RFID UHF, HF czy NFC – którą częstotliwość wybrać

RFID UHF, HF czy NFC – wybór pasma rozstrzyga, z jakiej odległości odczytasz tag, ile tagów naraz obsłuży czytnik i czy wystarczy smartfon. UHF (w Europie 865–868 MHz) służy do szybkiego odczytu wielu pozycji z kilku metrów, HF i NFC (13,56 MHz) – do świadomego odczytu z bliska, często telefonem. Poniżej znajdziesz pasma, normy, porównanie zasięgów i zachowania przy metalu i cieczach według źródeł oraz tabelę „zastosowanie → pasmo”.

Pasma LF, HF, NFC i UHF w skrócie

Zebra Technologies przypomina: tag i czytnik muszą pracować na tej samej częstotliwości, a wybór pasma zależy od zasięgu, szybkości transmisji, materiału i otoczenia.

• LF (Low Frequency) – według atlasRFIDstore typowo 125–134 kHz (Zebra podaje 125 kHz).
• HF (High Frequency) – formalnie zakres 3–30 MHz, ale większość zastosowań korzysta z jednej częstotliwości: 13,56 MHz (atlasRFIDstore).
• NFC (Near Field Communication) – według NFC Forum technologia komunikacji bezstykowej o częstotliwości bazowej 13,56 MHz i typowym zasięgu do 2 cm. RAIN RFID Alliance opisuje NFC jako szczególny rodzaj HF RFID.
• UHF (Ultra High Frequency) – standard GS1 EPC Gen2 obejmuje zakres 860–960 MHz; w Europie czytniki pracują w paśmie 865–868 MHz (ETSI EN 302 208). Pasywny UHF RFID zgodny z tym protokołem funkcjonuje pod nazwą RAIN RFID.

Jeśli dopiero poznajesz technologię, zasadę działania tagów, czytników i anten opisujemy w przewodniku RFID w firmie – jak działa i od czego zacząć wdrożenie.

Normy: ISO/IEC 14443, 15693, 18000-63, EPC Gen2, NFC Forum

HF: ISO/IEC 14443 i ISO/IEC 15693

W paśmie 13,56 MHz spotkasz dwie rodziny norm ISO/IEC. Sam tytuł każdej z nich mówi o przeznaczeniu:

• ISO/IEC 14443 – „Contactless proximity objects” (obiekty zbliżeniowe); część 1 (wydanie 4, 2018) definiuje fizyczne cechy kart zbliżeniowych (PICC).
• ISO/IEC 15693 – „Contactless vicinity objects” (obiekty sąsiedztwa); część 1 (wydanie 3, 2018, potwierdzona w 2024 r.) definiuje fizyczne cechy kart typu vicinity (VICC).

Różnicę dobrze pokazują chipy dwóch etykiet z oferty. Według NXP układ NTAG213 jest w pełni zgodny z NFC Forum Type 2 Tag i ISO/IEC 14443 typ A, ma zasięg pracy do 100 mm (zależnie m.in. od natężenia pola i geometrii anteny) i 144 bajty pamięci użytkownika. ICODE SLIX2 ma interfejs radiowy ISO/IEC 15693, jest tagiem NFC Forum Type 5, ma zasięg pracy do 1,5 m (zależnie od geometrii anteny), 2560 bitów pamięci użytkownika i funkcję antykolizji, która pozwala obsłużyć kilka tagów w polu jednocześnie.

NFC Forum

NFC Forum zdefiniowało pięć typów tagów, różniących się protokołem i strukturą danych. Urządzenia NFC Forum komunikują się z czytnikami i kartami ISO/IEC 14443 typ A i B, kartami ISO/IEC 15693 i urządzeniami JIS X 6319-4 – w trybach czytnik/zapis, peer-to-peer i emulacji karty.

UHF: EPC Gen2 = ISO/IEC 18000-63 = RAIN

GS1 utrzymuje EPC UHF Gen2 Air Interface Protocol dla czytników i tagów pasywnych w zakresie 860–960 MHz; najnowsza aktualizacja to Gen2v2. Według RAIN Alliance standard EPC Gen2 jest podstawą normy ISO/IEC 18000-63, a według GS1 18000-63 to nowa nazwa dawnej ISO/IEC 18000-6 typ C, uzupełniona po Gen2v2 (2015) o opcjonalne polecenia bezpieczeństwa.

