Объяснение принципа работы двухчастотной RFID: сочетания частот и чип EM4425

Обычная RFID-метка, как правило, работает в одном частотном диапазоне.

Низкочастотная метка для животных может работать на частоте около 134,2 кГц. Метка NFC работает на частоте 13,56 МГц. Метка UHF RFID, используемая в цепочке поставок, обычно работает в диапазоне 860–960 МГц.

Двухчастотная RFID-метка объединяет два RFID-интерфейса в одном устройстве, что позволяет идентифицировать один и тот же физический объект двумя разными способами.

Наиболее полезной с коммерческой точки зрения комбинацией обычно является:

13,56 МГц (HF/NFC) + 860–960 МГц (UHF) RFID

Эта комбинация связывает два разных этапа жизненного цикла продукта.

Технология UHF RFID обеспечивает проведение инвентаризации и логистических операций на большом расстоянии и с высокой скоростью. Технология NFC обеспечивает взаимодействие на коротком расстоянии с помощью смартфона, поддерживающего NFC, или считывателя HF.

EM4425, также известный как em|echo-V, представляет собой двухчастотный RFID-чип, разработанный компанией EM Microelectronic специально для данного типа применения. Он объединяет функциональные возможности RFID-технологий HF, NFC и RAIN на одном кремниевом кристалле и обеспечивает интерфейсам доступ к общей настраиваемой памяти.

Однако не каждая комбинация двух частот подходит для любого проекта. Правильный выбор зависит от того, кому необходимо считывать метку, на каком расстоянии должно происходить считывание, сколько меток необходимо идентифицировать одновременно и используются ли смартфоны в рабочем процессе.

Что такое двухчастотная RFID-метка?

Двухчастотная RFID-метка — это метка, способная осуществлять связь в двух радиочастотных диапазонах.

В зависимости от конструкции он может содержать:

• Один интегрированный двухчастотный чип
• Два отдельных RFID-чипа
• Две антенные конструкции
• Общая или раздельная память
• Печатная этикетка, жесткая бирка или встроенный корпус
• Дополнительные компоненты системы обнаружения несанкционированного вмешательства

Двухчастотную метку не следует путать с широкополосной меткой УВЧ.

Широкополосная метка УВЧ может работать в нескольких региональных диапазонах УВЧ, однако все эти частоты остаются в пределах одного общего интерфейса УВЧ.

Например, метка, предназначенная для работы как в европейских, так и в североамериканских диапазонах УВЧ, по-прежнему остается одночастотной УВЧ-меткой RFID. Она не является автоматически двухчастотным устройством, поддерживающим стандарты NFC и УВЧ.

Для работы подлинной метки HF/UHF обычно требуется:

• Высокочастотная катушечная антенна на частоте 13,56 МГц
• УВЧ-диполь или аналогичная антенна для диапазона 860–960 МГц
• Микросхема, способная осуществлять связь через оба интерфейса, или две отдельные микросхемы

Таким образом, окончательный дизайн вставки является более сложным, чем стандартная одночастотная RFID-метка.

Зачем объединять две частоты RFID?

Различные диапазоны частот RFID позволяют решать разные эксплуатационные задачи.

Ни одна из полос частот не обеспечивает оптимальную производительность для всех задач.

Складовому работнику может потребоваться сканировать сотни товаров в коробке, не открывая её. Потребителю позже может понадобиться прикоснуться телефоном к одному из товаров. Технику по техническому обслуживанию может потребоваться целенаправленно отсканировать один конкретный объект, не собирая при этом случайно данные о находящихся рядом предметах.

Двухчастотная метка позволяет одной физической этикетке обслуживать нескольких пользователей:

• Производители
• Складские работники
• Логистические компании
• Розничные продавцы
• Сервисные техники
• Владельцы брендов
• Потребители
• Предприятия, занимающиеся переработкой или приемом отходов

Первый интерфейс может обеспечивать автоматизацию бизнес-процессов, тогда как второй интерфейс предназначен для целенаправленного взаимодействия на близком расстоянии.

Распространенные диапазоны частот RFID

Прежде чем выбрать двухчастотную комбинацию, полезно разобраться в основных диапазонах RFID.

RFID-лента	Типичная частота	Типичные особенности чтения	Типичные области применения
LF	125 кГц или примерно 134,2 кГц	Очень малый радиус действия, индивидуальное считывание	Идентификация животных, контроль доступа, промышленная идентификация
HF	13,56 МГц	Короткая и средняя дальность, индуктивная связь	Библиотечные системы, промышленное отслеживание, смарт-карты
NFC	13,56 МГц	Взаимодействие со смартфоном на близком расстоянии	Информация о товарах, проверка подлинности, платежи, взаимодействие с потребителями
UHF	Примерно 860–960 МГц	Считывание данных на большом расстоянии и с высокой скоростью	Товарные запасы в розничной торговле, логистика, склады, отслеживание активов
Микроволновая печь	Обычно 2,45 ГГц	Специализированные активные или полуактивные системы	Системы взимания дорожных сборов, промышленная телеметрия и проприетарные системы

Сама по себе рабочая частота не определяет совместимость.

Два устройства, работающие на частоте 13,56 МГц, могут использовать разные протоколы связи. Аналогичным образом, метка УВЧ должна поддерживать соответствующий стандарт радиоинтерфейса и быть правильно настроена для целевого региона.

Какие две частоты следует объединить?

Наиболее подходящее сочетание зависит от области применения.

