Công nghệ RFID là gì? Nguyên lý hoạt động – Cấu tạo – Ứng dụng

Công nghệ RFID là một giải pháp giúp doanh nghiệp tối ưu hiệu quả hoạt động và tiết kiệm nguồn lực. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ RFID là gì, nguyên lý hoạt động, cấu tạo hệ thống cũng như ứng dụng trong các lĩnh vực.

RFID là gì?

Vậy công nghệ RFID là gì? RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ nhận dạng và theo dõi đối tượng từ xa sử dụng sóng vô tuyến mà không cần tiếp xúc. Đây là công nghệ vượt trội hơn Barcode hay QR Code thông thường do có thể thu thập dữ liệu từ xa mà không phải quét trực tiếp.

RFID là công nghệ nằm trong nhóm Auto ID (Automatic Identification – Công nghệ định danh tự động). RFID có tốc độ đọc nhanh 20 thẻ/ giây, đọc được nhiều đối tượng cùng lúc và dễ dàng tích hợp với các hệ thống quản lý như IoT, WMS, SCM hay ERP.

Nguyên lý hoạt động của RFID

Công nghệ RFID hoạt động dựa trên việc truyền và nhận tín hiệu giao tiếp giữa đầu đọc và thẻ thông qua ăng-ten:

• Đầu đọc RFID phát ra sóng vô tuyến ở một tần số nhất định bằng ăng-ten của nó. Những thẻ nằm trong vùng phát sóng sẽ được kích hoạt. Đối với thẻ thụ động, tín hiệu này đồng thời truyền năng lượng tới chip của thẻ;
• Chip RFID trong thẻ được kích hoạt sẽ truy cập bộ nhớ và gửi thông tin trở lại ăng-ten của đầu đọc thẻ;
• Ăng-ten của đầu đọc sẽ nhận thông tin từ thẻ và thực hiện giải mã để trích xuất dữ liệu thẻ;
• Đầu đọc RFID gửi lại thông tin đã được giải mã về hệ thống máy chủ. Hệ thống máy chủ xử lý và lưu trữ thông tin, từ đó có thể nhận dạng được thẻ nào đang trong vùng hoạt động.

Trong hệ thống RFID, các thẻ sẽ được gắn vào hàng hóa và tài sản muốn theo dõi. Điều này cho phép người sử dụng định danh tài sản và tự động cập nhật thông tin tài sản, từ đó có thể theo dõi tài sản và cập nhật số liệu tồn kho.

Cấu tạo hệ thống RFID

Hệ thống RFID bao gồm các thiết bị phần cứng và phần mềm, được chia thành 4 thành phần chính:

• Đầu đọc RFID;
• Ăng-ten RFID;
• Thẻ RFID;
• Phần mềm RFID.

Hệ thống RFID đơn giản có thể chỉ bao gồm 2 thiết bị là đầu đọc cầm tay di động (có ăng-ten tích hợp bên trong) và thẻ. Trong khi đó, hệ thống phức tạp hơn có thể sử dụng đầu đọc nhiều cổng, hộp GPIO, thiết bị chức năng bổ sung (đèn báo hoặc loa cảnh báo), hệ thống anten và dây cáp cùng thẻ và phần mềm quản lý.

Để có thể giao tiếp với nhau, thẻ và thiết bị đọc sẽ phát tín hiệu trên cùng một tần số RFID. Một vài tần số hay được sử dụng là:

Vậy phạm vi đọc của hệ thống Nhận dạng tần số sóng vô tuyến thì sao? Phạm vi đọc của hệ thống phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

• Các yếu tố về loại thẻ sử dụng: thẻ chủ động, bán chủ động, tần số của thẻ;
• Các yếu tố về đầu đọc : Công suất phát của đầu đọc, độ nhạy thu của đầu đọc, thiết kế ăng ten của đầu đọc (hướng, loại, độ lợi);
• Ăng ten: Kích thước và thiết kế ăng ten của thẻ, vị trí và góc đặt thẻ so với ăng ten;
• Khoảng cách giữa thẻ và đầu đọc;
• Điều kiện môi trường: Môi trường vật lý (kim loại, chất lỏng, vật cản), nhiệt độ, độ ẩm;
• Chuẩn giao thức sử dụng.

