بررسی تگ ‌های فعال (اکتیو) و غیرفعال (پسیو) RFID

تفاوت تگ های RFID فعال و غیرفعال موضوعی که اگر از آن اطلاع نداشته باشید ممکن است میلیون‌ ها تومان ضرر کنید ! امروز می‌خواهیم این مبحث را جابیندازیم که با خیال راحت بتوانید برای استفاده از RFID تصمیم گیری کنید.

دو نوع سیستم و تگ RFID وجود دارد:

• فعال
• غیرفعال

اگر به تازگی با مبحث RFID آشنا شده اید، احتمالا تفاوت تگ های RFID فعال و غیرفعال را نمی دانید و اطلاعی از اینکه کدام یک برای برنامه شما مناسب‌ تر است، ندارید. در این بخش، این موضوع را به صورت مختصر و جامع بررسی می‌کنیم. ابتدا به طور مختصر بررسی می کنیم.

بررسی مختصر

همانطورکه در مقاله RFID چیست هم اشاره کرده بودیم تگ های RFID غیرفعال بدون باتری و منبع شارژ داخلی هستند و در عوض از انرژی الکترومغناطیسی منتقل شده از سمت ریدر انرژی را برای ارسال اطلاعات دریافت می‌کنند.

تگ های غیرفعال استفاده هایی مانند : کنترل دسترسی ، ردیابی پرونده ، زمان مسابقه ، مدیریت زنجیره تأمین ، برچسب های هوشمند و موارد دیگر دارند. قیمت پایین‌تر این نوع تگ نسبت به تگ فعال استفاده از آن را برای بسیاری از صنایع اقتصادی می‌کند.

تگ های فعال دارای باتری هستند که به طور مداوم به سمت ریدر سیگنال ارسال می‌کنند. از تگ های RFID فعال معمولاً در محیط های پرفعالیت مانند عوارضی استفاده می شود؛ و همچنین برچسب های فعال دامنه خوانایی بسیار بالاتر از برچسب های غیرفعال دارند، اما بسیار گران‌تر هستند.

مقایسه تگ اکتیو و پسیو	تگ RFID غیر فعال (passive)	تگ RFID فعال (active)
فرکانس	860 – 960 MHz	433 MHz و 2.45 GHz
محدوده خوانایی	تا 15 متر	تا 150 متر
قیمت هر تگ	کمتر از 1 دلار	بین 20 تا 100 دلار
اندازه هر تگ	کوچک تر از کارت ویزیت	کوچک تر از گوشی هوشمند
صنعت مورد استفاده	تولید – مراقبت های بهداشتی – خرده فروشی ها	روغن – گاز – ساخت و ساز – معدن
محل استفاده	داخل و خارج محیط	خارج محیط
قدرت	موج های RF	باتری داخلی
نقطه ضعف	انعطاف پذیری کمتر در مقابل آب و فلز	مدت عمر باتری ها بین 3 تا 5 سال است و معمولا قابل شارژ نیستند
روش اتصال	جوشکاری حلق آویز کردن بست کمربندی چسب زدن اپوکسی	پیچ کردن پرچ کردن جوشکاری بست کمری

بررسی جامع تفاوت تگ های RFID فعال و غیرفعال

تگ غیر فعال

تگ های غیرفعال سه فرکانس اصلی دارند و استفاده از هر کدام بستگی به طول موج، دامنه خواندن و موارد کاربرد دارد.

125 – 134 KHz فرکانس پایین ( LF )

این فرکانس دارای طول موج طولانی و دامنه خواندن کم بین 1 تا 10 سانتی‌متر است. این فرکانس معمولاً برای ردیابی حیوانات مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا زیاد تحت تأثیر آب یا فلز قرار نمی‌گیرد.

13.56 MHz فرکانس بالا ( HF ) و ارتباط نزدیک ( NFC )

این فرکانس دارای طول موج متوسط با دامنه خواندن معمولی بین 1 سانتی متر تا 1 متر است. این فرکانس برای انتقال اطلاعات، کاربرد های کنترل دسترسی، کیوسک های دی وی دی و کنترل تردد استفاده می شود و درواقع برای مواردی که به یک دامنه خوانایی زیاد نیاز ندارند.

865 – 960 MHz فرکانس فوق بالا ( UHF )

این فرکانس دارای طول موج کوتاه و پرانرژی با محدوده خوانایی تقریباً یک متر است. تگ های UHF غیرفعال را می‌توان از فاصله متوسط ​​در حدود 5 تا 6 متر خواند.

حتی تگ های UHF بزرگتر می‌توانند تا بیش‌تر از 30 متر را بخوانند. این فرکانس معمولاً برای تعداد دور مسابقات، ردیابی اموال، ردیابی پرونده‌ها و مدیریت لباسشویی استفاده می شود زیرا تمام این موارد به بیش از یک متر محدوده خواندن احتیاج دارند.

