RFIDシステム 実際に何十年も存在し、開発されてきました。 電源ステータスの観点から見ると、2つの主要なカテゴリに分類できます。「アクティブ」と「パッシブ」。動作周波数の観点からは、低周波数（125kHz〜135kHz）、高周波（13。56MHz）、超高周波、およびマイクロ波（2。45GHz、5。8GHz）などのいくつかの主要なカテゴリに分けることができます。 さまざまなRFIDシステムのハードウェア価格は大きく異なり、システム自体の特性も異なり、システムの成熟度も異なります。 多くの質問は、業界のインサイダーでさえ簡単に答えることができないため、ユーザーはRFIDテクノロジーを選択する際に途方に暮れることがよくあります。 私自身の開発とアプリケーションの経験に基づいて、関連するアプリケーション資料と技術データに言及することに基づいて、この記事を通して読者により包括的かつ客観的な理解を与え、適切な頻度でRFIDシステムを選択する際にユーザーに助けを提供したいと考えています。

2さまざまな周波数帯域におけるRFIDテクノロジー特性の2簡単な説明

2。1低周波数：

使用される周波数帯域は10kHz〜1MHzで、一般的な主要な仕様は125kHz、135kHzなどです。一般に、この周波数帯域の電子タグは受動的であり、誘導結合を通じてエネルギー供給とデータ送信が実行されます。 低周波数の最大の利点は、金属または液体オブジェクトに近い場合、タグが影響を受けにくいことです。 同時に、低周波システムは非常に成熟しており、読み書きの価格は低くなっています。 ただし、欠点は読み取り距離が短く、複数のタグを同時に読み取ることができない（衝突防止）と低情報量です。 一般的なストレージ容量は、128ビットから512ビットです。 主にアクセス制御システム、動物チップ、車の盗難防止装置、おもちゃで使用されています。 低周波システムは成熟しており、読み取りおよび書き込み装置は低い共振周波数のために安価ですが、タグはインダクタンス値が大きい巻線インダクタを作成する必要があり、多くの場合、チップの共鳴コンデンサをカプセル化する必要があります。 タグのコストは、他の周波数帯域のコストよりも高くなります。

2。2高周波：

使用される周波数帯域は1MHz〜400MHzで、一般的なメイン仕様は13。156MHzのISMバンドです。 この周波数帯域のタグは依然として主に受動的であり、誘導結合を通じてエネルギー供給とデータ伝達も実行されます。 この周波数帯域で最大のアプリケーションは、私たちがよく知っている非接触型スマートカードです。 低周波と比較して、その透過速度は通常100kbpsを超えて速く、複数のタグを識別できます（各国際標準には成熟防止防止メカニズムがあります）。 この周波数帯域のシステムは、非接触型スマートカードのアプリケーションと人気の恩恵を受けており、システムも比較的成熟しており、読み書き装置の価格は比較的低くなっています。 製品は最も豊富で、ストレージ容量は128ビットから8Kを超えるバイトを超える範囲で、最も単純な書き込みロックからストリーム暗号化、さらには暗号化コップロセッサさえ統合されている非常に高いセキュリティ機能をサポートできます。 通常、アイデンティティ認識、ライブラリ管理、製品管理などに使用されます。高いセキュリティ要件を備えたRFIDアプリケーションの場合、この周波数帯域は現在唯一の選択肢です。

2。3超高周波：

使用される周波数帯域は400MHz〜1GHzで、一般的なメイン仕様は433MHz、868〜950MHzです。 この周波数帯域は、電磁波を通じてエネルギーと情報を送信します。 この周波数帯域では、アクティブアプリケーションとパッシブアプリケーションの両方が一般的です。 パッシブタグの読み取り距離は約3〜10mで、伝送速度は高速で、通常は約100kbpsに達する可能性があります。 さらに、アンテナはエッチングまたは印刷によって製造できるため、コストは比較的低くなります。 読み取り距離が長く、情報伝送率が高速で、同時に多数のタグを読み取り、識別する機能があるため、ロジスティクスやサプライチェーン管理などのフィールドに特に適しています。 ただし、この周波数帯域の不利な点は、金属オブジェクトと液体オブジェクトへのアプリケーションが理想的ではなく、システムが成熟していないことです。 読み書き装置の価格は非常に高価であり、アプリケーションとメンテナンスのコストも高くなっています。 さらに、この周波数帯域のセキュリティ特性は平均であり、セキュリティ要件が高いアプリケーションには適していません。

2。4マイクロ波： 使用される周波数帯域は1GHzを超えており、一般的な仕様は2。45GHzおよび5。8GHzです。 マイクロ波バンドの特性とアプリケーションは、UHFバンドの特性と類似しており、読み取り距離は約2メートルですが、環境により敏感です。 その周波数はUHFの周波数よりも高いため、タグのサイズはUHFのサイズよりも小さくすることができますが、水によるこの周波数帯域の信号の減衰はUHFのそれよりも高く、作業距離もUHFの距離よりも小さくなります。

