RFID - Un'introduzione di base e un'applicazione semplice

Prova Il Nostro Strumento Per Eliminare I Problemi





Considera un paio di situazioni:

  • Sei in un centro commerciale a comprare un sacco di cose e ora devi aspettare a lungo in coda e quando arriva il tuo momento, la persona al banco controlla ogni articolo per il suo codice a barre, lo scansiona e poi il computer lo elabora lentamente . Nel complesso è un lavoro che richiede molto tempo sia per te che per la persona allo sportello.
  • Dovresti creare un database degli studenti di una scuola o di un college o dei dipendenti di qualsiasi organizzazione, presenti in un determinato giorno. Controllare manualmente l'ID di ogni persona, creare un database, aggiornarlo è un lavoro abbastanza faticoso da fare.

Allora che ne dici di considerare un'alternativa, in virtù della quale puoi semplicemente ritirare le cose dal centro commerciale, posizionare la borsa sullo scanner e pagare il conto e partire. Anche negli istituti scolastici o nelle organizzazioni in cui è sufficiente assegnare un tag ID a ciascun membro, controllare la loro presenza in un determinato giorno tramite il tag ID.

Per ottenere le alternative di cui sopra, la soluzione o la tecnologia utilizzata è RFID.




Definizione di RFID:

RFID o Radio Frequency Identification System è un sistema di identificazione basato sulla tecnologia che aiuta a identificare gli oggetti solo attraverso i tag ad essi collegati, senza richiedere alcuna luce di vista tra i tag e il lettore di tag. Tutto ciò che serve è la comunicazione radio tra il tag e il lettore.

Un sistema RFID di base:

3 Componenti principali di un sistema RFID



  • Un tag RFID: Consiste in un microchip di silicio attaccato a una piccola antenna e montato su un substrato e incapsulato in diversi materiali come il velo di plastica o di vetro e con un adesivo sul retro da attaccare agli oggetti.

    Tag RFID

    Tag RFID

  • Un lettore: Consiste in uno scanner con antenne per trasmettere e ricevere segnali ed è responsabile della comunicazione con il tag e riceve le informazioni dal tag.
Un lettore RFID

Un lettore RFID

  • Un processore o un controller : Può essere un computer host con un microprocessore o un microcontrollore che riceve l'input del lettore ed elabora i dati.

2 tipi di sistemi RFID:

  • Sistema RFID attivo: Questi sono sistemi in cui il tag ha una propria fonte di alimentazione come qualsiasi alimentatore esterno o una batteria. L'unico vincolo è la durata dei dispositivi di alimentazione. Questi sistemi possono essere utilizzati per distanze maggiori e per monitorare merci di alto valore come i veicoli.
  • Sistema RFID passivo: Si tratta di sistemi in cui il tag ottiene l'alimentazione attraverso il trasferimento di potenza da un'antenna del lettore all'antenna del tag. Sono utilizzati per la trasmissione a corto raggio.

Qui ci occupiamo principalmente del sistema RFID passivo in quanto è più ampiamente utilizzato in applicazioni regolari come nelle organizzazioni del mercato al dettaglio.

Una breve idea su come funziona il sistema RFID passivo:

Il tag può essere alimentato utilizzando il metodo di accoppiamento induttivo o il metodo di cattura delle onde EM. Consente di avere una breve conoscenza del sistema utilizzando questi due metodi.

  • Un sistema RFID passivo che utilizza il metodo di accoppiamento a induzione: In questo approccio, il tag RFID ottiene l'alimentazione dal lettore tramite il metodo di accoppiamento induttivo. Il lettore è costituito da una bobina collegata a un'alimentazione CA in modo tale che attorno ad essa si formi un campo magnetico. La bobina del tag è posizionata in prossimità della bobina del lettore e una forza elettromotrice viene indotta in virtù della legge di induzione di Faraday. L'EMF provoca un flusso di corrente nella bobina, producendo così un campo magnetico attorno ad essa.In virtù della legge di Lenz, il campo magnetico della bobina del tag si oppone al campo magnetico del lettore e ci sarà un successivo aumento della corrente attraverso la bobina del lettore. Il lettore lo intercetta come informazione di carico. Questo sistema è adatto per comunicazioni a brevissima distanza. La tensione CA che appare sulla bobina del tag viene convertita in CC utilizzando il raddrizzatore e la disposizione del filtro.
RFID passivo che utilizza accoppiamento induttivo

RFID passivo che utilizza accoppiamento induttivo

  • Un sistema RFID passivo che utilizza il metodo di propagazione delle onde EM: L'antenna presente nel lettore trasmette onde elettromagnetiche che vengono ricevute dall'antenna presente nel tag come differenza di potenziale ai capi del dipolo. Questa tensione viene rettificata e filtrata per ottenere l'alimentazione CC. L'antenna del ricevitore è mantenuta a un'impedenza diversa che fa sì che rifletta una parte del segnale ricevuto. Questo segnale riflesso viene ricevuto dal lettore e monitorato di conseguenza.
RFID passivo che utilizza la trasmissione di onde EM

RFID passivo che utilizza la trasmissione di onde EM

Un'idea su come funziona il sistema RFID attivo:

Nel sistema RFID attivo, il lettore invia il segnale al tag utilizzando un'antenna. Il tag riceve queste informazioni e le rinvia insieme alle informazioni nella sua memoria. Il lettore riceve questo segnale e lo trasmette al processore per un'ulteriore elaborazione.


Un sistema RFID attivo

Un sistema RFID attivo

Un esempio funzionante di applicazione RFID: un sistema di presenza basato su RFID

Quindi, ora vediamo un approccio pratico alla soluzione del nostro secondo problema: mantenere e controllare un database per i membri di un'istituzione, utilizzando il sistema RFID.

L'idea di base prevede che ogni persona dell'istituto abbia una carta d'identità e quando questa carta viene strisciata contro il lettore, le informazioni della persona vengono abbinate al sistema esistente nel database e la sua presenza viene contrassegnata.

Un pratico sistema di presenza basato su RFID

Un pratico sistema di presenza basato su RFID

Schema a blocchi del sistema

Schema a blocchi del sistema

L'intero sistema utilizza il sistema RFID passivo con metodo di accoppiamento induttivo. Quando la scheda RFID (tag) viene strisciata contro il lettore RFID, un segnale portante di 125 KHz viene inviato alla bobina del tag, che riceve questo segnale e lo modula. Questo segnale modulato viene ricevuto dal lettore, interfacciato al microcontrollore. Il microcontrollore riceve questi dati ed è programmato per confrontarli con i dati nel database esistente. Se i dati corrispondono, i dettagli rilevanti di quella particolare persona vengono visualizzati sul display LCD interfacciato al microcontrollore.

Quindi ora ho dato una breve idea sul sistema RFID e una semplice applicazione, pensa ad alcune altre applicazioni dell'RFID e dai i tuoi input.

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