Différences entre la RFID UHF Gen 2 et la RFID HF

À l'heure actuelle, les performances de la RFID UHF Gen 2 sur les petits monomères des lignes de production à grande vitesse sont comparables à celles des palettes-caisses dans les centres de fret. En raison de son faible coût, la RFID UHF a rendu obsolète l'ancienne technologie RFID HF 13,56 MHz, lente et coûteuse. Avant de décider quelle technologie RFID déployer, il est nécessaire de comprendre les concepts de base de l'UHF et de la HF.

Les ondes radiofréquence contiennent deux composantes : les ondes magnétiques et les ondes électriques. En général, la RFID HF 13,56 MHz repose sur le champ magnétique « proche » du champ électromagnétique, tandis que la RFID UHF 860-960 MHz est un rayonnement en champ lointain, qui comprend à la fois le champ magnétique et le champ électrique. Le type d'onde qui répond dans l'étiquette UHF dépend de deux aspects : la distance entre l'antenne de l'étiquette RFID et le Lecteur RFID.

Étant donné que la force de la composante de champ magnétique dans l'onde diminue rapidement avec la distance, elle ne peut fonctionner qu'en champ proche. Sa portée effective est limitée par la structure de l'antenne à environ une ou deux longueurs d'onde. Étant donné que l'étiquette HF utilise un couplage inductif pour détecter le champ magnétique afin de recevoir de l'énergie. Les antennes d'étiquette HF sont généralement de type inductif qui agissent un peu comme des bobines et nécessitent donc un matériau plus conducteur et un processus de fabrication plus complexe que les antennes d'étiquette UHF équivalentes. Heureusement, les étiquettes HF n'ont pas de point mort au-dessus du champ magnétique, et avec une antenne adaptée, les étiquettes UHF peuvent facilement capturer la même énergie de champ proche, beaucoup plus efficacement et de manière rentable.

Les quatre équations de Maxwell sont la base de l'analyse et de la conception des champs électromagnétiques. La loi de Faraday est l'une de ces quatre équations : « La tension induite par une bobine dans un champ magnétique est proportionnelle à la force et à la fréquence du champ magnétique ». Cela révèle un concept extrêmement simple : plus la fréquence est élevée, plus l'efficacité est élevée. Français La fréquence de l'UHF est 60 fois supérieure à celle de la HF, ce qui signifie que pour l'efficacité de couplage énergétique entre l'étiquette RFID et l'antenne du lecteur RFID, l'UHF est environ 60 fois supérieure à celle de la HF.

Le concept traditionnel est que la RFID UHF ne convient pas aux étiquettes au niveau des articles : l'étiquette est trop grande et la RFID UHF ne peut pas fonctionner sur les liquides, les métaux et les petits emballages d'un seul article qui sont proches les uns des autres. Et l'UHF est trop éloigné, ce qui ignore le fait que l'UHF Gen 2 peut être utilisé dans le champ proche beaucoup plus facilement et efficacement que la HF. Cela signifie que les systèmes UHF peuvent lire beaucoup plus de choses que la HF, y compris les liquides et les articles à forte teneur en métal. Plus important encore, cela signifie que les applications au niveau des articles ont pu équilibrer les divers avantages apportés par la norme UHF Gen 2 à la chaîne d'approvisionnement. La clé est de savoir comment contrôler le champ proche de l'UHF. Ce composant de l'onde de radiofréquence est particulièrement adapté au travail de la RFID au niveau des articles à une très courte distance. Les applications utilisant des solutions UHF Gen 2 en champ proche sont en pleine croissance.

En décembre 2004, EPC global a approuvé le protocole UHF Gen 2, donnant ainsi naissance à la première norme RFID mondiale. Depuis lors, le marché a vu de nombreux produits répondre à cette norme. Cette popularité prouve l'omniprésence de cette norme, qu'il s'agisse d'articles simples, de conteneurs, de palettes, d'objets utilisés à la fois en champ proche et en champ lointain, ou de matériaux couvrant les liquides, les métaux, les articles emballés et conditionnés de manière serrée, etc.

Trois ans plus tard, les développeurs de produits HF ont dû approuver la norme. Au contraire, la dernière spécification HF a déçu les rédacteurs. Selon Ken Laing, rédacteur de la norme HF "V2" (la version HF de l'UHF Gen 2), les travaux ont jusqu'à présent été limités, avec des améliorations limitées des normes existantes et quelques produits commerciaux émergent.

