Elektromanyetik spektrum

Electromagnetic Spectrum

Elektromanyetik enerji kullanılarak üretilen çeşitli dalga frekanslarından oluşur.Ancak bir radyo dalgası, esasen, enerjiyi bir yerden diğerine taşıyan kapsül görevi görür. Radyo dalgaları salınım yapar, bu sırada enerjinin yoğunluğu sürekli olarak yükselir ve düşer. Aynı zamanda bu salınım, tipik olarak tepeler (yüksekler) ve çukurlardan (düşükler) oluşan bir dalga paterni olarak tasvir edilmektedir.

Çukurdan çukura veya tepeden tepeye yol, bir tam dalga döngüsü olarak kabul eder ve bir saniyede gerçekleşen döngü sayısı, dalganın salınım hızı olarak bilinir.

Radyo Dalgası

Radyo dalgaları frekans ve dalga boyu ile karakterize edilir. Kısaca frekans, Hertz cinsinden ölçülür ve bir Hertz, saniyede bir tam dalga döngüsüne eşittir; yani elektromanyetik frekans, dalganın salınım hızına bağlıdır.

Bir dalganın salınım oranı için denklemi:
Frekans = 865 MHz Sabit: 1 Megahertz = 1.000.000 Hertz 865 MHz, 865.000.000 Hertz’e eşittir, bu da salınım hızının saniyede 865.000.000 döngü olduğu anlamına gelir. Dalga boyu metre cinsinden ölçülür ve aşağıdaki formül kullanılarak bulunur. Frekans = 865 MHz Sabit: 1 Megahertz = 1.000.000 Hertz Işık Hızı: 299.792.458 Metre/Saniye 14Dalga Boyu = Işık Hızı (m/s) / Hertz cinsinden Frekans 299.792.458 / 865.000.000 = .3468 Metre = 34.68 Santimetre Hızlı hesaplamalar için, çoğu yuvarlak aşağıda: 300/865 = .3468 Metre = 34.68 Santimetre

Dalga Boyu

Dalgaboyu RF spektrumunun radyo dalgası alt kümesinde, belirlenmiş sekiz frekans bandı vardır:

1- Çok düşük frekans

2- Düşük frekans

3- Orta frekans

4- Yüksek frekans

5- Çok yüksek frekans

6- Ultra yüksek frekans

7- Süper yüksek frekans

8- Son derece yüksek frekans

Başlangıç elektromanyetik spektrumun sol tarafında ve sağa hareket ettikçe dalga boyu giderek azalır. Sonuç olarak elektromanyetik spektrumun sol tarafındaki ilk frekans aralığı olan çok düşük frekans (VLF), ortalama 55.000 metre dalga boyuna sahiptir.

RFID uygulamaları için kullanılan frekanslar:

• Düşük frekans (LF) • Yüksek frekans (HF) • Ultra yüksek frekans (UHF)

RFİD Etiket

RFID etiket nesneler hakkındaki bilgilerin depolanmış olduğu mikroçip, bu çipe bağlı olan bir anten ve bunların üzerlerini kaplayan koruyucu bir film tabakasından oluşmaktadır.Bu nedenle pek çok şekillere ve ebata sahip etiketler bulunur. Ancak RFID etiketlerin, bir elektronik veri taşıyıcıları olarak kullanır. Ayrıca bulundukları farklı noktalardan farklı bilgiler yazılıp okuyabilmektedir. Bilgiler çipler tarafından toplanıp ve ayrıca kablosuz olarak da iletilebilmektedir. RFID etiketler aktif (pilli), pasif (pil olmadan) ve yarı pasif (hibrit) olur. Etiketler okuyucuya iletilebilen bir kimlik kodu oluşturur.

RFID etiketler, elektronik veri taşıyıcıları olarak kullanır ve bu nedenle bulundukları değişik noktalarda farklı bilgiler yazılıp okunur. RFID etiketlerinde mikroçip 64 bit ile 8 MB’a kadar veri depolama özelliğine sahiptir. Ancak üzerinde bulundurduğu nesnenin sipariş numarası, üretim-sevk tarihi, müşteri bilgilerini , seri numarası kurum/personel bilgileri gibi önemli verilerini kolaylıkla taşıyabileceği anlamına gelmektedir. Sonuç olarak aktif etiketler işlem yapabilmek için ve haberleşmek için kendilerini fiziksel olarak entegre etmiştir. Aktif etiketler bir enerji kaynağından yararlanır. Fakat pasif etiketler ise bu enerjiyi haberleşme alanlarına girdikleri okuyucudan sağlar.

