Skillnader mellan UHF Gen 2 RFID och HF RFID

För närvarande är prestandan för UHF Gen 2RFID på små monomerer på höghastighetsproduktionslinjer jämförbar med den på lådpallar i fraktcentra. På grund av den låga kostnaden har UHF RFID gjort att den gamla, långsamma och dyra HF 13,56 MHz RFID-Tekniken blivit föråldrad. Innan man bestämmer sig för vilken RFID-teknik som ska användas är det nödvändigt att förstå de grundläggande begreppen UHF och HF.

Radiofrekvensvågor innehåller två komponenter: magnetiska vågor och elektriska vågor. I allmänhet förlitar sig HF RFID 13,56 MHz på "närfältet" magnetfält i det elektromagnetiska fältet, medan UHF RFID 860-960 MHz är fjärrfältsstrålning, som omfattar både magnetfält och elektriskt fält. Vilken typ av våg som svarar i UHF-taggen beror på två aspekter: avståndet mellan RFID-taggen och RFID-läsaren.

Eftersom styrkan på magnetfältskomponenten i vågen kommer att minska snabbt med avstånd, det kan bara fungera i närområdet. Dess effektiva räckvidd begränsas av antennstrukturen till ungefär en eller två våglängder. Eftersom HF-taggen använder induktiv koppling för att känna av magnetfältet för att ta emot energi. HF-etikettantenner är vanligtvis antenner av induktiv typ som fungerar ungefär som spolar och därför kräver mer ledande material och en mer komplex tillverkningsprocess än motsvarande UHF-etikettantenner. Lyckligtvis har inte HF-taggar en död punkt ovanför magnetfältet och med en lämplig antenn kan UHF-taggar enkelt fånga upp samma närfältsenergi, mycket mer effektivt och kostnadseffektivt.

Maxwell& #39;s fyra ekvationer är grunden för analys och design av elektromagnetiska fält. Faradays lag är en av dessa fyra ekvationer: "Spänningen som induceras av en spole i ett magnetfält är proportionell mot styrkan och frekvensen hos magnetfältet". Detta avslöjar ett extremt enkelt koncept: ju högre frekvens, desto högre effektivitet. Frekvensen för UHF är 60 gånger den för HF, vilket betyder att för energikopplingseffektiviteten mellan RFID-taggen och RFID-läsarantennen, är UHF ungefär 60 gånger den för HF.

Det traditionella konceptet är att UHF RFID inte är lämplig för taggar på artikelnivå: taggen är för stor och UHF RFID kan inte fungera på vätskor, metaller och små enstycksförpackningar som ligger nära varandra. Och UHF är för långt borta, vilket bortser från det faktum att UHF Gen 2 kan användas i närområdet mycket enklare och mer effektivt än HF. Det betyder att UHF-system kan läsa mycket mer saker som HF kan läsa, inklusive vätskor och föremål med hög metallhalt. Ännu viktigare är att detta betyder att applikationer på produktnivå har kunnat balansera de olika fördelarna som UHF Gen 2-standarden ger försörjningskedjan. Nyckeln är hur man styr närområdet för UHF. Denna komponent i radiofrekvensvågen är särskilt lämplig för RFID-arbete på artikelnivå på mycket kort avstånd. Tillämpningar som använder nära-fält UHF Gen 2-lösningar växer.

I december 2004 godkände EPC global UHF Gen 2-protokollet, vilket resulterade i den första globala RFID-standarden. Sedan dess har marknaden sett många produkter som uppfyller denna standard. Denna popularitet bevisar att det finns allt från enstaka föremål, behållare till pallar, föremål som används i både närfält och fjärran fält, och material som täcker vätskor, metaller, tätt packade och förpackade föremål, etc.

Tre år senare, HF-produktutvecklare var tvungna att godkänna standarden. Tvärtom har den senaste HF-specifikationen desillusionerat författarna. Enligt Ken Laing, standardskribent för HF "V2" (HF-versionen av UHF Gen 2), har arbetet hittills varit begränsat, med begränsade förbättringar av befintliga standarder och vissa kommersiella produkter som har dykt upp.

