UHF Gen 2 RFIDとHF RFIDの違い

現在、高速生産ライン上の小型モノマーに対する UHF Gen 2RFID のパフォーマンスは、貨物センターのボックス パレット上のパフォーマンスと同等です。 UHF RFID はコストが低いため、古くて低速で高価な HF 13.56 MHz RFID テクノロジーが時代遅れになってしまいました。 どの RFID テクノロジーを導入するかを決定する前に、UHF と HF の基本概念を理解する必要があります。

無線周波数波には、磁気波と電波という 2 つの成分が含まれています。 一般に、HF RFID 13.56 MHz は「近接場」電波に依存しています。 一方、UHF RFID 860 ～ 960 MHz は、磁界と電界の両方を含む遠距離放射です。 UHF タグで応答する電波の種類は、RFID タグのアンテナと RFID リーダーの間の距離という 2 つの側面によって決まります。

電波内の磁場成分の強度は時間とともに急激に減少するため、 距離が離れている場合は、近距離でのみ機能します。 その有効範囲は、アンテナ構造によって約 1 つまたは 2 つの波長に制限されます。 HF タグは誘導結合を使用して磁場を感知し、エネルギーを受信します。 HF タグ アンテナは通常、コイルのように機能する誘導型アンテナであるため、同等の UHF タグ アンテナよりも多くの導電性材料とより複雑な製造プロセスを必要とします。 幸いなことに、HF タグには磁場の上にデッド スポットがなく、適切なアンテナを使用すれば、UHF タグは同じ近接場エネルギーをより効率的かつコスト効率よく簡単に捕捉できます。

Maxwell& #39;の 4 つの方程式は、電磁場の解析と設計の基礎です。 ファラデーの法則は、次の 4 つの方程式のうちの 1 つです。「磁界内のコイルによって誘導される電圧は、磁界の強さと周波数に比例する」。 これは、周波数が高くなるほど効率が高くなるという非常に単純な概念を明らかにします。 UHF の周波数は HF の 60 倍です。これは、RFID タグと RFID リーダー アンテナ間のエネルギー結合効率が、UHF が HF の約 60 倍であることを意味します。

従来の概念は次のとおりです。 UHF RFID は品目レベルのタグには適していません。タグが大きすぎるため、UHF RFID は、互いに近接した液体、金属、および小さな単一品目のパッケージでは機能しません。 そして、UHF は遠すぎますが、そのすべてが、近距離では UHF Gen 2 が HF よりもはるかに簡単かつ効率的に使用できるという事実を無視しています。 これは、液体や金属含有量の高い物品など、HF が読み取ることができるより多くのものを UHF システムが読み取ることができることを意味します。 さらに重要なことは、これは、品目レベルのアプリケーションが、UHF Gen 2 規格によってサプライ チェーンにもたらされるさまざまなメリットのバランスを取ることができたことを意味します。 UHFのニアフィールドをどう制御するかが鍵となる。 無線周波数のこの成分は、非常に近距離でのアイテムレベルの RFID 作業に特に適しています。 ニアフィールド UHF Gen 2 ソリューションを使用するアプリケーションは増加しています。

2004 年 12 月、EPC グローバルは UHF Gen 2 プロトコルを承認し、初の世界的な RFID 標準が誕生しました。 それ以来、市場にはこの基準を満たす多くの製品が登場してきました。 この人気は、単一のアイテム、コンテナからパレット、ニアフィールドとファーフィールドの両方で使用されるオブジェクト、液体、金属、密封および梱包されたアイテムなどをカバーする材料に至るまで、遍在性を証明しています。

3 年後、 HF 製品開発者はこの規格を支持する必要がありました。 それどころか、最新の HF 仕様は製図者たちを幻滅させました。 HF「V2」の標準ライター、Ken Laing 氏によると、 (UHF Gen 2 の HF バージョン) の取り組みはこれまでのところ限られており、既存の規格の改良が限られており、いくつかの商用製品も登場しています。

Laing 氏は、Gen 2 HF タグで EPC をエンコードする企業がパフォーマンスを発揮できると信じています。 現在普及している HF 標準 ISO 15693 での EPC のエンコードに比べて改善が見られます。RFID アップデートの結果によると、この改善は驚くべきものではありませんが、現在市場に出ている HF 製品よりもはるかに優れていると彼は述べました。 おそらく重要な点は、規格が承認されたとしても、いわゆる認定 V2 製品はそもそも規格を満たしていないということです。 それには長い時間がかかり、たとえ今利用可能だったとしても、現在の UHF Gen 2 のパフォーマンスには達しません。

しかし、この記事では再び周波数に関する議論を続けます。 これは実際の展開に関係します。

次の要素を考慮してください。

* UHF Gen 2 は、すべてのグローバル サプライ チェーンのさまざまなアプリケーションをカバーします。

* UHF Gen 2 は、液体や金属材料を含む、あらゆる種類の製品材料に対して効果的です。

UHF Gen 2 に関する限り、HF RFID テクノロジーでは次の理由から冗長です。

* HF では達成できて UHF では達成できないことはありません。

* HF では達成できても UHF では達成できることはたくさんあります。 HF は問題のごく一部にしか対処できません。UHF RFID の広大な分野。

RFID アプリケーションにとって、UHF は「スーパーセット」です。 RFIDの。 この規格に準拠した製品は、さまざまな品目、コンテナ、パレット、あらゆる材料や包装タイプを扱うことができ、HF よりもはるかに高いスループット レートを提供します。

