Hướng dẫn lựa chọn ăng ten RFID phù hợp

Làm thế nào để lựa chọn đúng loại ăng ten RFID cho hệ thống?

Ăng ten RFID là một trong số các thiết bị cần phải lựa chọn mỗi khi xây dựng một hệ thống RFID. Khi đầu đọc thẻ RFID bắt đâu hoạt động, ăng ten RFID sẽ nhận một lượng điện nhỏ từ đầu đọc và truyền đến thẻ RFID trong tầm hoạt động dưới dạng sóng vô tuyến.

Nếu ví các đầu đọc thẻ RFID là bộ não của hệ thống RFID, thì các ăng ten chính là các cánh tay của nó, vì chúng có tác dụng truyền và nhận thông tin giữa thẻ RFID và đầu đọc. Các ăng ten RFID thường trông giống nhau, điều làm cho chúng khác biệt là đặc điểm kỹ thuật vật lý. Khi lựa chọn một ăng ten, cần lưu ý đến một vài thông số như: dải tần, độ khuếch đại, góc mở hay độ rộng chùm tia và phân cực. Trong bài viết này, xin mời các bạn cùng Nhật Minh tìm hiểu và làm rõ một số tham số cần lưu ý khi lựa chọn một ăng ten RFID

Dải tần số

Mỗi một quốc gia đều có các quy định nêu rõ tần số UHF RFID riêng và ba phạm vi phổ biến nhất cho ăng ten RFID UHF là

  • 865-868 MHz (EU / ETSI)
  • 902-928 MHz (US / FCC),
  • 860-960 MHz (toàn cầu).

Tại Việt Nam, dải tần hoạt động chính là 902-928 MHz

Độ khuếch đại và góc mở của ăng ten RFID

Khuếch đại và góc mở, hay còn gọi là độ rộng chùm. Độ khuếch đại ( độ lợi ) càng lớn, sóng vô tuyến càng hẹp, có nghĩa là vùng phủ sóng cũng hẹp hơn, nhưng chùm tia lại đạt được khoảng cách lớn hơn.

Như vậy, độ khuếch đại ảnh hưởng đến độ rộng của sóng. Độ khuếch đại càng lớn thì sóng càng tập trung. Ví dụ dễ hiểu có thể biểu diễn giống như đèn pin, khi ánh sáng chiếu rộng ra sẽ yếu đi, khi ánh sáng tập trung lại sẽ sáng và xa hơn nhưng vùng chiếu sẽ nhỏ lại.

Khi lựa chọn ăng ten sẽ tùy vào giải pháp và tình huống đọc thẻ. Nếu chúng ta có nhiều thẻ RFID ở gần, lựa chọn một ăng ten RFID có độ khuếch đại nhẹ và chùm tia rộng sẽ tốt hơn và ngược lại,

đô khuếch đại và góc mở của ăng ten rfid

Phân cực ( Polarization )

Hầu hết các ăng ten RFID UHF đều là ăng ten phân cực tròn hoặc phân cực tuyến tính.

Các ăng ten phân cực tròn (Circular) truyền sóng theo chuyển động tròn, có thể là xuôi theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Trong trường hợp này, chúng ta cần phân biệt phân cực tròn trái (LHCP) và phân cực tròn phải (RHCP). Nếu chúng ta sử dụng nhiều ăng ten RFID phân cực tròn và chúng hướng vào nhau, cần phải biết rõ chúng là ăng ten LHCP hay RHCP. Khi sử dụng ăng ten có cục cực trái hoặc phải đổi diện nhau, có thể sẽ bị chồng sóng lên nhau, nên việc sử dụng các phân cực tròn trái và phải đối diện nhau sẽ tạo ra một vùng đọc hiệu quả hơn

Còn lại ăng ten RFID phân cực tuyến tính sẽ truyền sóng theo một mức là ngang hoặc dọc.

phân cực tròn và phân cực tuyến tính ăng ten rfid

Lựa chọn ăng ten phân cực tròn hay ăng ten phân cực tuyến tính?

Ăng ten RFID phân cực tròn hay ăng ten RFID phân cực tuyến tính đều sẽ ảnh hưởng đáng kể đến hệ thống RFID nếu chúng ta chọn không đúng.

Ăng ten RFID phân cực tròn sử dụng tốt hơn cho các giải pháp mà chúng ta không thể đoán được vị trí và hướng của thẻ RFID. Và ăng ten RFID phân cực tròn phát sóng đa chiều nên cũng mất nhiều nguồn năng lượng hơn, vì thế phạm vi đọc cũng sẽ ngắn hơn.

Ăng ten RFID phân cực tuyến tính sử dụng tốt nhất khi các thẻ RFID đều nằm ở cùng một hướng nhất định và ở cùng một độ cao, khoảng cách. Vì truyền sóng tập trung nên ăng ten RFID tuyến tính thường có phạm vi đọc lớn hơn ăng ten phân cực tròn có cùng độ khuếch đại.

Khi lựa chọn ăng ten RFID cho hệ thống, yếu tố quan trọng là phải biết ăng ten hoạt động như thế nào và các thẻ RFID gắn trên sản phẩm được định hướng như thế nào so với ăng ten.

Các loại ăng ten RFID

Kích thước ăng ten RFID lớn hay nhỏ?

Ăng ten có rất nhiều loại kích thước khác nhau, có những loại chỉ nhỏ như một chiếc điện thoại di động và có những loại có kích thước lớn như một chiếc TV. Sự khác biệt về kích thước thường sẽ khác nhau cả về phạm vi đọc thẻ RFID. Ăng ten RFID có kích thước càng lớn thì phạm vi đọc và xa và ngược lại.

Vị trí lắp đặt cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn ăng ten, ví dụ trong một không gian hạn chế thì lựa chọn một ăng ten lớn sẽ gây khó khăn cho việc lắp đặt và triển khai.

kích thước ăng ten rfid

Môi trường lắp đặt ăng ten RFID

Hệ thống RFID có thể được triển khai ở nhiều môi trường đa dạng khác nhau, có thể là một môi trường ẩm ướt, bụi bặm, ví dụ như là để ngoài trời nắng hoặc mưa. Có rất nhiều các loại ăng ten có đầy đủ chứng chỉ bảo vệ khỏi bụi bặm hay chống nước chuẩn IP từ 00 đến IP 69.

Khi xác định môi trường lắp đặt ăng ten RFID, cần xác định rõ phạm vi nhiệt độ hoạt động của ăng ten so với môi trường, nếu không ăng ten RFID sẽ hoạt động rất chậm hoặc thậm chí là ngừng hoạt động

Ăng ten RFID tích hợp

Một số loại ăng ten được tích hợp liền với một đầu đọc thẻ RFID. Các đầu đọc thẻ RFID tích hợp như vậy giúp tiết kiệm được không gian và không phải tốn thêm chi phí cho dây cáp.

Các loại thiết bị tích hợp như vậy thường tối ưu cho các hệ thống giải pháp nhỏ lẻ vì khả năng dễ tích hợp cũng như triển khai. Tuy nhiên, một hệ thống ăng ten RFID bên ngoài và đầu đọc thẻ riêng biệt sẽ cung cấp nhiều khả năng về cấu hình cũng như linh hoạt hơn khi sử dụng cho nhiều ứng dụng, giải pháp khác nhau.

Bài viết liên quan