Wat is RFID en hoe werkt het?

RFID (radiofrequentie-identificatie) heeft een exponentiële groei doorgemaakt in alle takken van industrie, tot het punt waarop de RFID-markt naar verwachting zal groeien tot $14,69 miljard in 2026 met een CAGR van 9,3%. Op dit moment is het duidelijk dat de technologie in verschillende vormen nog lange tijd bij een common consument zal zijn. Daarom biedt deze blog de ultieme gids over wat RFID is en hoe het werkt.

Wat is RFID (radiofrequentie-identificatie)?

Radiofrequentie-identificatie, ook bekend als RFID, is een draadloze communicatietechnologie die vooral wordt gebruikt als medium voor nabijheidscommunicatie. Om precies te zijn is RFID een elektromagnetische communicatiemethode waarbij RFID-tags met digitale gegevenscodering op voorwerpen of systemen worden geplaatst, zodat RFID-lezers ze op unieke wijze kunnen detecteren voor verschillende toepassingen.

RFID is veelzijdig in zijn ontwikkeling en toepassing. De meeste RFID-toepassingen zijn gebaseerd op het innovatieve gebruik van RFID-tags en RFID-lezers. Deze tags zijn in feite kleine elektronische apparaten die kleine gegevens kunnen opslaan. RFID-lezers zenden EM-stroom naar tags om hun aanwezigheid te detecteren door hun unieke informatie te lezen.

RFID kan nuttig zijn voor het volgen van verschillende objecten, het besturen van actuatoren, toegangscontrole, het uitwisselen van informatie en andere dergelijke oplossingen. Bovendien kunnen RFID-tags werken met of zonder batterijen in verschillende maten en materialen. RFID-tags zijn ook wereldwijd verkrijgbaar bij verschillende fabrikanten, waardoor producten die met RFID zijn ontworpen een lange levensduur hebben.

RFID vs. streepjescode: hoe RFID beter is dan zijn voorganger

In sommige industriële toepassingen worden RFID-tags vaak gebruikt als slimme labels. Voordat RFID echter op grote schaal werd toegepast, werden veel van de huidige RFID-toepassingen bedrukt met codes zoals barcodes en QR-codes. Barcodes dienen vaak om een kleine hoeveelheid informatie te verzenden via een optische laser.

Gedrukte codes maakten handmatige logboeken en etiketten absoluut overbodig omdat ze fouten en kosten verminderden en technologische efficiëntie brachten bij het traceren en inventariseren. Bijna elk item dat door toeleveringsketens gaat, heeft te maken met streepjescodes en de markt voor streepjescodes was de afgelopen jaren dan ook veel waard. $6,79 miljard in 2020Ook al is de aanpassing van barcodes erg goedkoop.

De overstap van barcode naar RFID is vergelijkbaar met de overstap van barcode naar handmatige registratie. RFID-systemen zijn nauwkeuriger, geavanceerder, sneller en handiger dan barcodes en voldoen aan de groeiende verwachtingen van de detailhandel en de industrie. Hier volgt een gedetailleerd overzicht van de verschillen tussen RFID-tags en barcodes:

Deze vergelijking betekent echter niet noodzakelijkerwijs dat RFID een volledige vervanging is van barcodes of QR-codes. In plaats daarvan kunnen deze technologieën samen mogelijkheden creëren voor perfecte implementaties waarbij ze beide unieke waarde kunnen toevoegen.

Wat zijn enkele belangrijke voordelen van RFID?

RFID past een elektromagnetisch veld toe om objecten in de ruimte te detecteren, identificeren en volgen. Het biedt een aantal voordelen ten opzichte van handmatige oplossingen of barcodes, zoals hierboven beschreven. Hier zijn enkele voordelen van het gebruik ervan:

1. Goedkoop zijn

RFID-tags zijn goedkoper voor de meeste toepassingen en kunnen elke oplossing voor een zeer lange tijd gebruiken zonder dat er onderhoud nodig is. Daarom zijn RFID-oplossingen goedkoop om te implementeren en sommige kunnen zelfs worden gebruikt voor eenmalig gebruik.

2. Vormfactor

RFID-tags zijn vrij klein en dun en passen dus in verschillende vormen en maten, afhankelijk van de toepassing. Dankzij deze flexibiliteit kunnen merk- en productontwerpers RFID verkiezen boven andere draadloze technologieën.

