Ba phút để bạn hiểu về công nghệ RFID

Công nghệ RFID thực chất là công nghệ tần số vô tuyến. Công nghệ này chủ yếu dựa trên nguyên lý từ trường hoặc điện từ để thực hiện giao tiếp hai chiều giữa các thiết bị thông qua tần số vô tuyến, nhằm thực hiện chức năng trao đổi dữ liệu. Đặc điểm nổi bật nhất của công nghệ này là khả năng thu thập thông tin từ các thiết bị mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Thông tin RFID, thương mại điện tử (ETC), hậu cần và thư viện là một số ứng dụng điển hình. Các dải tần số vô tuyến thường được sử dụng cho công nghệ RFID chủ yếu bao gồm: tần số thấp, tần số cao, tần số siêu cao và dải tần số vi sóng. Cấu tạo hệ thống RFID Hệ thống RFID chủ yếu bao gồm ba phần: đầu đọc, nhãn điện tử và hệ thống quản lý dữ liệu.

Đầu đọc RFID: Còn được gọi là đầu đọc, thiết bị này chủ yếu được sử dụng để đọc thông tin trong thẻ điện tử hoặc ghi thông tin cần thiết vào thẻ. Tùy theo mục đích sử dụng, đầu đọc được chia thành đầu đọc chỉ đọc và đầu đọc/ghi, đóng vai trò là trung tâm điều khiển và xử lý thông tin của hệ thống RFID. Khi hệ thống RFID hoạt động, đầu đọc phát ra năng lượng tần số vô tuyến trong một khu vực để tạo thành trường điện từ, kích thước của khu vực phụ thuộc vào công suất phát. Các thẻ trong vùng phủ sóng của đầu đọc sẽ được kích hoạt, gửi dữ liệu được lưu trữ trong đó hoặc sửa đổi dữ liệu được lưu trữ theo hướng dẫn của đầu đọc và có thể giao tiếp với mạng máy tính thông qua giao diện.

Thẻ RFID: Thẻ điện tử chủ yếu được sử dụng để lưu trữ một số thông tin dữ liệu nhất định. Đồng thời, nó sẽ nhận tín hiệu từ đầu đọc và gửi dữ liệu cần thiết trở lại đầu đọc. Thẻ điện tử thường được gắn hoặc cố định vào vật phẩm.

Hệ thống quản lý dữ liệu: Nhiệm vụ chính là xử lý dữ liệu thẻ điện tử được truyền từ thiết bị đọc để phân tích, đồng thời hoàn thành các chức năng mà người dùng yêu cầu. Ví dụ, quy trình hoạt động của hệ thống như sau:

Hệ thống RFID hoạt động như thế nào?

Khi thẻ RFID nằm trong phạm vi nhận dạng của đầu đọc, đầu đọc sẽ phát ra năng lượng sóng vô tuyến có tần số xác định, và thẻ điện tử sẽ nhận tín hiệu tần số vô tuyến do đầu đọc gửi đến và tạo ra dòng điện cảm ứng. Sử dụng năng lượng do dòng điện này tạo ra, thẻ điện tử gửi thông tin được lưu trữ trong chip của nó. Những thẻ điện tử như vậy thường được gọi là thẻ thụ động, hoặc thẻ chủ động gửi tín hiệu có tần số nhất định đến đầu đọc, và những thẻ điện tử như vậy thường được gọi là thẻ chủ động. Sau khi đầu đọc nhận được thông tin do thẻ điện tử trả về, nó sẽ giải mã thông tin đó, và sau đó gửi đến phần mềm ứng dụng hoặc hệ thống quản lý dữ liệu có liên quan để xử lý dữ liệu.

Phân loại RFID

Công nghệ RFID có thể được chia thành ba loại dựa trên phương pháp cấp nguồn cho thẻ, đó là RFID thụ động, RFID chủ động và RFID bán chủ động.

