ความแตกต่างระหว่าง UHF Gen 2 RFID และ HF RFID

ปัจจุบัน ประสิทธิภาพของ UHF Gen 2RFID บนโมโนเมอร์ขนาดเล็กในสายการผลิตความเร็วสูงเทียบได้กับประสิทธิภาพบนพาเลทกล่องในศูนย์ขนส่งสินค้า เนื่องจากต้นทุนต่ำ UHF RFID จึงทำให้เทคโนโลยี HF 13.56 MHz RFID เก่า ช้า และมีราคาแพงล้าสมัย ก่อนที่จะตัดสินใจว่าจะใช้เทคโนโลยี RFID ใด จำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดพื้นฐานของ UHF และ HF

คลื่นความถี่วิทยุประกอบด้วยสององค์ประกอบ: คลื่นแม่เหล็กและคลื่นไฟฟ้า โดยทั่วไป HF RFID 13.56 MHz จะขึ้นอยู่กับ "สนามใกล้" สนามแม่เหล็กในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในขณะที่ UHF RFID 860-960 MHz เป็นการแผ่รังสีระยะไกลซึ่งรวมถึงสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า ชนิดของคลื่นที่ตอบสนองในแท็ก UHF ขึ้นอยู่กับสองด้าน คือ ระยะห่างระหว่างเสาอากาศแท็ก RFID และเครื่องอ่าน RFID

เนื่องจากความแรงของส่วนประกอบสนามแม่เหล็กในคลื่นจะลดลงอย่างรวดเร็วด้วย ระยะทางทำได้เฉพาะในสนามใกล้เท่านั้น ช่วงที่มีประสิทธิภาพถูกจำกัดโดยโครงสร้างเสาอากาศให้มีความยาวคลื่นประมาณหนึ่งหรือสองช่วง เนื่องจากแท็ก HF ใช้การเชื่อมต่อแบบเหนี่ยวนำเพื่อตรวจจับสนามแม่เหล็กเพื่อรับพลังงาน เสาอากาศแท็ก HF มักจะเป็นเสาอากาศประเภทอุปนัยที่ทำหน้าที่คล้ายขดลวด ดังนั้นจึงต้องใช้วัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากกว่าและกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนมากกว่าเสาอากาศแท็ก UHF ที่เทียบเท่ากัน โชคดีที่แท็ก HF ไม่มีจุดตายเหนือสนามแม่เหล็ก และด้วยเสาอากาศที่เหมาะสม แท็ก UHF จึงสามารถจับพลังงานสนามใกล้เคียงเดียวกันได้อย่างง่ายดาย มีประสิทธิภาพและคุ้มค่ากว่ามาก

Maxwell& สมการทั้งสี่ของ #39;เป็นพื้นฐานสำหรับการวิเคราะห์และการออกแบบสนามแม่เหล็กไฟฟ้า กฎของฟาราเดย์เป็นหนึ่งในสมการทั้งสี่นี้: "แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากขดลวดในสนามแม่เหล็กเป็นสัดส่วนกับความแรงและความถี่ของสนามแม่เหล็ก" สิ่งนี้เผยให้เห็นแนวคิดที่เรียบง่ายอย่างยิ่ง: ยิ่งความถี่สูงเท่าไร ประสิทธิภาพก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ความถี่ของ UHF คือ 60 เท่าของ HF ซึ่งหมายความว่าสำหรับประสิทธิภาพการเชื่อมต่อพลังงานระหว่างแท็ก RFID และเสาอากาศเครื่องอ่าน RFID นั้น UHF มีค่าประมาณ 60 เท่าของ HF