Laing tror att företag som kodar EPC på Gen 2 HF-taggar kommer att se prestanda förbättringar i förhållande till kodning av EPC på den för närvarande populära HF-standarden ISO 15693. Han sa att enligt resultaten av RFID Update, även om förbättringen inte är omvälvande, är den fortfarande mycket bättre än de HF-produkter som för närvarande finns på marknaden. Det kanske viktiga är att även om standarden är godkänd kommer de så kallade kvalificerade V2-produkterna inte att uppfylla den i första hand. Det kommer att ta lång tid, och även om det är tillgängligt nu, kommer det inte att nå nuvarande prestanda för UHF Gen 2.

Den här artikeln återkommer dock för att fortsätta titta på frekvensdebatten, eftersom det är relaterat till den faktiska implementeringen.

Tänk på följande faktorer:

* UHF Gen 2 täcker olika applikationer i alla globala leveranskedjor;

* UHF Gen 2 är effektivt på alla typer av produktmaterial, inklusive vätskor och metallmaterial.

Så vad gäller UHF Gen 2 är det överflödigt i HF RFID-teknik eftersom:

* Det finns ingenting som HF kan uppnå men UHF kan inte;

* Många saker som HF inte kan uppnå men UHF kan uppnå. HF kan bara adressera en liten del avstort område av UHF RFID.

För RFID-tillämpningar är UHF en "superset" av RFID. Produkter som är kompatibla med denna standard kan hantera en mängd olika föremål, behållare, pallar, alla material och förpackningstyper, samt erbjuda mycket högre genomströmningshastigheter än HF.

En korrekt installerad UHF Gen 2 Systemet kommer att fungera utmärkt på stora eller små föremål, vätskor eller metaller, såväl som på containrar och pallar, vilket effektivt eliminerar den HF som fanns innan närfälts UHF Gen 2. Det har fördelar på föremålsnivå. Ja, vätskor kan ABSorbera RF-energi och metaller kan reflektera RF-energi, men allt detta är saker att tänka på i fjärrfältet, inte i närområdet. Faktum är att eftersom en korrekt utformad UHF-taggantenn kan användas i både närområdet och fjärrfältet, kan den faktiskt använda den bifogade metallen som en förlängning av antennen! Men HF-taggar kan inte, eftersom de saknar medel för elektrisk fältkoppling. Ändå, låt oss fördjupa oss lite mer i de praktiska konsekvenserna av att distribuera ett HF RFID-system.

Först kunde HF inte uppnå fjärrtillämpningar, vilket innebar att det inte kunde vara används för containrar och pallar som krävde RFID för att fungera på distans i lager och Logistikcenter. Därför var appliceringsavståndet för HF begränsat till närområdet.

Därför måste företag som väljer HF för identifiering av etiketter på artikelnivå också använda UHF Gen 2 för identifiering av container och pall. Idag måste flera komplexa faktorer som flerkanalig databärande arkitektur, kostnad, komplexitet, effektivitet och underhåll beaktas samtidigt. Därför, om du tycker att digital logistik inte är svårt, kommer du att träffa en vägg. Dessa kräver också att vi överväger några ekonomiska faktorer: UHF Gen 2-taggar kommer alltid att vara billigare än HF-taggar.

I själva verket, eftersom UHF-taggar är lätta att tillverka, blir de 2-3 gånger billigare. Till skillnad från HF-taggar är UHF Gen 2-taggar särskilt väl lämpade för enkla, snabba tillverkningstekniker där processuppgraderingar är särskilt bra. Tack vare enkelheten hos UHF Gen 2 och enkelskiktsantennstrukturen kan den tillverkas med en billig ledande bläckprocess. UHF är ett mycket praktiskt och ekonomiskt band för efterlevnad av standarder. Faktum är att samma UHF Gen 2-chip designat för lång räckvidd och som används på en stor bricka kan också användas med en närfältsantenn så liten som 6 mm eller så - sådana taggar är mycket mindre och billigare än tidigare allmänt använda HF-taggar. mer, plus bättre prestanda.

