Каналы в rfid uhf gen2 в Европе и США.

 на Aprende, О хронометраже

Частоты RFID UHF для передачи и получения данных, используемых в системах хронометража, отличаются друг от друга в разных частях света. В каждой стране или отдельном регионе за стандарты частот отвечают соответствующие органы, поэтому частоты, каналы, размеры каналов, техники передачи и мощность разнятся от страны к стране.

В этой статье мы поговорим о Европе и Соединенных Штатах, но сначала расскажем о том, почему данные характеристики являются определяющим аспектом работы считывателей и чипов.

Содержание

 

Как работает rfid?

Рассмотрим этот вопрос пошагово.

  1. Считыватели RFID, интегрированные в хронометражные устройства, излучают сигнал.  Этот сигнал обладает достаточной мощностью для зарядки («включения») чипа на определенном расстоянии, а система управления в чипе способна интерпретировать сигнал и отдавать ответ.  Обычное управление — это такое управление, при котором считыватель запрашивает идентификацию у всех заряженных в его поле чипов.
  2. Антенна чипа получает заряд энергии, которую чип трансформирует до тех пор, пока от нее не зарядится сам (если заряд энергии обладает достаточной для этого мощностью).
  3. Антенна внутри чипа обладает конкретным размером, что позволяет ей отражать небольшую часть получаемого сигнала. Это происходит потому, что она синтонизирована с частотой считывателя. Не будь этой синтонизации, антенна бы не отражала ничего (или практически ничего). Представьте себе дверной замок и ключ: если ключ не подходит по размерам к отверстию, вы не сможете открыть дверь. Все мы помним, что происходило с iPhone 4, когда рукой можно было вызвать короткое замыкание и изменить ее действительный размер (короткое замыкание на клемах батарейки).

Таким образом, у нас есть чип, способный к зарядке, к получению запросов и к отражению части энергетического заряда благодаря антенне идеального размера.

Как именно чип отвечает? Очень просто.

В чипе есть переключатель, в самой выпуклой его части, это небольшой транзистор, соединяющий верхнюю часть чипа с нижней, благодаря которому чип умеет модифицировать оптимальный размер антенны по желанию, и таким образом отражать или не отражать заряд получаемой энергии. Проще говоря, антенна разделяется на две части или объединяется в одну по желанию чипа.  Считыватель же интерпретирует эти колебания отражений заряда, получая таким образом ответ от чипа. Очень умно, не так ли?

По максимуму упрощая описание этого процесса, результат мы можем понимать примерно следующим образом:

  • В те моменты, когда сигнал локализован в верхней части, чип закрыл переключатель.
  • В те моменты, когда сигнал локализован в нижней части, переключатель открыт, а чип не возвращает энергию.

senal-frecuencia-rfid-de-un-chip


Сигнал на изображении имеет такую же мощность, как любой другой цифровой сигнал. Этот цифровой сигнал суммируется с сигналом, переданным считывателем, и с сигналом, который чип отражает. Поэтому можно было бы предположить, что частота отраженного считывателем сигнала кажется измененной замыканиями, производимыми чипом и его переключателем.

На какой частоте приходит ответ? Примерно на частоте считывателя плюс размер канала: в Европе 200Kгц, в Штатах — приблизительно 500Kгц. Например, в Европе между первым и вторым каналом максимальной мощности находится канал ответа чипов, чьи считыватели запросили их (чипы) на первом канале. Между вторым и третьим каналом находится канал ответа чипов, запросы к которым пришли с канала 2, и так далее.

Стандарты rfid в европе

В Европе орган, отвечающий за стандартизацию RFID, называется CEPT (Европейский Совет почтовой и теле-коммуникационной Администрации), хотя каждая страна вправе устанавливать собственные стандарты. Например, частотный диапазон в Великобритании отличается от других.

CEPT берет за основу стандарты ETSI. ETSI — некоммерческая организация, насчитывающая более 800 членов в 66 странах мира. Ее основной миссией является предоставление стандартов высокого качества для телекоммуникационных технологий.  RFID GEN2  — одна из них.

Стандарт Gen2 RFID используется большинством производителей хронометражного оборудования: timingsense, MyLaps, RaceResult, Chronotrack, Macsha, Ipico, и т.д.

