You are here: Tekniikan perusteet / RFID-tekniikan perusteet
RFID-tekniikan perusteet
RFID-tekniikan fysikaaliset perusteet
RFID-laitteilla on kaksi eri perustoimintatapaa. Tässä keskitytään passiivitunnisteisiin, jotka eivät sisällä omaa virtalähdettä. LF- ja HF- taajuusalueilla lukija ja tunniste muodostavat keskenään induktiivisen kytkennän muuntajan tapaan. Tunnisteessa on nähtävissä yleensä kuparisia silmukoita, jotka muodostavat käämin ja toimivat tunnisteen "antennina". Samoin lukijassa on vastaavanlainen silmukka. Antenni on tässä tapauksessa hieman harhaanjohtava sana, koska tunniste ja lukija eivät varsinaisesti välitä radioaaltoja keskenään, vaan keskustelevat moduloimalla oskilloivaa magneettikenttää. Lukija luo oskilloivan magneettikentän johtamalla vaihtovirtaa antennisilmukkaansa, esimerkiksi 13,56MHz taajudella. Tämä magneettikenttä indusoi vastaavan vaihtovirran tunnisteen käämiin, jos se sijaitsee tarpeeksi lähellä. Tunnisteessa oleva siru saa virtansa indusoituneesta virrasta ja sirun EEPROM-muistissa oleva dataa käytetään moduloimaan tunnisteen käämin virtaa, mikä taas näkyy magneettikentän yli lukijan antennisilmukan jännitteessä. Induktiivisesta kytkennästä johtuen tunnisteen asennolla on merkitystä, koska magneettikentän täytyy päästä tunnisteen käämin läpi. Kuitenkin tunniste voi käytännössä olla hyvin monissa asennoissa tekniikan toimiessa moitteettomasti.
UHF- ja mikroaaltotaajuusalueilla tunniste ja lukija keskustelevat keskenään radioaaltoja välittämällä, samaan tapaan kuin matkapuhelimet tai radiot. Lukija lähettää antenninsa kautta radioaaltoja, ja tunnisteen dipoliantenni vastaanottaa aallot ja heijastaa (engl. backscatter) niitä takaisin sisältäen sirun tiedot. Tunniste voi välittää heijastetussa signaalissa tiedot lukijalle monella eri tavalla, kuten nostamalla heijastuneen signaalin amplitudia (engl. amplitude shift keying), siirtämällä heijastuneen signaalin vaihetta (engl. phase shift keying) tai muuntamalla heijastuneen signaalin taajuutta (engl. frequency shift keying).
Lukijan lähettämät radioaallot voivat olla polarisoituja, jolloin tunnisteen antennin asennolla on merkitystä. Lineaaripolarisoidut antennit vaativat tunnisteen antennin olevan vastaavasti suunnattu, ympyräpolarisoidut sallivat vapaamman sijoittelun. Kumpikaan tyyppi ei voi lukea kunnolla pitkittäin radioaaltojen kulkusuuntaa vasten sijoitettuja tunnisteita.
Aktiivitunnisteissa tunniste sisältää oman pariston, ja silloin tunniste ja lukija keskustelevat kuin kaksi radiota, matkapuhelinta tai vastaavaa.
Alla olevassa kuvassa on vertailtu passiivisten, semi-passiivisten ja aktiivisten tunnisteiden toiminnallisuutta.
RFID-järjestelmän komponentit
Kaikkiin RFID-järjestelmiin kuuluu RFID-tunniste, RFID-lukija ja taustajärjestelmä.
RFID-tunniste on tunnistettavaan kohteeseen kiinnitettävä tarra, kortti, lappu, nappi, implantti, tms., mikä sisältää antennin ja sirun, jossa tietoa säilytetään. Tunnisteissa on kiinteä sarjanumero ja standardista riippuva määrä vapaata kirjoitustilaa.Useimmiten tunnisteeseen kirjoitetaan vain yksilöivä sarjanumero EPC (Electronic Product Code) ja varsinainen tieto haetaan taustajärjestelmän tietokannasta.
RFID-lukija on laite jolla tunnisteen sisältöä voidaan lukea ja laitteesta riippuen myös kirjoittaa, ilman että kohteeseen on fyysinen kontakti tai edes näköyhteys. Lukuetäisyydet riippuvat taajuusalueesta ja standardista.