HF/NFC + UHF: самая универсальная комбинация для коммерческого использования

Для отслеживания товаров, розничной торговли, логистики, проверки подлинности и взаимодействия с потребителями наиболее эффективным сочетанием обычно является:

HF/NFC на частоте 13,56 МГц + UHF RFID на частоте 860–960 МГц

Эти две группы прекрасно дополняют друг друга.

UHF предоставляет:

• Большое расстояние для чтения
• Быстрая инвентаризация
• Считывание нескольких меток
• Считывание данных с конвейера и портала
• Автоматизация склада
• Прослеживаемость на уровне отдельных единиц товара
• Проверка отгрузки

Технология HF/NFC обеспечивает:

• Доступ со смартфона
• Намеренное чтение с близкого расстояния
• Информация о продукте
• Аутентификация
• Регистрация гарантии
• Программы лояльности
• Проверка возврата
• Записи о техническом обслуживании

Это комбинация частот, используемая в EM4425.

Это особенно эффективно в тех случаях, когда товар должен пройти через цепочку поставок в сегменте «бизнес-бизнес», а затем взаимодействовать с сотрудником или потребителем.

LF + HF/NFC

Комбинация технологий LF и HF/NFC может оказаться подходящим решением в тех случаях, когда существующая система идентификации использует технологию LF, но требуется дополнительный интерфейс для смартфонов, обслуживающего персонала или более нового оборудования.

Возможные области применения включают:

• Учетные данные доступа
• Идентификация животных в сочетании с доступом к местным данным
• Перенос промышленного оборудования
• Устаревшие системы идентификации
• Специализированные устройства безопасности

К недостаткам относятся:

• Две различные конструкции антенн
• Ограниченные преимущества массового считывания данных на складе
• Больший размер тега
• Более высокая сложность производства
• Возможная необходимость использования двух отдельных микросхем

Обычно смартфоны не могут считывать стандартные транспондеры низкочастотной (LF) идентификации животных. Добавление технологии NFC может обеспечить доступ через смартфон, но при этом необходимо правильно сопоставить эти два идентификатора.

НВ + УВЧ

Диапазоны LF и UHF могут использоваться совместно, если для продукта требуется надежная идентификация на ближнем расстоянии в сочетании с отслеживанием на дальнем расстоянии.

В качестве возможных примеров можно привести:

• Идентификация скота и автоматическое отслеживание его перемещений
• Многоразовые промышленные контейнеры
• Оборудование для работы в суровых условиях
• Специализированные системы управления активами

В животноводстве частота LF около 134,2 кГц обычно ассоциируется с идентификацией животных по стандартам ISO 11784/11785, тогда как диапазон UHF позволяет осуществлять считывание данных на большем расстоянии.

Однако внедрение двойной системы LF/UHF для отслеживания скота поднимает ряд важных вопросов:

• Какой номер является официальным идентификационным номером животного?
• Совпадает ли номер в диапазоне УВЧ с номером в диапазоне НВЧ?
• Утверждено ли данное устройство соответствующим органом по животноводству?
• Могут ли эти два интерфейса оставаться связанными на протяжении всей жизни животного?
• Обеспечивает ли система UHF надежную работу вблизи тела животного и в условиях фермы?

EM4425 не является чипом для идентификации животных в диапазоне низких частот (LF) и не поддерживает интерфейс, соответствующий стандарту ISO 11784/11785.

ВЧ и УВЧ без необходимости использования смартфона

В некоторых промышленных системах стандарт ISO/IEC 15693 в диапазоне HF сочетается с UHF, поскольку считыватели HF ближнего действия уже установлены.

Это может пригодиться для:

• Управление инструментами
• Медицинское или лабораторное оборудование
• Техническое обслуживание промышленного оборудования
• Сборка компонентов
• Незавершенное производство
• Многоразовые транспортные средства

EM4425 поддерживает работу в высокочастотном диапазоне в соответствии со стандартом ISO/IEC 15693, а также функциональность NFC Forum Type 5.

Это позволяет одному и тому же интерфейсу 13,56 МГц поддерживать как совместимый считыватель ближнего действия в диапазоне ВЧ, так и устройство NFC, в зависимости от реализации и версии микросхемы.

Является ли HF Plus NFC двухчастотной комбинацией?

Нет, само по себе — нет.

Технологии HF RFID и NFC работают на частоте 13,56 МГц.

Они могут использовать разные протоколы, команды, расстояния считывания и типы устройств, но работают в одном и том же частотном диапазоне.

Например, EM4425 поддерживает:

• ISO/IEC 15693 — ближняя связь в высокочастотном диапазоне
• Обмен данными с тегами типа 5 по стандарту NFC Forum
• Связь по стандарту UHF RAIN RFID

Благодаря этому у устройства имеется несколько вариантов воздушного интерфейса, однако оно по-прежнему относится к категории двухчастотных устройств, поскольку использует два физических частотных диапазона:

• 13,56 МГц
• 860-960 МГц

Функции HF и NFC, как правило, используют одно и то же подключение к антенне HF.

Какое сочетание обычно считается лучшим?

Для большинства коммерческих проектов, связанных с отдельными товарами, лучшей отправной точкой является:

УВЧ-RFID + ВЧ/NFC

Такое сочетание уместно, когда проект требует одновременно:

1. Автоматизированный мониторинг операционной деятельности, а также
2. Взаимодействие между людьми на близком расстоянии.