แนวคิดดั้งเดิมคือ UHF RFID นั้นไม่เหมาะกับแท็กระดับรายการ: แท็กมีขนาดใหญ่เกินไป และ UHF RFID ไม่สามารถทำงานกับของเหลว โลหะ และบรรจุภัณฑ์ชิ้นเดียวขนาดเล็กที่อยู่ใกล้กัน และ UHF อยู่ไกลเกินไป ซึ่งทั้งหมดนี้มองข้ามความจริงที่ว่า UHF Gen 2 สามารถใช้ในสนามใกล้ได้ง่ายและมีประสิทธิภาพมากกว่า HF มาก ซึ่งหมายความว่าระบบ UHF สามารถอ่านสิ่งต่าง ๆ มากมายที่ HF สามารถอ่านได้ รวมถึงของเหลวและสิ่งของที่มีปริมาณโลหะสูง ที่สำคัญกว่านั้น หมายความว่าแอปพลิเคชันระดับรายการสามารถสร้างสมดุลระหว่างผลประโยชน์ต่างๆ ที่มาตรฐาน UHF Gen 2 นำมาสู่ห่วงโซ่อุปทาน สิ่งสำคัญอยู่ที่วิธีการควบคุมสนามใกล้ของ UHF ส่วนประกอบในคลื่นความถี่วิทยุนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงาน RFID ระดับรายการในระยะทางที่สั้นมาก การใช้งานที่ใช้โซลูชัน Near Field UHF Gen 2 กำลังเติบโต

ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2547 EPC Global ได้อนุมัติโปรโตคอล UHF Gen 2 ส่งผลให้เกิดมาตรฐาน RFID ระดับโลกฉบับแรก ตั้งแต่นั้นมาตลาดก็เห็นสินค้ามากมายที่ได้มาตรฐานนี้ ความนิยมนี้พิสูจน์ให้เห็นแพร่หลายตั้งแต่สิ่งของชิ้นเดียว คอนเทนเนอร์ไปจนถึงพาเลท วัตถุที่ใช้ในทั้งสนามใกล้และสนามไกล และวัสดุที่ครอบคลุมของเหลว โลหะ สินค้าที่บรรจุแน่นและบรรจุหีบห่อ ฯลฯ

สามปีต่อมา ผู้พัฒนาผลิตภัณฑ์ HF ต้องรับรองมาตรฐานนี้ ในทางตรงกันข้าม ข้อกำหนด HF ล่าสุดทำให้ผู้ร่างไม่แยแส ตามที่ Ken Laing นักเขียนมาตรฐานของ HF "V2" (เวอร์ชัน HF ของ UHF Gen 2) จนถึงขณะนี้งานยังมีจำกัด โดยมีการปรับปรุงมาตรฐานที่มีอยู่อย่างจำกัดและผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์บางอย่างที่กำลังเกิดขึ้น

Laing เชื่อว่าบริษัทต่างๆ ที่เข้ารหัส EPC บนแท็ก HF Gen 2 จะเห็นประสิทธิภาพ การปรับปรุงที่เกี่ยวข้องกับการเข้ารหัส EPC บนมาตรฐาน HF ยอดนิยมในปัจจุบัน ISO 15693 เขากล่าวว่าตามผลลัพธ์ของ RFID Update แม้ว่าการปรับปรุงจะไม่ทำให้โลกแตก แต่ก็ยังดีกว่าผลิตภัณฑ์ HF ในตลาดปัจจุบันมาก บางทีประเด็นสำคัญก็คือแม้ว่ามาตรฐานจะได้รับการอนุมัติแล้ว แต่สิ่งที่เรียกว่าผลิตภัณฑ์ V2 ที่ผ่านการรับรองจะไม่เป็นไปตามนั้นตั้งแต่แรก คงใช้เวลานานและถึงแม้ตอนนี้จะใช้งานได้แล้วก็ยังไม่ถึงประสิทธิภาพปัจจุบันของ UHF Gen 2

อย่างไรก็ตาม บทความนี้กลับมาดูการอภิปรายเรื่องความถี่กันต่อไปเพราะว่า ซึ่งเกี่ยวข้องกับการปรับใช้จริง

พิจารณาปัจจัยต่อไปนี้:

