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

Công nghệ RFID đang dần trở thành lựa chọn chiến lược cho các doanh nghiệp muốn tối ưu hiệu quả 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. Bài viết dưới đây sẽ cung cấp tất cả những gì bạn cần biết về công nghệ này, từ nguyên lý hoạt động, cấu tạo hệ thống, so sánh hiệu quả với barcode cũng như những giải pháp ứng dụng trong các lĩnh vực.

RFID là gì?

RFID (Radio Frequency Identification, Nhận dạng qua tần số vô tuyến) là công nghệ nhận dạng, theo dõi và quản lý đối tượng từ xa bằng sóng vô tuyến. RFID vượt trội hơn công nghệ mã vạch Barcode do có thể thu thập dữ liệu tự động từ phạm vi hàng trăm mét và quét xuyên qua các vật thể như thùng hàng hóa, kệ kho hàng với tốc độ quét lên tới hàng trăm thẻ/giây.

RFID thuộc trong nhóm Công nghệ định danh tự động Auto ID (Automatic Identification). Công nghệ này có thể được triển khai trong các hệ thống tự động hóa và dễ dàng tích hợp với các giải pháp như IoT, WMS, ERP, SCM.

Nguyên lý hoạt động của RFID

Hệ thống RFID hoạt động dựa trên việc truyền và nhận dữ liệu giữa đầu đọc và thẻ thông qua ăng-ten RFID. Nguyên lý hoạt động của hệ thống RFID như sau:

• Đầu đọc phát ra sóng vô tuyến ở một tần số nhất định bằng ăng-ten của nó. Với đầu đọc cố định, ăng-ten sẽ được gắn cố định tại cổng ra vào hoặc cổng RFID. Với đầu đọc cầm tay, ăng-ten được tích hợp bên trong đầu đọc;
• Sóng vô tuyến sẽ kích hoạt những thẻ nằm trong phạm vi phát sóng. Đối với thẻ thụ động, tín hiệu này đồng thời truyền năng lượng tới chip của thẻ;
• Chip trong thẻ được kích hoạt sẽ truy cập bộ nhớ và gửi dữ liệu lưu trữ về ăng-ten, sau đó ăng-ten gửi dữ liệu trở về đầu đọc;
• Đầu đọc thực hiện giải mã dữ liệu theo quy chuẩn để trích xuất thông tin và gửi thông tin về hệ thống máy chủ;
• Hệ thống máy chủ xử lý thông tin, từ đó nhận dạng được hàng hóa, tài sản nào trong nằm trong vùng hoạt động. Hệ thống đồng thời đồng bộ thông tin lên cơ sở dữ liệu;

Trong hệ thống RFID, các thẻ sẽ được gắn vào hàng hóa và tài sản muốn theo dõi và chứa dữ liệu về đối tượng như mã EPC, mã SKU,… Quá trình trao đổi dữ liệu giữa đầu đọc và thẻ giúp hệ thống định danh đối tượng trong khu vực quản lý, từ đó tự động hóa quy trình kiểm đếm hàng hóa cho các công tác quản lý tồn kho, xác định vị trí công cụ, dụng cụ và tài sản hoặc gia súc.

Cấu tạo hệ thống RFID

Hệ thống RFID bao gồm các thiết bị phần cứng và phần mềm, phần cứng được chia thành 3 thành phần chính:

• Đầu đọc RFID Reader;
• Ăng-ten RFID Antenna;
• Thẻ RFID Tag, label, tem nhãn RFID;

Hệ thống 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 có thể bao gồm các thiết bị phụ trợ lắp đặt, thiết bị chức năng bổ sung (đèn báo hoặc loa cảnh báo), hệ thống anten, máy in và dây cáp. Phần mềm RFID là thành phần không thể thiếu trong hệ thống.

Để hệ thống có thể hoạt động, thẻ và thiết bị đọc RFID sẽ phát tín hiệu trên cùng một tần số. Tần số RFID được chia làm 4 loại chính là: tần số thấp LF, tần số cao HF, tần số siêu cao UHF và tần số vi sóng Microwave.