3. Gelijktijdige metingen

RFID-tags kunnen in één keer worden gelezen als ze zich binnen het bereik van de RFID-lezer bevinden, RFID-lezerantenne kan radiogolven uitzenden en alle actieve/passieve RFID-labels tegelijk detecteren, tot wel 100 tags tegelijk. Hierdoor is RFID een ideale keuze voor industriële massatoepassingen.

4. Uniek

Elke RFID-tag is uniek, waardoor vervalsing in de meeste gebruikerstoepassingen uitgesloten is. Zo'n unieke identificatie helpt de implementator om gebruikers, objecten, toegangsautorisaties, aankopen en de levenscyclus van producten te volgen.

5. Beveilig dossiers

Met RFID vindt de identificatie en registratie grotendeels plaats via een middlewareprogramma, waardoor er geen ruimte is voor handmatige manipulaties. Bovendien hebben alleen bevoegde partijen toegang tot de RFID-informatie.

6. Automatisering

RFID-lezers kunnen RFID-tags in elke richting lezen zonder Line-of-Sight communicatie. Hierdoor kunnen RFID-lezers zo worden geplaatst dat ze automatisch alle RFID-tags in de buurt detecteren, waardoor ze ideaal zijn voor productie-, toeleverings- en detailhandelsbedrijven.

7. Robuust in elke omgeving

RFID-tags zijn bestand tegen elke omgeving zonder afbreuk te doen aan hun mogelijkheden en prestaties. Daarom kunnen RFID-oplossingen een betrouwbare keuze worden voor vluchtige en gevaarlijke omgevingen waar andere technologieën hun beperkingen hebben.

Bovendien zijn de voordelen van RFID-oplossingen niet beperkt tot deze. RFID is ook zeer gebruiksvriendelijk, reprogrammabel en kan verschillende specificaties bieden voor verschillende toepassingen. Deze voordelen maken RFID een verleidelijke keuze voor industriële en consumentenimplementaties.

Het werkingsconcept van RFID

RFID-oplossingen werken volgens het principe van EM-radiogolven en hun werking is iets anders dan die van andere draadloze technologieën. RFID-systemen werken volgens de onderstaande basisworkflow:

• RFID-lezer zendt radiosignalen uit naar de omgeving
• Elke RFID-tag in de omgeving detecteert de radiosignalen en de energie van deze EM-golven.
• Aangedreven RFID-tags sturen een uniek radiosignaal terug naar de RFID-lezer.
• De RFID-lezer detecteert dergelijke unieke radiogolven om de gegevens te decoderen voor unieke identificaties.
• De RFID-lezer registreert of registreert deze detectie in een softwaretoepassing of een basisdatabase, afhankelijk van de systeemoplossing van de gebruiker.

Wat zijn de verschillende soorten RFID-systemen?

Verschillende soorten RFID-systemen kunnen helpen om de verschillende implementaties van RFID beter te begrijpen. Vooral het gebruik van verschillende frequenties kan helpen RFID-oplossingen te laten werken met hun unieke kenmerken. Hoewel elk land verschillende standaard operationele frequenties heeft, volgt hier een algemeen idee:

• RFID met lage frequentie:

De laagfrequente RFID-oplossingen, die variëren van 30 kHz tot 500 kHz, zijn geschikt voor transmissiebehoeften op korte afstand, zoals interacties op de tap. Ze kunnen voorzien in unieke RFID-detectiebehoeften van een paar centimeter tot een meter, afhankelijk van hun configuraties. Typische gemiddelde LF-systemen werken op 125 kHz.

• RFID met hoge frequentie:

Hoogfrequente RFID werkt meestal op 13,56 MHz en kan een bereik hebben van 3 MHz tot 30 MHz. HF RFID-systemen kunnen toepassingen ondersteunen met een iets groter bereik dan LF-systemen, tot enkele meters.

• RFID met ultrahoge frequentie

Ultra hoogfrequente systemen, die vaak gebruikt worden voor het volgen van industriële goederen, werken over het algemeen op 433MHz en kunnen variëren van 300 MHz tot 960 MHz. De primaire frequentie is 433 MHz, 860-960 MHz. Het kan ruimtes verder dan 25 voet lezen.

• RFID microgolf

RFID-systemen met microgolven of superhoge frequenties kunnen zelfs een bereik van enkele honderden meters hebben, afhankelijk van de systeemfrequenties, ergens tussen 2,45 GHz en 5,8 GHz.

