RFID: Công nghệ làm cho các ngành công nghiệp thông minh hơn

Công nghệ RFID (Nhận dạng tần số vô tuyến) là gì?

Nhận dạng tần số vô tuyến hoặc RFID là một loại công nghệ vô tuyến cụ thể sử dụng sóng vô tuyến để xác định các thẻ gắn vào một đối tượng và do đó xác định đối tượng. Công nghệ RFID là một công cụ thiết yếu cho các ứng dụng hậu cần và đang được sử dụng để tối ưu hóa chuỗi cung ứng và quy trình sản xuất trong các ngành công nghiệp khác nhau.

Chìa khóa của chiến lược RFID là điều chỉnh việc sử dụng công nghệ của bạn với mục tiêu của công ty, ví dụ: giảm chi phí sản xuất, mối quan hệ khách hàng tốt hơn, tối ưu hóa hoạt động, v.v. Công nghệ RFID có thể giúp bạn đạt được mục tiêu của mình.

Làm cho sản xuất hiệu quả hơn và năng suất hơn là mục tiêu chung trong tất cả các ngành công nghiệp, không đề cập đến điện tử. Công nghệ RFID đã được thiết kế cho mục đích này. Nhận dạng tần số vô tuyến có thể được sử dụng để theo dõi sản phẩm thông qua vòng đời của sản phẩm, thu thập dữ liệu để phân tích hậu cần và quy trình sản xuất để nâng cao quy trình sản xuất.

Trong bài viết này, chúng ta thảo luận về những gì tạo nên một hệ thống RFID, những ưu điểm và nhược điểm của công nghệ, cách sử dụng nó và triển vọng thị trường tổng thể.

Công nghệ RFID (Nhận dạng tần số vô tuyến) là gì?

Nhận dạng tần số vô tuyến hoặc RFID là một loại công nghệ vô tuyến cụ thể sử dụng sóng vô tuyến để xác định các thẻ gắn vào một đối tượng và do đó xác định đối tượng. Thẻ chứa một chip thu phát được kích hoạt bởi sóng điện từ từ đầu đọc RFID và truyền lại một số nhận dạng cho đầu đọc. Sau đó, số nhận dạng được sử dụng để kiểm kê các đối tượng có thẻ. Thẻ có thể bị động hoặc chủ động. Thẻ thụ động chỉ được cung cấp năng lượng bởi sóng điện từ tới từ đầu đọc và do đó có phạm vi hoạt động ngắn hơn. Các thẻ đang hoạt động được cung cấp bởi pin và có thể có phạm vi lớn hơn, lên đến hàng trăm mét.

Với việc sử dụng công nghệ không dây, thẻ RFID không cần đường ngắm trực tiếp đến đầu đọc RFID, điều này mang lại một số lợi thế đáng kể so với các máy quét mã vạch được sử dụng rộng rãi trong ngành hiện nay.

Thẻ RFID có thể được nhúng hoặc ẩn trong đối tượng và một số thẻ có thể được xác định cùng một lúc bởi một đầu đọc duy nhất.

RFID được sử dụng trong nhiều ứng dụng và ngành công nghiệp, bao gồm dược phẩm, bán lẻ, nông nghiệp và chăm sóc y tế, cũng như theo dõi xe cộ, vật nuôi và gia súc. Ví dụ, một đối tượng có gắn thẻ RFID nhúng đang di chuyển qua dây chuyền sản xuất hoặc nhà kho được trang bị đầu đọc RFID, có thể được quét tại các trạm sản xuất khác nhau và do đó tiến trình của nó có thể được tự động theo dõi.

Công nghệ đã tiếp tục được cải tiến trong những năm qua, và chi phí triển khai và sử dụng hệ thống RFID tiếp tục giảm, khiến RFID trở thành một giải pháp thay thế hiệu quả và tiết kiệm cho việc quét quang học thông thường.

Các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn đã được phát triển cho công nghệ RFID, giải quyết các mối quan tâm về bảo mật và quyền riêng tư. Các tiêu chuẩn như vậy sử dụng các phương pháp mật mã trên chip để không thể truy xuất nguồn gốc và xác thực thẻ và trình đọc bằng cách sử dụng dữ liệu chữ ký số.

Công nghệ RFID: Nó hoạt động như thế nào?