Tần số RFID sẽ ảnh hưởng lớn tới phạm vi đọc của hệ thống. Trong thực tế, phạm vi đọc là một trong các yếu tố được nhiều doanh nghiệp quan tâm khi triển khai dự án RFID. Phạm vi đọc của hệ thống phụ thuộc vào các yếu tố như:

• Loại thẻ sử dụng: thẻ chủ động, bán chủ động, kích cỡ thẻ, hướng đặt thẻ, vị trí gắn thẻ;
• Tính năng đầu đọc: công suất phát của đầu đọc, độ nhạy thu của đầu đọc;
• Ăng ten: độ lợi của ăng ten, loại phân cực sử dụng;
• Thiết bị phụ trợ: dây cáp ăng ten, bộ điều hợp (adapter), bộ mở rộng giao tiếp;
• Các yếu tố môi trường khác.

Sau khi đã hiểu rõ về cấu tạo, tần số và phạm vi đọc của hệ thống RFID, hãy cùng Trackify tìm hiểu sâu hơn về các thiết bị phần cứng và phần mềm trong hệ thống.

Thẻ RFID

Thẻ RFID là thiết bị nhỏ được gắn lên hàng hóa, tài sản hoặc đối tượng cần theo dõi và lưu trữ thông tin về đối tượng đó. Trong hệ thống RFID, khi đầu đọc phát sóng vô tuyến kích hoạt thẻ, thẻ sẽ truyền lại dữ liệu lưu trữ trên cùng tần số sóng.

Thẻ RFID gồm 3 bộ phận chính:

• Chip RFID (còn gọi là mạch tích hợp IC) dùng để lưu trữ và xử lý thông tin trên thẻ. Chip bao gồm 3 bộ phận khác nhau và chứa bộ nhớ của thẻ;
• Chất nền (Substrate) dùng để gắn các bộ phận vào với nhau và bảo vệ thẻ khỏi các tác động môi trường;
• Ăng-ten dùng để nhận, thu năng lượng và truyền tín hiệu sóng vô tuyến.

Đọc thêm:

• Thẻ RFID là gì? Cấu tạo – Phân loại – Giá thẻ
• Thẻ RFID HF là gì? Tìm hiểu ưu nhược điểm và ứng dụng 
• Thẻ RFID LF là gì? Cách nhận biết và chi phí thẻ
• Thẻ RFID UHF là gì? Cách chọn thẻ tần số siêu cao 
• Tem nhãn RFID là gì? So sánh tem nhãn, thẻ RFID và RFID Inlay

Thẻ RFID có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Dưới đây là một số cách phân loại thẻ:

• 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 tần số thẻ:
  • Thẻ tần số thấp LF (Low Frequency – LF);
  • Thẻ tần số cao HF (High Frequency – HF);
  • Thẻ tần số siêu cao UHF (Ultra-High Frequency – UHF).
• Theo kích cỡ thẻ: Kích cỡ cực nhỏ (từ 2mm) tới kích cỡ lớn (vài chục cm);
• Theo chức năng đọc ghi:
  • 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,…;
• Theo hình thức của thẻ: Thẻ inlay, tem nhãn, thẻ cứng, huy hiệu…
• Theo tính chất của thẻ: Chống nhiệt, chống nước, chống bụi….

Đầu đọc RFID

Đầu đọc RFID là thiết bị phát và thu sóng vô tuyến để giao tiếp với thẻ thông qua ăng-ten. Đầu đọc là thành phần không thể thiếu trong hệ thống.

Có 3 loại đầu đọc chính:

• Đầu đọc 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. Được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực quản lý kho, quản lý cửa hàng bán lẻ và trong chuỗi cung ứng logistics;
• Đầu đọc 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 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.

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 có thể thu được. Anten có thể được phân loại theo các cách như sau:

• Dải tần số: 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.

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 dữ liệu lên các phần mềm quản lý của doanh nghiệp như WMS hay ERP. Phần mềm 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;
• Quản lý luân chuyển hàng hóa;
• Kiểm kê – Nhập xuất – Điều chuyển;
• Lập kế hoạch bảo trì, mua thiết bị,…;
• Thực hiện phân tích và xuất báo cáo thống kê;
• Tích hợp với các hệ thống khác.