Deze frequenties van RFID-systemen variëren volgens de normen en het beleid van elk land. Bovenstaande gegevens geven een algemeen beeld van de verschillende frequenties, hun communicatiebereik en mogelijke toepassingen van RFID-systemen.

Architectuur en bouwstenen van RFID-systemen

RFID-systemen bestaan in principe uit twee hoofdcomponenten RFID-tags (RFID-labels) en RFID-lezers. Elke RFID-lezer is in feite een RFID-ontvanger met een antenne om RF-energie uit te zenden. Deze energie kan vervolgens worden gebruikt om RFID-tags te detecteren op basis van de aard van de tags.

Er zijn twee soorten RFID-lezers, waaronder vaste lezers en mobiele lezers. Beide dienen verschillende toepassingen, afhankelijk van de behoefte aan draagbaarheid. Terwijl de soorten tags en lezers cruciale hoofdonderdelen zijn, is een ander belangrijk gebied de softwareoplossing die wordt gebruikt als gebruikersinterface om de RFID-gegevens te loggen en zelfs te visualiseren volgens de behoeften van de gebruiker.

Om dieper in de materie te duiken, zijn er nog een aantal cruciale elementen die kunnen bijdragen aan de prestaties van een RFID-oplossing. Enkele van deze parameters zijn het type tags, de werkfrequentie, de werkomgeving, de vereiste nauwkeurigheid, andere RFID-tags in de omgeving, enz. De juiste engineeringspartner of leverancier kan je helpen deze systeemelementen te achterhalen en de juiste systeemarchitectuur te maken.

Verschillende soorten RFID-tags en hun gebruik

Er is een handvol RFID-tags op de markt die aan unieke behoeften voldoen. RFID-tags worden vaak onderverdeeld in categorieën op basis van hun werking, RFID-frequentie, materiaal, enz. Hier volgt een opsplitsing van enkele soorten RFID-tags op basis van hun werking:

• Actieve RFID-tags:

Actieve RFID-tags zijn RFID-tags die zelf een stroombron in het apparaat hebben. Actieve RFID-tags worden geleverd met een stroomvoorziening en zijn dus niet afhankelijk van de radiosignalen van de ontvanger om op te starten en uit te zenden. Dergelijke tags zijn duur en meestal hebben hoogfrequente RFID-systemen zo'n ingebouwde stroombron nodig.

• Passieve RFID-tags:

Passieve RFID-tags zijn de meest voorkomende RFID-tags op de markt. Dergelijke tags zijn goedkoop, voldoen aan de voorschriften en zijn kleiner om te implementeren. Passieve RFID-tags kunnen de klus klaren voor nabijheidstoepassingen waar een kleiner bereik voldoende is. Ze zijn afhankelijk van de radiosignalen van de ondervrager om op te starten.

• Semipassieve RFID-tags (hybride RFID-tags):

Semipassieve RFID-tags houden het midden tussen actieve en passieve RFID-tags. In tegenstelling tot passieve RFID-tags hebben deze tags een batterij voor een groter bereik. Ze hebben echter geen ingebouwde zender zoals actieve RFID tags. Daarom hebben ze een kleiner bereik dan actieve RFID-tags. Ze kunnen geschikt zijn voor detectie-, tracking- en alarmeringstoepassingen.

Naast deze drie typen kunnen RFID-tags ook worden onderverdeeld op basis van hun toepassing en gebruikte materialen, zoals hieronder weergegeven:

• Bestand tegen vloeistoffen:

RFID-tags kunnen vaak worden gebruikt voor toepassingen waarbij ze worden blootgesteld aan vloeistoffen, of het nu gaat om het traceren van laboratoriummonsters of om wasgoed. Daarom is het belangrijk om de juiste RFID-labelbescherming te gebruiken die bestand is tegen blootstelling aan vloeistoffen en perfect werkt.

• Temperatuurbestendig:

Net als vloeistoffen, hitte of koude omgevingen maken deel uit van de interactie wanneer je te maken hebt met industriële machines/apparatuur. RFID-tags kunnen worden gemaakt van de juiste materialen om bestand te zijn tegen ruwe omgevingen en zelfs vuur. Hittebestendige materialen zoals nylon, teflon of keramiek kunnen uitstekend zijn voor het beschermen van RFID-chipsets.

