Jak wybrać odpowiedni serwer dla firmy? Poradnik zakupowy
Dyski wpięte do macierzy danych.
Kompleksowy przewodnik wyboru macierzy danych: parametry, funkcje i opcje
Jak wybrać odpowiedni serwer dla firmy? Poradnik zakupowy
Dyski wpięte do macierzy danych.
Kompleksowy przewodnik wyboru macierzy danych: parametry, funkcje i opcje
Pokaż wszystko

Częstotliwości LF, HF i UHF RFID i ich zastosowanie

Ostatnia aktualizacja 2024-02-21

RFID to technologia, która coraz częściej wypiera tradycyjne kody kreskowe. Dzięki niej możemy szybko i precyzyjnie zidentyfikować obiekty, prowadzić inwentaryzację, kontrolować dostęp czy zarządzać środkami trwałymi. To wszystko dzięki wykorzystaniu różnych zakresów częstotliwości radiowych. Jakie rodzaje częstotliwości obsługuje RFID i do czego możemy je wykorzystać? 

Automatyczna identyfikacja danych to jeden z obszarów, którego rozwój w ostatnim czasie znacząco przyspieszył. Jeszcze nie tak dawno dominującą technologią identyfikacji były jednowymiarowe kody kreskowe — popularne graficzne paski. Co powoli zaczyna się zmieniać na rynku.

Mimo prostoty zastosowania i popularności, kody kreskowe nie są pozbawione pewnych mankamentów. Są one związane między innymi z precyzją i szybkością odczytu. W związku z tym w coraz większej ilości branż, gdzie tak ważne są te parametry, coraz częściej rezygnuje się z kodów kreskowych na rzecz technologii radiowej RFID.

Jak działa technologia RFID? 

RFID to rodzaj bezdotykowej technologii automatycznej identyfikacji opartej na sygnałach częstotliwości radiowej. W odróżnieniu od technologii kodów kreskowych, dane nie są zapisywane w określonym zestawie znaków i kresek, lecz są przechowywane w układach scalonych, które popularnie nazywamy znacznikami RFID (inaczej: etykiety/tagi RFID). Z pewnością wielokrotnie spotkaliście się z tego typu znacznikami RFID, choćby w sklepie odzieżowym. Mają one charakterystyczny wygląd i trudno je pomylić z czymś innym. Na pierwszy rzut oka są to zwyczajne etykiety RFID zawierające układ scalony, czyli mikroprocesor z pamięcią służącą do przechowywania danych. Oprócz tego, w znaczniku znajduje się miniaturowa antena służąca do komunikacji z czytnikiem. Całość jest zazwyczaj opakowana w formie samoprzylepnej etykiety RFID.

Najprostsze znaczniki RFID przechowują elektroniczny kod produktu (Electronic Product Code Memory) i zawierają 96 bitów informacji. Jednak można je rozbudować tak, by przechowywały nawet do 496 bitów. Taki znacznik RFID komunikuje się z określonym czytnikiem, wysyłając sygnał i przekazując dane o produktach czy obiektach w otoczeniu. 

Chcesz wiedzieć więcej? Szerzej na temat technologii RFID pisałem w artykule: “Czy moja firma jest gotowa na wdrożenie technologii RFID?“.

Aby transmisja danych w technologii RFID działała efektywnie, zarówno znaczniki, czytniki, jak i oprogramowanie muszą komunikować się na określonych częstotliwościach.

Międzynarodowe standardy RFID 

Wyobraźmy sobie, że każdy z producentów anten, czytników czy znaczników RFID produkuje swój produkt w oparciu o własne, specyficzne wytyczne. Gdyby każdy z nich działał na określonej, ściśle wytyczonej częstotliwości i musiał wykorzystywać rzadko stosowane protokoły, możliwości technologii RFID byłyby bardzo ograniczone. Po pierwsze, aby mieć pewność, że nasze protokoły działają prawidłowo w przedsiębiorstwie, musielibyśmy korzystać z całego systemu jednego producenta. Jednak nawet w takiej sytuacji pojawiłby się problem. O ile nasze znaczniki RFID byłyby odczytywane w obrębie naszego przedsiębiorstwa, problem mógłby się pojawić, gdyby wychodziły poza. Nasz dostawca, korzystając z technologii od innego producenta bazującej na innych częstotliwościach i protokołach, mógłby mieć problemy z odczytem danych zawartych w naszych znacznikach. Aby uniknąć takich sytuacji, tworzone są standardy.

