Chip RFID – Hướng dẫn chọn Chip RFID phù hợp
Chip RFID là gì?
Chip RFID là mạch tích hợp bên trong thẻ RFID . Chúng là những vi mạch nhỏ, tích hợp cao, chứa bộ điều khiển logic, bộ nhớ và bộ thu phát để giải mã, giải mã và kiểm tra lỗi. Chip RFID có thể chỉ đọc, với số sê-ri được nhà máy cấp, có thể được sử dụng làm khóa truy cập cơ sở dữ liệu hoặc có khả năng đọc và ghi. Ngày nay, công nghệ chip RFID đã phát triển , bao gồm các tính năng như mật khẩu, mã hóa dữ liệu…
- Chip RFID là mạch tích hợp bên trong thẻ RFID,có kích thước chỉ vài milimet nhưng chứa tất cả các thành phần của bộ điều khiển, bộ nhớ và bộ vi xử lý. Chúng mang và truyền thông tin về đối tượng.
- Chip RFID được phân loại theo bộ nhớ hoặc theo tần số — Tần số thấp (LF), Tần số cao (HF), Tần số siêu cao (UHF) và Tần số vi sóng. Các tần số cao hơn cung cấp phạm vi giao tiếp mở rộng, với băng tần HF 13,56 MHz phổ biến được biết đến với giao tiếp trường gần (NFC).
- Kiến trúc của chip RFID có ba phần chính: Bộ thu phát tần số vô tuyến (RF), Phần phát hiện và Phần điều khiển.
Kiến trúc của chip RFID
Hệ thống chip RFID được thiết kế thông minh với ba thành phần chính: Bộ thu phát RF, Phần phát hiện, và Phần điều khiển. Chúng phối hợp nhịp nhàng để đảm bảo việc nhận diện và truyền dữ liệu luôn chính xác và an toàn.
- Bộ thu phát RF: Giúp tem RFID giao tiếp với đầu đọc qua sóng vô tuyến, đồng thời tối ưu tín hiệu để đảm bảo kết nối ổn định ở nhiều dải tần khác nhau.
- Phần phát hiện: Biến sóng vô tuyến thành nguồn năng lượng cho chip và giải mã tín hiệu, đảm bảo tem RFID hoạt động liên tục mà không cần pin.
- Phần điều khiển: Xử lý thông tin, bảo vệ dữ liệu bằng công nghệ mã hóa, và lưu trữ mã nhận dạng duy nhất cho từng sản phẩm.
Với kiến trúc này, RFID mang lại giải pháp nhận diện và quản lý hàng hóa nhanh chóng, chính xác, đồng thời tăng cường bảo mật và hiệu quả vận hành.
Các bước giao tiếp chip RFID với Thiết bị đọc RFID
Quy trình giao tiếp của chip RFID với thiết bị đọc RFID diễn ra qua nhiều bước liền mạch để đảm bảo dữ liệu được truyền tải nhanh chóng, chính xác và an toàn:
- Thu tín hiệu RF : Chip nhận tín hiệu sóng vô tuyến từ đầu đọc.
- Giải điều chế : Tín hiệu được tách để lấy thông tin cần thiết.
- Chuyển đổi sang dạng số (ADC) : Biến tín hiệu thành dữ liệu số dễ xử lý.
- Nhận diện giao thức : Hệ thống tự động nhận dạng và xử lý theo đúng chuẩn giao tiếp.
- Giải mã dữ liệu : Thông tin được giải mã để đảm bảo tính bảo mật.
- Xử lý & tạo phản hồi : Vi điều khiển phân tích dữ liệu và đưa ra phản hồi thích hợp.
- Mã hóa lại : Phản hồi được mã hóa để tăng cường an toàn truyền tải.
- Chuyển đổi sang tín hiệu analog (DAC) : Dữ liệu số được biến đổi thành tín hiệu sóng.
- Điều chế với sóng mang RF : Tín hiệu được chuẩn hóa để gửi đi.
- Truyền qua ăng-ten của tem RFID : Tín hiệu phản hồi được phát lại tới đầu đọc, hoàn tất vòng giao tiếp.
Các loại chip RFID
Phân loại theo theo tần số
- LF (Low Frequency – 125-134 kHz): phạm vi đọc đến 10 cm. Ứng dụng: thẻ ra vào, hệ thống kiểm soát truy cập.