1. RFID thụ động

Hệ thống RFID thụ động thu năng lượng thông qua cuộn cảm điện từ để tự cung cấp năng lượng trong thời gian ngắn và hoàn thành việc trao đổi thông tin. Mô hình này có ưu điểm là cấu trúc đơn giản, chi phí thấp, tỷ lệ hỏng hóc thấp và tuổi thọ cao. Tuy nhiên, khoảng cách nhận dạng hiệu quả của RFID thụ động thường ngắn, và nó thường được sử dụng để nhận dạng ở cự ly gần. RFID thụ động chủ yếu hoạt động ở dải tần số thấp hơn như 125kHz, 13.56MHz, v.v. Các ứng dụng điển hình của hệ thống RFID thụ động bao gồm: thẻ xe buýt, thẻ căn cước thế hệ thứ hai và thẻ ăn ở căng tin.

2. RFID chủ động

Việc nghiên cứu và phát triển hệ thống RFID chủ động bắt đầu khá muộn, nhưng đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Ví dụ, ETC sử dụng hệ thống RFID chủ động. RFID chủ động được cấp nguồn bằng nguồn điện ngoài hoặc pin tích hợp, và chủ động gửi tín hiệu đến đầu đọc, có khoảng cách truyền xa hơn và tốc độ truyền nhanh hơn. Thẻ RFID chủ động có thể thiết lập liên lạc dữ liệu với đầu đọc trong phạm vi 100m, và tốc độ đọc có thể đạt 1700 lần/giây. RFID chủ động chủ yếu hoạt động trong các dải tần siêu cao và dải tần vi sóng như 900MHz, 2.45GHz, 5.8GHz, và có chức năng nhận dạng nhiều thẻ cùng một lúc. Những đặc điểm nêu trên của hệ thống RFID chủ động khiến chúng được sử dụng rộng rãi trong các kịch bản RFID hiệu suất cao, quy mô lớn.

3. RFID bán chủ động

Do khoảng cách nhận dạng hiệu quả của hệ thống RFID thụ động ngắn, trong khi khoảng cách nhận dạng của RFID chủ động đủ dài nhưng cần nguồn điện ngoài hoặc pin tích hợp, và kích thước lớn. Để giải quyết mâu thuẫn này, hệ thống RFID bán chủ động ra đời. Công nghệ RFID bán chủ động còn được gọi là công nghệ kích hoạt tần số thấp. Trong điều kiện bình thường, thẻ RFID bán chủ động ở trạng thái ngủ đông và chỉ cung cấp năng lượng cho phần chứa dữ liệu của thẻ, do đó mức tiêu thụ điện năng thấp và có thể duy trì trong thời gian dài. Khi thẻ đi vào phạm vi nhận dạng của đầu đọc RFID, đầu đọc trước tiên sẽ kích hoạt chính xác thẻ trong phạm vi nhỏ bằng tín hiệu tần số thấp 125kHz để thẻ hoạt động, sau đó truyền thông tin đến thẻ thông qua vi sóng 2.4GHz. Điều đó có nghĩa là, nhiều đầu đọc tần số thấp được đặt ở các vị trí khác nhau để kích hoạt các sản phẩm RFID bán chủ động, nhờ đó cả việc định vị và thu thập, truyền dữ liệu đều có thể được thực hiện.

Để thực hiện quản lý tài sản bằng RFID, bạn có thể xem xét sử dụng công nghệ NB-IOT hoặc LoRa để truyền dữ liệu thu thập được từ đầu đọc RFID đến trạm gốc LoRa theo thời gian thực và tải lên hệ thống phụ trợ. Hiện nay, được biết một số công ty đã và đang thử nghiệm, sử dụng RFID để nhận dạng, còn NB hoặc LoRa để truyền dữ liệu. Nếu tự phát triển, bạn cần thực hiện kết nối phần cứng và kết nối dữ liệu, sau đó mới đến phần mềm phụ trợ. Trên thị trường thường có các giải pháp phần cứng hoàn thiện, nhưng phần mềm phụ trợ phải do bạn tự phát triển. Thông thường, các công ty phần cứng sẽ cung cấp SDK. Hiện nay, RFID được sử dụng rộng rãi, liên quan đến mọi khía cạnh của đời sống xã hội. Nó có thể được ứng dụng trong logistics, bán lẻ, sản xuất, công nghiệp may mặc, y tế, nhận dạng danh tính, chống hàng giả, quản lý tài sản, vận tải, thực phẩm, ô tô, quân sự, thanh toán tài chính và các lĩnh vực khác. Công nghệ RFID hứa hẹn là một hướng phát triển rất triển vọng.