Thẻ RFID

Vậy thẻ RFID là gì? Thẻ RFID là thiết bị được gắn lên hàng hóa, tài sản hoặc đối tượng cần theo dõi. Thẻ RFID sẽ tiếp nhận năng lượng từ đầu đọc hoặc tổ hợp ăng-ten và truyền lại dữ liệu của mình thông qua sóng vô tuyến.

Thẻ RFID gồm 3 bộ phận chính:

• Ăng-ten để nhận, thu năng lượng và truyền tín hiệu;
• Chip RFID (hoặc mạch tích hợp IC) dùng để lưu trữ thông tin thẻ. Bản mạch có chứa bộ nhớ và bộ vi xử lý của thẻ;
• Chất nền (Substrate): Giúp gắn các bộ phận và bảo vệ thẻ khỏi các tác động môi trường.

Thẻ RFID có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Dưới đây là những cách phân loại phổ biến:

• Theo phương thức giao tiếp:
  • Thẻ chủ động (active): Thẻ chủ động có chứa pin tích hợp;
  • Thẻ thụ động (passive). Thẻ thụ động sẽ không có pin mà thay vào đó sẽ nhận năng lượng từ sóng vô tuyến từ đầu đọc;
  • Thẻ bán chủ động (semi-passive);
• Theo dải tần số thẻ: Được chia thành thẻ tần số thấp, thẻ tần số cao và thẻ tần số cực cao;
• Theo kích cỡ thẻ: Kích cỡ cực nhỏ (từ 2mm) tới kích cỡ lớn (vài chục cm);
• Theo kiểu lưu dữ liệu:
  • Thẻ chỉ đọc (RO): Không thể thêm hoặc thay đổi dữ liệu;
  • Thẻ đọc/ ghi (RW): Có thể thêm và thay đổi dữ liệu;
  • Thẻ  ghi một lần, đọc nhiều lần (WORM): Chỉ ghi một lần và không thể thay đổi;
• Chất liệu cấu tạo thẻ: Polyester, decal dán, gốm, giấy, kim loại, Epoxy resin,…;
• Tính chất của thẻ: Chống nhiệt, chống nước, chống bụi…;
• Hình thức của thẻ: Thẻ inlay, tem nhãn, thẻ cứng, huy hiệu…

Thẻ RFID thường chứa ít hơn 2000 KB dữ liệu, bao gồm các thông tin như mã định danh duy nhất của thẻ (Electronic Product Code – EPC), thông tin sản phẩm, thông tin về quy trình sản xuất và thậm chí cả thông tin về hành trình sản phẩm.

Đọc thêm: Thẻ RFID là gì? Cấu tạo – Phân loại – Giá thẻ RFID tag

Đầu đọc RFID

Đầu đọc RFID là thiết bị RFID phát và thu sóng vô tuyến để giao tiếp với thẻ thông qua ăng-ten.

Có 3 loại đầu đọc chính:

• Đầu đọc RFID cố định: Đầu đọc cố định thường được lắp đặt tại một vị trí cố định như tường hoặc cổng ra vào. Đầu đọc có các cổng ăng-ten ngoài và có thể bổ sung tới 32 ăng-ten khác nhau. Thiết bị RFID này được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực quản lý kho, quản lý cửa hàng bán lẻ và trong chuỗi cung ứng logistics;
• Đầu đọc RFID di động: Là thiết bị cầm tay cho phép kết nối với thẻ trong khi vẫn giao tiếp với máy tính chủ thông qua Wifi hoặc Bluetooth;
• Đầu đọc RFID tích hợp: Đầu đọc có anten tích hợp và được thiết kế cho các không gian hạn chế.

Ngoài cách phân loại theo tính chất cố định hoặc di động, đầu đọc thẻ RFID có thể được phân biệt theo các cách khác:

• Tính linh động: Bộ đọc cố định, Bộ đọc tích hợp; Đầu đọc di động;
• Tùy chọn kết nối: Wi-Fi, Bluetooth, LAN, Nối tiếp, USB, Cổng phụ;
• Các tiện ích có sẵn: HDMI, GPS, USB, Máy ảnh, GPS, GPIO, Mã vạch 1D / 2D, Khả năng di động;
• Tùy chọn nguồn điện: Bộ đổi nguồn, PoE, Pin, Trong xe, USB;
• Cổng ăng-ten có sẵn: Không có cổng bên ngoài, 1 cổng, 2 cổng, 4 cổng, 8 cổng, 16 cổng.