RFID Etiket Bileşenleri

-Alt tabaka (PVC, PET,Kağıt vb.)

Anten ( Bakır, ALU, İletken bağ vb.)

-Çip ( Çip bağlantısı : Anten Kablosu, Çip Yüzeyi, Altın Nokta )

-Kaplama (PVC ,Yapay Reçine , Yapışkan Kağıt )

Etiketler, anten ve okuyucular tarafından üretilen radyo frekans alanlarının içerisinden geçtiğinde aktif hale gelir. Sonuç olarak etiketler, RF içerisinde aldığı enerjiyle birlikte bir sinyal üretmektedir. İçerisindeki programlanmış yanıtı göndermektedir.Ancak okuyucuya bağlı olarak ve radyo frekansı alanında sinyal üretmiş antenler etiket yanıtını algılamaktadır. Aynı şekilde alıcı-verici devre (okuyucular), antenden almış olduğu veriyi arakatman yazılımına (middleware) göndermektedir. Bu nedenle arakatman yazılımında(middleware) etiketlerin içerisinde bulunan bilgileri RFID sistemi içerisinde bu bilgiye ihtiyaç duyduğu herhangi bir sisteme aktarmaktadır. Ayrıca radyo dalgaları aracılığıyla birlikte okuyucudan gerekli enerjiyi almaktadır. Okuyucudan gelen enerjiyi, etkinleştirmek için etiketlerin anteninde bir voltaj indüksiyonu oluşturmaktadır.Sonuç olarak çip bilgileri antenler vasıtasıyla okuyuculara gönderir.

RFID Etiketlerin Sınıflandırılması

İlgili uygulamalarına göre çeşitli şekilde RF etiketleri üretilmektedir.

-Şekline göre sınıflandırma

Farklı uygulamalarda farklı RFID etiket şekilleri gerekmesi durumunda RF etiketleri çeşitli şekillerde bulunur. Bundan dolayı pek çok RF etiket türü ve uygulama için en uygun etiket şeklini seçme konusunda olanak sağlar.

1-Giriş tipi

2-Kart tipi

3-Kare tip

4-Silindirik tip

5-Yuvarlak tip

6-Küresel tip

7-Kutu tipi (dahili pil ile )

-Güç kaynağı yöntemine göre sınıflandırma

En yaygın olarak kullanılan etiket , düşük fiyatlı ve bakım gerektirmeyen pasif etikettir.Etiketler, gerçek zamanlı konum belirleme sistemi ve diğer konum yöntemleriyle uygulamalar için etkilidir.

Güç kaynağı yöntemine göre 3 temelden oluşur.

Pasif Etiketler

-Düşük maliyetlidir. Bu nedenle birçok sektör için yeterli, kullanımları yüksektir.

– Ancak sadece antenden sağlanan güç ile çalışmaktadır.

-Okuyucudan çalışma gücü almaktadır.

-Okuyucu, etiketinin anteninde akımı indükleyen elektromanyetik dalgalar gönderir.Bundan dolayı etiket iletilen RF sinyalini yansıtır ve yansıyan sinyali modüle ederek bilgi ekler.

-Kullanım alanları : EPC , Yakın Mesafe Kartları

Yarı Pasif Etiketler

-Hem antenden sağlanan güçle hem de dahili pilden gelen enerji ile çalışmaktadır.

-Etiketteki belleği korumak için pil kullanır.

-Diğer pasif etiketlerle aynı yöntemle iletişim kurar.

-Kullanım alanları : Elektronik geçiş işlemlerinde , paletlerin izlenmesinde 

Aktif Etiketler

-Dahili batarya ile çalışır.

-Genellikle pasif etiketlerden daha uzun bir okuma aralığı sağlar.

-Pasif etiketlerden daha pahalıdır.

-Kullanım alanları : Çok fazla miktarda mal izleme

-Etiketin bellek türüne göre sınıflandırma

Sadece Okunan Etiketler

Ürünlerle ilgili bir seri numarası taşımaktadır.

-Üretimden sonra değiştirilemez ve sadece okuyucular tarafından okunurlar.

-Verileri statiktir, bu sebeple depolama kapasitesi kısıtlıdır.

-Maliyeti düşüktür.Genellikle pasif tipte olurlar.

-Hem okuma hem de yazma işlemi yapan etiketlere göre daha ucuzdur.

Hem Okunan Hem de Yazılan Etiketler

-Okuyucular kapsama alanındayken hem bilgi okunabilmekte hem de yazılabilmektedir.

-Kullanıcılar, etiketlerde var olan bilgileri üstüne kullanmak istedikleri bilgileri yazmaktadır.

