Tags de radiofreqüência são portadores físicos de códigos eletrônicos de produtos (EPCs) ligados a itens rastreáveis que podem ser distribuídos globalmente e reconhecidos e lidos e escritos. Como tecnologia fundamental para a construção da "Internet das Coisas", a tecnologia RFID (Identificação por Radiofreqüência) atraiu a atenção das pessoas nos últimos anos.
A identificação por radiofreqüência (RFID) é uma tecnologia de comunicação sem fio que pode identificar alvos específicos e ler e gravar dados relacionados por meio de sinais de rádio sem identificar o contato mecânico ou ótico entre o sistema e um alvo específico. A tecnologia RFID é baseada no modelo de acoplamento do transformador (transferência de energia e transmissão de sinal entre primário e secundário) na faixa de baixa frequência e é baseada no modelo de acoplamento espacial do alvo de detecção de radar na faixa de alta freqüência. (O radar emite um sinal de onda eletromagnética e então carrega a informação do alvo retornando o radar após atingir o alvo. Receptor).
O sinal de rádio é transmitido através de um campo eletromagnético de radiofreqüência e transmitido de uma etiqueta anexada ao item para identificar e rastrear automaticamente o item. Alguns tags recebem energia do campo eletromagnético emitido pelo reconhecedor quando são identificados e não precisam de bateria. Além disso, a tag em si tem uma fonte de energia e pode emitir ativamente ondas de rádio (campos eletromagnéticos sintonizados em uma freqüência de rádio). A tag contém informações armazenadas eletronicamente que podem ser identificadas em poucos metros. Ao contrário do código de barras, a tag de frequência de rádio não precisa estar dentro da linha de visão do identificador, mas também pode ser incorporada ao objeto que está sendo rastreado.
O leitor da etiqueta eletrônica RFID se comunica sem fio através da antena e da etiqueta eletrônica RFID, e pode ler ou gravar o código de identificação da etiqueta e os dados da memória. A tecnologia RFID pode identificar objetos em movimento de alta velocidade e pode identificar vários rótulos ao mesmo tempo. A operação é rápida e fácil.
Tag: Consiste em um elemento de acoplamento e um chip. Cada tag possui um código eletrônico exclusivo e é anexado ao objeto para identificar o objeto de destino.
Leitor: Um dispositivo que lê (às vezes escreve) informações de tags e pode ser projetado para ser portátil ou estacionário;
Antena: Passa sinais de RF entre tags e leitores.
Figura 1: esquema esquemático do sistema RFID
O desenvolvimento de produtos RFID passivos é o mais antigo e também o produto com o desenvolvimento mais maduro e o mercado mais utilizado. Por exemplo, cartões de ônibus, cartões de refeição de cafeteria, cartões de banco, cartões de acesso de hotel, cartões de identificação de segunda geração, etc., que podem ser vistos em todos os lugares em nossas vidas diárias, são reconhecimento de tipo de contato próximo. A freqüência de funcionamento principal de seus produtos é baixa frequência 125KHZ, alta freqüência 13.56MHZ, UHF 433MHZ, UHF 915MHZ.
Produtos RFID ativos foram desenvolvidos gradualmente nos últimos anos. Suas características de identificação automática de longa distância determinam seu enorme espaço de aplicação e potencial de mercado. No campo da identificação automática a longa distância, como prisões inteligentes, hospitais inteligentes, estacionamento inteligente, transporte inteligente, cidades inteligentes, mundo inteligente e a Internet das coisas, há grandes aplicações. RFID ativo surgiu neste campo e pertence à categoria de identificação automática de longa distância. A freqüência de operação principal do produto é UHF 433MHZ, microondas 2.4GHZ e 5.8GHZ.
O protocolo de comunicação de interface aérea regula a troca de informações entre o leitor e a etiqueta eletrônica, visando a interconexão e a interoperabilidade entre os equipamentos de produção de diferentes fabricantes. A ISO / IEC desenvolveu cinco tipos de protocolos de interface aérea.
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Capa de Design Passivo RFID
Nas aplicações atuais de tecnologia, os produtos RFID passivos são os produtos mais utilizados. Em muitos projetos de circuitos aplicados a RFID passivo, o módulo RC522 com 13,56 MHz é usado em muitos casos. Este é um módulo RFID passivo amplamente utilizado. Para o circuito de aplicação do RC522, é para usar a fonte de alimentação 3V3 DC, e então receber a informação através da interface SPI para se comunicar. O esquema da aplicação é mostrado na Figura 2 abaixo:
Ciência Difícil | Fale sobre a tecnologia RFID
Figura II: Esquema de Aplicação RC522
O circuito de antena de 13,56 MHz inclui um circuito de recepção de sinal e um circuito de transmissão de sinal. O circuito de transmissão de sinal é dividido em uma seção de filtragem de EMC, uma seção de circuito correspondente e uma seção de circuito de bobina.