Это менее уместно в следующих случаях:

• Требуется только наличие товара на складе
• Требуется лишь веб-ссылка для смартфона
• Этот товар отличается чрезвычайно низкой стоимостью
• Доступное пространство для этикеток очень мало
• Изделие содержит металл или жидкость, которые не были учтены при проектировании антенны
• У компании нет планов по использованию второго интерфейса

Не следует выбирать двухчастотную метку только потому, что она обладает более широкими техническими возможностями.

Оба интерфейса должны решать конкретную бизнес-задачу.

Что такое микросхема EM4425?

EM4425 — это код заказа на продукт компании EM Microelectronic, известный как em|echo-V.

Это пассивная двухчастотная микросхема RFID-транспондера, предназначенная для объединения следующих функций:

• RAIN RFID
• ISO/IEC 15693 HF
• Функциональные возможности тегов типа 5 по стандарту NFC Forum

Чип работает в двух диапазонах частот:

• HF/NFC: 13,56 МГц
• УВЧ: 860–960 МГц

Интерфейс УВЧ предназначен для применения в системах управления запасами и логистики с большим радиусом действия. Интерфейс ВЧ и NFC поддерживает взаимодействие в непосредственной близости, в том числе с использованием сервисов для смартфонов.

Компания EM Microelectronic позиционирует данный продукт как микросхему-транспондер RAINFC для проверки подлинности, поскольку он объединяет возможности технологии RAIN RFID с функциями взаимодействия NFC и обеспечения безопасности.

EM4425 — это одночиповая или двухчиповая схема?

В микросхеме EM4425 все поддерживаемые функции объединены на одном кристалле.

Это отличается от размещения одного обычного чипа NFC и одного обычного чипа UHF на одной и той же этикетке.

Реализация на базе одного кристалла обладает рядом преимуществ:

• Общая идентификация микросхемы
• Общая настраиваемая память
• Снижение риска несоответствия данных
• Варианты одноэтапного кодирования
• Скоординированные функции обеспечения безопасности
• Более интегрированное производство меток
• Более четкая связь между записями в диапазонах NFC и UHF

Для этой метки по-прежнему требуются две антенные конструкции:

• Высокочастотная катушечная антенна
• УВЧ-антенна

Чип оснащён отдельными выводами для двух антенных систем.

Сам по себе чип EM4425 не обеспечивает достаточной производительности считывания. Разработчик встраиваемого модуля должен создать и настроить обе антенны с учетом конкретного продукта, материала и региона эксплуатации.

EM4425: Поддерживаемые стандарты

Устройство EM4425 поддерживает несколько стандартов через свои два интерфейса.

Интерфейсы HF и NFC

• ISO/IEC 15693
• ISO/IEC 18000-3, режим 1
• Метка NFC Forum типа 5

УВЧ-интерфейс

• ISO/IEC 18000-63
• EPC Gen2v2
• Работа системы RAIN RFID

Интерфейс, связанный с безопасностью

Чип также поддерживает функции, предусмотренные стандартом ISO/IEC 29167-10, в зависимости от выбранной конфигурации продукта.

Благодаря этой комбинации один тег может взаимодействовать со следующими устройствами:

• Совместимые считыватели HF
• Устройства с поддержкой NFC
• Считыватели UHF EPC Gen2

Конкретный набор доступных функций зависит от версии EM4425 и от настроек микросхемы.

EM4425 — это чип NFC типа 5

В устройстве EM4425 используется интерфейс NFC Forum Type 5, основанный на стандарте ISO/IEC 15693.

Его не следует называть чипом типа 2 по стандарту NFC Forum.

Как метки типа 2, так и метки типа 5 поддерживают стандартные функции NFC, однако их технические основы различаются.

Тип 5 особенно актуален в тех случаях, когда один и тот же интерфейс HF может потребоваться для работы со следующими устройствами:

• Смартфоны с поддержкой NFC
• Считыватели ближнего действия по стандарту ISO/IEC 15693
• Промышленные считыватели HF

Перед запуском в производство метку в полном комплекте необходимо протестировать с использованием реальных смартфонов, приложений и считывающих устройств, которые будут применяться в рамках проекта.

Общая память для диапазонов HF, NFC и UHF

Одной из основных особенностей микросхемы EM4425 является настраиваемая общая память.

В официальных технических характеристиках продукта указан общий объем настраиваемой памяти, равный 2 048 битам.

Память может выделяться, в частности, для следующих целей:

• Пользовательская память HF
• Память пользователя в диапазоне УВЧ
• Кодирование EPC или UII в диапазоне УВЧ
• Хранение цифровых подписей

Раздел UHF EPC/UII можно настроить на размер до 480 бит в зависимости от общего объема выделенной памяти.

Это не то же самое, что выделение 2 048 бит каждому интерфейсу по отдельности. Доступная память распределяется в соответствии с требованиями приложения.

Например, в рамках проекта может быть выделено больше памяти для:

• Длинный EPC в диапазоне УВЧ
• Информация о продуктах NFC
• Пользовательские данные в диапазоне УВЧ
• Информация о цифровой аутентификации

План использования памяти следует определить до начала массового кодирования.

Стандартный серийный номер интегральной схемы

EM4425 имеет общий серийный идентификатор микросхемы, представленный следующим образом:

• 64-разрядный UID на стороне HF
• 96-битный TID на стороне УВЧ

Общая базовая идентификация позволяет сопоставить данные, собранные через эти два интерфейса.

Это удобно, поскольку на складе может считываться идентификатор UHF, а потребитель позже считывает данные через интерфейс NFC.

Бэкенд может соотнести оба события с одним и тем же физическим чипом и продуктом.

