Unterschiede zwischen UHF Gen 2 RFID und HF RFID

Derzeit ist die Leistung von UHF Gen 2RFID bei kleinen Monomeren in Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien vergleichbar mit der bei BoxPaletten in Frachtzentren. Aufgrund der geringen Kosten hat UHF-RFID dazu geführt, dass die alte, langsame und teure HF-13,56-MHz-RFID-Technologie obsolet geworden ist. Bevor Sie entscheiden, welche RFID-Technologie eingesetzt werden soll, müssen Sie die Grundkonzepte von UHF und HF verstehen.

Radiofrequenzwellen bestehen aus zwei Komponenten: magnetischen Wellen und elektrischen Wellen. Im Allgemeinen basiert HF RFID 13,56 MHz auf der „Nahfeld“-Technologie. Magnetfeld im elektromagnetischen Feld, während es sich bei UHF RFID 860-960 MHz um Fernfeldstrahlung handelt, die sowohl Magnetfelder als auch elektrische Felder umfasst. Die Art der Welle, die im UHF-Tag reagiert, hängt von zwei Aspekten ab: dem Abstand zwischen der RFID-Tag-Antenne und dem RFID-Lesegerät.

Da die Stärke der Magnetfeldkomponente in der Welle mit rapide abnimmt Entfernung kann es nur im Nahfeld funktionieren. Seine effektive Reichweite ist durch die Antennenstruktur auf etwa eine oder zwei Wellenlängen begrenzt. Da das HF-Tag eine induktive Kopplung verwendet, um das Magnetfeld zu erfassen und Energie zu empfangen. Bei HF-Tag-Antennen handelt es sich in der Regel um induktive Antennen, die ähnlich wie Spulen wirken und daher mehr leitfähiges Material und einen komplexeren Herstellungsprozess erfordern als entsprechende UHF-Tag-Antennen. Glücklicherweise haben HF-Tags keinen toten Punkt über dem Magnetfeld, und mit einer geeigneten Antenne können UHF-Tags problemlos die gleiche Nahfeldenergie erfassen, viel effizienter und kostengünstiger.

Maxwell& Die vier Gleichungen bilden die Grundlage für die Analyse und Gestaltung elektromagnetischer Felder. Das Faradaysche Gesetz ist eine dieser vier Gleichungen: „Die von einer Spule in einem Magnetfeld induzierte Spannung ist proportional zur Stärke und Frequenz des Magnetfelds.“ Dabei offenbart sich ein äußerst einfaches Konzept: Je höher die Frequenz, desto höher der Wirkungsgrad. Die Frequenz von UHF ist 60-mal so hoch wie die von HF, was bedeutet, dass die Energiekopplungseffizienz zwischen dem RFID-Tag und der RFID-Leseantenne bei UHF etwa 60-mal so hoch ist wie bei HF.

Das traditionelle Konzept ist dass UHF-RFID nicht für Etiketten auf Artikelebene geeignet ist: Das Etikett ist zu groß und UHF-RFID kann nicht für Flüssigkeiten, Metalle und kleine Einzelartikelverpackungen funktionieren, die nahe beieinander liegen. Und UHF ist zu weit entfernt, wobei außer Acht gelassen wird, dass UHF Gen 2 im Nahfeld viel einfacher und effizienter eingesetzt werden kann als HF. Das bedeutet, dass UHF-Systeme viel mehr Dinge lesen können als HF-Systeme, einschließlich Flüssigkeiten und Gegenstände mit hohem Metallgehalt. Noch wichtiger ist, dass die Anwendungen auf Artikelebene in der Lage waren, die verschiedenen Vorteile, die der UHF-Gen-2-Standard für die Lieferkette mit sich bringt, auszugleichen. Der Schlüssel liegt in der Steuerung des Nahfeldes von UHF. Diese Komponente der Hochfrequenzwelle eignet sich besonders für die RFID-Arbeit auf Artikelebene auf sehr kurze Distanz. Anwendungen mit Nahfeld-UHF-Gen-2-Lösungen nehmen zu.

Im Dezember 2004 genehmigte EPC Global das UHF-Gen-2-Protokoll, was zum ersten globalen RFID-Standard führte. Seitdem gibt es auf dem Markt viele Produkte, die diesen Standard erfüllen. Diese Beliebtheit beweist die Allgegenwärtigkeit von einzelnen Gegenständen, Behältern bis hin zu Paletten, Objekten, die sowohl im Nah- als auch im Fernfeld verwendet werden, sowie Materialien, die Flüssigkeiten, Metalle, dicht gepackte und verpackte Gegenstände usw. umfassen.

Drei Jahre später HF-Produktentwickler mussten den Standard unterstützen. Im Gegenteil: Die neueste HF-Spezifikation hat die Verfasser desillusioniert. Laut Ken Laing, Standardautor für HF „V2“ (der HF-Version von UHF Gen 2) war die Arbeit bisher begrenzt, mit begrenzten Verbesserungen an bestehenden Standards und einigen kommerziellen Produkten.