En annan fördel med UHF-antennstrukturen är att när föremål staplas mycket nära varandra, kastar inte UHF-taggarna en RF-"skugga"; på intilliggande föremål. HF-taggantennen är inte fallet. Antennen är sammansatt av en tjock metallspole, som kan bilda en magnetisk skärm för intilliggande taggar, så att läsaren kan läsa den. Därför har UHF mer tillförlitlig prestanda.

Den kontinuerliga utvecklingen av UHF Gen 2-teknik kommer att ytterligare bredda kostnads-, prestanda- och funktionsgapet mellan det och HF-tekniken, och detta gap kommer aldrig att överbryggas av HF. Detta är den grundläggande punkten, eftersom ekonomin för UHF Gen 2 faktiskt drar nytta av UHF-bandets fysik. För RFID-drift är effektiviteten för UHF-frekvensbandet 60 gånger den för HF-frekvensbandet.

Om målet är kopplad kommunikation mellan RFID-taggar och RFID-läsare har UHF många fördelar jämfört med mindre kapabel HF lösningar. Eftersom UHF Gen 2 har hög hastighet, hög tillförlitlighet och flexibilitet i driften. Det är därför Blue Vectors VD - Nancy Anderson avslutade, "Vi använder inte HF mycket längre eftersom det inte är lika flexibelt som UHF."

Julie Kuhn från Cardinal Health, chef för Pedigree, förklarade detta för mig. "Du kan inte uppnå läshastigheten för UHF-taggar med HF-taggar. Det betyder att våra transportband inte kan gå snabbare än den lägsta läshastigheten." Detta är en stor begränsning som kommer att påverka ordergenomströmningen för distributörer. "Just nu" fortsatte hon, "vi hämtar beställningar till 20.00. och skicka dem från 05:30. Denna komplexa UF/UHF-arkitektur kommer att begränsa vår förmåga att behålla påfyllningstiden för fraktsedel" .

Detta förvärrar problemet med multiprotokollarkitekturer. Och tyvärr skapar det bara fler problem att lösa dessa problem med enheter som kan läsa både HF- och UHF-taggar – dvs multiprotokoll RFID-läsare. Dessa frågor inkluderar mer komplexa, dyrare och mer sofistikerade förhörsenheter med lägre läshastigheter och mindre tillförlitliga läsningar eftersom förhörsledaren med jämna mellanrum måste täcka flera. Det är en kompromiss. Dessa problem uppstår längs försörjningskedjan när flera databärande protokoll används.

Medan Gen 2 löser dessa problem med konkurrens och inkompatibilitet med UHF-standarder, har HF-tekniken i sig också dessa problem. De relevanta standarderna som för närvarande används inkluderar ISO 14443, ISO15693, och EPCglobal HF Class 1. Beroende på vilken teknik och standard som väljs, för att distribuera, underhålla och uppgradera en hybridsystemarkitektur, är det självklart att det finns ett behov av att hantera respektive dataformat, även ekonomiskt och logistiskt. inget behov av att stödja separata UHF- och HF-arkitekturer. Vad är poängen.

Kontinuitetsstrategin som slutligen antas av företaget har en stor inverkan på nedströms handelspartner och kommer gradvis att penetrera hela leveranskedjan. Detta scenario sker inom vissa områden av medicin idag, där det blandade protokollsystemet som används här hindrar den tillförlitliga genomströmningen av varor. Julie Kuhn tillade, "Vårt fokus ligger på hur vi kan kombinera alla teknologier till en enda teknik, vilket bildar en mycket automatiserad miljö där vi kan fånga släktforskningsinformationen för ett föremål på föremåls- och behållarnivå och behålla vår befintliga höga genomströmning." ;