Однако пользователям не следует полагать, что полные идентификаторы HF UID, UHF TID и EPC визуально идентичны.

Эти структуры памяти служат разным техническим целям. В схеме базы данных и схеме кодирования должно быть определено, как они связаны между собой.

Одноэтапное кодирование

EM4425 поддерживает кодирование меток как через интерфейс HF, так и через интерфейс UHF.

Это может упростить производство.

Производитель преобразователей или конечной продукции может настроить общие данные без необходимости программирования двух независимых микросхем в рамках двух отдельных процессов.

К преимуществам могут относиться:

• Меньшая сложность кодирования
• Меньше ошибок при сопоставлении
• Более простая сериализация
• Более единообразная цифровая идентичность
• Улучшение отслеживаемости продукции

Станция кодирования по-прежнему должна использовать программное обеспечение и считывающие устройства, поддерживающие необходимые команды и конфигурацию памяти.

EM4425: средства защиты

EM4425 предоставляет не только базовые функции идентификации.

В зависимости от заказанной версии и конфигурации доступны следующие функции:

• Криптография AES-128
• Веб-аутентификация с использованием технологии NFC
• Цифровая подпись
• Память, защищенная паролем
• Параметры случайного идентификатора
• Настройки конфиденциальности клиентов
• Счетчики посещений
• Настройки конфиденциальности в диапазоне УВЧ
• Обнаружение несанкционированного доступа
• Сообщения о срабатывании сигнализации о несанкционированном вмешательстве

Благодаря этим функциям чип находит применение в области аутентификации продукции и защиты бренда.

Однако использование чипа с функциями безопасности не гарантирует автоматически безопасность приложения.

Полная система безопасности также требует:

• Безопасная генерация ключей
• Ввод защищенного ключа
• Контролируемая персонализация тегов
• Проверка данных на стороне сервера
• Безопасная доменная и веб-инфраструктура
• Логика защиты от повторного воспроизведения
• Мониторинг событий
• Контроль доступа
• Порядок действий в случае компрометации ключей

Метка, запрограммированная только со статическим URL-адресом, не обеспечивает надёжную аутентификацию лишь потому, что встроенный в неё чип поддерживает алгоритм AES.

Функция обнаружения несанкционированного вмешательства

EM4425 оснащен разъемами для подключения контура защиты от несанкционированного вмешательства.

Контур можно встроить в этикетку или пломбу, чтобы чип мог определить, сохранился ли проводящий путь или был нарушен.

Потенциальные области применения включают:

• Обнаружение вскрытия упаковки
• Гарантийные пломбы
• Фармацевтическая упаковка
• Электронные пломбы для продукции
• Автомобильные компоненты
• Предотвращение мошенничества при возврате товаров
• Дорогостоящие товары

Когда пользователь считывает метку с помощью NFC или UHF, система может сообщить о статусе несанкционированного вмешательства.

Производитель этикеток должен правильно спроектировать физическую петлю защиты от несанкционированного вскрытия. Сам по себе микрочип не способен обнаружить вскрытие упаковки, если петля не встроена в конструкцию метки и не расположена в месте предполагаемого вскрытия.

EM4425: Стойкость памяти и условия эксплуатации

В официальной краткой технической спецификации указано:

• Не менее 100 000 циклов записи
• Хранение данных в течение не менее 50 лет на указанных условиях
• Диапазон рабочих температур от −40 °C до +85 °C

Это технические характеристики на уровне микросхемы.

Готовая этикетка может иметь более узкий диапазон применения по следующим причинам:

• Клей
• ПЭТ или бумага в качестве материала лицевой стороны
• Алюминиевая или медная антенна
• Защитный ламинат
• Печатная краска
• Конструкция контура защиты от несанкционированного вмешательства
• Упаковка продукта

Поэтому долговечность готовой RFID-этикетки следует оценивать на основе полной спецификации метки, а не только по техническому описанию микросхемы.

Какие функции выполняет EM4425 в диапазоне УВЧ?

Благодаря интерфейсу УВЧ микропроцессор EM4425 может поддерживать такие функции, как:

• Учет запасов на уровне отдельных единиц товара
• Инвентаризация на складе
• Проверка поступления и отгрузки
• Прозрачность запасов в розничной торговле
• Обработка возврата товара
• Отслеживание активов
• Регистрация событий в цепочке поставок
• Автоматизированная идентификация
• Сбор данных о состоянии несанкционированного вмешательства

Технология UHF RFID позволяет считывать данные с нескольких меченых товаров без необходимости прямой видимости.

Фактическое расстояние чтения зависит от:

• Размеры инкрустации
• Проектирование УВЧ-антенн
• Мощность считывателя
• Антенна считывателя
• Региональная частота
• Материал изделия
• Ориентация тегов
• Связанные теги
• Металл и жидкость
• Условия установки

Чувствительность входа микросхемы не является синонимом гарантированного расстояния считывания готовой метки.

Какие функции выполняет EM4425 с помощью NFC?

С помощью технологии NFC пользователь может прикоснуться к метке совместимым устройством, чтобы получить доступ к:

• Проверка подлинности продукта
• Информация о продукте
• Электронная инструкция
• Регистрация гарантии
• Программы лояльности
• Купоны
• Изменить порядок страниц
• Информация об утилизации
• Проверка возврата
• Записи о техническом обслуживании
• Состояние датчика несанкционированного вскрытия

Взаимодействие по технологии NFC осуществляется целенаправленно и на близком расстоянии.

