What Are RFID Labels?, What Types of RFID Labels Are There?

Hiện nay, Tem nhãn RFID được sử dụng rất chi là rộng rãi trong công tác bán hàng và vận hành, kiểm kê kho bãi tại Châu Âu, Châu Mỹ,… Tuy nhiên, tại Việt Nam hệ thống tem nhãn RFID chưa thực sự phổ biến đến các doanh nghiệp do công nghệ, chi phí đầu tư, kiến thức và khả năng vận hành.

What Are RFID Labels?, What Types of RFID Labels Are There?

Basic-RFID-System

RFID là công nghệ sử dụng sóng vô tuyến để đọc và thu thập thông tin được lưu trữ trên thẻ gắn với vật thể, RFID tần số cao (HF) và tần số siêu cao (UHF) dưới dạng nhãn, thẻ, vé, vòng đeo tay & thẻ nhãn liên kết. Chúng được thiết kế và chế tạo tương thích với máy in tem nhãn để bạn in và mã hóa thông tin một cách hiệu quả. – một thiết bị điện tử nhỏ bao gồm một con chip nhỏ thường mang 2.000 byte dữ liệu trở xuống và ăng ten . Một thẻ có thể được đọc từ cách xa đến vài feet và không cần phải nằm trong tầm nhìn trực tiếp của người đọc để được theo dõi. Có hai loại thẻ RFID: thụ động và chạy bằng pin. Thẻ RFID thụ động sẽ sử dụng năng lượng sóng vô tuyến của bộ dò tín hiệu để chuyển thông tin được lưu trữ của nó trở lại bộ dò tín hiệu.
Thẻ RFID chạy bằng pin được nhúng với một pin nhỏ cung cấp năng lượng cho việc chuyển tiếp thông tin.

Thẻ RFID sẽ được gắn vào mỗi sản phẩm cần theo dõi. Các thẻ RFID này được thiết kế bằng một bảng vi mạch nhỏ xíu, đôi khi còn được gọi là một mạch tích hợp (IC) và được kết nối với một ăng-ten. Bảng vi mạch này có chứa bộ nhớ để lưu mã của sản phẩm điệntử (EPC) và các biến thông tin khác để người sử dụng RFID có thể đọc, theo dõi bất cứ khi nào và bất cứ nơi đâu.

RFID reader là thiết bị kết nối mạng, phát ra sóng radio để tìm kiếm, thay đổi dữ liệu, cung cấp năng lượng cho thẻ RFID được gắn trên các sản phẩm và đọc thông tin trên thẻ nhờ tín hiệu sóng radio (vô tuyến), sau đó truyền tải lên máy tính để xử lý. RFID hoạt động như điểm truy cập thẻ nhớ của các thẻ RFID trên sản phẩm
Ứng dụng của hệ thống RFID khá đa dạng ở lĩnh vực đời sống trong các loại thẻ như: như thẻ bảo vệ, thẻ nhân viên, nhãn mác, thẻ kiểm soát hàng hóa trong kho, thẻ theo dõi tài sản công nghiệp, thiết bị y tế, mẫu sét nghiệm trong bệnh viện…

Các thành phần chính hệ thống RFID

Mô hình sử dụng tem nhãn RFID

  1. Thẻ RFID (RFID tags)
    – Active tag
    – Passive tag
    – Semi Passive tag
  2. RFID reader (đầu đọc thẻ RFID)

Thẻ RFID (RFID tags)

Một thẻ RFID cơ bản bao gồm một mạch tích hợp (còn có tên gọi là IC hay chip) gắn liền với một ăng-ten được in, khắc hay dán trên một bề mặt thường là có chất liệu là giấy hay polyethylene Therephtalate (PET). Khi các chip và ăng –ten được dát lại với nhau thì đó là lúc ăng ten và chip được kích hoạt. Sau đó chúng được kẹp giữa một nhãn in và mối ghép được củng cố bằng một lớp nhựa hoặc keo chuyên dụng hoặc được khảm vào một khung bảo vệ bền hơn.

Các loại tem nhãn RFID

Chip trong thẻ RFID:

Chip của thẻ RFID hay mạch tích hợp (IC) sẽ cung cấp những đặc trưng, bộ nhớ, và các tính năng mở rộng chức năng cho thẻ. Các chip được lập trình sẽ được đọc bằng thẻ nhận dạng chuyên biệt (TID), một dãy mã số duy nhất mà nhà sản xuất thiết lập trong bộ nhớ chip.
Bộ nhớ ghi chép dữ liệu để lưu trữ, theo dõi duy nhất 1 loại mặt hàng tương ứng với dãy mã số trong bộ chip, chúng còn được gọi là mã sản phẩm điện tử hoặc EPC.

