Công nghệ nhận thức của Internet vạn vật công nghiệp - UHF RFID

Ngày nay, các hệ thống sản xuất thông minh sử dụng dữ liệu được lưu trữ trong Thẻ RFID để tạo ra các sản phẩm tùy chỉnh linh hoạt và hiệu quả hơn. Việc ứng dụng công nghệ RFID trên sàn nhà máy đã mang lại mức độ tự động hóa và tiêu chuẩn hóa cao hơn, đồng thời có những đóng góp sâu rộng cho quá trình "tinh gọn" quá trình của chuỗi cung ứng hiện đại. So với các công nghệ nhận dạng hiện có, chẳng hạn như thẻ chủ động và mã vạch, thẻ RFID thụ động không cần nguồn điện riêng và không cần đường ngắm để hoạt động, điều này có lợi thế lớn.

Theo một năm 2020 báo cáo của các nhà nghiên cứu Prudour, thị trường IoT công nghiệp và tiêu dùng kết hợp dự kiến sẽ đạt 11,1 nghìn tỷ USD vào năm 2025; thị trường cảm biến RFID không dùng pin toàn cầu dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 13,3%; Nó sẽ đạt 209,9 triệu USD vào năm 2030. Việc mở rộng mạnh mẽ các ứng dụng IoT đã đặt ra một số vấn đề liên quan đến pin cung cấp năng lượng cho các thiết bị IoT—không chỉ về tính bền vững và bảo vệ môi trường mà còn từ góc độ chi phí và khả năng dự đoán. Do đó, các nhà phát triển Công nghiệp 4.0 đang tìm kiếm giải pháp không dùng pin. Khi đó, các thiết bị RFID thụ động và thẻ RFID thụ động chắc chắn sẽ đáp ứng nhu cầu này.

Công nghệ RFID thụ động không yêu cầu phần mềm và phần cứng đặc biệt và việc truyền dữ liệu từ thẻ RFID đến đầu đọc RFID chỉ mất vài mili giây và nó hoàn toàn tuân thủ giao thức EPC Gen2 hiện tại. Lợi ích cho người dùng là không cần phần cứng hoặc phần mềm đặc biệt để thu thập và xử lý các phép đo. Đầu đọc RFID hiện có trên thị trường có thể thu thập và phân tích dữ liệu từ thẻ RFID và gửi dữ liệu đó đến các hệ thống cấp cao hơn. Ví dụ: ID Tài sản và số EPC có thể được ghi lại cùng với dữ liệu cảm biến khi tích hợp thẻ RFID dựa trên chip đọc-ghi vào các ứng dụng hậu cần. Lớp phủ có thể được chuyển đổi sang nhiều định dạng bộ phát đáp khác nhau, từ thẻ linh hoạt đến thẻ cứng. Các phiên bản đóng gói cổ điển, chẳng hạn như IC cảm biến tích hợp QFN, phù hợp ngay cả trong môi trường khắc nghiệt.

Công nghệ RFID nằm trong lớp nhận thức của Internet of Things, là nền tảng cho sự phát triển của Internet of Things và điều kiện tiên quyết để hiện thực hóa Internet of Things. So với các thẻ RFID có tần số khác, thẻ UHF an toàn hơn và dễ xuyên thủng hơn. Với đầu đọc UHF, chúng có thể chống nhiễu tốt hơn và có tốc độ đọc và ghi nhanh hơn. Vì vậy, trong những năm gần đây, sự phát triển của nó ngày càng nhanh hơn và ứng dụng của nó rất rộng rãi. Vậy các phương pháp truyền tín hiệu của UHF RFID là gì, chủ yếu bao gồm phân cực tuyến tính và phân cực tròn:

Phân cực tuyến tính: Sóng điện từ trong đó vectơ điện trường có hướng cố định trong không gian được gọi là tuyến tính sự phân cực. Đôi khi mặt đất được dùng làm tham số, hướng của vectơ điện trường song song với mặt đất được gọi là phân cực ngang và hướng vuông góc với mặt đất được gọi là phân cực dọc.

Phân cực tròn: Khi Góc giữa mặt phẳng phân cực của sóng vô tuyến và mặt phẳng pháp tuyến của trái đất thay đổi từ 0 đến 360°, nghĩa là độ lớn của điện trường không đổi và hướng thay đổi theo thời gian, quỹ đạo của điểm cuối vectơ điện trường vuông góc với sự truyền sóng Khi hình chiếu trên mặt phẳng hướng là một hình tròn, nó được gọi là phân cực tròn.

Ăng-ten phân cực tròn có thể nhận được sóng vô tuyến ở bất kỳ phân cực nào và sóng bức xạ của chúng cũng có thể được thu bởi bất kỳ ăng-ten phân cực nào; anten phân cực tròn có tính trực giao quay; sóng phân cực xảy ra trên các mục tiêu đối xứng (như mặt phẳng, hình cầu, v.v.). Khi hướng quay bị đảo ngược, sóng điện từ có các hướng quay khác nhau có giá trị cách ly phân cực lớn hơn.