Circuito de transmissão: A parte transmissora do sinal pode ser subdividida em circuito de filtro EMC, circuito de ressonância e impedância e bobina. entre eles:
Circuito de filtro EMC: composto principalmente de filtro low-pass de filtro de passagem baixa LC, chip de leitor enviado via sinal de antena TX1 e TX2 é principalmente 13.56Mhz, mas é inevitável que haja harmônicos mais altos. Portanto, a principal função desta parte do filtro passa-baixo é filtrar sinais indesejados acima de 13,56 Mhz. Isso facilita a comunicação normal entre o leitor de cartões e o cartão, além de reduzir a interferência eletromagnética da seção da antena no espaço ou nos circuitos vizinhos.
Circuito de correspondência: Esta seção ajusta principalmente a freqüência de ressonância de toda a seção de transmissão da antena para cerca de 13,56 Mhz. Isso pode aumentar a amplitude do sinal na bobina para facilitar a radiação do campo magnético. Além disso, o circuito correspondente deve corresponder à resistência do circuito do transmissor à resistência de saída do chip do leitor, normalmente 50 ohms (diferente do chip). Isso pode fazer com que a parte da antena obtenha a potência máxima, o que é propício para a melhoria da distância de leitura.
Bobina: A bobina pode ser uma bobina de PCB ou uma bobina de fio de cobre.
Circuito de recepção: O circuito de recepção de sinais é relativamente simples e consiste em quatro componentes. O capacitor Cmin pode ler de forma estável a tensão de referência fixa Vmin fornecida internamente pelo chip, e R1 introduz essa tensão de referência ao pino RX para adicionar um sinal fixo ao chip. Nível DC, CRx do circuito de geração para introduzir o sinal de feedback e Vmin sobreposto no chip. Ao ajustar a relação de R2 e R1, a amplitude do sinal do pino Rx pode ser ajustada de modo que a distância de leitura do chip seja otimizada.
Observe também os seguintes pontos no design do PCB:
Todo o circuito do transmissor deve prestar atenção ao projeto simétrico. Os comprimentos de traços dos dois sinais de Tx1 e Tx2 devem ser tão consistentes quanto possível.
Os dois indutores devem ser empacotados com mais de 0805, para garantir que haja corrente suficiente (680nH / 0805), caso contrário, não é propício para leitura de cartão de longa distância.
O comprimento e a largura da bobina do PCB dependem da situação específica. Se a placa de circuito não é limitada pelo molde, ela pode ser projetada para ser consistente com o comprimento e a largura do cartão comum. Se o tamanho da bobina for limitado, a área da bobina também pode ser reduzida. O princípio geral é projetar o cartão para ser o mesmo que o tamanho do cartão que está sendo lido. O número de voltas da bobina e o comprimento e a largura de 4x em 3x3cm podem ser demais para ajustar os parâmetros. Se estiver abaixo de 3x3cm, o número de voltas pode ser aumentado para 6 círculos ou mais; a largura do traço da bobina de PCB é entre 0,5 mm e 1 mm, e o espaçamento e a largura da linha podem ser os mesmos. Além disso, a transição do canto da bobina é melhor com um arco circular.
Parte da bobina, não uma grande área de cobre, caso contrário, ele irá causar uma perda grave de efeito de corrente parasita de campo magnético deve prestar atenção ao alcance da bobina (todo o espaço em torno da bobina) não pode ter uma grande área de componentes metálicos, objetos de metal, revestimento de metal e assim por diante.
O aterramento de todos os dispositivos de todo o circuito de transmissão deve ser conectado à mesma linha de terra e retornar ao pino TVSS do chip, e uma grande área de cobre não pode ser revestida perto do dispositivo de circuito de antena e os dispositivos são conectados por fios.
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Resumindo
Na era do desenvolvimento contínuo da tecnologia da Internet das Coisas, o RFID como uma tecnologia de camada de sensoriamento usada na Internet das Coisas tem uma relação próxima com a Internet das Coisas. Nos últimos anos, a tecnologia RFID aumentou muito a função da Internet das Coisas e enriqueceu o conteúdo da Internet das Coisas. O desenvolvimento da Internet das Coisas também promoveu o desenvolvimento e a aplicação da tecnologia RFID, como a “Internet das Coisas” e as drogas. Requisitos especiais, etiquetas RFID podem não apenas fornecer informações estáticas sobre mercadorias, mas também fornecer informações sobre a localização das mercadorias e a temperatura ambiente, umidade e outras informações dinâmicas, melhorando consideravelmente o grau de inteligência das etiquetas RFID. Atualmente, a Internet das Coisas usando a camada de sensoriamento RFID alcançou comunicação "humano-a-humano" e comunicação "humana e material", mas para alcançar a comunicação e interação "objeto a item" na futura Internet das Coisas, deve ser atualizado para incluir "O nível de inteligência que faz etiquetas inteligentes de RFID". Além disso, padronização, interoperabilidade, acordos, regulamentos e tecnologias de conexão ainda precisam ser melhorados e melhorados.
