Các thành phần cơ bản của một hệ thống RFID và nguyên lý hoạt động của chúng
22/11/2021
Tuỳ vào mục đích và nhu cầu sử dụng, mỗi hệ thống RFID sẽ được thiết lập khác nhau. Tuy nhiên bất kỳ hệ thống RFID nào cũng sẽ gồm các thành phần chính như sau:
- Đầu đọc
- Ăng-ten RFID
- Thẻ RFID
- Hệ thống xử lý dữ liệu
- Giao diện người dùng
- Dây cáp
Hệ thống đơn giản nhất có thể bao gồm đầu đọc RFID cầm tay hoặc di động (với ăng-ten được tích hợp sẵn ở bên trong) và thẻ RFID, trong khi các hệ thống phức tạp hơn được thiết kế bằng cách sử dụng đầu đọc nhiều cổng, các thiết bị chức năng bổ sung (như đèn báo, loa báo), nhiều ăng-ten và cáp, các phần mềm quản lý.
Đầu đọc RFID
Đầu đọc RFID được ví như là bộ não của hệ thống RFID và cần thiết cho bất kỳ hệ thống nào hoạt động. Đầu đọc là thiết bị truyền và nhận sóng vô tuyến để giao tiếp với thẻ RFID. Đầu đọc RFID thưởng được chia làm 2 loại riêng biệt: đầu đọc cố định và đầu đọc di động.
Đầu đọc cố định: thường được cố định ở một vị trí và thường được gắn trên tường, trên bàn làm việc, vào cổng ra vào hoặc vào các vị trí khác. Đầu đọc cố định cũng thường được tích hợp ăng-ten bổ sung để kết nối với ăng-ten bên ngoài tuỳ chọn. Như vậy sẽ đảm bảo được tính thẩm mỹ cao và phù hợp khi sử dụng để quét các thẻ RFID trong nhà với số lượng sản phẩm vừa phải.
Đầu đọc di động: là thiết bị cầm tay cho phép đọc thẻ linh hoạt trong khi vẫn truyền được dữ liệu tới máy chủ và các thiết bị khác. Đầu đọc di động có thể có nhiều kiểu dáng khác nhau cho các mục đích, môi trường sử dụng khác nhau chẳng hạn như kiểu dáng tương tự đồng hồ, điện thoại di động hay máy tính bảng.
Chi phí đầu tư đầu đọc: Đầu đọc thường là thành phần đắt tiền nhất trong một hệ thống RFID. Giá mỗi đầu đọc dao động từ 8 triệu tới 70 triệu VND tuỳ theo chủng loại.
Ăng-ten RFID
Ăng-ten RFID là thành phần cần thiết trong một hệ thống RFID. Nhiệm vụ của nó là chuyển đổi tín hiệu của đầu đọc RFID thành sóng RFI mà thẻ RFID có thể thu được. Nếu không có ăng-ten RFID, đầu đọc không thẻ gửi và nhận tính hiệu đến thẻ một cách chính xác. Ăng-ten có thể được tích hợp sẵn trong đầu đọc hoặc thiết lập độc lập.
Không giống như đầu đọc RFID, ăng-ten RFID là thiết bị câm, nhận điện trực tiếp từ đầu đọc. Khi năng lượng của đầu đọc được truyền tới ăng-ten, ăng-ten sẽ tạo ra trường RF và sau đó, tín hiệu RF được truyền đến các thẻ trong khu vực. Hiệu năng của ăng-ten trong việc tạo ra sóng theo một hướng cụ thể được gọi là độ lợi của ăng-ten. Nói một cách đơn giản, độ lợi càng cao thì ăng- ten sẽ có trường RF càng mạnh và càng xa.
Các loại ăng-ten RFID: Ăng-ten RFID, giống như hầu hết các thiết bị RFID, có thể được chia thành các loại khác nhau.
- Dải tần số: 902-928 MHz, 865- 868 MHz, 860- 960 MHz.
- Phân cực: hình tròn, tuyến tính.
- Môi trường sử dụng: trong nhà, ngoài trời.
- Phạm vi đọc: gần, xa.
- Kiểu dáng: Ăng-ten kệ, Ăng- ten mặt đất, Ăng-ten bảng điều khiển, Ăng- ten cổng.
Chi phí đầu tư: hầu hết các ăng-ten có giá từ 1 triệu VND đến 10 triệu VND, tuy nhiên có một số loại ăng-ten chuyên dụng hơn sẽ có giá cao hơn.