So sánh RFID – NFC – Barcode – QR Code

Dưới đây là bảng so sánh RFID Technology với Barcode, QR Code và NFC:

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 giải pháp ứng dụng RFID cũng phổ biến hơn. Dưới đây là một vài ứng dụng của công nghệ Nhận dạng tần số sóng vô tuyến:

• Lĩnh vực quản lý kho và chuỗi cung ứng logistics: quản lý tài sản, quản lý hàng tồn kho, băng tải đếm hàng RFID Tunnel, kiểm đếm tự động, truy vết hàng hóa trong chuỗi cung ứng, tự động hóa quy trình nhập xuất,…;
• Lĩnh vực bán lẻ: quản lý hàng tồn kho, theo dõi hàng trả lại, thanh toán nhanh không chạm, hạn chế tình trạng mất cắp tại cửa hàng;
• Lĩnh vực sản xuất: quản lý nguyên vật liệu, theo dõi thành phẩm trên dây chuyền sản xuất;
• Lĩnh vực sự kiện: check-in thông minh, theo dõi dữ liệu thời gian thực, hỗ trợ quản lý sự kiện;
• Lĩnh vực an ninh giám sát: kiểm soát ra vào, chấm công tự động, điểm danh tự động;
• Lĩnh vực giao thông vận tải: kiểm soát xe ra vào, thanh toán vé xe, thu phí xe không dừng;
• Lĩnh vực sức khỏe và y tế, bệnh viện: theo dõi dược phẩm, quản lý bệnh án, theo dõi trẻ sơ sinh;
• Lĩnh vực dịch vụ: thẻ thành viên thông minh, tự động check in và phân loại khách hàng;
• Lĩnh vực thể thao: tính giờ giải chạy, giải đua;
• Lĩnh vực giặt ủi & dệt may;
• Lĩnh vực chăn nuôi gia súc;
• Lĩnh vực quản lý thư viện;
• Lĩnh vực thực phẩm: theo dõi tình trạng thực phẩm tại siêu thị, quản lý quy trình sản xuất.

Ưu điểm và nhược điểm của RFID

Công nghệ Nhận dạng tần số sóng vô tuyến là một giải pháp toàn diện, giúp doanh nghiệp tối ưu hoạt động quản lý và tiết kiệm chi phí vận hành. Tuy vậy, cũng giống như những công nghệ khác, giải pháp 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;
• 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;
• Tăng khả năng ra quyết định nhanh do thông tin được lưu trữ theo thời gian thực;
• 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.

Nhược điểm của công nghệ RFID

Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích đã kể trên, công nghệ Nhận dạng bằng sóng vô tuyến 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: Đánh giá xem việc triển khai hệ thống có thể mang lại lợi ích về chi phí hay không. Tính khả thi về chi phí bao gồm tính toán tỷ suất hoàn vốn ROI, xác định mốc thời gian ước tính cho lợi tức đầu tư,…;
• Tính khả thi của ứng dụng: 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 triển khai hệ thống RFID ổn định và hoạt động hiệu quả, doanh nghiệp cần xác định rõ nhu cầu và mục tiêu cũng như tìm kiếm đơn vị giàu kinh nghiệm.

Đọc thêm:

• Có nên đầu tư hệ thống RFID? 7 điều doanh nghiệp cần biết 
• Chi phí hệ thống RFID mới nhất 2025 
• So sánh chi phí RFID và mã vạch mới nhất 2025 

Trackify là đơn vị tiên phong trong trong tư vấn và triển khai các giải pháp RFID tại Việt Nam. Với kinh nghiệm triển khai hàng trăm dự án RFID đa lĩnh vực – từ quản lý kho, quản lý tài sản, logistics tới các giải pháp cổng chấm công tự động và kiểm soát ra vào, Trackify hiểu rõ yêu cầu đặc thù của từng ngành và cách giải quyết các nhu cầu thực tế của doanh nghiệp.

Đội ngũ chuyên môn RFID của chúng tôi luôn sẵn sàng tư vấn và đưa ra giải pháp phù hợp với mức giá tối ưu nhất cho các doanh nghiệp tại Việt Nam. Doanh nghiệp vui lòng liên hệ Trackify theo số điện thoại 0914.774.885 hoặc điền form liên hệ Tại đây để được tư vấn chi tiết và nhận báo giá cụ thể.