Это делает данную функцию полезной в тех случаях, когда компания хочет, чтобы пользователь взаимодействовал именно с одним конкретным объектом, а не со всеми расположенными поблизости объектами, помеченными тегами.

Типичные области применения EM4425

Розничная торговля и мода

Двухчастотная этикетка позволяет осуществлять учет товаров в УВЧ-диапазоне на всех этапах розничной цепочки поставок, а также использовать технологию NFC после того, как товар попадает к покупателю.

К возможным функциям относятся:

• Заводская сериализация
• Приемка грузов в распределительном центре
• Запасы магазина
• Поддержка оформления заказа
• Проверка подлинности продукта
• Рекомендации по уходу
• Регистрация в программе лояльности
• Управление возвратами
• Проверка повторной продажи

Товары класса «люкс» и защита брендов

Технология UHF позволяет обеспечить прозрачность цепочки поставок, а NFC — проверку подлинности для клиентов.

Благодаря единой идентификации чипа упрощается сопоставление операционных данных и взаимодействий с потребителями.

В ассортимент продукции могут входить:

• Сумки
• Обувь
• Часы
• Аксессуары
• Предметы коллекционирования
• Одежда премиум-класса

Архитектура безопасности должна быть разработана таким образом, чтобы предотвратить простое копирование и повторное использование URL-адресов.

Упаковка для фармацевтических препаратов и медицинских товаров

Потенциальные области применения включают:

• Наглядность инвентаризации
• Проверка упаковки
• Информация о продукте
• Обнаружение несанкционированного доступа
• Аутентификация
• Обработка возвратов
• Управление отзывами

Использование RFID в фармацевтической и медицинской сферах может подпадать под действие нормативных требований, а также требований к материалам и валидации. В техническом описании EM4425 также предусмотрены ограничения на использование чипа в качестве компонента медицинских устройств, критичных с точки зрения безопасности.

Промышленные компоненты

Промышленный компонент может быть автоматически идентифицирован с помощью технологии UHF, в то время как технический специалист использует NFC для целенаправленного доступа к:

• Инструкция по установке
• История технического обслуживания
• Проверка подлинности деталей
• Документация по технике безопасности
• Формы проверки
• Данные о гарантии

Примеры включают:

• Насосы
• Двигатели
• Инструменты
• Запасные части
• Электрические компоненты
• Автомобильные узлы
• Аэрокосмические компоненты

Автомобильная и аэрокосмическая логистика

Компания EM Microelectronic определяет логистику в автомобильной и аэрокосмической отраслях в качестве целевых областей применения.

UHF может поддерживать:

• Перечень запасных частей
• Производственный поток
• Проверка контейнера
• Отслеживание отправлений

HF/NFC поддерживает следующие функции:

• Доступ для технического обслуживания
• Контроль на уровне деталей
• Аутентификация
• Информация об обслуживании, подлежащая контролю

Готовая бирка должна соответствовать установленным требованиям в отношении термостойкости, химической стойкости, виброустойчивости, огнестойкости и условий эксплуатации на протяжении всего срока службы.

Возврат товаров и циркулярная экономика

Двухчастотная метка может оставаться полезной и после первоначальной продажи.

Технология UHF может помочь складу обрабатывать возвращаемые товары в больших объемах, а технология NFC — предоставить покупателю, техническому специалисту или дистрибьютору доступ к информации о конкретном товаре.

Приложения включают:

• Возврат товаров
• Ремонт
• Ремонт
• Продукция, сдаваемая в аренду
• Перепродажа
• Переработка отходов
• Системы возврата тары
• Многоразовая упаковка

EM4425 против отдельных чипов NFC и UHF

Двухчастотная метка может быть изготовлена либо на базе микросхемы EM4425, либо с использованием двух независимых RFID-чипов.

Фактор	Однокристальная конструкция EM4425	Отдельные чипы NFC и UHF
Количество фишек	Один	Два
Антенные системы	Два	Два
Связь с памятью	Общие и настраиваемые	Обычно отдельно
Отношение идентичности	Общая идентификация интегральной схемы	Должно совпадать с записью в базе данных
Кодирование	Поддерживает одноэтапное кодирование	Обычно два процесса кодирования
Риск несоответствия данных	Снижение при правильной настройке	Больше, если записи не совпадают
Гибкость функций	Определено архитектурой EM4425	Чипы можно выбирать независимо друг от друга
Поиск поставщиков	Работает на базе одной двухчастотной микросхемы	Более широкий выбор вариантов с одним чипом
Дизайн инкрустации	Специализированный сайт	Также специализируется на
Безопасность	Доступные встроенные функции	Зависит от выбранных микросхем

Использование отдельных микросхем может быть целесообразно, если проект требует:

• Специализированный чип безопасности NFC
• Специализированный высокопроизводительный чип УВЧ-диапазона
• Независимая память
• Независимые идентичности
• Функция, недоступная в одной двухчастотной микросхеме

EM4425 представляет интерес в тех случаях, когда более важную роль играют единая идентичность и общая память.

Конструкция антенны имеет решающее значение

Выбор модели EM4425 не означает завершение разработки продукта.

Готовая инкрустация должна содержать и то, и другое:

• Правильно настроенная ВЧ-антенна на частоте 13,56 МГц
• Правильно настроенная УВЧ-антенна

Обе антенные системы должны помещаться в пределах допустимых размеров этикетки без недопустимого взаимного воздействия.