* UHF Gen 2 ครอบคลุมการใช้งานต่างๆ ในห่วงโซ่อุปทานทั่วโลก

* UHF Gen 2 มีประสิทธิภาพกับวัสดุผลิตภัณฑ์ทุกประเภท รวมถึงของเหลวและวัสดุโลหะ

เท่าที่เกี่ยวกับ UHF Gen 2 เทคโนโลยี HF RFID นั้นซ้ำซ้อน เนื่องจาก:

* ไม่มีอะไรที่ HF สามารถทำได้ แต่ UHF ทำไม่ได้

* มีหลายสิ่งที่ HF ไม่สามารถทำได้ แต่ UHF สามารถทำได้ HF สามารถจัดการได้เพียงส่วนเล็กๆ ของUHF RFID หลากหลายประเภท

สำหรับการใช้งาน RFID UHF ถือเป็น "superset" ของอาร์เอฟไอดี ผลิตภัณฑ์ที่เป็นไปตามมาตรฐานนี้สามารถจัดการสินค้า คอนเทนเนอร์ พาเลท วัสดุและบรรจุภัณฑ์ได้หลากหลาย รวมถึงให้อัตราปริมาณงานที่สูงกว่า HF มาก

UHF Gen 2 ที่ใช้งานอย่างเหมาะสม ระบบจะทำงานได้ดีกับสิ่งของขนาดใหญ่หรือเล็ก ของเหลวหรือโลหะ รวมถึงบนคอนเทนเนอร์และพาเลท โดยกำจัด HF ที่มีอยู่ก่อน UHF Gen 2 ในระยะใกล้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีข้อดีในระดับรายการ ใช่ ของเหลวสามารถดูดซับพลังงาน RF ได้ และโลหะสามารถสะท้อนพลังงาน RF ได้ แต่สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นสิ่งที่ควรพิจารณาในสนามระยะไกล ไม่ใช่ในสนามใกล้ ในความเป็นจริง เนื่องจากเสาอากาศแท็ก UHF ที่ออกแบบอย่างเหมาะสมสามารถใช้ได้ทั้งในพื้นที่ใกล้และสนามระยะไกล จึงสามารถใช้โลหะที่ติดอยู่เป็นส่วนขยายของเสาอากาศได้จริง! แต่แท็ก HF ไม่สามารถทำได้ เนื่องจากขาดอุปกรณ์เชื่อมต่อสนามไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เรามาเจาะลึกเพิ่มเติมอีกเล็กน้อยเกี่ยวกับผลกระทบในทางปฏิบัติของการปรับใช้ระบบ HF RFID

ในตอนแรก HF ไม่สามารถบรรลุการใช้งานในพื้นที่ห่างไกลได้ ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถ ใช้สำหรับตู้คอนเทนเนอร์และพาเลทที่ต้องใช้ RFID เพื่อทำงานจากระยะไกลในคลังสินค้าและศูนย์โลจิสติกส์ ดังนั้น ระยะการใช้งานของ HF จึงถูกจำกัดไว้ที่บริเวณใกล้สนาม

ดังนั้น บริษัทที่เลือก HF สำหรับการระบุแท็กระดับรายการจะต้องปรับใช้ UHF Gen 2 สำหรับการระบุคอนเทนเนอร์และพาเลทด้วย ในปัจจุบัน ปัจจัยที่ซับซ้อนหลายประการ เช่น สถาปัตยกรรมการรับข้อมูลแบบหลายช่องทาง ต้นทุน ความซับซ้อน ประสิทธิภาพ และการบำรุงรักษา จะต้องได้รับการพิจารณาในเวลาเดียวกัน ดังนั้นหากคุณคิดว่า Digital Logistics ไม่ใช่เรื่องยาก คุณจะเจออุปสรรคแน่นอน ปัจจัยเหล่านี้ยังกำหนดให้เราต้องพิจารณาปัจจัยทางเศรษฐกิจบางประการด้วย แท็ก UHF Gen 2 จะมีราคาถูกกว่าแท็ก HF เสมอ