Các thành phần chính của Công nghệ RFID là gì?

Thẻ

Thẻ RFID là thứ lưu trữ và truyền dữ liệu cần được giải mã. Các thẻ có thể được gắn vào các phần tử để gửi dữ liệu đến ăng-ten. Vi mạch được nhúng trong thẻ là thứ lưu trữ ID của thẻ và dữ liệu có thể lập trình liên quan đến nội dung. Dữ liệu được lưu trữ này sau đó được chuyển đến đầu đọc thông qua các ăng-ten.

Ăng ten

Ăng-ten là thành phần cần thiết trong hệ thống RFID vì chúng truyền dữ liệu của thẻ RFID đến đầu đọc. Nếu không có một số loại ăng ten RFID, dù tích hợp hay độc lập, đầu đọc RFID không thể gửi và nhận tín hiệu đến thẻ RFID một cách chính xác.

RFID Reader

Đầu đọc RFID được kết nối với ăng-ten và nhận dữ liệu từ thẻ RFID. Đầu đọc là thiết bị nhận và chuyển đổi sóng vô tuyến thành dữ liệu số trên cơ sở dữ liệu máy tính.

Có hai loại RFID Reader . Có đầu đọc cố định và đầu đọc di động. Các đầu đọc cố định thường được gắn vào tường hoặc các vật thể khác và ở một vị trí để đọc dữ liệu được lưu trữ trong thẻ. Đầu đọc di động có thể được cài đặt hoặc mang theo bất cứ nơi nào cần thiết.

Cơ sở dữ liệu máy tính

Hệ thống RFID yêu cầu cơ sở dữ liệu máy tính để xử lý dữ liệu được lưu trữ trong thẻ. Phần mềm này có thể lập trình thẻ, quản lý thiết bị và dữ liệu, giám sát từ xa và cấu hình phần cứng.

Thẻ RFID: Phân Loại , Tần suất và Ứng dụng

RFID truyền dữ liệu đến một đầu đọc thông qua các tần số khác nhau của trường điện từ.

Thẻ RFID được phân loại theo tần suất mà chúng được thiết kế để hoạt động. Có ba dải tần số chính mà thẻ RFID hoạt động.

1. 1. Thẻ tần số thấp (LF)
   2. Thẻ tần số cao (HF)
   3. Thẻ tần số siêu cao (UHF) – thụ động và chủ động

1. Thẻ tần số thấp (LF)

• Dải tần số chính từ 125kHz – 134kHz
• Có thể đọc một khoảng cách vài inch
• Tốc độ truyền dữ liệu thấp nhất trong số tất cả các tần số RFID
• Lưu trữ một lượng nhỏ dữ liệu

2. Thẻ tần số cao (HF) – Được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới

• Dải tần số chính 13,56MHz
• Phạm vi đọc: 30 cm
• Khả năng đọc nhiều thẻ đồng thời
• Có thể lưu trữ tới 4k dữ liệu
• Dễ dàng đọc khi được gắn vào các vật có chứa nước, khăn giấy, kim loại, gỗ và chất lỏng.
  Ứng dụng HF – Sách Thư viện, Thẻ ID Cá nhân, Hành lý của Hãng hàng không và Thẻ Tín dụng

3. Thẻ tần số siêu cao (UHF)

Có hai loại thẻ sử dụng các tần số khác nhau dưới UHF RFID.

Thẻ thụ động UHF – sử dụng năng lượng từ đầu đọc RFID

• Dải tần số chính: 860MHz – 960MHz
• Phạm vi đọc: 25 mét
• Tốc độ truyền dữ liệu cao
• Nhiều kích thước thẻ

Ứng dụng thẻ thụ động UHF – Theo dõi chuỗi cung ứng, sản xuất, dược phẩm và thanh toán điện tử

Thẻ hoạt động UHF – hoạt động bằng pin

• Dải tần số chính: 433MHz
• Phạm vi đọc: 30 – 100 mét trở lên
• Dung lượng bộ nhớ lớn
• Tốc độ truyền dữ liệu cao

Ưu và nhược điểm của RFID

RFID có thể được sử dụng để giảm chi phí sản xuất và tối ưu hóa hoạt động.

