V konvenčných RFID štítkoch sa zvyčajne predpokladá, že anténa je namontovaná na ne-vodivých materiáloch, ako je papier, plast alebo drevo. Situácia sa však výrazne zmení, keď je štítok priamo pripevnený k povrchu oceľových dosiek, hliníka, kovového vybavenia, vozidiel alebo kontajnerov: kov mení distribúciu elektromagnetického poľa okolo antény, čo spôsobuje posuny v impedancii štítku, rezonančnej frekvencii a účinnosti žiarenia. Preto-kovový štítok RFID nie je len pridanie vrstvy lepidla na zadnú stranu bežného štítku RFID; zahŕňa prepracovanie antény, obvodov a balenia špeciálne pre kovové prostredie.
Čo je to kovový-štítok RFID?
Kovový{0} štítok RFID je špecializovaný štítok, ktorý zachováva normálny výkon komunikácie RFID na kovoch alebo iných vysoko vodivých materiáloch. Ak vezmeme ako príklad UHF RFID, anténa konvenčného štítku funguje inak vo voľnom priestore, ako keď je priamo namontovaná na kovovom povrchu. Kov odráža elektromagnetické vlny a ovplyvňuje rozloženie prúdu antény. Ak je konvenčný UHF štítok priamo pripevnený k oceľovej platni, bežným výsledkom je výrazné zníženie čítacej vzdialenosti alebo dokonca úplné nečitateľné štítky.
Na-kovových štítkoch sa zvyčajne dosahuje predvídateľné prostredie inštalácie na kovových povrchoch pridaním izolačnej vrstvy, úpravou štruktúry antény a úpravou elektromagnetického spojenia medzi štítkom a kovom. Technická dokumentácia RAIN RFID tiež výslovne uvádza, že štítkové antény môžu byť navrhnuté pre špecifické aplikačné prostredia, ako sú kovy alebo kvapaliny.
Prečo kov ovplyvňuje výkon RFID štítkov?
Hlavným problémom nie je jednoducho to, že „kov blokuje signál RFID“, ale skôr to, že kov mení elektromagnetické okrajové podmienky štítkovej antény. Keď sa štítok priblíži ku kovovému povrchu, indukovaný prúd v kove zmení distribúciu okolitého elektromagnetického poľa, čím sa zmení ekvivalentná impedancia a rezonančné charakteristiky antény. Ak bola značka pôvodne priradená k voľnému-prostrediu, po inštalácii na kov môže dôjsť k rozladeniu. V prípade štítkov UHF RFID to priamo ovplyvňuje energiu, ktorú čip prijíma z čítačky, a efektivitu komunikácie spätného rozptylu.
Okrem toho môžu veľké plochy kovu generovať významný odraz signálu a viaccestné efekty. Pri skutočnom nasadení, dokonca aj so špecializovanými-kovovými štítkami, môže byť oblasť čítania/zápisu stále ovplyvnená okolitým kovovým vybavením, regálmi a konštrukciami kontajnerov. Údaje o nasadení RAIN Alliance v teréne konkrétne poukazujú na to, že veľké kovové povrchy môžu spôsobiť lokalizované zrušenie signálu; výkon samotného štítku preto plne nereprezentuje skutočný výkon čítania celého systému RFID.
Na-kovovom štítku RFID a štandardnom štítku RFID
Štandardné štítky RFID sú zvyčajne optimalizované pre ne-kovové povrchy, čo umožňuje tenšie štruktúry a relatívne nižšie náklady. Keď sú inštalačným prostredím jednoznačne kartónové škatule, plastové obaly alebo bežné logistické štítky, nie je potrebné pridávať zložité štruktúry kvôli „odolnosti kovu“.
Na{0}}kovové štítky RFID sú na druhej strane optimalizované pre kovové inštalácie. Na dosiahnutie stabilného výkonu pri čítaní majú tieto štítky často výraznejšiu hrúbku alebo špeciálnu nosnú štruktúru. Niektoré priemyselné-štítky tiež používajú na zapuzdrenie odolné materiály, ako je ABS, PC a PET, aby odolali mechanickým nárazom, vonkajšiemu prostrediu, olejovým škvrnám a zmenám teploty a vlhkosti.
Preto „vyššia výkonnosť kovových-štítkov odolných voči kovu“ neznamená, že sú vo všetkých scenároch lepšie ako štandardné štítky. Správna voľba by mala byť určená inštalačnými materiálmi a skutočnou vzdialenosťou na čítanie.
Na aké materiály možno použiť-kovové štítky RFID?
Typické aplikácie zahŕňajú oceľové aktíva, hliníkové zariadenia, kovové regály, nástroje, stroje, vozidlá, kontajnery a kovové obrobky na priemyselných výrobných linkách. Samotný „kov“ však nie je dostatočne obsiahlym inžinierskym parametrom. Oceľové, hliníkové, medené a kovové konštrukcie rôznych hrúbok a tvarov majú rôzne účinky na elektromagnetické prostredie RFID. Napríklad tenké kovové plechy, hrubé oceľové nosníky, perforované kovové pletivo a zložité zakrivené povrchy majú rôzne odrazové a spojovacie charakteristiky.
Preto je pri nákupe štítkov RFID na kovové povrchy najlepšie špecifikovať skutočný objekt inštalácie, a nie jednoducho uviesť podmienku „vyžadujú sa anti{0}}kovové štítky“. Pri dávkových projektoch je testovanie vzoriek s použitím skutočných obrobkov vo všeobecnosti spoľahlivejšie ako jednoduché porovnávanie „maximálnej čítacej vzdialenosti“ na štítku s údajmi.
Ako si vybrať kovový-štítok RFID?
Pri výbere štítku sa odporúča najprv určiť päť základných parametrov: prevádzkové frekvenčné pásmo, cieľový kov, spôsob inštalácie, požadovaná vzdialenosť na čítanie a podmienky prostredia.
Ak projekt používa UHF RFID, je potrebné ďalej potvrdiť regulačné frekvenčné pásma pre cieľovú oblasť, ako sú konkrétne regionálne frekvenčné pásma v rozsahu 860–960 MHz. Štítková anténa sa musí zhodovať so skutočným prevádzkovým frekvenčným pásmom; v opačnom prípade, aj keď je možné značku v niektorých oblastiach normálne prečítať, jej výkonnosť môže byť na cieľovom trhu nestabilná.
Po druhé, rozhodujúce sú podmienky inštalácie. Či je štítok natrvalo pripevnený, priskrutkovaný, nitovaný alebo zabudovaný vo vnútri zariadenia, priamo ovplyvňuje štruktúru štítku. V prípade vonkajších zariadení je potrebné zvážiť aj stupeň ochrany IP, UV ochranu, teplotné cykly a mechanické otrasy; pre továrenské prostredie môže byť potrebné zvážiť olejové škvrny, čistiace prostriedky a kovové nárazy.
Nakoniec je tu vzdialenosť na čítanie. Namiesto jednoduchého vyžadovania „10{2}}metrovej vzdialenosti na čítanie je lepšie opísať scenár zo skutočného sveta, napríklad „štítok je nainštalovaný na oceľovej polici, čítačka je vzdialená 5 metrov, na čítanie sa pohybuje vysokozdvižný vozík a orientácia štítku je náhodná.“ Tento druh požiadavky je ľahšie preniesť do testovateľných a overiteľných technických metrík.