Laing pense que les entreprises codant l'EPC sur des étiquettes HF Gen 2 verront leurs performances s'améliorer par rapport à l'encodage de l'EPC sur la norme HF ISO 15693 actuellement populaire. Il a déclaré que selon les résultats de la mise à jour RFID, bien que l'amélioration ne soit pas révolutionnaire, elle est toujours bien meilleure que les produits HF actuellement sur le marché. Le point important est peut-être que même si la norme a été approuvée, les produits V2 dits qualifiés ne la respecteront pas en premier lieu. Cela prendra beaucoup de temps, et même s'il est disponible maintenant, il n'atteindra pas les performances actuelles de l'UHF Gen 2.

Cependant, cet article revient sur le débat sur la fréquence, car il est lié au déploiement réel.

Prenez en compte les facteurs suivants :

* L'UHF Gen 2 couvre diverses applications dans toutes les chaînes d'approvisionnement mondiales ;

* L'UHF Gen 2 est efficace sur tous les types de matériaux de produits, y compris les liquides et les matériaux métalliques.

Ainsi, en ce qui concerne l'UHF Gen 2, il est redondant dans la technologie RFID HF car :

* Il n'y a rien que l'HF puisse réaliser mais que l'UHF ne peut pas réaliser ;

* De nombreuses choses que l'HF ne peut pas réaliser mais que l'UHF peut réaliser. L'HF ne peut traiter qu'une petite partie de laLe vaste domaine de la RFID UHF.

Pour les applications RFID, la norme UHF est un « sur-ensemble » de la norme RFID. Les produits conformes à cette norme sont capables de gérer une grande variété d'articles, de conteneurs, de palettes, de tous les matériaux et types d'emballages, tout en offrant des débits bien supérieurs à ceux de la norme HF.

Un système UHF Gen 2 correctement déployé fonctionnera parfaitement sur des articles de grande ou de petite taille, des liquides ou des métaux, ainsi que sur des conteneurs et des palettes, éliminant ainsi efficacement la HF qui existait avant la norme UHF Gen 2 en champ proche. Il présente des avantages au niveau de l'article. Oui, les liquides peuvent absorber l'énergie RF et les métaux peuvent réfléchir l'énergie RF, mais ce sont tous des éléments à prendre en compte en champ lointain, pas en champ proche. En fait, étant donné qu'une antenne d'étiquette UHF correctement conçue peut être utilisée à la fois en champ proche et en champ lointain, elle peut en fait utiliser le métal attaché comme une extension de l'antenne ! Mais les étiquettes HF ne le peuvent pas, car elles ne disposent pas des moyens de couplage du champ électrique. Néanmoins, approfondissons un peu plus les implications pratiques du déploiement d'un système RFID HF.

Au début, la technologie HF ne pouvait pas atteindre des applications en champ lointain, ce qui signifiait qu'elle ne pouvait pas être utilisée pour les conteneurs et les palettes qui nécessitaient que la RFID fonctionne à distance dans les entrepôts et les centres logistiques. Par conséquent, la distance d'application de la technologie HF était limitée au champ proche.

Par conséquent, les entreprises qui choisissent la technologie HF pour l'identification des étiquettes au niveau des articles doivent également déployer la technologie UHF Gen 2 pour l'identification des conteneurs et des palettes. Aujourd'hui, de nombreux facteurs complexes tels que l'architecture porteuse de données multicanal, le coût, la complexité, l'efficacité et la maintenance doivent être pris en compte en même temps. Par conséquent, si vous pensez que la logistique numérique n'est pas difficile, vous vous heurterez à un mur. Ceux-ci nous obligent également à prendre en compte certains facteurs économiques : les étiquettes UHF Gen 2 seront toujours moins chères que les étiquettes HF.

En fait, comme les étiquettes UHF sont faciles à fabriquer, elles seront 2 à 3 fois moins chères. Contrairement aux étiquettes HF, les étiquettes UHF Gen 2 sont particulièrement bien adaptées aux technologies de fabrication simples et à grande vitesse où les mises à niveau des processus sont particulièrement bonnes. Grâce à la simplicité de l'UHF Gen 2 et à la structure d'antenne monocouche, elle peut être fabriquée à l'aide d'un processus d'encre conductrice peu coûteux. L'UHF est une bande très pratique et économique pour la conformité aux normes. En fait, la même puce UHF Gen 2 conçue pour une longue portée et utilisée sur un grand plateau peut également être utilisée avec une antenne en champ proche aussi petite que 6 mm environ - ces étiquettes sont beaucoup plus petites et moins chères que les étiquettes HF largement adoptées auparavant. Bien plus, plus de meilleures performances.

