Diferencias entre RFID UHF Gen 2 y RFID HF

En la actualidad, el rendimiento de UHF Gen 2RFID en monómeros pequeños en líneas de producción de alta velocidad es comparable al de cajas-palet en centros de carga. Debido al bajo costo, la RFID UHF ha provocado que la antigua, lenta y costosa tecnología RFID HF de 13,56 MHz se vuelva obsoleta. Antes de decidir qué tecnología RFID implementar, es necesario comprender los conceptos básicos de UHF y HF.

Las ondas de radiofrecuencia contienen dos componentes: ondas magnéticas y ondas eléctricas. Generalmente, HF RFID 13,56 MHz se basa en el campo magnético de "campo cercano" en el campo electromagnético, mientras que UHF RFID 860-960 MHz es radiación de campo lejano, que incluye tanto el campo magnético como el campo eléctrico. El tipo de onda que responde en la etiqueta UHF depende de dos aspectos: la distancia entre la antena de la etiqueta RFID y el Lector RFID.

Dado que la intensidad del componente del campo magnético en la onda disminuirá rápidamente con la distancia, solo puede funcionar en el campo cercano. Su alcance efectivo está limitado por la estructura de la antena a aproximadamente una o dos longitudes de onda. Dado que la etiqueta HF utiliza un acoplamiento inductivo para detectar el campo magnético y recibir energía. Las antenas de etiquetas HF suelen ser antenas de tipo inductivo que actúan como bobinas y, por lo tanto, requieren más material conductor y un proceso de fabricación más complejo que las antenas de etiquetas UHF equivalentes. Afortunadamente, las etiquetas HF no tienen un punto muerto por encima del campo magnético y, con una antena adecuada, las etiquetas UHF pueden capturar fácilmente la misma energía de campo cercano, de manera mucho más eficiente y rentable.

Las cuatro ecuaciones de Maxwell son la base para el análisis y diseño de campos electromagnéticos. La ley de Faraday es una de estas cuatro ecuaciones: "El voltaje inducido por una bobina en un campo magnético es proporcional a la fuerza y frecuencia del campo magnético". Esto revela un concepto extremadamente simple: cuanto mayor es la frecuencia, mayor es la eficiencia. La frecuencia de UHF es 60 veces mayor que la de HF, lo que significa que para la eficiencia de acoplamiento de energía entre la etiqueta RFID y la antena del lector RFID, UHF es aproximadamente 60 veces mayor que la de HF.

El concepto tradicional es que UHF RFID no es adecuado para etiquetas a nivel de artículo: la etiqueta es demasiado grande y UHF RFID no puede funcionar en líquidos, metales y paquetes pequeños de un solo artículo que estén cerca unos de otros. Y UHF está demasiado lejos, todo lo cual ignora el hecho de que UHF Gen 2 se puede usar en el campo cercano de manera mucho más fácil y eficiente que HF. Esto significa que los sistemas UHF pueden leer muchas más cosas que las HF, incluidos líquidos y elementos con un alto contenido de metal. Más importante aún, esto significa que las aplicaciones a nivel de artículo han podido equilibrar los diversos beneficios que aporta el estándar UHF Gen 2 a la cadena de suministro. La clave es cómo controlar el campo cercano de UHF. Este componente de la onda de radiofrecuencia es especialmente adecuado para el trabajo RFID a nivel de artículo a distancias muy cortas. Las aplicaciones que utilizan soluciones UHF Gen 2 de campo cercano están creciendo.

En diciembre de 2004, EPC global aprobó el protocolo UHF Gen 2, dando como resultado el primer estándar RFID global. Desde entonces, el mercado ha visto muchos productos que cumplen con este estándar. Esta popularidad demuestra la ubicuidad desde artículos individuales, desde contenedores hasta paletas, objetos utilizados tanto en campo cercano como lejano, y materiales que cubren líquidos, metales, artículos empaquetados y empaquetados, etc.