- HF (High Frequency – 13.56 MHz): phạm vi đọc đến 1 m. Ứng dụng: thẻ thanh toán không tiếp xúc, vé điện tử.
- UHF (Ultra High Frequency – 300 MHz – 3 GHz): phạm vi đọc đến 12 m. Ứng dụng: quản lý hàng tồn kho, logistics, chuỗi cung ứng.
Xem thêm : Tần số của Tem RFID
Phân loại theo bộ nhớ
- ROM (Read-Only Memory): chip được lập trình sẵn, không thay đổi dữ liệu.
- EEPROM (Rewritable Memory): cho phép ghi và xóa dữ liệu nhiều lần, phù hợp cho ứng dụng cần cập nhật thông tin thường xuyên
Các tính năng chính của Chip RFID
- EPC (Mã Sản phẩm Điện tử): Một số sê-ri duy nhất được thiết kế để nhận dạng riêng lẻ bất kỳ đối tượng hoặc sản phẩm nào. Mã này có thể được tùy chỉnh theo nhu cầu của người dùng. Ví dụ: F4500019081201311700680D.
- Bộ nhớ người dùng: Cho phép lưu trữ thông tin liên quan như ngày tháng, lô sản phẩm, ngày hết hạn và các dữ liệu quan trọng khác.
- TID (Định danh Thẻ): Một định danh duy nhất, không thể sửa đổi, đảm bảo tính độc nhất của mỗi thẻ RFID trên toàn cầu. Nó được khóa tại nhà máy và không thể thay đổi. Ví dụ: E200001908120237172068DA.
- Mật khẩu: Có thể cài đặt mật khẩu để ngăn chặn những người không được ủy quyền lập trình lại chip.
Các loại chip RFID UHF phổ biến nhất
Trong hầu hết các trường hợp và ứng dụng, có thể sử dụng Chip RFID tiêu chuẩn với bộ nhớ thấp. Các lĩnh vực cụ thể hơn, chẳng hạn như ngành công nghiệp ô tô, dược phẩm và các ứng dụng có nhu cầu bảo mật, yêu cầu chip có bộ nhớ lớn hơn.
| Abbreviation | Number | EPC Memory | User Memory | TID Prefix | TID Memory |
|---|---|---|---|---|---|
| Higgs 3 | Alien Higgs 3 | 96-bit | 512-bit | E200 3412 | 64 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| Higss 9 | Alien Higgs 9 | 96/496-bit | Up to 688-bit | – | 48 bits of serialized TID with 32-bit serial number |
| Higgs 4 | Alien Higgs 4 | 128-bit | 128-bit | 64 bits of serialized TID with 32-bit serial number | |
| M4D | Impinj Monza 4D | 128-bit | 32-bit | E280 1100 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| M4i | Impinj Monza 4i | 256-bit | 480-bit | E280 1114 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| M4QT | Impinj Monza 4QT | 128-bit | 512-bit | E280 1105 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| R6-B | Impinj Monza R6-B | 96-bit | – | E280 1171 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| R6 | Impinj Monza R6 | 96-bit | – | E280 1160 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| R6-A | Impinj Monza R6-A | 96-bit | – | – | |
| R6-P | Impinj Monza R6P | 96/128-bit | 64/32-bit | E280 1170 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| M730 | Impinj Monza M730 | 128-bit | – | E280 1191 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| M750 | Impinj Monza M750 | 96-bit | 32-bit | E280 1190 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| M770 | Impinj Monza M770 | 128-bit | 32-bit | ||
| M775 | Impinj Monza M775 | 128-bit | 32-bit | ||
| M780 | Impinj Monza M780 | 496-bit | 128-bit | ||
| M781 | Impinj Monza M781 | 128-bit | 512-bit | ||
| M4E | Impinj Monza 4E | Up to 496-bit | 128-bit | E280 110C | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| X-2K | Impinj Monza X-2K Dura | 128-bit | 2176-bit | – | 96 bits of serialized TID |