อันที่จริง เนื่องจากแท็ก UHF ผลิตได้ง่าย จึงถูกกว่าถึง 2-3 เท่า แท็ก UHF Gen 2 ต่างจากแท็ก HF ตรงที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเทคโนโลยีการผลิตที่เรียบง่ายและมีความเร็วสูง ซึ่งการอัพเกรดกระบวนการจะดีเป็นพิเศษ ด้วยความเรียบง่ายของ UHF Gen 2 และโครงสร้างเสาอากาศชั้นเดียว ทำให้สามารถประดิษฐ์โดยใช้กระบวนการหมึกนำไฟฟ้าที่มีราคาไม่แพง UHF เป็นย่านความถี่ที่ใช้งานได้จริงและประหยัดสำหรับการปฏิบัติตามมาตรฐาน ในความเป็นจริง ชิป UHF Gen 2 ตัวเดียวกันที่ออกแบบมาสำหรับระยะไกลและใช้กับถาดขนาดใหญ่ยังสามารถใช้กับเสาอากาศสนามใกล้ที่มีขนาดเล็กเพียง 6 มม. หรือประมาณนั้น - แท็กดังกล่าวมีขนาดเล็กกว่ามากและราคาถูกกว่าแท็ก HF ที่นำมาใช้กันอย่างแพร่หลายก่อนหน้านี้มาก มากขึ้นพร้อมประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

ข้อดีอีกประการหนึ่งของโครงสร้างเสาอากาศ UHF ก็คือ เมื่อสิ่งของวางซ้อนกันใกล้กันมาก แท็ก UHF จะไม่ส่ง RF "เงา" ในรายการที่อยู่ติดกัน เสาอากาศแท็ก HF ไม่เป็นเช่นนั้น เสาอากาศประกอบด้วยขดลวดโลหะหนา ซึ่งสามารถสร้างเกราะแม่เหล็กสำหรับแท็กที่อยู่ติดกัน เพื่อให้ผู้อ่านสามารถอ่านได้ ดังนั้น UHF จึงมีประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้มากขึ้น

การพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยี UHF Gen 2 จะเพิ่มช่องว่างด้านต้นทุน ประสิทธิภาพ และฟังก์ชันระหว่างเทคโนโลยี HF กับเทคโนโลยี HF ให้กว้างขึ้น และช่องว่างนี้จะไม่มีวันถูกเชื่อมโยงโดย HF นี่คือประเด็นพื้นฐาน เนื่องจากเศรษฐศาสตร์ของ UHF Gen 2 ได้รับประโยชน์จากฟิสิกส์ของย่านความถี่ UHF จริงๆ สำหรับการใช้งาน RFID ประสิทธิภาพของย่านความถี่ UHF จะเป็น 60 เท่าของย่านความถี่ HF

หากเป้าหมายคือการสื่อสารควบคู่ระหว่างแท็ก RFID และเครื่องอ่าน RFID UHF มีข้อดีหลายประการมากกว่า HF ที่มีความสามารถน้อยกว่า โซลูชั่น เนื่องจาก UHF Gen 2 มีความเร็วสูง ความน่าเชื่อถือสูง และมีความยืดหยุ่นในการใช้งาน นี่คือเหตุผลว่าทำไม CEO ของ Blue Vector - Nancy Anderson สรุปว่า "เราไม่ได้ใช้ HF มากนักอีกต่อไปแล้วเพราะมันไม่ยืดหยุ่นเท่า UHF"