Standardy to pewne wytyczne i specyfikacje dotyczące opracowywania i użytkowania produktów związanych z technologią RFID. Zawierają one wszystkie niezbędne informacje i wytyczne związane z działaniem systemów, wyborem częstotliwości, sposobem przesyłania danych, protokołami i komunikacją między czytnikiem, a konkretnym znacznikiem RFID. Dzięki standardom producenci mogą tworzyć produkty, które będą mogły być wykorzystywane na dowolnym rynku i współpracować z produktami innych producentów. Wiedząc, na jakim standardzie pracuje producent firmy X, możemy dokupić kompatybilne znaczniki od firmy Y, mając pewność, że będą one w stanie ze sobą płynnie współpracować. Używając fachowego języka, standardy zapewniają tzw. interoperacyjność produktów niezależnie od dostawcy lub użytkownika.

Obecnie na świecie funkcjonują dwie główne międzynarodowe organizacje odpowiedzialne za standardy RFID. Należą do nich:

  • ISO – Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna 
  • EPCglobal – Kod Produktu Elektronicznego Global Incorporated.

Na jakich częstotliwościach działa RFID i co z tego wynika? 

Technologia RFID nie jedno ma imię. Nie każdy znacznik RFID ma takie same zastosowanie. W praktyce znaczniki RFID klasyfikowane są najczęściej według kategorii roboczej opartej na częstotliwości. 

RFID dzielimy w zależności od zakresu częstotliwości używanych do przesyłania danych. Obecnie rozwiązania dostępne na rynku oferują trzy tzw. częstotliwości operacyjne 

  • LF (125kHz)
  • HF (13,56 MHz)
  • UHF (860-956 MHz)

Taki podział wynika z faktu, że fale radiowe zachowują się różnie w zależności od częstotliwości. A także mogą podlegać różnym regulacjom czy ograniczeniom, które w tym stopniu ograniczają nam obszar ich zastosowania. Podstawowe różnice wynikające z danej częstotliwości, dotyczą prędkości odczytu danych, zasięgu działania, a także materiałów fizycznych, które mogą propagować sygnały. Przykładowo, znaczniki działające na wysokiej częstotliwości (UHF) mogą mieć duże problemy z odczytem danych w pobliżu cieczy lub metalu, ale o tym opowiem za chwilę. Teraz przyjrzyjmy się bliżej parametrom poszczególnych rodzajów RFID.

1. Low-Frequency (LF) RFID 

Zakres częstotliwości: 30 KHz do 300 KHz, chociaż zazwyczaj działają one na 125 KHz.

Charakterystyka: znaczniki LF charakteryzują się wolniejszą prędkością odczytu danych w porównaniu z wyższymi częstotliwościami. Zapewniają jednolitą transmisję we wszystkich kierunkach, ale na ograniczony zasięg do 10 cm. Jednym z ich atutów jest niska wrażliwość na zakłócenia elektromagnetyczne.

Zastosowania: LF RFID często stosowane są w systemach kontroli dostępu. Dzięki zdolności transmisji przez cienkie warstwy metalu znajdują zastosowanie również w innych obszarach, takich jak śledzenie zwierząt hodowlanych.

Normy: Systemy śledzenia zwierząt oparte na technologii LF są zdefiniowane w standardach ISO 14223 oraz ISO/IEC 18000-2.

Dzięki krótkiemu zasięgowi oraz jednoczesnej wysokiej precyzji odczytu danych, znaczniki działające w zakresie LF są często wykorzystywane w technologiach kontroli dostępu. Specjalne mikroprocesory z znacznikami RFID w paśmie LF wbudowywane są w karty identyfikacyjne, umożliwiające wejście do budynku firmy czy konkretnego pomieszczenia.