Laing geht davon aus, dass Unternehmen, die EPC auf Gen 2 HF-Tags kodieren, eine Leistung erzielen werden Verbesserungen im Vergleich zur EPC-Kodierung auf dem derzeit beliebten HF-Standard ISO 15693. Er sagte, dass die Verbesserung nach den Ergebnissen von RFID Update zwar nicht weltbewegend, aber immer noch viel besser sei als die derzeit auf dem Markt befindlichen HF-Produkte. Der vielleicht wichtige Punkt ist, dass die sogenannten qualifizierten V2-Produkte den Standard zwar genehmigt haben, ihn aber überhaupt nicht erfüllen. Es wird lange dauern, und selbst wenn es jetzt verfügbar ist, wird es nicht die aktuelle Leistung von UHF Gen 2 erreichen.

Dieser Artikel geht jedoch zurück, um sich weiterhin mit der Frequenzdebatte zu befassen, denn es hängt mit der tatsächlichen Bereitstellung zusammen.

Berücksichtigen Sie die folgenden Faktoren:

* UHF Gen 2 deckt verschiedene Anwendungen in allen globalen Lieferketten ab;

* UHF Gen 2 ist bei allen Arten von Produktmaterialien wirksam, einschließlich Flüssigkeiten und Metallmaterialien.

Was UHF Gen 2 betrifft, ist es in der HF-RFID-Technologie aus folgenden Gründen überflüssig:

* Es gibt nichts, was HF erreichen kann, UHF jedoch nicht.

* Viele Dinge, die HF nicht leisten kann, UHF jedoch nicht. HF kann nur einen kleinen Teil davon ansprechenweites Feld von UHF-RFID.

Für RFID-Anwendungen ist UHF eine „Obermenge“ von RFID-Anwendungen. von RFID. Produkte, die diesem Standard entsprechen, sind in der Lage, eine Vielzahl von Artikeln, Behältern, Paletten, allen Materialien und Verpackungsarten zu handhaben und bieten viel höhere Durchsatzraten als HF.

Ein ordnungsgemäß eingesetztes UHF Gen 2 Das System funktioniert einwandfrei bei großen oder kleinen Gegenständen, Flüssigkeiten oder Metallen sowie bei Behältern und Paletten und eliminiert effektiv die HF, die vor Nahfeld-UHF Gen 2 vorhanden war. Es bietet Vorteile auf Artikelebene. Ja, Flüssigkeiten können HF-Energie absorbieren und Metalle können HF-Energie reflektieren, aber das sind alles Dinge, die im Fernfeld zu berücksichtigen sind, nicht im Nahfeld. Da eine ordnungsgemäß konzipierte UHF-Tag-Antenne sowohl im Nahfeld als auch im Fernfeld verwendet werden kann, kann sie das angebrachte Metall tatsächlich als Verlängerung der Antenne nutzen! HF-Tags können dies jedoch nicht, da ihnen die Möglichkeit zur elektrischen Feldkopplung fehlt. Lassen Sie uns dennoch etwas näher auf die praktischen Auswirkungen des Einsatzes eines HF-RFID-Systems eingehen.

Zuerst war HF nicht in der Lage, Fernfeldanwendungen zu realisieren, was bedeutete, dass dies auch nicht möglich war Wird für Behälter und Paletten verwendet, die RFID benötigen, um in Lagern und Logistikzentren aus der Ferne funktionieren zu können. Daher war die Anwendungsentfernung von HF auf den Nahfeldbereich beschränkt.

Daher müssen Unternehmen, die HF für die Kennzeichnung von Etiketten auf Artikelebene wählen, auch UHF Gen 2 für die Kennzeichnung von Behältern und Paletten einsetzen. Heutzutage müssen mehrere komplexe Faktoren wie die Mehrkanal-Datenträgerarchitektur, Kosten, Komplexität, Effizienz und Wartung gleichzeitig berücksichtigt werden. Wenn Sie also denken, dass digitale Logistik nicht schwierig ist, werden Sie an eine Wand stoßen. Dazu müssen wir auch einige wirtschaftliche Faktoren berücksichtigen: UHF-Gen-2-Tags werden immer billiger sein als HF-Tags.

Da UHF-Tags einfach herzustellen sind, werden sie sogar zwei- bis dreimal billiger sein. Im Gegensatz zu HF-Tags eignen sich UHF-Gen-2-Tags besonders gut für einfache Hochgeschwindigkeitsfertigungstechnologien, bei denen Prozessverbesserungen besonders gut möglich sind. Dank der Einfachheit von UHF Gen 2 und der einschichtigen Antennenstruktur kann es mit einem kostengünstigen leitfähigen Tintenprozess hergestellt werden. UHF ist ein sehr praktisches und kostengünstiges Band zur Einhaltung von Standards. Tatsächlich kann derselbe UHF-Gen-2-Chip, der für große Reichweiten entwickelt wurde und auf einem großen Tablett verwendet wird, auch mit einer Nahfeldantenne mit einer Größe von etwa 6 mm verwendet werden – solche Tags sind viel kleiner und billiger als zuvor weit verbreitete HF-Tags mehr, plus bessere Leistung.