Tres años más tarde, los desarrolladores de productos HF tuvieron que respaldar el estándar. Por el contrario, la última especificación HF ha desilusionado a los redactores. Según Ken Laing, redactor de estándares para HF "V2" (la versión HF de UHF Gen 2), el trabajo hasta ahora ha sido limitado, con mejoras limitadas a los estándares existentes y algunos productos comerciales emergentes.

Laing cree que las empresas que codifiquen EPC en etiquetas HF Gen 2 verán mejoras de rendimiento en relación con la codificación EPC en el actualmente popular estándar HF ISO 15693. Dijo que, según los resultados de RFID Update, aunque la mejora no es trascendental, sigue siendo mucho mejor que los productos HF actualmente en el mercado. Quizás el punto importante es que, aunque el estándar haya sido aprobado, los llamados productos calificados V2 no lo cumplirán en primer lugar. Tomará mucho tiempo e incluso si está disponible ahora, no alcanzará el rendimiento actual de UHF Gen 2.

Sin embargo, este artículo vuelve a seguir analizando el debate sobre la frecuencia, porque está relacionado con el despliegue real.

Considere los siguientes factores:

* UHF Gen 2 cubre diversas aplicaciones en todas las cadenas de suministro globales;

* UHF Gen 2 es eficaz en todo tipo de materiales de productos, incluidos líquidos y materiales metálicos.

En lo que respecta a UHF Gen 2, es redundante en la tecnología HF RFID porque:

* No hay nada que HF pueda lograr pero UHF no;

* Muchas cosas que HF no puede lograr pero que UHF puede lograr. HF sólo puede abordar una pequeña parte del vasto campo de UHF RFID.

Para aplicaciones RFID, UHF es un "superconjunto" de RFID. Los productos que cumplen con esta norma son capaces de manejar una amplia variedad de artículos.

ms, contenedores, paletas, todos los materiales y tipos de embalaje, además de ofrecer tasas de rendimiento mucho más altas que el HF.

Un sistema UHF Gen 2 implementado correctamente funcionará bien en artículos grandes o pequeños, líquidos o metales, así como en contenedores y paletas, eliminando efectivamente las HF que existían antes del campo cercano UHF Gen 2. Tiene ventajas a nivel de artículos. . Sí, los líquidos pueden absorber energía de RF y los metales pueden reflejar energía de RF, pero todas estas son cosas a considerar en el campo lejano, no en el campo cercano. De hecho, dado que una antena de etiqueta UHF diseñada adecuadamente se puede usar tanto en el campo cercano como en el campo lejano, ¡en realidad puede usar el metal adjunto como una extensión de la antena! Pero las etiquetas HF no pueden hacerlo porque carecen de medios de acoplamiento de campos eléctricos. Sin embargo, profundicemos un poco más en las implicaciones prácticas de implementar un sistema RFID HF.

Al principio, HF no podía lograr aplicaciones de campo lejano, lo que significaba que no podía usarse para contenedores y paletas que requerían RFID para trabajar de forma remota en almacenes y centros logísticos. Por lo tanto, la distancia de aplicación de HF se limitó al campo cercano.

Por lo tanto, las empresas que eligen HF para la identificación de etiquetas a nivel de artículo también deben implementar UHF Gen 2 para la identificación de contenedores y palés. Hoy en día, se deben considerar al mismo tiempo múltiples factores complejos, como la arquitectura de soporte de datos multicanal, el costo, la complejidad, la eficiencia y el mantenimiento. Por tanto, si crees que la logística digital no es difícil, te toparás con un muro. Esto también requiere que consideremos algunos factores económicos: las etiquetas UHF Gen 2 siempre serán más baratas que las etiquetas HF.