Đọc thêm: Đầu đọc RFID là gì? 3 loại đầu đọc phổ biến

Ăng-ten RFID

Ăng-ten RFID là thành phần cơ bản trong hệ thống vì chúng chuyển đổi tín hiệu của đầu đọc thành sóng vô tuyến mà thẻ RFID có thể thu được. Anten RFID, giống như hầu hết các thiết bị khác, có thể được phân loại theo các cách như sau:

• Dải tần RFID: UHF (860-960 MHz), HF, LF;
• Thiết kế: ăng-ten kệ, ăng-ten mặt đất, ăng-ten bảng điều khiển, ăng-ten cổng;
• Hướng bức xạ ăng-ten: ăng-ten định hướng, ăng-ten đa hướng;
• Cấu trúc: ăng-ten cuộn cảm, ăng-ten vi dải, ăng-ten lưỡng cực;
• Phân cực: ăng-ten phân cực tuyến tính, ăng-ten phân cực tròn;
• Phạm vi đọc: Phạm vi gần, phạm vi xa.

Đọc thêm: Anten RFID là gì? 7 tiêu chí lựa chọn ăng-ten RFID phù hợp

Phần mềm RFID

Phần mềm RFID là hệ thống tiếp nhận, xử lý và quản lý các dữ liệu mà đầu đọc thu được, sau đó gửi lên các phần mềm của doanh nghiệp như phần mềm WMS hay phần mềm ERP. Phần mềm RFID có các chức năng chính như:

• Thu thập và tổng hợp dữ liệu;
• Xử lý và lọc dữ liệu;
• Phân tích và hiển thị theo thời gian thực.

So sánh RFID – NFC – Barcode – QR Code

Sau khi đã tìm hiểu RFID là công nghệ gì, hãy cùng tìm hiểu sự khác biệt của RFID Technology với các công nghệ định danh tự động khác. Mỗi công nghệ sẽ có ưu điểm và hạn chế riêng của mình. Dưới đây là bảng so sánh công nghệ RFID với Barcode, QR Code và NFC:

Đọc thêm:

• So sánh RFID Barcode chi tiết nhất
• 2 cách phân biệt công nghệ NFC và RFID

Ứng dụng RFID

Công nghệ RFID được phát minh vào năm 1940 và được sử dụng phổ biến từ những năm 1970. Trong thời gian đầu, chi phí phần cứng cao khiến công nghệ này không thể thương mại hóa. Sau này khi chi phí phần cứng giảm dần, các ứng dụng cũng trở nên phổ biến hơn. Dưới đây là một vài ứng dụng của công nghệ Nhận dạng tần số sóng vô tuyến.

Ứng dụng trong lĩnh vực quản lý kho và chuỗi cung ứng logistics:

• Quản lý tài sản
• Kiểm soát ra vào
• Theo dõi tài sản
• Kiểm đếm kho hàng tự động
• Dễ dàng truy vết hàng hóa
• Tự động hóa quy trình nhập xuất

Ứng dụng trong lĩnh vực bán lẻ:

• Quản lý hàng tồn kho
• Theo dõi hàng tồn kho bán lẻ
• Theo dõi tài sản trả lại (RTI)
• Thanh toán không chạm
• Hạn chế mất mát tài sản

Ứng dụng trong lĩnh vực sự kiện:

• Theo dõi sự kiện & người tham dự
• Hỗ trợ quản lý sự kiện
• Thanh toán nhanh

Ứng dụng trong lĩnh vực an ninh giám sát:

• Kiểm soát truy cập
• Chấm công tự động
• Điểm danh tự động

Ứng dụng trong lĩnh vực an ninh vận tải:

• Theo dõi xe ra vào
• Thanh toán vé xe
• Thu phí xe không dừng

Ứng dụng trong lĩnh vực sức khỏe và y tế:

• Theo dõi dược phẩm
• Theo dõi bệnh án bệnh nhân
• Theo dõi trẻ sơ sinh tại bệnh viện

Ứng dụng trong lĩnh vực dịch vụ:

• Thẻ thành viên thông minh
• Tự động check in và phân loại khách hàng

Ứng dụng trong lĩnh vực thể thao: Tính giờ giải chạy, giải đua

Ứng dụng trong lĩnh vực Giặt ủi & Dệt may.

Ứng dụng trong lĩnh vực chăn nuôi.

Ứng dụng trong lĩnh vực thư viện.