通常、手荷物追跡、アイテム管理、サプライチェーン管理などに使用されます。

2。5アプリケーションに従って適切な周波数帯域RFIDテクノロジーを選択します

前の部分では、各周波数帯域にRFIDテクノロジーの特性を簡単に導入しました。 この部分では、適切なRFIDテクノロジーを選択する方法に焦点を当てます。

まず、RFIDシステムのコストには、ハードウェアコスト、ソフトウェアコスト、統合コストが含まれます。 ハードウェアコストには、読者のコストとタグだけでなく、インストールコストも含まれます。 多くの場合、アプリケーションとデータ管理ソフトウェアと統合がアプリケーション全体の主なコストです。 コストを検討する場合は、タグの価格など、ハードウェアだけでなく、システムの全体的なコストを考慮する必要があります。 ここでは、問題のこの部分についてさらに議論して分析することはありませんが、読者はそれを理解して理解する必要があります。 以下では、主に、技術的な観点から適切な周波数帯域を選択する方法について説明します。

第二に、同じ周波数帯域のRFIDシステムであっても、通信距離は非常に異なることを知っています。 通信距離は通常、アンテナの設計、リーダーの出力電力、タグチップの消費電力、リーダーの受信感度などに依存するためです。特定の周波数帯域でのRFIDシステムの作動距離は、別の周波数帯域のRFIDシステムの動作よりも大きいと単純に想定することはできません。

第三に、理想的なRFIDシステムは、長時間の動作距離、高い伝送速度、低消費電力を持っています。 ただし、実際には、このような理想的なRFシステムは存在せず、高いデータ送信レートは比較的近い距離でのみ達成できます。 それどころか、通信距離を増やしたい場合は、データ送信レートを下げる必要があります。 したがって、通信距離が長いRFIDテクノロジーを選択したい場合は、通信率を犠牲にしなければなりません。 周波数帯域を選択するプロセスは、多くの場合、妥協プロセスです。

第4に、通信距離を検討することに加えて、RFシステムを選択するときに、通常、メモリ容量やセキュリティ機能などの要因も検討します。 これらのアプリケーション要件によれば、適切なRFID周波数帯域とソリューションを決定できます。 既存のソリューションから、UHFおよびマイクロ波RFIDシステムは最大の動作距離（3〜10メートルに達する可能性があります）を持ち、より速い通信率を持ちますが、タグチップの消費電力と複雑さを減らすためには、複雑なセキュリティメカニズムを実装せず、ロックの書き込みやパスワード保護などの単純なセキュリティメカニズムに限定されます。 さらに、この周波数帯の電磁波エネルギーは水中でひどく減衰しているため、動物（体内に50％以上の水を含む）と液体を含む薬を追跡するのに適していません。 低周波および高周波システムの読み取りおよび書き込み距離は小さく、通常は1メートル以下です。 高周波帯域は、成熟した接触レススマートカードで使用されており、大きなメモリ容量と複雑なセキュリティアルゴリズムをサポートできます。 前述のように、通信率とセキュリティ要件により、非接触型スマートカードの作業距離は一般に約10cmです。 高周波帯域のISO15693仕様は、通信率を下げることで通信距離を増加させます。 大規模なアンテナと高出力の読者と作家により、作業距離は1メートル以上に達する可能性があります。 低周波帯域は、キャリア周波数が低いため、通信率が最も低く、これは高周波13。56MHzの100倍以上低く、通常、複数のタグの読み取り値をサポートしていません。

3ケース分析

3。1動物追跡管理

従来、動物の追跡と管理は低周波RFIDテクノロジーを使用しており、コーディングと空間信号インターフェイスには国際的な基準があります。 対応する国際基準は、ISO11784およびISO11785です。 高周波および低周波RFIDテクノロジーには独自の利点と欠点があるため、現在、動物の追跡と管理のための頻度バンドについて議論があります。 低周波テクノロジーソリューションの使用をサポートする主な理由は次のとおりです

（1）実際には、国際的な基準と互換性の要件が存在します。

（2）単一アンテナソリューションを使用する場合、低周波システムの読み取り距離と書き込み距離は通常、高周波システムのそれよりも20％〜30％大きくなります。 低周波システムのデータレートは低いため、タグチップの消費電力はマイクロワットよりも少ない場合があります。

（3）低周波システムのデータ伝送速度は低いですが、信号の強度を考えると、実際のアプリケーションでは読解効率は低くありません。

（4）低周波システムは、動物組織に浸透することができ、埋め込み可能な電子タグの唯一の周波数オプションです。

高周波技術ソリューションをサポートする理由は次のとおりです。

- （1）国際標準ISO11784の動物コーディング方法は、高周波および超高頻度のバンドソリューションで完全に実装できます。 アプリケーションとシステムレベルに違いはありません。