Tuy nhiên,

Nếu bạn đang xem xét công nghệ RFID để hợp lý hóa sản xuất, theo dõi và phân tích thu thập dữ liệu và hơn thế nữa, có những ưu và nhược điểm cần cân nhắc.

Lợi ích đáng kể nhất của việc sử dụng công nghệ RFID so với các phương pháp khác trong sản xuất là nó không cần quét hoặc nhận dạng đường ngắm. Điều này mang lại sự linh hoạt hơn cho quá trình sản xuất và chuỗi cung ứng. Hạn chế lớn nhất cần xem xét là nếu công nghệ này dễ bị tấn công phần mềm.

Ứng dụng công nghệ RFID trong các ngành khác nhau

Công nghệ RFID đã trở thành một phần của cuộc sống hàng ngày và hầu hết mọi người thậm chí không biết rằng họ đang tương tác với công nghệ này. Ví dụ: khi bạn mở khóa cửa phòng khách sạn bằng cách vẫy thẻ chìa khóa hoặc cấy vi mạch vào vật nuôi của mình, bạn đang sử dụng công nghệ RFID. Việc áp dụng công nghệ RFID trong các ngành tiếp tục phát triển, kết xuất các phần tử RFID trong các ngành công nghiệp lớn trên thế giới.

Hàng không & Quốc phòng

Trong thập kỷ qua, các nhà sản xuất Hàng không Vũ trụ và Quốc phòng đã tập trung vào việc chế tạo các khu vực quy trình cụ thể có hỗ trợ RFID. Các nhà sản xuất máy bay tận dụng công nghệ RFID để theo dõi hàng nghìn bộ phận máy bay và củng cố chuỗi cung ứng của họ. Tự động hóa và chống lỗi ngay cả một quy trình kinh doanh đơn lẻ có thể mang lại lợi tức đầu tư đáng kể, cho phép bạn nhanh chóng xây dựng giá trị khi cải thiện hoạt động.

Đây là lý do tại sao các công ty Hàng không Vũ trụ và Quốc phòng hàng đầu hiện nay đã chuyển sang sử dụng công nghệ RFID cho các lĩnh vực quy trình chính như Chuỗi cung ứng, Sản xuất và Bảo trì & Sửa chữa.

Y khoa

Hiệu quả và chăm sóc RFID mới chạm đến tất cả các khía cạnh của ngành chăm sóc sức khỏe. Cho dù đó là quản lý cấp trên các hoạt động và hệ thống hay các quy trình an toàn và nhân sự chính xác hơn. RFID đang giúp giảm chi phí trong chăm sóc sức khỏe.

“Lý do tại sao chi phí chăm sóc sức khỏe quá cao là các bệnh viện tiếp tục mua những thứ họ đã có và lãng phí tiền bạc.” Mark Roberti, người sáng lập và biên tập viên của tạp chí RFID

Ngành công nghiệp chăm sóc sức khỏe đang trải qua một cuộc cách mạng có sự hỗ trợ của RFID, một cuộc cách mạng đang giúp cứu sống nhiều người.

Internet vạn vật công nghiệp (IIoT)

Tỷ lệ các doanh nghiệp đang kết nối thông qua công nghệ Internet of Things đang tăng lên nhanh chóng. IoT công nghiệp giúp các công ty sản xuất tối đa hóa năng suất của họ. Thông qua vòng đời sản phẩm, các phần mềm có thể được sử dụng để tổ chức dữ liệu, phân tích và tài liệu. Người đọc có thể xác định, theo dõi và giám sát trong thời gian thực và chia sẻ trong toàn ngành.

5G sẽ đóng một vai trò trong việc cung cấp truyền thông dữ liệu và thoại đặc biệt. Quản lý chuỗi cung ứng sẽ được hưởng lợi từ việc dữ liệu được truyền nhanh hơn trong thời gian thực. Tín hiệu 5G sẽ đáng tin cậy hơn các loại tín hiệu di động cũ hơn.

Các thiết bị khác nhau có thể chia sẻ thông tin để có được thông tin chi tiết tốt hơn về dữ liệu, điều này sẽ cho phép đưa ra các quyết định dựa trên dữ liệu . Ví dụ: các giải pháp IoT có thể quản lý năng lượng, an ninh và ánh sáng trong nhà hoặc nơi làm việc.