| X-8K | Impinj Monza X-8K Dura | 128-bit | 8192-bit | – | 96 bits of serialized TID |
| im | NXP im | 256-bit | 512-bit | E280 680A | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| M5 | NXP UCODE 5 | 128-bit | 32-bit | E280 1102 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| R6 | NXP UCODE 6 | 96-bit | – | E280 1160 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| U7 | NXP UCODE 7 | 128-bit | – | E280 6810 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| U7XM+ | NXP UCODE 7+ | 448-bit | 2K-bit | E280 6D92 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| U7XM-1k | NXP UCODE 7XM | 448-bit | 1K-bit | E280 6D12 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| U7XM-2k | NXP UCODE 7XM | 448-bit | 2K-bit | E280 6F12 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| U8 | NXP UCODE 8 | 128-bit | – | E280 6894 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| U9 | NXP UCODE 9 | 96-bit | – | E280 6995 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| UDNA | NXP UCODE DNA | 224-bit | 3K-bit | E2C0 6892 | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| UDNA C | NXP UCODE DNA City | 224-bit | 1K-bit | – | 96 bits of serialized TID |
| UDNA T | NXP UCODE DNA Track | 448-bit | 256-bit | 96 bits of serialized TID | |
| I2C | NXP UCODE I2C | 160-bit | 3328-bit | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number | |
| G2iM | NXP UCODE G2iM | 256-bit | 320/640-bit | E200 680A | 96 bits of serialized TID with 48-bit serial number |
| G2iM+ | NXP UCODE G2iM+ | 448-bit | 512-bit | ||
| G2iL | NXP UCODE G2il | 128-bit | – | E200 6806 | 64 bits of serialized TID with 32-bit serial number |
Các nhà sản xuất chip RFID hàng đầu
Nhà sản xuất tem RFID thường không tự sản xuất ra Chip RFID, nó thường được thiết kế và sản xuất bởi một nhà sản xuất chất bán dẫn. Và các thương hiệu hàng đầu là :
- Impinj
- NXP Semiconductors
- Alien Technology
Những bước tiến về công nghệ Chip RFID trong những năm gần đây
Trong những năm gần đây, chip RFID đã có nhiều bước tiến vượt bậc cả về hiệu năng lẫn tính năng:
- Tầm đọc và độ chính xác: Khoảng cách đọc xa hơn và nhận dạng chính xác hơn, giúp RFID ứng dụng rộng rãi trong bán lẻ, logistics, y tế và sản xuất.
- Dung lượng lưu trữ dữ liệu: Chip Read-Write có thể lưu thêm thông tin như chi tiết sản phẩm, lịch sử sản xuất và mã xác thực.
- Tốc độ truyền dữ liệu: Giao tiếp nhanh hơn giữa chip và đầu đọc, hỗ trợ quản lý kho, theo dõi chuỗi cung ứng và nhận dạng tài sản hiệu quả.
- Khả năng cảm biến: Nhiều chip tích hợp cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, chuyển động, mở ra ứng dụng nâng cao như giám sát chuỗi lạnh hay theo dõi tài sản kèm dữ liệu môi trường.
- Bảo mật và quyền riêng tư: Ứng dụng thuật toán mã hóa tiên tiến và giao thức xác thực, đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu và ngăn truy cập trái phép.
- Chi phí: Nhờ cải tiến sản xuất và lợi thế quy mô, chi phí chip RFID giảm đáng kể, giúp công nghệ này dễ tiếp cận hơn với nhiều ngành nghề.
Những cải tiến này đã biến RFID thành giải pháp thông minh, an toàn và linh hoạt, đóng vai trò quan trọng trong chuyển đổi số và IoT.