К факторам, которые необходимо учитывать при проектировании, относятся:

• Размер катушки HF
• Количество витков катушки HF
• Размеры УВЧ-диполя
• Импеданс микросхемы
• Соединение между антеннами
• Ориентация этикетки
• Диэлектрические свойства продукта
• Региональная настройка УВЧ
• Схема контура контроля подделки
• Производственные допуски

Плохо спроектированная двухчастотная вставка может демонстрировать приемлемые показатели работы в диапазоне NFC, но низкие — в диапазоне UHF, или наоборот.

Оба интерфейса должны быть протестированы как по отдельности, так и в составе готового продукта.

Различия в региональных частотах УВЧ-диапазона

Интерфейс EM4425 в диапазоне УВЧ работает на частотах 860–960 МГц на уровне микросхемы.

Однако в разных странах используются разные регулируемые поддиапазоны.

К типичным примерам относятся:

• Европейский регион ETSI в диапазоне 865–868 МГц
• Регион FCC США в диапазоне частот около 902–928 МГц
• Другие национальные полосы частот в рамках более широкого диапазона УВЧ

Встроенная антенна может быть:

• Оптимизировано для Европы
• Оптимизировано для Северной Америки
• Предназначена для использования в качестве глобальной или широкополосной антенны

Глобальная вставка обеспечивает гибкость развертывания, однако её максимальная производительность может отличаться от показателей конструкции, разработанной специально для конкретного региона.

Поставщик должен указать:

• Предполагаемый диапазон УВЧ
• Размеры инкрустации
• Рекомендуемое расстояние для чтения
• Тестовый материал
• Конфигурация считывателя
• Ориентация
• Подходит ли эта этикетка для использования во всех странах мира

Влияние металла и жидкости

Металл и жидкость могут влиять на характеристики обеих границ раздела.

УВЧ особенно чувствителен к:

• Продукты с высоким содержанием воды
• Напитки
• Косметика
• Тела людей
• Металлическая тара
• Электронное оборудование
• Батареи

Металл также может вызывать расстройку частоты HF/NFC.

Если бирка крепится к металлу, в зависимости от конструкции может потребоваться:

• Ферритовый слой
• Прокладка из пенопласта
• Специализированная антенна для установки на металле
• Корпус с жесткой биркой
• Настройка под конкретный продукт

Не следует полагать, что стандартная бумажная этикетка EM4425 будет работать непосредственно на металлической таре.

В случае жидких продуктов расположение этикеток и расстояние между ними следует проверять на заполненной упаковке, а не только на пустом образце.

Расстояние считывания на двух интерфейсах различается

Двухчастотная метка не имеет единого стандартного расстояния считывания.

При благоприятных условиях сигнал УВЧ-интерфейса можно принять на расстоянии нескольких метров.

Интерфейс NFC предназначен для взаимодействия на близком расстоянии, что, как правило, требует размещения телефона или считывателя рядом с меткой.

Интерфейс HF ISO/IEC 15693 может обеспечивать большую дальность действия в непосредственной близости, чем обычная технология NFC в смартфонах, при использовании с подходящим промышленным считывателем HF и антенной.

Фактическая производительность зависит от типа инкрустации и считывающего устройства.

Требуется ли для EM4425 батарея?

Модель EM4425 предназначена для использования в пассивных транспондерах.

Он получает энергию из поля считывателя HF, NFC или UHF.

В нем предусмотрено следующее:

• Замена батареи не требуется
• Конструкция тонкой этикетки
• Длительный срок хранения
• Меньшие затраты на техническое обслуживание
• Пригодность для использования в качестве одноразовой упаковки

Пассивный метка не вещает непрерывно. Она реагирует только при подаче напряжения совместимым считывателем.

Можно ли одновременно считывать данные с устройств UHF и NFC?

Оба интерфейса могут обращаться к общей памяти, однако в официальной документации к продукту указано, что доступ к памяти не осуществляется параллельно.

Когда команды поступают по обоим интерфейсам, доступ к памяти распределяется на основе каждой отдельной команды.

При стандартном развертывании это редко становится практическим ограничением, поскольку считывание UHF-меток на складе и прикосновение NFC со стороны потребителя обычно происходят в разное время.

Система не должна предполагать, что два читателя могут одновременно изменять одну и ту же область памяти без согласования действий.

Может ли NFC изменить данные UHF?

Модуль EM4425 можно настроить таким образом, чтобы интерфейс HF/NFC получал доступ к общей памяти и управлял некоторыми функциями конфиденциальности в диапазоне UHF.

Это позволяет создавать эффективные рабочие процессы, но при этом требует тщательной проработки системы контроля доступа.

Например, не следует допускать, чтобы при взаимодействии со смартфоном происходила перезапись важной информации EPC или логистических данных, за исключением случаев, когда такое поведение явно предусмотрено и защищено.

Для областей памяти может потребоваться:

• Защита паролем
• Постоянная блокировка
• Разрешения на доступ
• Управляемые программные команды
• Авторизация на стороне сервера

В плане кодирования должно быть определено, какие данные:

• Доступно для общего просмотра
• Защищено паролем
• Постоянно заблокировано
• Возможность редактирования через УВЧ
• Возможность редактирования через HF/NFC

Подходит ли EM4425 для защиты от подделок?

Это может быть частью системы защиты от подделок.

К числу соответствующих функций относятся:

• Общий идентификатор микросхемы
• Поддержка AES-128
• Веб-аутентификация по NFC
• Цифровая подпись
• Обнаружение несанкционированного доступа
• Счетчики посещений
• Защита паролем

Однако эффективность мер по борьбе с контрафактом зависит от их реализации.

