения за Android или iOS.
Софтуерната съвместимост не е свързана само с това дали четецът може да се свърже. Става дума и за това дали форматът на данните, методът на комуникация и опциите за управление съответстват на съществуващия работен процес. Някои четци са лесни за конфигуриране, но трудни за интегриране. Други са мощни, но изискват техническа настройка, междинен софтуер или разработка по поръчка.
Само за четене или за четене и запис
Много приложения се нуждаят само от прочитане на идентификатора на етикета или съдържанието на паметта. Това е често срещано при проследяване на инвентар, идентификация на добитък и проверка на достъпа. В тези случаи основното изискване е надеждното четене.
Други приложения трябва да записват или кодират данни в етикета. Това може да включва подготовка на празни тагове, присвояване на потребителска памет, заключване на определени области от паметта или актуализиране на информацията по време на настройката. Често срещани примери са издаването на карти и въвеждането в експлоатация на етикети.
Тази функция зависи и от двете страни на системата. Четецът трябва да поддържа запис, а етикетът трябва да поддържа записваема памет в необходимия формат. Ако работният процес включва кодиране или актуализиране на тагове, това изискване трябва да се потвърди на ранен етап, а не да се предполага.
Захранване и инсталиране
Захранването и инсталирането влияят върху дългосрочната използваемост повече, отколкото много хора очакват.
Ръчният четец зависи от размера на батерията, скоростта на зареждане, времето за работа и от това, колко добре работи през цялата работна смяна. Устройството, което чете добре, но се нуждае от често зареждане, може да се окаже неудобно за използване на място.
Фиксираният четец зависи от стабилното захранване, кабелното трасе, позицията на монтиране, защитата на корпуса и достъпа за поддръжка. Той може да се нуждае и от място за външни антени, мрежов хардуер и защитени конектори. Стабилният четец все пак може да се превърне в лош избор на система, ако инсталацията е неудобна или трудна за поддръжка.
Често задавани въпроси
Едно и също ли е четецът за RFID и скенерът за RFID?
Обикновено да. В ежедневната употреба двата термина често се отнасят за едно и също устройство. RFID скенерът е просто друго наименование, което хората често използват за RFID четец.
RFID четецът е по-точният термин, тъй като описва устройство, което комуникира с RFID етикети и чете техните данни. RFID скенерът е по-обикновено наименование. В повечето случаи разликата е във формулировката, а не в действителния продукт.
Каква е разликата между RFID четец и баркод скенер?
RFID четецът използва радиовълни, за да комуникира с етикета, докато баркод скенерът чете отпечатания код със светлина. Тази разлика влияе на начина, по който всяка система работи в реални условия.
Обикновено баркод скенерът се нуждае от свободна видимост. Кодът трябва да се вижда и да е разположен така, че скенерът да го вижда. RFID четецът не работи по този начин. Той често може да прочете етикет без пряк визуален контакт, стига етикетът да е в обхвата на четеца и системата да е правилно настроена.
RFID е по-добра и за разчитане на множество маркирани елементи за кратко време, особено при UHF системите. Баркод системите са по-прости и често са с по-ниска цена, но са по-бавни, когато елементите трябва да се сканират един по един. RFID системите обикновено се избират, когато скоростта, автоматизацията или четенето без пряка видимост са по-важни.
Не. RFID четците не са универсални.
Всеки четец е създаден за определен честотен диапазон и комуникационен протокол. Нискочестотният четец на етикети за животни не може да прочете UHF етикет за склад. Високочестотният четец за карти не може да прочете нискочестотен етикет за ухо. Дори в рамките на един и същ честотен диапазон съвместимостта може да зависи от протокола и дизайна на системата.
В резултат на това съчетаването на четеца и етикета е една от най-важните части от избора на RFID. Честотата, протоколът и приложението трябва да бъдат съгласувани.
На какво разстояние може да чете RFID четецът?
Разстоянието на четене зависи от четеца, етикета, антената, честотата, ориентацията и околната среда. Не съществува един-единствен обхват, който да се прилага за всеки RFID четец.
Някои високочестотни и нискочестотни системи са проектирани за четене отблизо на разстояние няколко сантиметра. Много UHF системи могат да достигнат много по-далеч, особено при контролирани настройки с подходящи антени и тагове. Реалният обхват често е по-малък от максималното разстояние, показано при тестването на продукта, тъй като ефективността се променя в зависимост от метала, течността, ъгъла на тага, движението и условията на инсталиране.