Hướng dẫn chọn Chip RFID phù hợp
Các tiêu chí chính
| Tần số | LF (125–134 kHz): cự ly ngắn, chống nước/kim loại tốt → dùng cho khóa, nhận dạng động vật. HF / NFC (13.56 MHz): cự ly ≤ 1 m → thẻ thanh toán không chạm, marketing, xác thực sản phẩm. UHF (860–960 MHz): cự ly vài mét → quản lý kho, logistics, bán lẻ. |
| Chuẩn & tương thích | EPC Gen2 (UHF), ISO/IEC 14443 (NFC/HF), ISO/IEC 15693 (HF long-range). |
| Bộ nhớ | EPC: mã định danh sản phẩm. User memory: lưu dữ liệu tùy chỉnh (ví dụ: thông tin sản phẩm, log cảm biến). TID: mã nhà sản xuất, không thể chỉnh sửa. |
| Tốc độ & khả năng đọc | Trong môi trường có nhiều thẻ cùng lúc → chọn chip/inlay có read-rate nhanh, giảm lỗi khi quét hàng loạt. |
| Bảo mật | Hỗ trợ mật khẩu, tính năng mã hóa. Ví dụ: dòng UCODE DNA cung cấp bảo mật nâng cao. |
| Khả năng chịu môi trường | Chịu nhiệt, hóa chất, tia UV. Nên chọn chip/inlay cho môi trường khắc nghiệt. |
| Khả năng Ghi/Xóa | Nếu cần ghi/xóa nhiều lần → chọn chip EEPROM có độ bền cao |
| Tương thích phần cứng | Đảm bảo chip hoạt động tốt với máy in RFID, đầu đọc và phần mềm bạn đang sử dụng hoặc dự định đầu tư. |
| Chi phí & cung ứng | Xem xét giá mỗi tem, khả năng cung cấp số lượng lớn và thời gian giao hàng. |
Gợi ý lựa chọn chip RFID cho từng ngành nghề
Bán lẻ / quần áo
Yêu cầu: UHF, read-range tầm trung, giá thấp, tương thích in nhiệt.
Gợi ý: chip UHF thương mại phổ biến (dòng Monza, UCODE, Higgs).
Kho & logistics
Yêu cầu: UHF, phạm vi đọc dài, độ tin cậy cao, dung lượng EPC tiêu chuẩn.
Gợi ý: Impinj Monza R6/M750/M770, NXP UCODE 7/8.
Thiết bị / đồ công nghiệp
Yêu cầu: hoạt động ổn định khi gắn trên kim loại, chịu nhiệt/hoá chất.
Gợi ý: tem gắn trên kim loại + chip Monza hoặc UCODE phù hợp.
Y tế / dược (theo dõi, chống giả)
Yêu cầu: HF/UHF tùy ứng dụng, bảo mật cao, chịu tiệt trùng nếu cần.
Gợi ý: chip có tính năng bảo mật.
Ngành may mặc / RFID từ đầu dây chuyền
Yêu cầu: UHF, nhỏ gọn, có thể may hoặc dán, chịu giặt nếu cần.
Gợi ý: inlay nhỏ, Monza R6 / M750; thử nghiệm giặt/hoá chất.
Câu hỏi thường gặp về Chip RFID
Bộ nhớ EPC là gì?
EPC (Electronic Product Code) – Mã sản phẩm điện tử
Bộ nhớ EPC hay EPC Memory là một loại bộ nhớ đặc biệt trong chip RFID. Nó dùng để lưu trữ mã định danh duy nhất của một sản phẩm hoặc vật phẩm. Bộ nhớ này có thể được cập nhật hoặc ghi lại (encode) theo chuẩn EPCglobal bởi những người dùng được ủy quyền nhằm phản ánh sự thay đổi của sản phẩm.
Chuẩn EPCglobal quy định một mã nhận dạng duy nhất cho mỗi sản phẩm, bao gồm 3 thành phần:
- Header (tiêu đề): Xác định loại mã EPC đang được sử dụng.
- Mã định danh duy nhất (ID): Một số 96-bit xác định duy nhất sản phẩm.
- Giá trị lọc tùy chọn: Có thể dùng để nhóm các sản phẩm theo tiêu chí nhất định, như nhà sản xuất hoặc loại sản phẩm.
Bộ nhớ EPC được tách biệt với các loại bộ nhớ khác trên chip hoặc tem RFID, chẳng hạn như bộ nhớ người dùng (User memory) hay bộ nhớ dự trữ (Reserved memory). Đây là loại bộ nhớ vẫn giữ nguyên dữ liệu ngay cả khi tem hoặc chip mất nguồn. Dung lượng bộ nhớ EPC có thể khác nhau tùy loại chip/tem RFID và ứng dụng thực tế.
Bộ nhớ TID là gì?
TID là viết tắt của Tag ID – mã định danh thẻ, tức số sê-ri duy nhất được nhà sản xuất ghi sẵn vào bộ nhớ TID của chip RFID. TID bao gồm mã định danh duy nhất và có thể chứa thêm thông tin khác như: tên nhà sản xuất chip, ngày & địa điểm sản xuất, hoặc phiên bản chip.
