Теги RFID зазвичай розуміються як електронні мітки, що складаються з мікросхеми, антени та підкладки; однак із розвитком друкованої електроніки з’являється альтернативний технологічний шлях для виробництва RFID. Це включає в себе «друкований RFID», де електропровідні фарби та процеси друку використовуються для формування RFID-антен або функціональних структур, і «безчиповий RFID», де мітки не покладаються на традиційні мікросхеми RFID, а замість цього кодують ідентифікаційну інформацію за допомогою спеціальних електромагнітних структур, резонансних блоків або частотних характеристик. Хоча ці два поняття можна поєднати, вони не тотожні.
Що таке RFID для друку?
RFID для друку можна розуміти як інтеграцію певних функцій RFID у процес друку та виробництва. У той час як традиційні антени RFID зазвичай потребують травлення (наприклад, травлення алюмінію чи міді) або інших спеціалізованих методів виготовлення антен, RFID для друку зосереджується на використанні провідних чорнил для формування провідних ланцюгів безпосередньо на підкладках, таких як папір, ПЕТ або тонкі плівки. Важливість цього підходу полягає не лише у скороченні виробничих кроків, але й у полегшенні інтеграції структур RFID із друком упаковки, друком етикеток і виробництвом гнучкої електроніки.
Для виробництва великих обсягів етикеток процеси друку можна поєднати з виготовленням із рулону в рулон, що дозволяє реалізовувати антени RFID, сенсорні структури та навіть естетику продукту в одній виробничій системі. Вибір конкретного процесу залежить від таких факторів, як електропровідне чорнило, характеристики поверхні підкладки, розміри антени, робоча частота та необхідна швидкість виробництва; не можна просто припустити, що «придатний для друку» автоматично означає меншу вартість.
Чим Chipless RFID відрізняється від стандартного RFID?
Основною характеристикою RFID без мікросхем є відсутність мікросхеми RFID. Традиційні УВЧ- і ВЧ-мітки зазвичай зберігають дані, такі як UID або EPC, на мікросхемі, що також полегшує зв’язок із зчитувачем; на відміну від них, мітки RFID без мікросхем кодують інформацію через свою фізичну структуру. Зчитувачі ідентифікують ці мітки, аналізуючи характеристики відбитого сигналу, такі як частота, амплітуда, фаза або часовий відгук, що робить їх більш схожими на «друковані електромагнітні структури, які можна зчитувати бездротовим способом». У визначеннях IEEE RFID без мікросхем також підкреслюється, що ідентифікаційна інформація одержується з електромагнітних підписів, створених пасивними структурами, а не з цифрової пам’яті в мікросхемі. Ця архітектура зменшує залежність від напівпровідникових мікросхем, що робить її особливо придатною для розробки недорогих, ультратонких, гнучких і одноразових RFID-міток. Однак RFID без мікросхем не є прямою заміною традиційних тегів RFID; Такі фактори, як ємність даних, діапазон зчитування, щільність кодування, робоче середовище та алгоритми розпізнавання системи, впливають на кінцеву продуктивність. Дослідження показують, що підвищення ємності даних і надійності розпізнавання залишається критичною проблемою для широкого впровадження RFID без мікросхем.
Чи можна поєднувати RFID для друку та RFID без мікросхем?
Так, і це є цінним напрямком у сфері друкованої електроніки. Безчипову RFID-мітку можна створити за допомогою провідних чорнил для формування антен, резонаторів або кодуючих структур, що втілює як «безчіпові», так і «друковані» характеристики. Для таких застосувань, як пакування на паперовій основі, недороге маркування та певне одноразове використання, ця структура мінімізує кількість електронних компонентів і наближає виробництво тегів до традиційних процесів друку.
Крім того, електромагнітні структури, які використовуються в RFID без мікросхем, можуть бути розроблені для роботи в якості датчиків. Коли фактори навколишнього середовища, такі як температура, вологість або тиск, змінюють електромагнітні властивості мітки, зчитувач може отримувати цю інформацію, виявляючи зміни резонансної частоти або відбитих сигналів. Отже, RFID для друку не обмежується простою ідентифікацією; його можна інтегрувати з такими технологіями, як друковані датчики, розумне пакування та датчик RFID.
Які програми найкраще підходять для цієї технології?
Додатки RFID, які можна друкувати та використовувати без мікросхем, як правило, спрямовані не на відповідність діапазону зчитування високоефективних UHF RFID-міток, а на задоволення конкретних потреб щодо вартості, товщини, гнучкості чи можливості друку. Наприклад, розумна упаковка може інтегрувати структури RFID безпосередньо в пакувальні матеріали; промислові датчики можуть використовувати резонансні структури для виявлення механічних навантажень; і моніторинг температури або вологості може використовувати зміни в радіочастотному відгукі, спричинені змінами діелектричних властивостей матеріалу. Відповідні дослідження охоплюють такі сфери, як пакування харчових продуктів, моніторинг здоров’я структур, зондування навколишнього середовища та інші сценарії визначення IoT.
При виборі між RFID для друку, безчиповим RFID і традиційним RFID для конкретного проекту необхідна комплексна оцінка, враховуючи такі фактори, як дальність зчитування, ємність даних, вартість міток, методи виробництва та робоче середовище. Якщо для проекту потрібна значна ємність даних EPC, стабільне зчитування на великій відстані або зріла екосистема проміжного програмного забезпечення RFID, традиційна RFID на основі чіпа зберігає явні інженерні переваги; навпаки, якщо вимоги віддають перевагу ультратонким профілям, друкованому виробництву, недорогій ідентифікації або бездротовому датчику, RFID без мікросхем може запропонувати альтернативний технологічний шлях.