Ưu điểm và nhược điểm của RFID

Công nghệ Nhận dạng tần số sóng vô tuyến là một giải pháp toàn diện cho các vấn đề quản lý. Giống như những giải pháp khác, công nghệ này cũng tồn tại những ưu điểm và hạn chế khác nhau.

Ưu điểm của công nghệ RFID

Vì những lợi ích mang lại mà công nghệ RFID ngày càng được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực như sản xuất, quản lý kho. Dưới đây là một số ưu điểm của công nghệ này:

• Tiết kiệm thời gian: hệ thống có tốc độ đọc cao, khả năng đọc nhiều thẻ cùng lúc;
• Giảm chi phí và nguồn lực: Giảm chi phí nhân lực do quá trình được tự động hóa. Giảm chi phí thông tin do các thẻ có thể lưu bằng điện tử một khối lượng lớn thông tin;
• Tự động hóa quy trình: Tăng độ chính xác và giảm sai sót do lỗi thủ công trong việc kiểm đếm hàng hóa, tài sản, cho phép theo dõi số lượng kho theo thời gian thực và nhanh chóng bổ sung khi cần;
• Tăng khả năng ra quyết định nhanh do thông tin được lưu trữ theo thời gian thực, dễ dàng thực hiện kiểm đếm;
• Tăng hiệu quả kiểm soát sản xuất của các quy trình sản xuất phức tạp;
• Cung cấp thông tin quản lý chuyên sâu cho việc lập kế hoạch và cải thiện hiệu quả kinh doanh;
• Bảo mật tốt: Thẻ hỗ trợ mã hóa thông tin, khó làm giả thông tin;
• Dễ dàng tích hợp với IoT để theo dõi các thông tin theo thời gian thực;
• Các thiết bị được thiết kế với độ bền cao, có khả năng hoạt động ổn định trong nhiều điều kiện môi trường.

Đọc thêm: Lợi ích và hạn chế của công nghệ RFID

Nhược điểm của công nghệ RFID

Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích đã kể trên, công nghệ RFID vẫn còn tồn tại một số hạn chế nhất định trong việc triển khai và vận hành hệ thống:

• Chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống có thể cao;
• Rủi ro bảo mật nếu như không được mã hóa thông tin;
• Không phù hợp với các mô hình nhỏ;
• Thẻ dễ bị ảnh hưởng bởi kim loại, nước hoặc môi trường điện từ.

Chi phí triển khai dự án RFID

Nhiều doanh nghiệp đã bắt đầu triển khai áp dụng công nghệ RFID vào quy trình quản lý và sản xuất của mình. Trước khi triển khai doanh nghiệp cần đánh giá cả Tính khả thi về ứng dụng và Tính khả thi về chi phí.

• Tính khả thi về chi phí: Tính khả thi về chi phí đề cập đến việc đánh giá xem việc triển khai hệ thống có thể đạt được từ góc độ tiền tệ hay không. Tính khả thi về chi phí không chỉ bao gồm nếu ROI là khả thi, mà còn bao gồm việc làm việc với các con số hiện tại và con số tương lai để xác định mốc thời gian ước tính cho lợi tức đầu tư;
• Tính khả thi của ứng dụng: Tính khả thi của ứng dụng đề cập đến quá trình xác định xem ứng dụng có phù hợp để sử dụng hay không. Dù công nghệ này có nhiều ưu điểm nhưng không phải lĩnh vực nào hoặc quy mô nào cũng phù hợp để triển khai.

Việc triển khai dự án bao gồm nhiều giai đoạn, từ phân tích nhu cầu và khảo sát thực tế tới thiết kế giải pháp và triển khai thử nghiệm. Để được tư vấn chuyên sâu và lựa chọn các giải pháp phù hợp nhất, doanh nghiệp hãy liên hệ chuyên gia tại Trackify theo số điện thoại 0914774885 hoặc điền form liên hệ Tại đây.

Bài viết đã giúp bạn hiểu RFID là gì, nguyên lý hoạt động cũng như cấu tạo và ứng dụng RFID trong các lĩnh vực. Công nghệ này đang dần trở thành lựa chọn chiến lược cho các doanh nghiệp muốn tối ưu hoạt động, tiết kiệm nguồn lực, nâng cao năng lực cạnh tranh để bắt kịp kỷ nguyên chuyển đổi số – dù đang hoạt động ở trong lĩnh vực nào.