Għal dawk ġodda għall-RFID passiv, tqum mistoqsija komuni: peress li t-tikketti ta 'l-RFID m'għandhomx batteriji, dak li fil-fatt iħaddem iċ-ċippa? It-tweġiba mhix li t-tikketta tiġġenera l-elettriku tagħha stess; pjuttost, tiġbor enerġija RF limitata mill-kamp elettromanjetiku emess mill-qarrej RFID u tikkonvertiha f'vultaġġ DC li jista 'jintuża miċ-ċippa. Dan il-proċess huwa magħruf bħala RF Energy Harvesting-jew l-akkwist bla fili tal-enerġija mit-tikketta.
Ibbażat fuq l-esperjenza estensiva ta 'Xminnov fid-disinn ta' l-antenna tat-tikketta RFID, l-ippakkjar taċ-ċippa u l-ittestjar tal-applikazzjoni, fatturi bħal firxa ta 'qari, kompatibilità tal-materjal, sensittività taċ-ċippa u daqs tal-antenna kollha fl-aħħar mill-aħħar jiddependu fuq kwistjoni fundamentali: jekk it-tikketta tistax tikseb enerġija suffiċjenti u stabbli fil-post operattiv attwali tagħha.
Għalhekk, il-fehim tal-ħsad tal-qawwa tat-tikketta RFID jeħtieġ li tħares lil hinn mis-sempliċi fatt li "tikketti passivi m'għandhomx bżonn batteriji". Dak li verament jiddetermina l-prestazzjoni tas-sistema hija l-katina tal-enerġija kollha-li tinfirex mill-qawwa tat-trażmissjoni tal-qarrej għall-antenna tat-tikketta, it-tqabbil tal-impedenza, ir-rettifika, u l-ġestjoni tal-enerġija, sat-triq kollha għall-istartjar taċ-ċippa u l-komunikazzjoni backscatter.
X'inhu RFID Tag Power Harvesting?
Il-ħsad tal-enerġija tat-tikketta RFID jirreferi għall-proċess li bih tikketta RFID tutilizza enerġija elettromanjetika RF (Frekwenza tar-Radju) ġenerata minn qarrej biex tipprovdi qawwa operattiva għaċ-ċirkwiti elettroniċi interni tagħha. Ħu tikketti RFID UHF passivi komuni, pereżempju; huma tipikament nieqsa minn batterija konvenzjonali. Meta qarrej jirradja sinjal RF fl-ispazju permezz ta 'l-antenna tiegħu, l-antenna tat-tikketta taqbad porzjon ta' dik l-enerġija. L-antenna tikkonverti l-mewġ elettromanjetiku f'sinjali elettriċi RF; dawn imbagħad jgħaddu minn interface RF u ċirkwiti ta 'rettifika, li jikkonvertu s-sinjal AC ta' frekwenza għolja -f'vultaġġ DC. Ladarba l-kundizzjonijiet tal-istartjar taċ-ċippa jiġu sodisfatti, il-loġika diġitali interna tat-tikketta, il-memorja u moduli funzjonali oħra jibdew joperaw.
Fl-istess ħin, it-tikketta ma tiġġenerax b'mod attiv trasportatur bla fili ġdid għall-komunikazzjoni, bħalma jagħmel apparat Wi-Fi. Għal tikketti UHF passivi konformi ma 'EPC Gen2/ISO 18000-63, it-trażmissjoni tad-dejta tinkiseb primarjament permezz ta' "backscatter" - timmodifika l-impedenza fit-terminal tal-antenna biex toħloq stati ta 'riflessjoni li jvarjaw li l-qarrej jista' jiskopri. L-ispeċifikazzjoni GS1 EPC Gen2 tadotta b'mod espliċitu modulazzjoni backscatter bħala l-mekkaniżmu ta 'komunikazzjoni bejn it-tikketta u l-interrogatur. Minn perspettiva ta 'inġinerija, tikketta RFID passiva twettaq b'mod effettiv żewġ azzjonijiet sekwenzjali:
L-ewwel, huwa jaħsad l-enerġija mill-qasam RF tal-qarrej; imbagħad, juża dik l-enerġija biex iħaddem l-operazzjonijiet taċ-ċippa u jiffaċilita l-komunikazzjoni backscatter.