-Etiketin okuyucu mesafesi içinde bulunması yeterlidir.

-Veriler dinamik olarak değiştirir.

-Maliyeti sadece okunan etiketlere göre yüksektir.

-Hem aktif hem de pasif etiketlerde bulunur.

Bir defa yazılıp birçok kez okunan ( Worm ) Etiketler

-Maliyeti düşürmek için kullanılan bir diğer yöntemdir.

-Sadece okunabilen etiketlere benzemektedir.Bu nedenle aralarındaki fark ise sadece okunan etiketler rastgele tanımlamalar verilerek üretir. Ancak worm etiketler tüketicinin talebi doğrultusunda bilgi yükleme işlemi yapabilmektedir.

-Bilgileri sadece okunan etkiler gibi üretimden sonra değiştirilemez.

-Firmalar ürünleri üretirken ve paketleme sırasında, etiketlere Elektronik Ürün Kodu’nu (EPC) yazabilmeleri için çok kullanışlı olmuştur.

RFID Etiketlerin frekans aralığına göre çalışması

1- Düşük Frekanslı ( Low Freaquency – LF ) Etiketler

-120 – 140 kHz frekans aralığında çalışmaktadır.

-Metal ve sıvı gibi zorlu ortamlarda yakın bir mesafeden çalışabilirler.

-Genellikle pasif etiketler düşük frekanslarda çalışırlar.

– Okunma mesafesi ise 1 cm ile 20 cm arasında değişiklik göstermektedir.

2-Yüksek frekanslı (High Frequency-HF) etiketler

-13.56 MHz frekansında çalışmaktadır

– 20 cm ile 1 metre arasında okunmaktadır.

– Düşük frekanslı etiketlere göre daha yüksek bir oranda veri okunmaktadır.

-Havaalanlarında bagaj izleme işlemlerinde, bina giriş kontrolünde vb. alanlarda kullanılmaktadır.

3- Çok yüksek frekaslı (Ultra High Frequency-UHF) Etiketler

-860 – 928 MHz frekans aralığında çalışır.

– Nesnelerin izlenme, ürün tedarik ve yönetiminde ağırlıklı olarak kullanır.

– 60 cm ile 12 metre arasında okunabilmektedir. 

– Sıvı veya metal içerikli ortamlarda okunması oldukça zayıftırlar.

4- Süper yüksek frekanslı ( Super high frequency – SHF) Etiketler

– 2.45 GHz yada 5.8 GHz frekanslarında çalışmaktadır.

– 30 metreye kadar okunma yapılabilmektedir.

– Genellikle ücretli geçiş sistemlerinde kullanılmaktadır.

– Maliyetleri pahalıdır.

5- Ultra geniş bant frekanslı ( Ultra wide band frequency – UWB ) Etiketler

– 3.1-10.6 GHz frekans aralığında çalışmaktadır.

– Ayrıca 200 metreye kadar okunma aralığına sahiptir.

– Sağlık sektöründe ve hastane uygulamalarında kullanılmaktadır.

– En önemli özelliği metal ve sıvı ortamlardan etkilenmezler.

RFID Etiketin Seçilmesinde Dikkat Edilmesi Gerekenler

– Etiketin yüzeyi ( Metal , plastik , ahşap vb. ),

– Uygulanacak olan baskı çeşidi ( termal transfer baskı ya da termal),

– Etiketin kullanılacağı barkod makinası marka ve modeli,

– Etiket sarım şekli ve üretim adetleri,

– Etiketin boyutu,

– Hedeflenen okuma mesafelerin belirlenmesi,

-Çevresel koşullar ( Aşırı sıcak, soğuk,nem vb. ),

-Yüzeye bağlanma şekli ( Yapıştırıcı , epoksi , kablo bağı , perçin/vida vb.)

RFID Sisteminin Çalışma Gereksinimi

Etiketler, RFID kodlayan bilgisayar veya network ağı bir barkod yazıcı, ihtiyaçlara bağlı olarak kablolu veya kablosuz okuyucular ve platforma uygun yazılım desteğini ( Middleware ) kullanır.

RFID Etiketin Genel Kullanım Alanları

Taşımacılık sektöründe , fabrika otomasyon sistemlerinde , hastaneler ve sağlık hizmetlerinde hastaların takibinin süreçlerinin düzenlenmesinde , büyük perakendeciler , market zincirleri , araç tanımlamalarında, endüstriyel üretimde , kamu ve kuruluşlarının envanter takibinde , hayvancılık ve besicilikte , depo yönetiminde ve otopark geçiş sistemlerinde vb. alanlarda RFID sistemi aktif olarak kullanılmaktadır.