Mã sản phẩm điện tử (EPC):

Mã sản phẩm điện tử (EPC) được lưu trữ trong bộ nhớ chip của thẻ được ghi vào thẻ bằng một máy in RFID và có hình dạng của một chuỗi 96-bit của dữ liệu. 8 bit đầu tiên là một tiêu đề trong đó xác định các phiên bản của giao thức. 28 bit tiếp theo xác định các tổ chức quản lý dữ liệu cho thẻ nhớ; 24 bit tiếp theo là một hệ dữ liệu ghi nhớ các đặc trưng của đối tượng, xác định các loại sản phẩm; 36 bit cuối cùng dành để ghi nhớ mã số đặc biệt của thẻ. Tổng số mã sản phẩm điện tử có thể được sử dụng như một chìa khóa mà chúng ta có thể dùng nó để xác định duy nhất một loại sản phẩm, đối tượng cụ thể trong toàn bộ sơ sở dữ liệu toàn cầu.!

Ăng-ten trong thẻ RFID:

Ăng- ten trong thẻ RFID thu thập năng lượng và chuyển nó vào chip để khởi động chúng hoạt động. Nói chung, diện tích ăng-ten của thẻ nhớ càng lớn, thì năng lượng nó thu thập và truyền tải về chip càng lớn, và phạm vi nhận dạng của đầu đọc trên thẻ càng tăng.
Không có ăng – ten hoàn hảo cho tất cả các ứng dụng. Mỗi ứng dụng lại có một mặc định ăng-ten riêng. Một số thẻ nhớ có thể được tối ưu hóa cho một dải tần số đặc biệt riêng, trong khi một số khác thì lại có thể điều chỉnh, thay đổi dải tần số trong trường hợp phải hoạt động trong môi trường có chất liệu mà thông tin vô tuyến không thể hoạt động để truyền đi được, ví dụ như một số chất lỏng và kim loại… Ăng-ten trong thẻ nhớ RFID có thể được làm từ nhiều loại chất liệu; bên cạnh đó, chúng có thể in, khắc, ấn, hoặc đóng dấu bằng một loại mực có khả năng dẫn điện, hay thậm chí là kết tủa từ hơi hóa chất, lắng đọng lại trên mặt nhãn cần nhận diện.
Thẻ mà chỉ có một ăng-ten duy nhất thì lại không phải là đáng tin cậy như với các thẻ có nhiều ăng-ten. Tại sao? Bởi vì với một ăng- ten duy nhất, sự xác lập của thẻ RFID có thể dẫn đến “vùng chết”, hoặc các khu vực trên thẻ mà các tín hiệụ nhận dạng không thể hoạt động do ăng- ten không tích đủ năng lượng điện cần thiết trên chip và tương tác với đầu đọc. Một thẻ RFID với ăng-ten kép thì lại có khả năng có thể loại bỏ các “vùng chết” và tăng khả năng nhận dạng của mình. Tuy nhiên để làm được như thế thì chúng đòi hỏi phải có một chip chuyên ngành.

Đầu đọc RFID (RFID reader)

Một đầu đọc RFID, còn được gọi là bộ hỏi, là một thiết bị dùng để kết nối, tương tác giữa các dữ liệu trong thẻ với các phần mềm dữ liệu của doanh nghiệp. Người sử dụng có thể tương tác với thẻ RFID trong các lĩnh vực mà mình muốn kiểm soát thông qua các thao tác: Kiểm kê liên tục đơn giản, lọc tìm đối tượng tương ứng với mã số thẻ nhất định, viết hoặc mã hóa để chọn thẻ,..vv
Đầu đọc RFID sử dụng một ăng-ten gắn liền với thu thập dữ liệu từ các thẻ. Sau đó thì chuyển dữ liệu đến một máy tính để xử lý. Cũng như các thẻ RFID, đầu đọc RFID cũng có nhiều kích cỡ và phân ra nhiều loại đầu đọc khác nhau. Một đầu đọc RFID có thể được gắn vào một vị trí cố định trong một cửa hàng hoặc nhà máy, hoặc được tích hợp vào một thiết bị di động như máy quét cầm tay, máy quét di động,..vv Ngoài ra, đầu đọc RFID cũng có thể được nhúng vào trong các thiết bị điện tử, linh kiện và thậm chí là cả trong dung môi.

UHFvsHF

Ăng-ten trong thẻ RFID:

Bộ hỏi RFID và ăng-ten đầu đọc làm việc cùng nhau để đọc thẻ. Ăng –ten của đầu đọc chuyển đổi dòng điện thành sóng điện từ mà sau đó được chiếu vào điểm mà chúng có thể được nhận diện bởi ăng-ten thẻ, rồi lại tiếp tục chuyển đổi trở lại thành dòng điện. Cũng giống như ăng-ten thẻ RFID, có nhiều loại ăng-ten đầu đọc khác nhau. Vì thế, cần lựa chọn ăng-ten đầu đọc cho phù hợp với ứng dụng và môi trường sử dụng.