De hecho, dado que las etiquetas UHF son fáciles de fabricar, serán entre 2 y 3 veces más baratas. A diferencia de las etiquetas HF, las etiquetas UHF Gen 2 son particularmente adecuadas para tecnologías de fabricación simples y de alta velocidad donde las actualizaciones de procesos son particularmente buenas. Gracias a la simplicidad de UHF Gen 2 y la estructura de antena de una sola capa, se puede fabricar mediante un proceso económico de tinta conductora. UHF es una banda muy práctica y económica para el cumplimiento de estándares. De hecho, el mismo chip UHF Gen 2 diseñado para largo alcance y usado en una bandeja grande también se puede usar con una antena de campo cercano tan pequeña como de 6 mm aproximadamente; estas etiquetas son mucho más pequeñas y más baratas que las etiquetas HF ampliamente adoptadas anteriormente. más, además de un mejor rendimiento.

Otra ventaja de la estructura de la antena UHF es que cuando los elementos se apilan muy juntos, las etiquetas UHF no proyectan una "sombra" de RF sobre los elementos adyacentes. La antena de etiqueta HF no es el caso. La antena está compuesta por una gruesa bobina de metal, que puede formar un escudo magnético para las etiquetas adyacentes, de modo que el lector pueda leerlas. Por lo tanto, UHF tiene un rendimiento más confiable.

El desarrollo continuo de la tecnología UHF Gen 2 ampliará aún más la brecha de costo, rendimiento y función entre esta y la tecnología HF, y esta brecha nunca será superada por HF. Este es el punto fundamental, porque la economía de UHF Gen 2 en realidad se beneficia de la física de la banda UHF. Para la operación RFID, la eficiencia de la banda de frecuencia UHF es 60 veces mayor que la de la banda de frecuencia HF.

Si el objetivo es la comunicación conjunta entre etiquetas RFID y lectores RFID, UHF tiene muchas ventajas sobre las soluciones HF menos capaces. Porque UHF Gen 2 tiene alta velocidad, alta confiabilidad y flexibilidad de operación. Esta es la razón por la que la directora ejecutiva de Blue Vector, Nancy Anderson, concluyó: "Ya no utilizamos mucho HF porque no es tan flexible como UHF".

Julie Kuhn de Cardinal Health, directora de Pedigree, me lo explicó. "No se pueden alcanzar las velocidades de lectura de las etiquetas UHF con etiquetas HF. Eso significa que nuestras cintas transportadoras no pueden ir más rápido que la velocidad de lectura más lenta". Esta es una gran limitación que afectará el rendimiento de los pedidos de los distribuidores. "En este momento", continuó, "recogemos los pedidos hasta las 8:00 p. m. y los enviamos a partir de las 5:30 a. m. Esta compleja arquitectura UF/UHF limitará nuestra capacidad para mantener el tiempo de recarga del conocimiento de embarque".

Esto agrava el problema de las arquitecturas multiprotocolo. Y desafortunadamente, resolver estos problemas con dispositivos capaces de leer etiquetas HF y UHF (es decir, lectores RFID multiprotocolo) sólo crea más problemas. Estos problemas incluyen interrogadores más complejos, más costosos y más sofisticados con velocidades de lectura más bajas y lecturas menos confiables porque el interrogador debe cubrir periódicamente múltiples. Es un compromiso. Estos problemas surgen a lo largo de la cadena de suministro cuando se emplean múltiples protocolos de transporte de datos.

Si bien Gen 2 resuelve estos problemas de competencia e incompatibilidad con los estándares UHF, la propia tecnología HF también tiene estos problemas. Los estándares relevantes actualmente en uso incluyen ISO 14443, ISO 15693 y EPCglobal HF Clase 1. Dependiendo de la tecnología y el estándar elegido, para implementar, mantener y actualizar una arquitectura de sistema híbrido, no hace falta decir que existe la necesidad de gestionar la respectivos formatos de datos, incluso desde el punto de vista económico y logístico, no hay necesidad de soportar arquitecturas UHF y HF separadas