Triển vọng thị trường công nghệ RFID trong tương lai

“Xu hướng hiện tại cho thấy thị trường sẽ tăng trưởng nhanh trong vòng 8-10 năm tới. Với 6,9 tỷ chiếc đã được bán trên toàn thế giới trong năm 2014, giá trị của thị trường được dự đoán sẽ tăng thêm 10 lần trong giai đoạn 2017-2025.” [ nguồn ]

Ngày nay, ngày càng nhiều ngành công nghiệp đang xem xét công nghệ RFID như một hệ thống nhận dạng thay thế cho các môi trường phức tạp và đầy thách thức.

Mười tám tháng trước, Identiv đã công bố việc tạo ra một nhãn RFID chống giả mạo. Chất mang dữ liệu của nhãn, được gọi là lớp phủ, xóa tất cả thông tin được nhúng sau khi bị xé khỏi bề mặt dính của nó. Công nghệ này sẽ ngăn chặn việc phát tán dữ liệu công ty cho các bên không mong muốn, đây thường là một vấn đề bảo mật cần được xem xét với công nghệ RFID.

Việc tích hợp các cảm biến in vào nhãn thông minh RFID là một công dụng khác của công nghệ RFID. Báo cáo này giải thích rằng nền tảng đa cảm biến được in phun trên nền polyme dẻo đang được tích hợp vào nhãn thông minh RFID tần số cao bán thụ động . Các tính năng của nền tảng in này bao gồm khả năng phát hiện độ ẩm, amoniac và nhiệt độ mà trước đây chưa được tích hợp cùng một lúc.   

Công nghệ in phun của cảm biến cho phép in trên bề mặt nhựa dẻo, có lợi trong việc giảm chi phí sản xuất. Mục đích của nhãn thông minh RFID là cung cấp thông tin mà người đọc thu thập được từ các cảm biến. Việc tích hợp nền tảng đa cảm biến in phun trên nhãn thông minh RFID sẽ được sử dụng để phát hiện các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến hậu cần trong chuỗi cung ứng cho nhiều ngành, cụ thể là trong ngành thực phẩm.

Triển vọng thị trường trong tương lai

Theo báo cáo mới nhất về Nhận dạng tần số vô tuyến do Zion Research phát hành,

“Thị trường RFID trên toàn thế giới dự kiến ​​sẽ đạt 22,0 tỷ USD vào năm 2025. Châu Á Thái Bình Dương dự kiến ​​sẽ là một trong những thị trường khu vực sinh lợi nhất trong những năm tới.”

Statista dự đoán quy mô thị trường toàn cầu cho thẻ RFID vào năm 2025 là khoảng 24,5 tỷ đô la Mỹ.

” Việc thương mại hóa quy mô lớn giao tiếp giữa máy với máy (M2M) gần đây đã khuấy động cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư và thẻ RFID rất quan trọng đối với cái được gọi là Công nghiệp 4.0.”

Báo cáo ghi nhận sự miễn cưỡng của các doanh nghiệp trong việc sử dụng gắn thẻ RFID vì lo ngại về bảo mật. Tuy nhiên, khi công nghệ phát triển, nó có vẻ ít được quan tâm hơn.

Kết luận

Công nghệ RFID là một công cụ thiết yếu cho các ứng dụng hậu cần và đang được sử dụng để tối ưu hóa chuỗi cung ứng và quy trình sản xuất trong các ngành công nghiệp khác nhau. Mặc dù công nghệ này không phải là thương hiệu mới, nhưng nhiều cách mới đang được khám phá để tối ưu hóa nó cho các mục đích mới. Nhãn thông minh RFID, cũng như các yếu tố khác nhau như máy in RFID, vi mạch và ăng-ten, có thể thấy nhu cầu tăng lên khi nhiều ứng dụng được phát triển.

TT Electronics đã phát triển toàn bộ quy trình kinh doanh toàn cầu được thành lập dựa trên sự hỗ trợ của các thiết bị âm lượng thấp kết hợp phức tạp. Chúng tôi được truyền cảm hứng để giúp giải quyết các thách thức sản xuất thiết bị điện tử toàn cầu từ thiết kế thông qua hoàn thiện, cho những khách hàng yêu cầu hỗ trợ cho các sản phẩm có độ tin cậy cao của họ trong các  thị trường hỗn hợp cao, khối lượng thấp .