В Европе у GEN2 насчитывается 15 каналов, но считыватель может передавать только на 4-х из них с максимальной мощностью. Все испытанные нами считыватели для хронометража передают исключительно на этих четырех каналах:

  • 865.7 Mгц
  • 866.3 Mгц
  • 866.9 Mгц
  • 867.50 Mгц


Размер канала составляет приблизительно 200Kгц, в зависимости от режима. Материала на эту тему хватит для еще одной полноценной статьи. Чтобы вы имели представление, один сигнал радио FM обладает похожей шириной полосы.

Максимальная мощность составляет 2W ERP или 33 dBm ERP. Чуть дальше я объясню подробнее.

Стандарты rfid в соединенных штатах

В США ответственным за регламент стандартов является FCC. FCC выделяет приблизительно 25 каналов с шириной полосы в 500 Kгц, на частоте от 902 до 928 Mгц. Помимо этого, макcимальная мощность равняяется 4W EIRP или (что тождественно) 33.75 dBm ERP.

 

Какая разница между протоколами в сша и в европе?

Что касается мощности, очевидно, что особой разницы нет, но она есть в отношении остального.

Во-первых, ширина полосы на каждый канал существенно больше.  Объясню на примере света и цветов. Это длина световой волны, как и в RFID, мы имеем дело с волнами.

longitud-de-onda-de-luz

Если бы нам пришлось различать между двумя длинами волны, нам было проще отличить две световые волны с разницей в 200нм, чем оные с разницев в 50нм. Если мы поместим начальную точку на длину волны в 650нм, через 200нм цвет меняется от красного к синему, когда с шагом в  50нм цвет изменяется лишь слегка в сторону красновато-оранжевого, более сложного для очевидной разницы.

С электромагнитными волнами происходит то же самое, их сложнее фильтровать, хотя фильтры современных считывателей невероятно мощны! В США, поскольку частота выше, чип отвечает быстрее, а временной отрезок для ответа нескольких чипов больше. Проще некуда.

Необходимо иметь в виду, что антенна устройства не способна к передаче всей получаемой мощности, потому что она не идеальна.  Мощность, которая в итоге не выходит с передачей из антенны устройства и которая отражается от считывателя, намного выше, чем слабый сигнал ответа чипа, поэтому фильтры в считывателе должны быть очень хорошими для того, чтобы выделить ответ чипа.

Для хронометриста важным является то,  как оба стандарта распоряжаются каналами, поскольку этот аспект может повлиять на хронометраж.

В Европе все намного проще. Пользователь считывателя выбирает канал и каналы, по которым он будет передавать, из 4-х возможных с максимальной мощностью.  ETSI позволяет передачу на одном канале исключительно в течение 4-х секунд, ели он обнаруживает чипы, и в течение одной секунды, если чипы не обнаруживаются. 

Спустя это время передача должна приостановиться на 100мс. Другими словами, если мы на фиксированном канале в ожидании прибытия первого, считыватель молчит 1/10 всего этого времени до того, как снова начнет передавать.

В Соединенных Штатах немного иначе. Там каналы меняются благодаря FHSS (расширенный спектр  по частотомеру). Считыватель начинает на одном канале и спустя какое-то время, в псевдослучайном режиме, переходит на другой канал, освобождая предыдущий.

Псевдослучайный режим — это такой режим, при котором каналы используются одновременно. В соответствии с данным стандартом единственное, что может сделать пользователь — это ограничиться 16-ю каналами передачи считывателя. В timingsense данное лимитирование не используется. 

Как мы решили проблему лимитирования передачи в европе в устройствах timingsense?

В timingsense мы ограничились 3 каналами: левым, правым и напольным.

  • Левый канал соответствует каналу 865.7 Mгц.
  • Правый каналсоответствует каналу 867.50 Mгц.
  • Напольный канал соответствует каналам 866.3 Mгц и 866.9 Mгц.

Таким образом, если мы передаем на канале 866.3 Mгц ожидая первого, и проходит одна секунда, считыватель освобождает канал и переходит на 866.9Mгц, не переставая передавать ни на секунду. Если вы хотите узнать подробнее о нашей системе хронометража TS2, рекомендуем вам данный пост или приходите на нашу веб-страницу. Если у вас появились какие-то вопросы, свяжитесь с нами.