Dan jispjega għaliex il-"firxa tal-qari" ta' tag RFID ma tistax tiġi sempliċement ekwiparata mad-daqs tal-antenna-antenna akbar ma tiggarantixxix awtomatikament medda itwal. It-tikketta għandha l-ewwel tikseb biżżejjed qawwa ta 'input RF biex iġġib iċ-ċippa fi stat operattiv, u sussegwentement tiżgura li s-sinjal backscatered jista' jiġi skopert b'mod affidabbli mill-qarrej.
Kif tagħmel anTikketta RFIDtikkonverti l-enerġija RF f'enerġija elettrika?
F'termini ta 'arkitettura taċ-ċirkwit, tikketta RFID passiva tipika tista' tiġi ssimplifikata kif ġej:Antenna RFID → Tqabbil tal-Impedenza → Rettifikatur → Ġestjoni tal-Enerġija DC → RFID IC.
L-antenna tat-tikketta hija responsabbli biex taqbad l-enerġija elettromanjetika ġġenerata mill-qarrej. Għall-RFID UHF, l-antenna hija tipikament struttura konduttiva (stampata jew inċiża) iddisinjata għal faxxa ta' frekwenza speċifika, filwaqt li t-tikketti HF/NFC spiss jużaw antenni coil biex jaħsdu l-enerġija permezz ta' akkoppjar manjetiku tal-kamp qrib -.
Is-sinjal RF maqbud mill-antenna ma jistax jintuża direttament biex iħaddem iċ-ċippa diġitali. Ġewwa l-RFID IC, l-input RF għandu jgħaddi minn rettifika u ġestjoni tal-enerġija biex jiġi kkonvertit f'vultaġġ DC relattivament stabbli. Ir-riċerka fl-enerġija RF turi li arkitetturi tipiċi jutilizzaw antenna, struttura reżonanti, u ċirkwit rettifikatur biex jittrasformaw l-enerġija elettromanjetika f'enerġija DC.
Fis-sistemi RFID UHF, dan il-proċess jiddependi ħafna fuq il-kapaċitajiet ta' rettifika tal-parti ta' quddiem taċ-ċippa-. Mudelli ta 'riċerka u inġinerija tipikament jiddeskrivu l-konverżjoni tal-qawwa RF riċevuta f'enerġija DC permezz ta' rettifikatur biex jattiva t-tikketta IC.
Hemm dettall spiss injorat hawn: it-tikketta ma "taqbadx" l-intier tal-qawwa RF emessa mill-qarrej.
Il-qawwa li fil-fatt tilħaq it-tikketta hija diġà influwenzata minn fatturi bħal distanza ta 'propagazzjoni, orjentazzjoni ta' l-antenna, qawwa tal-ħruġ tal-qarrej, polarizzazzjoni, oġġetti tal-madwar, u riflessjonijiet ambjentali. Ladarba l-enerġija tilħaq it-tikketta, hija aktar ristretta mill-effiċjenza tal-antenna, it-tqabbil tal-impedenza, u l-karatteristiċi tal-input taċ-ċippa. Fl-aħħar mill-aħħar, frazzjoni biss tal-katina tal-enerġija totali fil-fatt tidħol fiċ-ċippa u tiġi kkonvertita b'mod effettiv f'enerġija DC.
Għalhekk, il-ħsad tal-qawwa tat-tikketta RFID huwa essenzjalment sfida ta 'konverżjoni tal-enerġija kkaratterizzata minn livelli baxxi ta' enerġija u telf għoli ta 'enerġija.
UHF u HF/NFC jużaw metodi differenti għall-ħsad tal-enerġija
Għalkemm kemm l-RFID UHF kif ukoll l-RFID HF/NFC jistgħu joperaw b'mod passiv, hemm differenzi sinifikanti fil-mekkaniżmi tal-igganċjar tal-enerġija tagħhom.