Статический URL-адрес NFC можно скопировать на другой тег. Распечатанный QR-код также можно скопировать. Для обеспечения более надежной защиты требуется динамическая или криптографическая проверка, связанная с серверной частью системы.

В рамках проекта необходимо определить:

• Модель угроз
• Алгоритм аутентификации
• Основные владельцы
• Процесс персонализации тегов
• Метод проверки на сервере
• Реакция на повторные или подозрительные сканирования
• Обработка событий несанкционированного вмешательства
• Политика конфиденциальности

Когда следует выбрать EM4425?

EM4425 является отличным выбором, если к данному продукту предъявляются следующие требования:

• Отслеживание цепочки поставок с использованием УВЧ-технологий
• Взаимодействие со смартфоном NFC
• Общая идентичность каналов
• Общая настраиваемая память
• Проверка подлинности продукта
• Обнаружение несанкционированного доступа
• Долгосрочная информация о продукте
• Возврат товаров или рабочие процессы в рамках циркулярной экономики

Это особенно удобно в тех случаях, когда как бизнес-пользователи, так и конечные пользователи должны взаимодействовать с одним и тем же тегом.

В каких случаях использование EM4425 не требуется?

Менее сложный чип может оказаться более экономичным, если для данной задачи требуется лишь:

• Инвентаризация склада UHF
• Простой URL-адрес NFC
• Стандартная система контроля доступа
• Идентификация животных по LF
• Уникальный идентификационный номер
• Недорогая одноразовая этикетка, не требующая дополнительных рабочих процессов

Добавление возможности работы в двух частотных диапазонах позволяет увеличить:

• Стоимость микросхемы
• Сложность инкрустации
• Площадь антенны
• Требования к конвертации
• Требования к тестированию
• Работы по интеграции программного обеспечения

Вторая частота должна обеспечивать ощутимую операционную или потребительскую ценность.

EM4425 — это не RFID-чип для животных

Не следует путать EM4425 с чипами для домашнего скота, соответствующими стандартам ISO 11784/11785.

Для идентификации животных обычно используется низкочастотный диапазон около 134,2 кГц с протоколами FDX-B или HDX.

Области применения EM4425:

• 13,56 МГц HF/NFC
• 860–960 МГц (УВЧ)

Она предназначена в первую очередь для управления товарами, отслеживания цепочки поставок, проверки подлинности и взаимодействия с потребителями.

Это не заменяет утвержденную ушную бирку для крупного рогатого скота, микрочип или транспондер в виде болюса для рубца, используемые в рамках официальной программы отслеживания скота.

Как настроить двухчастотную метку EM4425

Четкий запрос на предоставление ценового предложения должен содержать следующую информацию.

Приложение

Укажите, для чего предназначена эта этикетка:

• Розничные запасы
• Проверка подлинности продукта
• Промышленное отслеживание
• Вовлечение потребителей
• Обнаружение несанкционированного доступа
• Автомобильные запчасти
• Фармацевтическая упаковка
• Управление возвратами

Материал изделия

Укажите, на что будет нанесена этикетка:

• Картон
• Пластик
• Стекло
• Металл
• Упаковка жидкостей
• Текстиль
• Электроника
• Дерево

Размеры тегов

Укажите имеющуюся информацию:

• Длина
• Ширина
• Максимальная толщина
• Зона размещения
• Ориентация

Регион УВЧ

Укажите целевые рынки:

• Европа
• Северная Америка
• Азия
• Глобальный

Функция NFC

Укажите, будет ли NFC обеспечивать:

• Статический URL-адрес
• Аутентификация
• Информация о продукте
• Регистрация гарантии
• Взаимодействие с приложением
• Программа лояльности
• Состояние датчика несанкционированного вскрытия

Выделение памяти

Определите необходимые:

• Длина EPC
• Память пользователя в диапазоне УВЧ
• Пользовательская память HF
• Цифровая подпись
• Материалы NDEF

Безопасность

Укажите, требуется ли для проекта:

• Аутентификация AES
• Защита паролем
• Контур защиты от несанкционированного вмешательства
• Счетчик посещений
• Режим конфиденциальности
• Заблокированный EPC
• Проверка на стороне сервера

Производственные услуги

Уточните, должен ли поставщик предоставить:

• Кодирование в диапазоне УВЧ
• Кодирование NFC
• Печать переменных данных
• QR-код
• Сопоставление серийных номеров
• Преобразование контура регулирования
• Файл базы данных
• Отчет о проверке

Как протестировать метку EM4425

Тестирование должно охватывать оба интерфейса по отдельности.

Испытания в диапазоне УВЧ

Измерение:

• Читать дальше
• Скорость массового считывания
• Чувствительность к ориентации
• Производительность портала
• Характеристики картонной упаковки
• Региональная частотная характеристика
• Характеристики конечного продукта
• Работа вблизи металла или жидкости
• EPC и точность пользовательской памяти

Тесты HF и NFC

Измерение:

• Совместимость со смартфонами
• Положение крана
• Показания NDEF
• Характеристики считывающего устройства по стандарту ISO/IEC 15693
• Ответ на запрос аутентификации
• Доступ, защищенный паролем
• Счетчик посещений
• Пользовательский опыт

Тесты с использованием общей памяти

Подтвердите:

• Записи UHF и NFC относятся к одному и тому же продукту
• Выделение памяти выполнено правильно
• Заблокированные области нельзя изменять
• Предназначенные области по-прежнему доступны для записи
• Файлы с кодировкой соответствуют печатной информации
• Записи в серверной части соответствуют идентификатору чипа

Испытания на взлом

Подтвердите:

• Перед открытием петля находится в целостности
• Вскрытие упаковки нарушает предусмотренный маршрут
• Чип фиксирует или сообщает о правильном состоянии
• Поврежденную петлю не так просто восстановить
• Считыватели NFC и UHF одинаково получают ожидаемый статус

Экологические испытания

В зависимости от области применения проведите следующие испытания:

• Тепло
• Холод
• Влажность
• УФ-облучение
• Абразия
• Химикаты
• Сгибание
• Вскрытие упаковки
• Старение клея
• Транспортные вибрации

Окончательный ответ: какая комбинация двух частот является оптимальной?