Ein weiterer Vorteil der UHF-Antennenstruktur besteht darin, dass die UHF-Tags keinen RF-„Schatten“ werfen, wenn Gegenstände sehr nahe beieinander gestapelt sind. auf angrenzenden Gegenständen. Bei der HF-Tag-Antenne ist das nicht der Fall. Die Antenne besteht aus einer dicken Metallspule, die eine magnetische Abschirmung für benachbarte Tags bilden kann, sodass das Lesegerät sie lesen kann. Daher weist UHF eine zuverlässigere Leistung auf.

Die kontinuierliche Weiterentwicklung der UHF-Gen-2-Technologie wird die Kosten-, Leistungs- und Funktionslücke zwischen ihr und der HF-Technologie weiter vergrößern, und diese Lücke wird durch HF niemals geschlossen. Dies ist der grundlegende Punkt, denn die Wirtschaftlichkeit von UHF Gen 2 profitiert tatsächlich von der Physik des UHF-Bandes. Für den RFID-Betrieb ist die Effizienz des UHF-Frequenzbands 60-mal so hoch wie die des HF-Frequenzbands.

Wenn das Ziel eine gekoppelte Kommunikation zwischen RFID-Tags und RFID-Lesegeräten ist, hat UHF viele Vorteile gegenüber weniger leistungsfähigem HF Lösungen. Denn UHF Gen 2 zeichnet sich durch hohe Geschwindigkeit, hohe Zuverlässigkeit und Flexibilität im Betrieb aus. Aus diesem Grund kam Nancy Anderson, CEO von Blue Vector, zu dem Schluss: „Wir verwenden HF nicht mehr oft, weil es nicht so flexibel ist wie UHF.“

Julie Kuhn von Cardinal Health, Manager von Pedigree, hat mir das erklärt. „Mit HF-Tags kann man nicht die Lesegeschwindigkeiten von UHF-Tags erreichen.“ Das bedeutet, dass unsere Förderbänder nicht schneller als die langsamste Leserate sein können.“ Dies ist eine große Einschränkung, die sich auf den Auftragsdurchsatz für Händler auswirkt. „Im Moment“, sagte er. Sie fuhr fort: „Wir holen Bestellungen bis 20:00 Uhr ab.“ und versenden sie ab 5:30 Uhr. Diese komplexe UF/UHF-Architektur wird unsere Fähigkeit einschränken, die Zeit für das Auffüllen des Frachtbriefs einzuhalten.“ .

Dies verschärft das Problem bei Multiprotokoll-Architekturen. Und leider schafft die Lösung dieser Probleme mit Geräten, die sowohl HF- als auch UHF-Tags lesen können – also Multiprotokoll-RFID-Lesegeräte – nur noch mehr Probleme. Zu diesen Problemen gehören komplexere, teurere und anspruchsvollere Abfragegeräte mit geringeren Leseraten und weniger zuverlässigen Lesevorgängen, da das Abfragegerät regelmäßig mehrere Abfragen abdecken muss. Dies ist ein Kompromiss. Diese Probleme entstehen entlang der Lieferkette, wenn mehrere datentragende Protokolle verwendet werden.

Während Gen 2 diese Probleme des Wettbewerbs und der Inkompatibilität mit UHF-Standards löst, weist die HF-Technologie selbst auch diese Probleme auf. Zu den derzeit verwendeten relevanten Standards gehören ISO 14443, ISO15693 und EPCglobal HF Class 1. Abhängig von der gewählten Technologie und dem gewählten Standard besteht für die Bereitstellung, Wartung und Aktualisierung einer hybriden Systemarchitektur selbstverständlich die Notwendigkeit, die jeweiligen Datenformate zu verwalten, auch wirtschaftlich und logistisch Es ist nicht erforderlich, separate UHF- und HF-Architekturen zu unterstützen. Worum geht es?

Die letztendlich vom Unternehmen angenommene Kontinuitätsstrategie hat große Auswirkungen auf nachgelagerte Handelspartner und wird nach und nach die gesamte Lieferkette durchdringen. Dieses Szenario tritt heute in einigen Bereichen der Medizin auf, wo das hier verwendete gemischte Protokollsystem den zuverlässigen Warendurchsatz behindert. Julie Kuhn fügte hinzu: „Unser Fokus liegt darauf, wie wir alle Technologien in einer einzigen Technologie kombinieren und so eine hochautomatisierte Umgebung schaffen können, in der wir die Genealogieinformationen eines Artikels auf Artikel- und Containerebene erfassen und unseren bestehenden hohen Durchsatz aufrechterhalten können.“ ;