2. High-Frequency (HF) RFID

Zakres częstotliwości: Od 3MHz do 30 MHz, z większością systemów działającą na 13.56 MHz.

Charakterystyka: W porównaniu z znacznikami LF, znaczniki HF mają umiarkowaną wrażliwość na zakłócenia radiowe.

Zastosowania: Znajdują szerokie zastosowanie w wielu aplikacjach, takich jak karty inteligentne, technologia zbliżeniowa i znaczniki NFC.

Normy: Istnieje wiele standardów HF, w tym ISO 15693, ISO/IEC 14443A oraz ISO/IEC 14443 dla serii kart MIFARE.

3. Ultra-High Frequency (UHF) RFID

Zakres częstotliwości: Od 300 MHz do 3 GHz, chociaż większość systemów działa w zakresie od 900 MHz do 915 MHz.

Charakterystyka: znaczniki UHF oferują znacznie większy zasięg, sięgający nawet 12 metrów, i mają najwyższą prędkość transmisji danych w porównaniu z znacznikami LF i HF. Są jednak bardziej wrażliwe na zakłócenia elektromagnetyczne.

Zastosowania: Ze względu na ich wydajność i niższy koszt produkcji, znaczniki UHF zdobywają coraz większą popularność w różnych branżach.

Częstotliwość UHF w inwentaryzacji środków trwałych RFID

W kontekście inwentaryzacji środków trwałych z użyciem technologii RFID, częstotliwość fal radiowych ma kluczowe znaczenie. W tym przypadku rekomendowane jest zastosowanie znaczników o wysokiej częstotliwości (UHF) oferujących największy zasięg (do 12 metrów) i wysoką prędkość transmisji danych. Przy zastosowaniu znaczników UHF możemy bezkontaktowo i szybko odczytać informacje o środkach trwałych na danym obszarze, co znacząco ułatwia i przyspiesza proces inwentaryzacji. 

UHF umożliwia odczytanie wielu etykiet jednocześnie podczas jednego skanu, co jest znaczącą przewagą nad technologiami działającymi na innych częstotliwościach, gdzie odczyt etykiet odbywa się pojedynczo. Przy wykorzystaniu UHF, jedno kliknięcie urządzenia odczytującego w połączeniu z kolektorem danych RFID umożliwia natychmiastowy odczyt informacji z licznych etykiet, co znacząco usprawnia proces inwentaryzacji, szczególnie na obszarach o dużej powierzchni, takich jak biura czy hale produkcyjne. Szczegółowe temat ten omówiłem w artykule “Inwentaryzacja za pomocą znaczników RFID“. 

Jaką częstotliwość RFID wybrać?

Jak widać wybór częstotliwości RFID zależy od tego, w jaki sposób chcemy ją wykorzystać. Czy chcemy je stosować w systemach kontrolowania dostępu (kartach z chipem), czy może do przeprowadzania inwentaryzacji środków trwałych? Czy prędkość odczytu i zasięg mają znaczenie? A może ważniejsze jest to, aby znaczniki nie były podatne na zakłócenia elektromagnetyczne? 

Wszystkie te kwestie warto rozważyć przed wyborem odpowiedniej technologii. To nie zawsze jest łatwe zadanie, zwłaszcza gdy chcesz wdrożyć technologię do wykonywania niestandardowych zadań

Jeśli zastanawiasz się nad wykorzystaniem technologii RFID w swoim przedsiębiorstwie i nadal nie wiesz, czy jest to dobre rozwiązanie, a przede wszystkim którą częstotliwość wybrać, skontaktuj się z nami. Pomożemy Ci wybrać rozwiązanie, które będzie skrojone do Twoich potrzeb.

Zastanawiasz się nad wdrożeniem RFID w swoim przedsiębiorstwie?

Zapraszam do kontaktu telefonicznego ze mną pod numerem +48 515 135 478 lub mailowego pod adresem pt@sebitu.pl. Wybierzemy najlepsze rozwiązanie dla ciebie pod względem jakości, ceny i wymagań funkcjonalnych.

Piotr Tamulewicz - avatar.
Piotr Tamulewicz, doradca ds. rozwiązań IT w SEBITU.