UHF RFID tiddependi primarjament fuq propagazzjoni ta' mewġ elettromanjetiku ta' kamp imbiegħed-. Il-qarrej irradja enerġija RF fl-ispazju; l-antenna tat-tikketta taqbad porzjon ta' din l-enerġija u tirrettifikaha permezz taċ-ċirkwiti ta' quddiem-tarf taċ-ċippa. Dan il-metodu huwa tajjeb-adattat għal applikazzjonijiet li jeħtieġu meded ta' qari itwal, bħalma huma l-magazzinaġġ, il-loġistika, il-bejgħ bl-imnut, u l-ġestjoni tal-assi.
HF RFID u NFC joperaw prinċipalment madwar 13.56 MHz. It-tikketti tipikament jutilizzaw antenni coil biex jiġbru l-enerġija permezz ta' akkoppjar manjetiku tal-kamp qrib-. Is-saħħa tal-igganċjar bejn il-coil tat-tikketta u l-antenna tal-qarrej taffettwa b'mod sinifikanti l-firxa operattiva u l-istabbiltà tat-tikketta.
F'xi sistemi HF/NFC, l-antenna tat-tikketta tifforma netwerk reżonanti b'kapaċitatur, li jippermetti akkoppjar tal-enerġija aktar effiċjenti fil-frekwenza fil-mira. Ir-riċerka f'ċirkwiti ta 'provvista ta' enerġija RFID bl-istess mod timpjega struttura fejn induttur u kapaċitatur reżonanti jaħsdu l-enerġija mill-kamp elettromanjetiku, li mbagħad tiġi kkonvertita f'enerġija DC permezz ta 'ċirkwit rettifikatur.
Għalhekk, filwaqt li tiġbor fil-qosor "ħsad ta 'enerġija RFID passiv" sempliċement bħala "it-tikketta tirċievi mewġ tar-radju u tiġġenera l-elettriku" mhix kompletament żbaljata, hija sempliċi wisq għal skopijiet ta' disinn ta 'inġinerija. Il-ħsad ta' l-għelieqi 'l bogħod-UHF u l-akkoppjar HF/NFC ta' qrib-qasam jinvolvu loġika ta' disinn distinta rigward il-konfigurazzjoni ta' l-antenna, id-distanza ta' l-akkoppjar, it-tqabbil ta' l-impedenza, u l-ambjenti ta' l-applikazzjoni.
Mill-perspettiva ta 'manifattur RFID, kif tiġi evalwata l-kapaċità tal-ħsad tal-enerġija ta' tag?
F'Xminnov, meta nwettqu proġetti ta' tag RFID, aħna nipprijoritizzaw il-prestazzjoni komprensiva ta' tag f'ambjenti-dinja reali fuq kejl ta' firxa ta' qari-iżolati meħuda f'laboratorju.
L-ewwel, il-medda tal-frekwenza fil-mira u l-protokoll għandhom jiġu identifikati-bħal EPC Gen2/ISO 18000-63 għal UHF RFID, jew l-istandards ISO rilevanti għal HF/NFC. Sussegwentement, tintgħażel struttura ta 'antenna xierqa bbażata fuq il-karatteristiċi tad-dħul taċ-ċippa.
Il-passi sussegwenti jinvolvu l-ittestjar tat-tqabbil tal-impedenza tat-tikketta, il-frekwenza reżonanti, il-prestazzjoni fuq diversi materjali, u l-imġieba tal-attivazzjoni f'kamp RF attwali. Għal tikketti UHF, huwa wkoll meħtieġ li tiġi evalwata b'mod ħolistiku s-sensittività tat-tikketta, il-prestazzjoni ta 'backscatter, u s-sensittività tal-qarrej. Jekk it-tikketti fl-aħħar mill-aħħar huma maħsuba għall-użu fuq tagħmir tal-metall, partijiet tal-karozzi, ippakkjar likwidu, jew fi spazji ristretti, ġeneralment nipprijoritizzaw l-ittestjar tal-materjal attwali milli niddependu biss fuq ir-riżultati tat-test ta'-spazju ħieles.
Dan huwa minħabba li jista 'jkun hemm differenza sinifikanti bejn il-"medda ta' qari fl-arja libera" imkejla fil-laboratorju u l-"medda ta 'qari effettiva" wara li t-tikketta tkun immuntata fuq il-prodott.