Thẻ RFID
Thẻ RFID ở dạng đơn giản nhất, bao gồm hai phần, một ăng-ten để truyền và nhận tín hiệu và một chi RFID (hoặc mạch tích hợp, IC) lưu trữ ID của thẻ và các thông tin khác. Thẻ RFID được gán vào các tài sản, hàng hoá để theo dõi chúng bằng cách sử dụng đầu đọc RFID và ăng-ten.
Thẻ RFID truyền dữ liệu về một đối tượng, đó có thể là hàng hoá, tài sản, cá thể vật nuôi, thông qua sóng vô tuyến đến tổ hợp ăng-ten, đầu đọc. Thẻ RFID loại phổ biến nhất thường không có pin (trừ khi đó là thẻ chủ động). Chúng nhận năng lượng từ sóng vô tuyến do đầu đọc tạo ra. Khi thẻ nhận được tín hiệu truyền từ đầu đọc/ ăng-ten, năng lượng sẽ chạy đến chip của thẻ. Năng lượng kích hoạt chip, chip này điều chỉnh năng lượng với thông tin mong muốn, sau đó truyền tín hiệu trở lại ăng-ten/ đầu đọc.
Hệ thống xử lý dữ liệu
Hệ thống xử lý là nơi tiếp nhận dữ liệu từ đầu đọc RFID và xử lý nó để đáp ứng các yêu cầu và ứng dụng cụ thể. Nó có thể bao gồm các máy tính, phần mềm quản lý, cơ sở dữ liệu và các công cụ phân tích.
Giao diện người dùng
Giao diện người dùng cung cấp phương tiện để tương tác với hệ thống RFID, như hiển thị thông tin, cấu hình thiết bị và theo dõi hoạt động. Thiết bị này có thể bao gồm màn hình, bàn phím, máy in hoặc các giao diện máy tính.
Các bộ phận này cùng hợp tác để tạo thành một hệ thống RFID hoạt động một cách hiệu quả, cho phép việc định danh và theo dõi các vật thể một cách tự động và chính xác.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống RFID
Nguyên lý hoạt động của công nghệ RFID dựa trên sự tương tác giữa các thành phần chính: ăng-ten quét, bộ thu phát và bộ phát đáp.
Khi đầu đọc RFID (đầu đọc) và ăng-ten quét được kết hợp, chúng tạo thành một hệ thống đọc tín hiệu RFID. Đầu đọc có thể là đầu đọc cố định được gắn vào vị trí cố định hoặc đầu đọc di động có thể di chuyển. Đầu đọc sử dụng sóng vô tuyến để tạo ra một tín hiệu kích hoạt gửi đến thẻ RFID.
Khi thẻ RFID tiếp nhận tín hiệu kích hoạt từ đầu đọc, nó sẽ phản hồi bằng cách gửi lại tín hiệu trở lại đầu đọc thông qua ăng-ten quét. Thông qua quá trình này, dữ liệu chứa trong thẻ RFID được truyền về đầu đọc.
Bộ phát đáp được tích hợp trong thẻ RFID và chịu trách nhiệm truyền lại tín hiệu từ thẻ đến đầu đọc. Phạm vi đọc của mỗi thẻ RFID có thể khác nhau và phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm loại thẻ, loại đầu đọc, tần số RFID được sử dụng và các yếu tố nhiễu trong môi trường xung quanh. Thẻ RFID có nguồn năng lượng mạnh hơn có thể có phạm vi đọc lớn hơn.
Từ quá trình này, hệ thống RFID cho phép xác định và thu thập thông tin từ các thẻ RFID gắn trên các đối tượng như sản phẩm, hàng hóa, động vật hoặc con người.
Bài Viết Liên Quan
- Lựa chọn thẻ RFID gắn trên kim loại- Những điều cần lưu ý
- UNIQLO áp dụng RFID trên phạm vi toàn cầu
- Wallmart, RFID và chiến lược New Retail
- 1Gate tham gia triển lãm công nghiệp và sản xuất Việt Nam 2023
- 1Gate trình bày tham luận tại hội nghị công tác chống buôn lậu, gian lận thương mại và hàng giả tại Kiên Giang
- 1Gate trình bày tham luận tại hội nghị công tác chống buôn lậu, gian lận thương mại và hàng giả tại Kiên Giang
- RFID và mã vạch (barcode), đâu là lựa chọn tốt nhất để quản lý tài sản?
- RFID và mã vạch (barcode), đâu là lựa chọn tốt nhất để quản lý tài sản?
- 10 bước để triển khai thành công dự án xây dựng hệ thống RFID