Julie Kuhn จาก Cardinal สุขภาพ ผู้จัดการ Pedigree อธิบายเรื่องนี้ให้ฉันฟัง "คุณไม่สามารถบรรลุความเร็วในการอ่านแท็ก UHF ด้วยแท็ก HF ได้ นั่นหมายความว่าสายพานลำเลียงของเราไม่สามารถวิ่งได้เร็วเกินกว่าอัตราการอ่านที่ช้าที่สุด" นี่เป็นข้อจำกัดสำคัญที่จะส่งผลกระทบต่อปริมาณการสั่งซื้อสำหรับผู้จัดจำหน่าย "ตอนนี้" เธอกล่าวต่อว่า "เรารับออเดอร์ถึง 20.00 น. และส่งไปตั้งแต่เวลา 5:30 น. สถาปัตยกรรม UF/UHF ที่ซับซ้อนนี้จะจำกัดความสามารถของเราในการรักษาเวลาเติมใบตราส่ง" .

ซึ่งทำให้ปัญหาสถาปัตยกรรมหลายโปรโตคอลรุนแรงขึ้น และน่าเสียดายที่การแก้ปัญหาเหล่านี้ด้วยอุปกรณ์ที่สามารถอ่านทั้งแท็ก HF และ UHF เช่น เครื่องอ่าน RFID แบบหลายโปรโตคอล มีแต่จะสร้างปัญหามากขึ้นเท่านั้น ปัญหาเหล่านี้รวมถึงผู้ซักถามที่ซับซ้อนกว่า มีค่าใช้จ่ายสูงกว่า และซับซ้อนกว่า โดยมีอัตราการอ่านต่ำกว่าและการอ่านที่เชื่อถือได้น้อยกว่า เนื่องจากผู้ซักถามต้องครอบคลุมหลายรายการเป็นระยะๆ ถือเป็นการประนีประนอม ปัญหาเหล่านี้เกิดขึ้นตลอดห่วงโซ่อุปทานเมื่อมีการใช้โปรโตคอลการส่งข้อมูลหลายรายการ

ในขณะที่ Gen 2 แก้ปัญหาการแข่งขันและความเข้ากันไม่ได้กับมาตรฐาน UHF แต่เทคโนโลยี HF เองก็ประสบปัญหาเหล่านี้เช่นกัน มาตรฐานที่เกี่ยวข้องที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ได้แก่ ISO 14443, ISO15693 และ EPCglobal HF Class 1 ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีและมาตรฐานที่เลือก สำหรับการปรับใช้ การบำรุงรักษา และการอัพเกรดสถาปัตยกรรมระบบไฮบริด การดำเนินการโดยไม่ได้บอกว่ามีความจำเป็นต้องจัดการรูปแบบข้อมูลที่เกี่ยวข้อง แม้จะอยู่ในเชิงเศรษฐกิจและลอจิสติกส์ก็ตาม ไม่จำเป็นต้องรองรับสถาปัตยกรรม UHF และ HF แยกกัน ประเด็นคืออะไร

กลยุทธ์ความต่อเนื่องที่องค์กรนำไปใช้ในท้ายที่สุดมีผลกระทบสำคัญต่อคู่ค้าขั้นปลายน้ำ และจะค่อยๆ เจาะเข้าไปในห่วงโซ่อุปทานทั้งหมด สถานการณ์นี้กำลังเกิดขึ้นในบางสาขาของการแพทย์ในปัจจุบัน ซึ่งระบบโปรโตคอลแบบผสมที่ใช้ในที่นี้ขัดขวางปริมาณงานที่เชื่อถือได้ของสินค้า Julie Kuhn กล่าวเสริมว่า "สิ่งที่เรามุ่งเน้นคือวิธีที่เราสามารถรวมเทคโนโลยีทั้งหมดเข้าไว้ในเทคโนโลยีเดียว โดยสร้างสภาพแวดล้อมอัตโนมัติขั้นสูง ซึ่งเราสามารถเก็บข้อมูลลำดับวงศ์ตระกูลของสินค้าในระดับสินค้าและคอนเทนเนอร์ และรักษาปริมาณงานที่สูงของเราที่มีอยู่ได้&quot ;