Hai loại ăng-ten trong đầu đọc thông thường nhất là ăng-ten dạng thẳng (ăng-ten tuyến tính) và ăng-ten dạng tròn phân cực. Ăng-ten dạng thẳng phát xạ những tia tuyến tính có phạm vi lan tỏa rộng và tần sóng cao, nhằm mục đích để tín hiệu nhận dạng của chúng có thể xâm nhập xuyên qua các loại chất liệu khác nhau để đọc được thẻ RFID. Ăng-ten tuyến tính rất nhạy cảm với các thẻ định hướng.
Tùy thuộc vào góc định vị của thẻ, kết cấu thẻ, vị trí ăng-ten tuyến tính trên thẻ RFID mà đầu đọc có thể mất một khoảng thời gian khó khăn mới nhận dạng được thẻ. Ngược lại, với loại ăng-ten tròn phân cực thì độ nhạy cảm để định hướng vị trí thẻ lại ít hơn, nhưng lại không có khả năng cung cấp năng lượng điện cao như ăng-ten tuyến tính.

Việc lựa chọn loại ăng-ten phù hợp cũng tùy thuộc vào phạm vi khoảng cách giữa đầu đọc RFID và các thẻ mà nó cần nhận dạng. Phạm vi khoảng cách này được gọi là phạm vi đọc. Ăng-ten đầu đọc RFID hoạt động ở tầm ngắn hay tầm xa. Trong trường hợp phạm vi đọc là tầm ngắn thì phạm vi để đầu đọc có thể quét được thẻ phải thấp hơn 30cm. Và ăng-ten đầu đọc sử dụng cơ chế ghép từ tính để tăng cường khả năng tương tác nhanh, chính xác và hiệu quả hơn giữa thẻ và đầu đọc RFID. Dĩ nhiên, đối với phạm vi đọc là tầm ngắn này thì khả năng quét thẻ sẽ không bị ảnh hưởng hay bị cản trở bởi các vật liệu khác như chất điện môi, nước và kim loại.. xuất hiện xen giữa trong phạm vi này.

Còn đối với trường hợp phạm vi đọc có tầm xa, tức khoảng cách giữa đầu đọc và thẻ lớn hơn 30cm và thậm chí còn có thể lên tới hàng chục mét, thì ăng-ten đầu đọc sẽ vẫn sử dụng cơ chế tiếp nối sóng từ và các chất điện môi xen ngang có thể làm suy yếu sự tương tác nhận dạng giữa đầu đọc và các thẻ RFID với nhau.

RFID hoạt động như thế nào? Một số lĩnh vực ứng dụng:

Ứng dụng công nghệ RFID

Cách RFID hoạt động:

Thiết bị RFID reader được kết nối mạng và thông qua ăng-ten luôn luôn phát đi các lớp sóng radio tìm kiếm và nhận diện tín hiệu các thẻ RFID được gắn trên sản phẩm trong phạm vi phát sóng của RFID reader. Khi có sóng radio từ RFID reader các thẻ RFID sẽ được cung cấp 1 nguồn năng lượng trong ăng-ten và phản hồi lại thông tin về RFID reader để xác nhận cho phép truy cập các nội dung trong thẻ RFID.

 

 

Nếu là mã vạch sản phẩm và đầu đọc thì phải đưa sản phẩm lên tầm quét laser mới đọc được và mỗi lần chỉ quét được 1 sản phẩm. Đó là sự khác biệt với công nghệ RFID: các thẻ gắn trên sản phẩm được để bất kỳ vị trí nào trong kho và thiết lập kết nối liên tục và cùng lúc giao tiếp với RFID reader.
RFID được kết nối mạng với phần mềm quản lý trên máy tính. Khi đó các thông tin trên thẻ RFID được chỉnh sửa, thêm bớt từ phần mềm rất đơn giản và tiện lợi.

Một số lĩnh vực ứng dụng RFID:

Một trong các ứng dụng phổ biến nhất là theo dõi hàng hóa trong kho. Với việc ứng dụng RFID, các sản phẩm trong kho hàng chỉ cần gắn nhãn RFID và lưu trữ trong kho, mọi thông tin về số lượng, chủng loại, vị trí, thời gian ở vị trí hiện tại bao lâu điều được thống kê và hiển thị trên phần mềm máy tính.
Ứng dụng tự động thu phí xe ô tô hoặc kiểm soát khi qua trạm cũng được áp dụng thường xuyên tại các nước châu Âu. Hiện nay chính phủ cũng đề xuất sử dụng tại các tỉnh thành phố lớn như Hà Nội, TPHCM, Đà Nẵng…

Ứng dụng theo dõi các trang thiết bị y tế, các mẫu xét nghiệm trong bệnh viện. Nhờ RFID việc giám sát các thiết bị y tế và theo dõi các mẫu xét nghiệm ở vị trí nào, khi nào hết hạn, mẫu nào cần thay thế sẽ trở nên đơn giản, tự động và tiết kiệm tối đa thời gian tìm
kiếm vị trí các mẫu và thiết bị ở đâu?
Ngoài ra còn có thể ứng dụng : kiểm soát nhân viên, thiết bị tài sản công nghiệp, theo dõi các loài động vật, gia súc gia cầm…

Một số hãng máy in có thể in được tem nhãn RFID:

Zebra(ZT410 RFID, ZT510 RFID, ZT610 RFID, ZT511 RFID,…)

Sato

Toshiba

Novexx Solution,…