UHF w Europie: ETSI EN 302 208

Parametry radiowe czytników UHF w Europie określa norma ETSI EN 302 208. Wersja V3.3.1 (2020-08) obejmuje:

• 865–868 MHz – moc do 2 W e.r.p., cztery kanały wysokiej mocy o szerokości 200 kHz; najniższa częstotliwość środkowa 865,7 MHz, kolejne co 600 kHz;
• 915–921 MHz – moc do 4 W e.r.p., cztery kanały o szerokości 400 kHz od 916,3 MHz co 1,2 MHz.

Sama norma zastrzega, że pasmo 915–921 MHz ma w UE i krajach CEPT ograniczony status wdrożenia: decyzja wykonawcza Komisji (UE) 2018/1538 przewiduje tylko trzy kanały, a część państw może wdrożyć mniej kanałów lub żadnego, ograniczyć użycie do użytkowników profesjonalnych albo wymagać indywidualnego zezwolenia. Dlatego bezpiecznym wyborem dla sprzętu w Europie jest wersja oznaczona 865–868 MHz (EU, EMEA). Słowacki katalog norm wymienia już wersję STN EN 302 208 V3.4.1 z datą wydania 05.2024 – zakresy pasm w tytule pozostają te same.

Zwróć uwagę na nazewnictwo w ofertach: część kart ma w nazwie „800 MHz”, choć opis precyzuje zakres – np. Bluebird DR901-EUW UHF RFID 800MHz EMEA pracuje według karty w paśmie 865–868 MHz. Decyduje zakres w parametrach, nie zaokrąglona nazwa.

Zasięg i odczyt wielu tagów

GS1 zastrzega, że nie istnieje „typowy” tag, a zasięg pasywnych tagów zależy od częstotliwości, mocy czytnika i zakłóceń od innych urządzeń radiowych. Wartości orientacyjne ze źródeł:

• LF i HF – według GS1 zwykle do ok. 1 m, ale w płatnościach, kontroli dostępu i dokumentach zasięg jest ograniczony do kilku centymetrów. atlasRFIDstore podaje ostrożniej: LF od kontaktu do ok. 6 cali (ok. 15 cm), HF maksymalnie ok. 1 m, w typowych zastosowaniach ok. 12 cali (ok. 30 cm). RAIN Alliance pisze, że LF czyta z odległości centymetrów i jeden tag naraz.
• NFC – według NFC Forum typowo do 2 cm. To cecha, nie wada: odczyt następuje dopiero po świadomym zbliżeniu („tap”).
• UHF (RAIN) – według GS1 zwykle kilka metrów, w bardzo szczególnych przypadkach do 15 m, a czytniki z antenami fazowanymi i bardzo wysoką czułością – do 20 m. RAIN Alliance podaje odczyt do 10 m bez linii wzroku i ponad 1000 tagów na sekundę.

Według atlasRFIDstore UHF odczytuje znacznie więcej tagów na sekundę niż LF i HF, np. kartony przejeżdżające przez bramę dokową. GS1 dodaje, że ważniejszy od zasięgu bywa kształt strefy odczytu, zależny od anteny, polaryzacji i orientacji tagu.

Przykłady z oferty: terminal Zebra TC22R z czytnikiem RFID UHF 865–868 MHz ma według specyfikacji Zebra nominalny zasięg zintegrowanej anteny 12,2 m i odczyt do 1300 tagów/s, a etykieta Tag RFID HF Ntag213 Ø22mm z chipem NTAG213 – według NXP do 100 mm. Porównanie ręcznych czytników UHF znajdziesz w artykule ręczny czytnik RFID – nakładka czy terminal.

Metal i ciecze

Zachowanie pasm przy trudnych materiałach według atlasRFIDstore:

• LF – tagi LF czytnikiem LF odczytasz przez wodę i metal; LF „bardzo dobrze” współpracuje z cieczami.
• HF i NFC – tagi działają „dość dobrze” na metalu i przy towarach o średniej lub dużej zawartości wody; w innym zestawieniu ten sam autor ocenia odporność HF jako umiarkowaną, a pracę na metalu – jako niegwarantowaną.
• UHF – ma problemy z odczytem na metalu lub blisko niego oraz przy wodzie. Specjalne konstrukcje tagów ograniczają te problemy, ale ich nie usuwają.