به عنوان یک قاعده کلی، فرکانس‌های بالاتر طول موج‌های کوتاه‌تر با انرژی بیش‌تری دارند. علاوه بر این، هرچه فرکانس بالاتر باشد، سیستم RFID در مورد مواد غیر RFID مانند آب و فلز حساس‌تر خواهد بود.

نحوه کار تگ های RFID غیرفعال چگونه است ؟

ابتدا ریدر انرژی را به آنتن می‌فرستد و آنتن انرژی را به یک موج رادیویی تبدیل و سپس به محدوده خواندن ارسال می‌کند، سپس آنتن داخلی تگ از امواج رادیویی فرستاده شده، انرژی می گیرد و انرژی از آنتن داخلی تگ به چیپ منتقل شده و چیپ را روشن می‌کند؛ و مجددا اطلاعات چیپ به وسیله موج رادیویی به ریدر باز گردانده میشود؛ به این کار backscatter گفته می شود.

همانطور که گفتیم، تگ های غیرفعال هیچ منبع انرژی داخلی ندارند و از یک چیپ (یا همان تراشه) و آنتن داخلی تشکیل شده است. انواع زیادی تگ غیرفعال در بازار وجود دارد، و به طور کلی در دو دسته قرار می گیرند:

• تگ اینلی
• تگ سخت

تگ های سخت با دوام بوده و از پلاستیک ، فلز ، سرامیک و حتی لاستیک ساخته شده اند. این تگ ها هر شکل و اندازه ای دارند و به طور کلی برای کاربردهای خاص طراحی شده‌اند. چند گروه مختلف برای تگ های غیرفعال وجود دارد، و ممکن است که یک تگ در گروه های مختلف دسته بندی شود.

تگ های مخصوص دمای بالا

صنایع خاص مانند مراقبت های بهداشتی ، تعداد چرخه هایی را که ابزارها در مجازات اتوکلاوها قرار دارند ، ردیابی می کنند. تگ های خاص، غیرفعال طراحی شده اند تا در برابر درجه حرارت های شدید مقاومت کنند.

ناهموار

برنامه های کاربردی در محیط های خارج از منزل یا انبارهای سخت نیاز به برچسب دارند که بتواند برف و یخ ، گرد و غبار و زباله ها را تحمل کند ، یا حتی نیروهای خرد کننده را که تحت یک چرخ تراکتور احساس می کنند ، تحمل کنند. برای این برنامه ها ، یک تگ منفعل بسیار نادرست برای موفقیت برنامه نیاز است.

اندازه

برخی از برنامه ها هنگام ردیابی تگ های کوچک یا بزرگ محدودیت هایی در اندازه دارند. اندازه یکی از فاکتور های مهم برای انتخاب تگ RFID است زیرا تگ ها اندازه های مختلف زیادی دارند.

مواد

اگر برنامه ای نیاز به تگ های فلزی داشته باشد ،تگ های فلزی UHF ممکن است تنها گزینه باشد. این برچسب ها به طور خاص برای کاهش مشکلات UHF RFID در اطراف فلز طراحی شده اند.

جاسازی شده

اگر برچسب زدن یک مورد به دلیل فرسودگی قابل توجهی برای برنامه های خاص تبدیل به مشکل شود ، برچسب های جاسازی شده می توانند در شکافهای کوچک قرار گیرند و در اپوکسی پوشانده شوند ، بنابراین برچسب RFID از صدمه ای برخوردار نیست.

تگ های اینلی معمولاً ارزانترین تگ های RFID هستند و اگر در حجم بالا خریداری شود به اندازه حداقل 12/0 دلار در هر تگ صرفه جویی می شود، اما قیمت آن بر عملکرد تأثیر نمی گذارد.

تگ های اینلی به سه نوع اصلی گروه بندی می شوند:

Dry Inlays – میکروچیپ RFID (IC) و آنتن متصل به یک ماده یا بستر به نام وب. به نظر می رسد که این لایه ها لمینیت شده اند و بدون چسب به صورت استاندارد می آیند.

مرطوب Inlays – میکروچیپ RFID (IC) و آنتن متصل به یک ماده ، معمولاً PET یا PVT ، با پشتی چسب. بیشتر مواقع این لایه ها روشن است و می توان از رول آنها جدا کرد و بلافاصله روی یک مورد گیر کرد.

برچسب های کاغذ صورت – اینها در اصل لایه های مرطوب با کاغذ سفید یا صورت چند رنگ هستند. اینها برای برنامه هایی که برای شناسایی نیاز به شماره های چاپی یا آرم در جلو دارند ایده آل هستند.