Un autre avantage de la structure de l'antenne UHF est que lorsque des articles sont empilés très près les uns des autres, les étiquettes UHF ne projettent pas d'"ombre" RF sur les articles adjacents. Ce n'est pas le cas de l'antenne d'étiquette HF. L'antenne est composée d'une bobine métallique épaisse, qui peut former un bouclier magnétique pour les étiquettes adjacentes, afin que le lecteur puisse la lire. Français Par conséquent, l'UHF offre des performances plus fiables.

Le développement continu de la technologie UHF Gen 2 va encore creuser l'écart de coût, de performance et de fonctionnalité entre elle et la technologie HF, et cet écart ne sera jamais comblé par la HF. C'est le point fondamental, car l'économie de l'UHF Gen 2 bénéficie en fait de la physique de la bande UHF. Pour le fonctionnement RFID, l'efficacité de la bande de fréquence UHF est 60 fois supérieure à celle de la bande de fréquence HF.

Si l'objectif est de coupler la communication entre les étiquettes RFID et les lecteurs RFID, l'UHF présente de nombreux avantages par rapport aux solutions HF moins performantes. Parce que l'UHF Gen 2 offre une vitesse élevée, une grande fiabilité et une flexibilité de fonctionnement. C'est pourquoi Nancy Anderson, PDG de Blue Vector, a conclu : « Nous n'utilisons plus beaucoup la HF car elle n'est pas aussi flexible que l'UHF. »

Julie Kuhn de Cardinal Health, directrice de Pedigree, m'a expliqué cela. « Vous ne pouvez pas atteindre les vitesses de lecture des étiquettes UHF avec des étiquettes HF. Cela signifie que nos tapis roulants ne peuvent pas aller plus vite que la vitesse de lecture la plus lente. » Il s’agit d’une limitation importante qui aura un impact sur le débit des commandes pour les distributeurs. « Pour le moment », a-t-elle poursuivi, « nous récupérons les commandes jusqu’à 20 h et les expédions à partir de 5 h 30. Cette architecture UF/UHF complexe limitera notre capacité à respecter le délai de remplissage des connaissements. »

Cela aggrave le problème des architectures multiprotocoles. Et malheureusement, résoudre ces problèmes avec des appareils capables de lire à la fois les étiquettes HF et UHF, c’est-à-dire des lecteurs RFID multiprotocoles, ne fait que créer davantage de problèmes. Ces problèmes incluent des interrogateurs plus complexes, plus coûteux et plus sophistiqués avec des taux de lecture plus faibles et des lectures moins fiables car l’interrogateur doit périodiquement couvrir plusieurs C’est un compromis. Ces problèmes surviennent tout au long de la chaîne d'approvisionnement lorsque plusieurs protocoles de transport de données sont utilisés.

Si la Gen 2 résout ces problèmes de concurrence et d'incompatibilité avec les normes UHF, la technologie HF elle-même présente également ces problèmes. Les normes pertinentes actuellement utilisées comprennent les normes ISO 14443, ISO15693 et EPCglobal HF Classe 1. Selon la technologie et la norme choisies, pour le déploiement, la maintenance et la mise à niveau d'une architecture de système hybride, il va sans dire qu'il est nécessaire de gérer les formats de données respectifs, même économiquement et logistiquement, il n'est pas nécessaire de prendre en charge des architectures UHF et HF distinctes. Quel est l'intérêt ?

La stratégie de continuité finalement adoptée par l'entreprise a un impact majeur sur les partenaires commerciaux en aval et va progressivement pénétrer toute la chaîne d'approvisionnement. Ce scénario se produit aujourd'hui dans certains domaines de la médecine, où le système de protocole mixte utilisé ici entrave le débit fiable des marchandises. Julie Kuhn a ajouté : « Notre objectif est de savoir comment nous pouvons combiner toutes les technologies en une seule technologie, formant un environnement hautement automatisé dans lequel nous pouvons capturer les informations généalogiques d'un article au niveau de l'article et du conteneur et maintenir notre débit élevé existant. »