Для большинства приложений в сфере розничной торговли, цепочки поставок, аутентификации и взаимодействия с потребителями наиболее эффективным сочетанием является:

13,56 МГц (HF/NFC) + 860–960 МГц (UHF) RFID

UHF обеспечивает идентификацию больших партий товаров на большом расстоянии. HF/NFC обеспечивает доступ на близком расстоянии с помощью смартфонов и промышленных считывающих устройств.

Комбинации LF могут быть подходящими для идентификации животных, контроля доступа или устаревших промышленных систем, однако они не обеспечивают такого же баланса между автоматизацией цепочки поставок и взаимодействием с потребителями.

Окончательный ответ: Что такое EM4425?

EM4425, также известный как em|echo-V, — это пассивный двухчастотный RFID-чип производства компании EM Microelectronic.

Он объединяет:

• ISO/IEC 15693 HF
• NFC Forum, тип 5
• ISO/IEC 18000-63, УВЧ
• EPC Gen2v2
• Общая настраиваемая память
• Общая идентичность IC
• Дополнительная аутентификация по стандарту AES-128
• Цифровая подпись
• Защита паролем
• Обнаружение несанкционированного доступа

Он предназначен для объединения операций RAIN RFID на большом расстоянии с взаимодействиями в ближнем диапазоне HF и NFC.

Чип особенно ценен в тех случаях, когда необходимо отслеживать один физический объект на протяжении всей цепочки поставок, а впоследствии обеспечить к нему доступ клиенту, техническому специалисту или другому уполномоченному пользователю.

Часто задаваемые вопросы

Какие две частоты использует EM4425?

Модуль EM4425 использует частоту 13,56 МГц для работы в режимах HF и NFC и поддерживает работу в диапазоне UHF (860–960 МГц).

Является ли EM4425 чипом, поддерживающим стандарты NFC и UHF?

Да. Он сочетает в себе функции NFC Forum Type 5 и ISO/IEC 15693 в высокочастотном диапазоне (HF) с технологией RAIN UHF RFID.

Является ли EM4425 чипом NFC типа 2?

Нет. EM4425 поддерживает функциональность меток типа 5 NFC Forum на основе стандарта ISO/IEC 15693.

Содержит ли EM4425 два отдельных микросхем?

Нет. Поддерживаемые интерфейсы интегрированы на одном кристалле. Готовая вставка по-прежнему требует наличия отдельных антенных структур для ВЧ- и УВЧ-диапазонов.

Есть ли у EM4425 общая память?

Да. Он предоставляет 2 048 бит настраиваемой памяти, которую можно распределить между пользовательской памятью HF, пользовательской памятью UHF, EPC/UII и функциями цифровой подписи.

Можно ли считать этикетку EM4425 с помощью смартфона?

Интерфейс NFC предназначен для совместимых устройств NFC. Совместимость смартфонов следует проверять с учетом выбранной версии EM4425, конфигурации NDEF, моделей телефонов и программного обеспечения.

Можно ли считывать данные с EM4425 с расстояния в несколько метров?

Интерфейс UHF обеспечивает считывание на большом расстоянии при подключении к соответствующей антенне UHF. Фактическое расстояние зависит от встроенного чипа, продукта, считывателя, региона и условий окружающей среды.

Чип нуждается в батарейке?

No. EM4425 — это пассивный чип-транспондер, питание которого обеспечивается полем считывающего устройства.

Могут ли интерфейсы UHF и NFC иметь один и тот же номер продукта?

Их можно связать между собой с помощью общей памяти и общего идентификатора микросхемы. EPC, UHF TID и HF UID относятся к разным техническим областям, поэтому в архитектуре данных необходимо определить, каким образом они соотносятся друг с другом.

Можно ли использовать EM4425 на металле?

Не следует использовать в качестве стандартной бумажной вставки общего назначения без предварительных испытаний. Металл может привести к расстройке обеих антенных систем. Может потребоваться конструкция на металлической основе, ферритовый слой, прокладка или специальная антенна.

Может ли EM4425 определять вскрытие упаковки?

Он поддерживает интерфейс с контуром защиты от несанкционированного вскрытия. Конвертер этикеток должен иметь физический проводящий контур, встроенный в корпус или пломбу.

Подходит ли EM4425 для ушных бирок крупного рогатого скота?

Это не стандартный низкочастотный чип для идентификации скота по стандартам ISO 11784/11785. Для официальной идентификации крупного рогатого скота обычно требуются утвержденные низкочастотные транспондеры для животных.

Стоит ли всегда переплачивать за UHF и NFC?

Нет. Использование двухчастотного решения оправдано в тех случаях, когда в рамках проекта требуется как автоматическое отслеживание на большом расстоянии, так и взаимодействие на близком расстоянии. Одночастотная метка, как правило, является более экономичным вариантом, если требуется только один рабочий процесс.