適切に導入された UHF Gen 2 このシステムは、コンテナやパレットだけでなく、大小の物品、液体や金属でも問題なく動作し、近距離 UHF Gen 2 以前に存在していた HF を効果的に除去します。これには品物レベルでの利点があります。 はい、液体は RF エネルギーを吸収する可能性があり、金属は RF エネルギーを反射する可能性がありますが、これらはすべて、近距離場ではなく遠距離場で考慮すべきことです。 実際、適切に設計された UHF タグ アンテナは近距離と遠距離の両方で使用できるため、付属の金属をアンテナの延長として実際に使用できます。 しかし、HF タグには電界結合の手段がないため、これはできません。 それにもかかわらず、HF RFID システムの導入の実際的な意味をもう少し詳しく見てみましょう。

当初、HF はファーフィールド アプリケーションを実現できませんでした。 倉庫や物流センターでリモートで動作するためにRFIDを必要とするコンテナやパレットに使用されます。 したがって、HF の適用距離は近距離に限定されていました。

したがって、品目レベルのタグ識別に HF を選択する企業は、コンテナとパレットの識別にも UHF Gen 2 を導入する必要があります。 今日では、マルチチャネル データ ベアリング アーキテクチャ、コスト、複雑さ、効率、メンテナンスなどの複数の複雑な要素を同時に考慮する必要があります。 したがって、デジタル物流は難しくないと思っていると壁にぶつかります。 これらには、いくつかの経済的要因も考慮する必要があります。UHF Gen 2 タグは常に HF タグよりも安価です。

実際、UHF タグは製造が簡単なので、2 ～ 3 倍安くなります。 HF タグとは異なり、UHF Gen 2 タグは、プロセスのアップグレードが特に優れているシンプルで高速な製造技術に特に適しています。 UHF Gen 2 のシンプルさと単層アンテナ構造のおかげで、安価な導電性インクプロセスを使用して製造できます。 UHF は、規格に準拠するための非常に実用的で経済的な帯域です。 実際、長距離用に設計され、大きなトレイで使用される同じ UHF Gen 2 チップは、6 mm 程度の小さな近接場アンテナでも使用できます。このようなタグは、以前に広く採用されていた HF タグよりもはるかに小さく、安価です。

UHF アンテナ構造のもう 1 つの利点は、アイテムが非常に近くに積み重ねられている場合でも、UHF タグが RF の「影」を投影しないことです。 隣接するアイテムに。 HFタグアンテナはそうではありません。 アンテナは厚い金属コイルで構成されており、隣接するタグの磁気シールドを形成して、リーダーがタグを読み取ることができます。 したがって、UHF はより信頼性の高いパフォーマンスを備えています。

UHF Gen 2 テクノロジーの継続的な開発により、UHF Gen 2 テクノロジーと HF テクノロジーとの間のコスト、性能、機能のギャップはさらに拡大し、このギャップは HF によって埋められることはありません。 UHF Gen 2 の経済性は実際に UHF 帯域の物理学の恩恵を受けるため、これが基本的なポイントです。 RFID の動作では、UHF 周波数帯域の効率は HF 周波数帯域の 60 倍です。

目標が RFID タグと RFID リーダー間の結合通信である場合、UHF には能力の低い HF よりも多くの利点があります。 ソリューション。 UHF Gen 2 は高速性、高信頼性、および運用の柔軟性を備えているためです。 これが、Blue Vector の CEO - Nancy Anderson が「HF は UHF ほど柔軟性がないため、もうあまり使用しない」と結論付けた理由です。

Cardinal の Julie Kuhn ペディグリーマネージャーのヘルス氏が私にこれを説明してくれました。 「HF タグでは UHF タグの読み取り速度を達成することはできません。 つまり、当社のベルトコンベアは、最も遅い読み取り速度より速く進むことはできません。」 これは、ディストリビューターの注文スループットに影響を与える大きな制限です。 「今、」 彼女は続けて、「午後8時まで注文を受け付けます。 この複雑な UF/UHF アーキテクチャにより、船荷証券の補充時間を維持する能力が制限されてしまいます。」 .

これにより、マルチプロトコル アーキテクチャの問題がさらに悪化します。 そして残念ながら、HF タグと UHF タグの両方を読み取ることができるデバイス、つまりマルチプロトコル RFID リーダーを使用してこれらの問題を解決すると、さらに多くの問題が発生するだけです。 これらの問題には、インタロゲータが定期的に複数のデータをカバーする必要があるため、より複雑で、よりコストがかかり、より高度なインタロゲータが必要となり、読み取り速度が低く、読み取りの信頼性が低いことが含まれます。これは妥協です。 これらの問題は、複数のデータ伝送プロトコルが採用されている場合、サプライ チェーンに沿って発生します。

Gen 2 は、UHF 標準との競合や非互換性の問題を解決しますが、HF テクノロジー自体にもこれらの問題があります。 現在使用されている関連規格には、ISO 14443、ISO などがあります。15693、および EPCglobal HF Class 1。ハイブリッド システム アーキテクチャの導入、保守、アップグレードのために、選択したテクノロジーと標準に応じて、経済的およびロジスティック的にも、それぞれのデータ形式を管理する必要があることは言うまでもありません。 個別の UHF アーキテクチャと HF アーキテクチャをサポートする必要はありません。どういうことですか。

企業が最終的に採用する継続戦略は、下流の取引パートナーに大きな影響を与え、徐々にサプライ チェーン全体に浸透していきます。 このシナリオは今日の医療の一部の分野で起こっており、ここで使用されている混合プロトコルシステムが製品の信頼できるスループットを妨げています。 Julie Kuhn 氏はさらに、「私たちの焦点は、すべてのテクノロジーを 1 つのテクノロジーに統合し、品目とコンテナのレベルで品目の系図情報を取得し、既存の高いスループットを維持できる高度に自動化された環境を形成する方法にあります。」 ;