جوانب مثبت تگ‌های RFID غیرفعال

• کوچکتر
• بسیار ارزان تر
• باریک تر / انعطاف پذیرتر
• دامنه خوانایی بالاتر
• می‌توانند یک عمر بدون باتری دوام و پایداری داشته باشند (بسته به سایش و پارگی)

تگ RFID فعال

برای تگ‌های فعال دو فرکانس اصلی وجود دارد :

• 433 MHz
• 915 MHz

معمولاً ترجیح کاربر و شرایط زیست محیطی مشخص می‌کند که کدام فرکانس مورد استفاده قرار بگیرد. معمولاً شرکت ها از تگ‌هایی که روی 433 مگاهرتز کار می‌کنند، استفاده می‌کنند زیرا طول موج بیشتری دارد و این امکان را فراهم می‌کند تا مشکل کمی با فلز و آب داشته باشند.

تگ‌های فعال دارای سه بخش اساسی هستند:

• ریدر یا خواننده
• آنتن
• تگ

تگ‌های فعال دارای منبع انرژی (باتری) هستند. باتری داخلی به آنها امکان می‌دهد دامنه خوانایی بسیار طولانی و همچنین حافظه‌ی بزرگ داشته باشند. تگ‌های فعال توسط باتری تغذیه می‌شوند که بین 3 تا 5 سال دوام می‌آورد، اما اگر باتری از بین نرود، برای بازدهی بالا باید تگ فعال دیگری جایگزین شود که با رشد بازار تگ‌های فعال، فقط کافیست باتریِ تگ را تعویض کرد. عملکرد سیستم کاملاً به نوع تگ انتخاب شده برای برنامه بستگی دارد.

تگ های فعال را به دو نوع مختلف دیگر هم میتوان دسته بندی کرد:

• ترانسپوندرها
• چراغ‌ها

تراسپوندر

در سیستمی که از یک تگ فعال ( ترانسپوندر ) استفاده می‌شود، ریدر مانند سیستم های غیرفعال ابتدا سیگنال به تگ می فرستد، سپس تگ فعال با استفاده از سیگنال، اطلاعات خود را به ریدر ارسال می‌کند.

تگ های نوع Transponder بسیار مفید هستند، زیرا نیاز به ارسال لحظه ای اطلاعات از طریق تگ نیست و عمر باتری تگ، افزایش می‌یابد. تگ های فعال معمولاً در کنترل دسترسی ایمن و در سیستم های پرداخت عوارضی استفاده می شوند.

چراغ ( Beacon )

در سیستمی که از تگ فعال Beacon استفاده می‌شود، تگ منتظر سیگنال ریدر نخواهد بود و هر 3 تا 5 ثانیه اطلاعات خاص خود را ارسال می کند.تگ های Beacon در صنعت نفت و گاز و همچنین معدن و ردیابی محموله بسیار پرکاربرد هستند. و نام این نوع تگ ها مثل چراغ های چشمک زن انتخاب شده است به دلیل ارسال مداوم اطلاعات.

تگ های فعال Beacon را از 100 ها متر دورتر میتوان خواند، اما برای حفظ عمر باتری آنها، در یک قدرت انتقال پایین تر قرار گیرند تا به 100 متر برسند. با توجه به شرایط سخت محیطی مانند: حرارت شدید و رطوبت هوا، اکثر تگ ها در یک پوسته ناهموار محافظت می شوند.تگ های فعال معمولاً بسیار بزرگتر از برچسب های غیرفعال هستند.

همچنین ، برخی از تگ‌های RFID فعال ممکن است دارای سنسورهای روی صفحه باشند که پارامترهای محیطی را ردیابی می کنند. این سنسورها می توانند سطح رطوبت، دما و سایر شناسه های کلیدی را که یک شرکت می تواند برای کاربرد خود استفاده کند، ردیابی کنند.

قیمت تگ‌های RFID فعال بسته به توانایی تگ در مقاومت در برابر شرایط سخت و سایر ویژگی های مهم عملکردی این تگ، در هر جایی از 20 تا 100 دلار است. با توجه به سرمایه گذاری مورد نیاز برای تگ فعال، معمولاً تگ های RFID فعال برای ردیابی دارایی های با ارزش بالا یا برای مواردی که ردیابی دقیق موقعیت مکانی لازم است ضروری اند.چند نمونه از این نوع: دارایی لوله، ظروف حمل بار و ماشین آلات است.

در حالی که برنامه های جدید برای سیستم های فعال RFID روزانه ظاهر می شوند ، این سیستم ها معمولاً در صنعت نفت و گاز ، حمل و نقل و لجستیک ، ساخت و ساز ، معدن و تولید با ارزش بالا استفاده می شوند.

 مزایای تگ‌های RFID فعال

• محدوده خوانایی زیاد
• افزایش توانایی تگ با فناوری‌های مشارکتی (GPS ، حسگرها و غیره)
• آپشن های زیاد

در حالی که هر دو فناوری RFID فعال و غیرفعال از فرکانس های رادیویی برای برقراری ارتباط با اطلاعات استفاده می کنند، اما هر یک بسیار متفاوت هستند و به همین ترتیب، کیفیت های مختلفی دارند که برای برنامه های مختلف مناسب هستند.

و در آخر هم این اینفوگرافیک یک بررسی کلی  در تفاوت تگ های RFID فعال و غیرفعال را نشان می دهد.