- （2）周波数の違いにより、低周波タグを巻線インダクタで傷つけてタグアンテナを形成する必要があり、タグを作成するコストは高周波タグのコストよりも高くなります。 クレジットカードのサイズの高周波タグの場合、通常は約3回巻き付けるだけで、低コストの印刷プロセスを使用できます。 高周波タグの全体的なコストは低くなります。 これは認識されている事実です。

- （3）合理的に実装されている場合、高周波システムは、低周波システムのそれに匹敵する読み取り距離に匹敵する距離を達成することもできます。 さらに、高周波読者は、正確かつ迅速なデータ収集を助長するゲートアンテナを介してアクション範囲を制御できます

- （5）高周波周波数の使用はグローバルな統一された基準となっており、高周波システムの使用は世界中の互換性の問題に直面しません。 編集者は、RFID移植を必要としない豚などの動物の追跡と管理に高周波技術ソリューションを使用することを支持しています。 主な理由は、システムコストの考慮事項に基づいています。 私の国の農産物の価格と利益率は非常に低いです。 豚などの動物の追跡と管理のハードウェア消費コストは、主にタグから来ています。 コストのこの部分を削減するには、高周波技術を使用する必要があります。 同時に、豚の農業などの生産ユニットには通常ブロードバンド接続がないことを考慮すると、電子タグはラベル情報だけでなく、特定の関連データも保存する場合があります。 高周波ソリューションの一般的なストレージスペースは、1kを超えるビットに達する可能性があります。 第二に、私の国の現在の主要なRFIDインフラストラクチャは、高周波技術に基づいており、互換性のある技術システムの使用は、設置コストと信頼性に利点があります。 チップ、タグパッケージ、リーディングおよびライティング機器、システムの統合、その他の側面の観点から、私の国には、低頻度技術とは類を見ない高周波技術のサプライヤーが何百もあります。 さらに、豚の管理などの用途では、埋め込み型の電子タグは必要ありません。動物の耳タグを使用できます。 もちろん、動物追跡管理で使用される高周波技術ソリューションは、従来の高周波無線周波数システムとは異なります。 高周波技術が動作距離と信頼性の観点からシステム要件を満たすことができるように、環境の動作距離への影響を減らし、特別な読み取り機器を開発するために、研究開発作業を実施する必要があります。

3。2薬物管理

今日でも、2006年には、専門家は、消費財セクターのアイテムレベルの追跡と管理が達成に3〜5年かかる目標であるとまだ考えています。 ただし、比較的価値の高い薬物の単一項目管理を実現するための無線周波数識別技術の使用はすでに現実です。 米国食品医薬品局（FDA）は、2007年に原材料から家庭医学キャビネットまで、単一薬物のフルプロセス追跡と管理を必要としています。 薬物管理の単一項目管理の場合、高周波技術の使用には、より包括的な利点があるようです

（1）高周波と超高周波の両方が電磁界を介してエネルギーと信号伝達を達成し、超高周波数は電界を介したエネルギーと信号伝達を達成します。 システムは通常、FARフィールドで機能します。 非常に近い単一のアイテムの場合、タグを排除すると、タグ（アイテム）が見逃されます。 高周波システムは近いフィールドで機能します（つまり、電磁場はまだシステム内に結合されており、電磁波は放出されません）。 エネルギーと信号は磁場を介して送信されます。 システム内のタグは正確に識別できます（もちろん、作業距離は1メートル以内にしかありません）。また、抗エレクトマグネティック干渉（EMI）能力が優れています。

（2）液体と金属の影響。 超高周波数と比較して、水中の高周波信号の減衰は小さく、液体を含む容器により適しており、薬のかなりの部分は液体です。

（3）ストレージ容量。 高周波タグのストレージ容量は8Kバイトに達する可能性があるため、タグにさらに情報を保存して、単なる電子番号ではなく「モバイルデータベース」を実現できます。 現在の超高周波数ソリューションには、このような大容量の電子タグはありません。

（4）高周波13。56MHzは、国際的に使用されるISM周波数帯域であり、互換性の問題はありません。 ただし、これまでのところ、世界のすべての地域で超高度の周波数は利用できません。 私の国の超高周波数帯は、策定されています。

4つの要約

要約すると、RFIDテクノロジーの各周波数帯域には独自の特性があります。 同じ周波数帯域のRFIDシステムであっても、通信距離は大きく異なります。 特定の周波数帯域でのRFIDシステムの動作距離は、別の周波数帯域のRFIDシステムの動作よりも大きいと単純に想定することはできません。 実際にRFIDシステムを選択する場合、RFIDシステムの全体的なコスト、メモリ容量やセキュリティ機能などの要因を考慮し、これらの要因に基づいて適切なRFID周波数帯域を選択する必要があります