• Metalen oppervlakken:

Robuuste RFID-tags van industriële kwaliteit worden gebruikt om op metalen oppervlakken te werken. Deze tags gebruiken vaak UHF zodat het metalen oppervlak de prestaties van het RFID-systeem niet tegenwerkt. Dergelijke tags zijn vaak gemaakt van stevige materialen en kunnen tegen een stootje.

• Flexibele tags:

Zoals de naam al aangeeft, kunnen flexibele tags textiel- of modeproducten ondersteunen waarbij de tag gemaakt is van gelijkaardig materiaal en perfect kan buigen en versmelten met het object. Flexibele tags worden vaak gebruikt in wearables en competitieve sportevenementen.

• Printbaar:

Voor logistiek en toeleveringsketens zijn afdrukbare RFID-tags het voordeligst, omdat fabrikanten hun eigen RFID-labels goedkoper kunnen afdrukken en het artikel perfect kunnen traceren. Deze tags worden meestal gemaakt van papier of plastic en zijn vrij goedkoop.

De populairste toepassingen van RFID

RFID-toepassingen zijn vrij snel opgeschaald in sommige toepassingen en sectoren. Hier volgen enkele voorbeelden van dergelijke toepassingen:

• Voorraadbeheer

Inventarisbeheer is een sector gedomineerd door barcodes die het handmatig bijhouden van logboeken overbodig en inefficiënt maakten. Op dezelfde manier kan RFID nu het voorraadbeheer nog efficiënter maken met gelijktijdige metingen en bevindingen. Bedrijven kunnen nu nauwkeurig real-time informatie krijgen over elk type voorraad dat beschikbaar is in de inventaris.

• Real-time binnenactiva volgen

Real-time indoor asset tracking verwijst naar de mogelijkheid om een bepaald object of bepaalde apparatuur of zelfs een persoon binnen een faciliteit te vinden. Het binnenshuis volgen van activa is alleen mogelijk met een nauwkeurige en betaalbare technologische oplossing zoals RFID.

• Beheer van de toeleveringsketen

Het kwaliteitsbeheer van de toeleveringsketen kan aanzienlijk worden verbeterd met de implementatie van RFID. RFID kan het product volgen dat door verschillende stadia van het supply chain management gaat om eventuele productiviteitsgaten of gebieden die voor verbetering vatbaar zijn te vinden.

• Betaaloplossingen

Op RFID gebaseerde betalingsoplossingen behoren tot de populairste en meest gebruikte toepassingen van RFID. LF RFID-kaart kan worden gebruikt om een gebruiker te koppelen en zijn uitgaven of transacties te meten.

• Winkeloplossingen voor de detailhandel

Winkeloplossingen zoals het detecteren van de kosten van het winkelwagentje, automatisch afrekenen, bescherming tegen vervalsingen en diefstaldetectie zijn enkele belangrijke RFID-toepassingen voor consumenten. Deze oplossingen kunnen volledig worden geautomatiseerd met behulp van de juiste RFID-oplossing.

RFID vergelijken met andere draadloze technologieën

RFID is een van de weinige nabijheids- of draadloze communicatiemethoden op de markt, die alleen in de buurt komt van NFC. Andere draadloze technologieën zoals BluetoothUWB (Ultra Wide Band) of Wi-Fi zijn heel anders in hun implementatie en werking dan RFID.

Het grote verschil tussen RFID en deze technologieën is dat RFID enkel gebruikt wordt voor identificatie, autorisatie, controle en tracking. Draadloze technologieën richten zich daarentegen op real-time communicatie en bidirectionele gegevensuitwisseling.

Dergelijke draadloze technologieën met een groot bereik vragen veel meer vermogen, investeringskosten en brengen een enorm communicatiebereik met zich mee in vergelijking met de meeste RFID-oplossingen die goedkoop, klein en energiezuinig zijn. RFID vergelijken met Bluetooth of Wi-Fi is echter geen appels met appels vergelijken omdat deze technologieën naast elkaar kunnen bestaan en het beste bieden uit elk technologisch platform.

Conclusie

Het is veilig om aan te nemen dat een dergelijke groei van RFID het tot een van de meest prominente en duurzame draadloze technologieën maakt die er bestaan. Door deze populariteit en adoptie van RFID is het gemakkelijk te implementeren met een overvloed aan middelen en leveranciers. Neem vandaag nog contact met ons op om uw RFID-behoeften en -ideeën te bespreken.