За идентификация на животни обхватът на четене трябва да се преценява като комбинация от четец и етикет. Например нашият четец Jia 134,2 kHz RFID за животни може да достигне до 50 cm, когато се използва с нашите съответстващи 134,2 kHz RFID етикети за уши.
Нуждаят ли се RFID четците от пряка видимост?
Не. RFID четците не се нуждаят от пряка видимост по същия начин, както баркод скенерите.
Четецът комуникира с етикета чрез радиосигнал, а не чрез визуално разпознаване на отпечатан код. Това позволява RFID етикетите да бъдат разчитани дори когато са вътре в опаковката, зад пластмаса или не се виждат директно от оператора. Все пак това не означава, че позицията никога не е от значение. Обхватът, ъгълът на тага, околните материали и настройката на четеца могат да повлияят на надеждното разчитане на тага.
Може ли смартфонът да се използва като RFID четец?
Понякога, но само за някои видове RFID.
Много смартфони с NFC могат да работят като HF четци за съвместими с 13,56 MHz NFC етикети. Това ги прави полезни за прости взаимодействия с карти или етикети на много къси разстояния. Въпреки това телефонът не може да замени всеки RFID четец. Обикновено той не може да чете LF етикети за животни и не е заместител на специален UHF четец, използван в складове, логистика или промишлено проследяване.
Смартфонът е подходящ само когато технологията за радиочестотна идентификация и случаят на използване съответстват на това, което телефонът действително поддържа.
Безопасно ли е използването на RFID четци?
Да. RFID четците обикновено са безопасни, когато се използват по предназначение.
Те работят с радиочестотна енергия на нива, предназначени за търговски, промишлени или потребителски приложения. При нормална употреба те се използват широко на работни места, в магазини, ферми, офиси, болници и обществени системи. Опасенията за безопасността обикновено са свързани повече с правилния монтаж, електрическата защита и използването на подходящо за средата оборудване, отколкото със самата основна функция за четене.
Някои могат, а други не могат.
Основният RFID четец може да чете само данните, които вече са записани на етикета. Други модели могат също така да записват, кодират или заключват данни върху съвместими етикети. Това зависи от функциите на четеца, дизайна на паметта на етикета и използвания протокол.
Ако системата ви трябва само да улавя съществуващите идентификатори на етикети, обикновено е достатъчна възможността само за четене. Ако трябва да издавате карти, да кодирате етикети на активи или да актуализирате съхранените данни, тогава и четецът, и етикетът трябва да поддържат функции за четене и запис.
Какво представлява UHF RFID четецът?
UHF RFID четецът е RFID четец, предназначен за работа с UHF етикети, а не с LF или HF етикети. UHF означава ултрависока честота и този тип четец обикновено се използва в складирането, търговията на дребно, логистиката, проследяването на активи и други приложения, които се нуждаят от по-бързо четене или по-голям обхват на четене.
В сравнение с LF и HF четците, UHF RFID четецът обикновено може да чете етикети от по-голямо разстояние и често може да улови множество етикети за кратко време. Това го прави често срещан избор за броене на запаси, четене на портали, проследяване на палети и други ситуации, в които скоростта и покритието са от значение.
UHF четецът работи само със съвместими UHF етикети и протоколи. Той не може да чете ушни марки на животни с нискочестотен спектър или стандартни HF и NFC марки.
На какво разстояние може да чете UHF четецът?
UHF четецът обикновено чете много по-далеч от LF или HF четците. Ръчният UHF четец може да чете етикети на разстояние от около 1 до 5 метра, докато стационарният UHF четец с подходяща антена и настройка на етикета често може да достигне до около 3 до 10 метра. При някои контролирани настройки той може да стигне и по-далеч.
Действителният обхват все още зависи от цялата система, включително от мощността на четеца, вида на антената, размера на етикета, качеството на етикета, ориентацията на етикета и близките материали, като метал или течност. Плътните опаковки, бързото движение и лошото разположение на етикетите могат да намалят производителността.
Може ли четецът на RFID да чете NFC?
Някои RFID четци могат да четат NFC, но не всички.
NFC е част от високочестотния диапазон 13,56 MHz, така че само четци, които поддържат правилните високочестотни и свързани с NFC стандарти, могат да четат NFC етикети. UHF четец не може да чете NFC етикети. LF четец за етикети на животни също не може да чете NFC етикети.
Ако се изисква четене с NFC, четецът трябва да е специално проектиран за използване на HF/NFC. Това се среща често при смартфоните, настолните NFC четци, системите за достъп и някои устройства, свързани с карти.
