Detectar la presencia de múltiples etiquetas RFID (200-300) en una sola superficie

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Estoy trabajando en un proyecto en el que quiero detectar la presencia de varias etiquetas RFID (200-300) en una superficie específica. Tengo una comprensión general de la electrónica, pero no tengo experiencia con antenas y RFID.

La superficie normalmente sería una antena plana de 20x20cm-30x30cm en una mesa conectada a una frambuesa pi, y me gustaría tener acceso de alguna manera a una lista / matriz de ID para todas las etiquetas RFID presentes en la parte superior de la antena.

Por ejemplo; Les digo que etiqueta 300 piezas de Lego con etiquetas RFID y uso 250 de ellas para construir una estructura de 30 cm de altura sobre mi antena, luego me gustaría acceder a las ID de las 250 piezas que he usado en una aplicación en mi pi raspberry .

¿Esto es factible con componentes razonablemente asequibles? ¿Alguna sugerencia sobre qué tipo de antena debería buscar y dónde puedo obtener una?

    
pregunta Hovland

2 respuestas

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En el protocolo ISO14443 (el protocolo utilizado por la mayoría de las tarjetas inteligentes sin contacto), existe un mecanismo que lo hace: se denomina anticolisión .

Básicamente (y simplificando las cosas), así es como funciona para ISO14443 tipo A (que es uno de los dos tipos de tarjeta sin contacto):

  • El lector sondea regularmente el campo, y le pide a todas las etiquetas que respondan con su ID única (que se asigna durante la fabricación de la etiqueta).
  • El lector puede detectar cuándo dos etiquetas responden a cosas diferentes al mismo tiempo. Cuando esto sucede (por ejemplo, en el bit n ), el lector vuelve a sondear las etiquetas en el campo, pero al proporcionar los primeros bits n que acertó, más uno el bit se establece en 0, por lo que solo las etiquetas con el ID que comienza con estos bits responden.
  • También intentará con los bits n que acertó, más un bit establecido en 1, para obtener las otras etiquetas.
  • De esta manera, y eventualmente usando múltiples niveles e intentos, finalmente obtiene todas las ID únicas de todas las etiquetas en el campo.
  • Más adelante, cuando quiera enviar un comando, indicará a qué etiqueta se dirige el comando, por lo que solo esta etiqueta procesa el comando y responde.

para ISO14443 tipo B , la anticolisión se realiza de manera diferente y se basa en intervalos de tiempo. No tengo los detalles en mente, pero está en la especificación.

Entonces, desde el punto de vista del protocolo, teóricamente podrías hacer lo que quieras, no hay problema.

Ahora, las etiquetas 200/300 son muchas, y por lo tanto, ciertamente necesitarás una antena específicamente diseñada para poder alimentar todas esas etiquetas al mismo tiempo. Además, implica que el rango de comunicación debe ser más alto de lo normal, ya que 300 partes de lego ocupan más espacio que 5 tarjetas apiladas una sobre otra.

Editar: lo anterior solo sugiere soluciones HF (13.56Mhz). Estas soluciones están diseñadas para un rango limitado (aproximadamente 10-20 cm), pero con capacidades ampliadas (criptografía, ...). Lo que en realidad es más apropiado en su caso son las soluciones UHF (860-960MHz), principalmente las etiquetas ECP Gen2 . No he trabajado con esta tecnología, pero parece ser lo que necesitas.

Puede funcionar en unos pocos metros (incluso cuando se alimenta de forma pasiva), pero está hecho principalmente para etiquetado simple. Por supuesto, también es compatible con algunos esquemas anticolisión, por lo que puede tener muchas etiquetas en el campo. Bonificación: estas etiquetas suelen ser más baratas que las etiquetas de 13.56 MHz. Los lectores, sin embargo, parecen más caros (generalmente en el rango de 500 $ -1000 $), y no estoy seguro de cómo puede interactuar fácilmente con un raspi (aunque algunos de ellos parecen tener una interfaz USB, hay que comprobar los controladores).

    
respondido por el dim
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Las etiquetas y lectores RFID comunes funcionan 1: 1, por lo tanto, si hay dos etiquetas presentes, esto causaría un problema porque ambas etiquetas responderían potencialmente al mismo tiempo y la lectura de los datos se corrompería.

EDIT - la respuesta de dim explica que hay un protocolo para clasificar la presencia de múltiples etiquetas en caso de que sus respuestas coincidan y esto, por lo que puedo decir, da como resultado varios comunicados 1: 1 entre el maestro y el esclavo ( s).

Una mejor idea podría ser alimentar todas las etiquetas de la antena de bobina inductiva pero luego usar un método de interrogación de dirección de barrido por el cual las etiquetas actúen como esclavos que escuchan su dirección específica y responden al recibir esa solicitud al maestro.

Las etiquetas de alimentación pueden ser un problema cuando esas etiquetas se ubican en la parte superior de la pila de otros ladrillos lego, pero dado que la antena de "potencia" es bastante grande, su campo magnético se extenderá una distancia considerable y, por lo tanto, una buena regla general. es que debería poder "cosechar" suficiente energía del campo magnético a aproximadamente la mitad del radio de la bobina (esto sería aproximadamente 10 cm en el caso de una bobina cuadrada). Mucho más allá de esto, la densidad del flujo magnético disminuye a medida que la distancia en cubos, es decir, se vuelve rápidamente demasiado pequeña para extraer suficiente energía.

Entonces, si el bloque de lego más bajo estaba en la llanura de la bobina de 20 cm y se movió a 10 cm de distancia, el campo que recibe cae en 2 \ $ \ sqrt2 \ $ (es decir, se reduce a aproximadamente el 35%). A 2x esta distancia se ha reducido a alrededor del 9%. A 4x es aproximadamente el 1,4%. Está empezando a acercarse a una ley de cubos inversa.

Puede usar la calculadora en esta página para confirmar o simplemente usar la fórmula: -

    
respondido por el Andy aka

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