W praktyce UHF nie wyklucza metalu ani cieczy – wymaga jednak tagów projektowanych do takich podłoży. Przykładem jest Xerafy Metal Skin Titanium 48 Liquid UHF NXP UCODE 8: według karty katalogowej Xerafy z czytnikiem stacjonarnym ma do 5 m na cieczy, do 2 m na metalu i do 1 m poza metalem i cieczą. Dobór tagów do takich podłoży opisujemy w poradniku etykiety i tagi RFID – jak dobrać inlay do metalu i płynów.

RFID UHF, HF czy NFC – tabela porównawcza

Źródła wartości: Zebra, GS1, RAIN Alliance, NFC Forum, NXP, atlasRFIDstore – lista na końcu artykułu.

Które pasmo do jakiego zastosowania

atlasRFIDstore wymienia jako typowe zastosowania LF kontrolę dostępu i znakowanie zwierząt; HF – płatności, zarządzanie zbiorami bibliotecznymi, śledzenie przepływu pacjentów i bilety komunikacji; UHF – m.in. inwentaryzację w handlu, pobór opłat drogowych, śledzenie zasobów i identyfikację pojazdów. RAIN Alliance wskazuje dla UHF handel, logistykę, ochronę zdrowia, lotnictwo oraz identyfikowalność w produkcji i łańcuchu dostaw.

Jeśli zastanawiasz się, czy w ogóle potrzebujesz RFID, czy wystarczy kod kreskowy, zacznij od porównania RFID czy kody kreskowe – kiedy RFID się zwraca.

Co znajdziesz w ofercie

Kategoria RFID opisuje swoją ofertę jako „kompletna technologia RFID UHF”, a wszystkie czytniki w kategorii czytniki RFID to urządzenia UHF. Kategoria etykiet RFID LF jest obecnie pusta.

UHF

Etykiety papierowe do towaru, np. OSRFID OS1642-H10 Etykieta papierowa RFID UHF 42 x 16 mm (Alien H10), etykiety na metal i ciecze w kategorii etykiety RFID oraz czytniki ręczne (Zebra TC22R, Bluebird DR901-EUW – według karty ponad 710 tagów/s) i stacjonarne.

HF i NFC

W kategorii etykiety NFC są dwie pozycje:

• OSRFID OS-4545 Etykieta NFC HF ICODE SLIX2 45 x 45 mm – według karty do biblioteki, farmacji i handlu, z odczytem smartfonem z NFC; chip ICODE SLIX2 to według NXP ISO/IEC 15693 i NFC Forum Type 5.
• Tag RFID HF Ntag213 Ø22mm – okrągła etykieta 22 mm z chipem NTAG213 (według NXP NFC Forum Type 2, ISO/IEC 14443 A), według karty m.in. do oznaczania produktów, dokumentów i wyposażenia.

Do odczytu nie potrzebujesz osobnego czytnika HF, jeśli masz terminal z NFC. Specyfikacja Zebra TC22R wymienia obsługę NFC ISO 14443 typ A i B, kart Mifare, FeliCa i ISO 15693 oraz tagów NFC Forum typu 2, 3, 4 i 5 – a więc obu powyższych typów chipów. Taki terminal czyta w jednym urządzeniu kody kreskowe, tagi UHF i etykiety NFC.

Nie wiesz, które pasmo pasuje do Twojego procesu? Skontaktuj się z nami – pomożemy dobrać tagi, etykiety i czytniki oraz przygotujemy cenę projektową dla większego wdrożenia.

Źródła

• Zebra Technologies – What is RFID?
• GS1 – What is the read range for a typical RFID tag?
• GS1 – EPC UHF Gen2 Air Interface Protocol
• GS1 – What is ISO/IEC 18000-63?
• RAIN RFID Alliance – FAQ
• NFC Forum – NFC technology
• ISO – ISO/IEC 14443-1:2018
• ISO – ISO/IEC 15693-1:2018
• ETSI EN 302 208 V3.3.1 (2020-08)
• Slovenský ústav technickej normalizácie – STN EN 302 208 V3.4.1
• NXP – NTAG 213/215/216 data sheet
• NXP – ICODE SLIX2
• atlasRFIDstore – Which RFID Frequency is Right for Your Application?
• atlasRFIDstore – Low Frequency RFID vs. High Frequency RFID
• Zebra – TC22R spec sheet
• Zebra – RFD40 UHF RFID Sleds Accessory Guide
• Xerafy – Metal Skin Titanium 48 Liquid datasheet (kopia u dystrybutora atlasRFIDstore)