5. Họ và tên người hướng dẫ n: Phần hướng dẫ n:
2.2.2. Ghép điện từ tán xạ lùi
Cung cấp năng lượng cho transponder
Các hệ thống RFID cĩ khoảng cách giữa reader và transponder lớn hơn 1 m được gọi là hệ thống cĩ khoảng cách dài (long range). Những hệ thống này hoạt động ở tần số 868MHz (Europe) và 915MHz (USA), ở tần số vi ba 2,5GHz và 5,8GHz. Bước sĩng ngắn của những dải tần này phù hợp với cấu trúc của antenna cĩ kích thước nhỏ và hiệu suất cao hơn khi sử dụng ở tần số dưới 30MHz.
Để cĩ thể truy xuất năng lượng cĩ sẵn cho hoạt động của một transponder chúng ta phỉa tính suy hao đường truyền trong khơng gian tự do F :
SVTH: Nguyễn Đình Thành GVHD: Ths. Nguyễn Chí Ngọc
-58-
F = -146.7 + 20 log( r ) + 20 log(f) – 10 log(GT) -10 log(GR) (2.1)
Trong đĩ :
r : khoảng cách từ reader đến transponder. GT, GR : độ lợi của antenna transponder và reader. f : tần số phát của reader.
Bảng 2.4: Suy hao đường truyền trong khơng gian tự do ứng với những tần số khác nhau (độ lợi của antenna transponder là 1,64, của antenna reader là 1)
Khoảng cách r 868 MHz 915 MHz 2.45 GHz
0,3 m 18,6 dB 19,0 db 27,6 dB
1 m 29,0 dB 29,5 dB 38,0 dB
3 m 38,6 dB 39,0 dB 47,6 dB
10 m 49,0 dB 49,5 dB 58,0 dB
Với kỹ thuật sản xuất hiện nay, những con chip trong transponder chỉ tiêu thụ một luợng cơng suất khơng lớn 5W. Để hoạt động được ở khoảng cách 15m, transponder tán xạ lùi thường cĩ một nguồn pin để cung cấp năng lượng cho chip. Để tiết kiệm pin, vi mạch thường cĩ chế độ ‚power down‛ hay ‚stand by‛. Nếu di chuyển ra khỏi vùng truy vấn của reader thì chip tự động chuyển sang chế độ ‚power down‛. Ở trạng thái này dịng điện trong mạch khoảng vài A. Chip khơng kích hoạt trở lại cho đến khi một tín hiệu đủ mạnh được nhận trong khoảng đọc của reader. Lúc này nĩ sẽ chuyển khố sang chế độ hoạt động bình thường. Tuy nhiên, pin của một transponder chủ động khơng bao giờ cung cấp năng lượng để truyền dữ liệu giữa transponder và reader nhưng chỉ cung cấp năng lượng riêng cho chip. Dữ liệu truyền đi giữa transponder và reader chỉ sử dụng duy nhất vào năng lượng của trường điện từ phát ra từ reader.
SVTH: Nguyễn Đình Thành GVHD: Ths. Nguyễn Chí Ngọc
-59- Truyền dữ liệu đến reader
Modulated reflection cross-section: chúng ta biết là sĩng điện từ phản xạ lại với những vật thể cĩ kích thước lớn hơn một nữa chiều dài bước sĩng. Hiệu suất phản xạ sĩng điện từ của một vật thể được gọi là sự phản xạ mặt cắt ngang (reflection cross- section). Các vật thể cộng hưởng với sĩng tác động vào bề mặt của chúng giống như trường hợp của antenna ở tần số tương ứng.
Hình 2.13. Hoạt động của transponder tán xạ lùi
Gọi P1 là cơng suất phát ra từ antenna của reader, một lượng nhỏ cơng suất này sẽ đến được antenna của transponder. P1 là cơng suất cung cấp cho antenna dưới dạng điện áp HF, sau khi được chỉnh lưu bằng diode D1 và D2 thì nĩ thể được sử dụng như là điện áp turn-on cho việc vơ hiệu hố hay kích hoạt chế độ ‚power down‛. Các diode ở đây là các diode Schottky cĩ ngưỡng điện áp thấp. Điện áp cĩ được đủ để cung cấp năng lượng cho khoảng cách ngắn.
Gọi P2 là cơng suất phản xạ lại tại antenna ứng với cơng suất đến antenna là P1.
Đặc tính phản xạ của antenna cĩ thể bị tác động do sự thay đổi tải kết nối với antenna. Để phát dữ liệu từ transponder đến reader, điện trở RL mắc song song với antenna được đĩng mở đúng lúc với luồng dữ liệu. Biên độ của tín hiệu phản xạ tại transponder cĩ thể được điều chế (điều chế tán xạ lùi).