Điểm quan trọng: người dùng không thể thay đổi hoặc chỉnh sửa TID. Nhờ vậy, TID giúp đầu đọc RFID phân biệt từng chip, ngay cả khi có nhiều thẻ xuất hiện cùng lúc trong phạm vi đọc.
TID rất quan trọng trong các ứng dụng RFID vì:
- Cho phép đầu đọc nhận dạng và phân biệt các loại chip khác nhau.
- Xác minh loại chip đúng yêu cầu (ví dụ đầu đọc chỉ hỗ trợ một loại chip nhất định).
- Truy vết nguồn gốc và lịch sử sản xuất của chip RFID.
- Tăng cường bảo mật: nhờ tiền tố TID duy nhất, có thể ngăn truy cập trái phép và phát hiện chip giả/mạo. Điều này đặc biệt cần thiết trong các lĩnh vực y tế, tài chính, quốc phòng, nơi bảo mật và quyền riêng tư rất quan trọng.
Bộ nhớ Người dùng (User Memory) trong chip RFID là gì?
User memory là vùng bộ nhớ trong chip/tem RFID, cho phép lưu trữ dữ liệu tùy chỉnh hoặc thông tin cụ thể của một ứng dụng. Nó khác biệt với TID (dùng để nhận dạng chip) và EPC (dùng để định danh sản phẩm).
Ứng dụng của User memory
- Lưu thông tin kỹ thuật sản phẩm.
- Lưu hồ sơ bảo trì.
- Lưu dữ liệu tùy chỉnh theo từng trường hợp sử dụng.
- Dung lượng User memory tùy thuộc vào loại chip/tem, có thể chỉ vài byte, hoặc nhiều kilobyte, thậm chí megabyte.
Ý nghĩa
- Rất hữu ích trong quản lý tài sản, kiểm kê hàng hóa, quản lý chuỗi cung ứng.
- Cho phép lưu thêm thông tin cụ thể để tăng khả năng kiểm soát và theo dõi tài sản.
Bộ nhớ Dự trữ (Reserved Memory) trong chip RFID là gì?
- Reserved memory lưu trữ các tính năng bảo vệ dữ liệu của chip RFID, gồm 2 lệnh bảo mật:
- Access: Kiểm soát quyền đọc/ghi dữ liệu trên chip. Có thể thiết lập mức truy cập khác nhau cho từng người dùng/ứng dụng, đồng thời ngăn truy cập trái phép.
- Kill: Vô hiệu hóa vĩnh viễn chip/thẻ RFID. Thường dùng như biện pháp cuối cùng để bảo vệ dữ liệu khi chip bị mất hoặc đánh cắp. Lệnh này khiến tem/chip không thể sử dụng nữa.
Độ nhạy đọc/ghi (RFID Read/Write Sensitivity) là gì?
- Read sensitivity (độ nhạy đọc): khả năng chip/thẻ phát hiện và phản hồi tín hiệu từ đầu đọc RFID.
- Write sensitivity (độ nhạy ghi): khả năng chip/thẻ nhận và ghi dữ liệu từ đầu đọc.
- Giá trị độ nhạy được tính bằng dBm (decibels per milliwatt). Giá trị âm càng lớn → độ nhạy càng thấp (cần tín hiệu mạnh hơn hoặc khoảng cách gần hơn).
Ý nghĩa:
- Độ nhạy ảnh hưởng đến độ tin cậy, phạm vi và độ chính xác của hệ thống.
- Chip/thẻ nhạy hơn có thể đọc từ xa hơn hoặc trong môi trường nhiễu/che chắn.
- Chip/thẻ ít nhạy hơn đôi khi lại được dùng để giảm va chạm tín hiệu trong hệ thống RFID.
- Độ nhạy phụ thuộc vào thiết kế anten, tiêu thụ điện năng, tần số hoạt động, v.v.
Nhiệt độ hoạt động của chip RFID?
Nhiệt độ hoạt động là khoảng nhiệt độ mà chip RFID có thể hoạt động ổn định (đọc/ghi chính xác).
- Chip RFID dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường quá nóng hoặc quá lạnh.
- Nếu vượt ngoài dải nhiệt độ cho phép, chip có thể ngừng hoạt động hoặc phải chờ đến khi nhiệt độ trở lại bình thường.
- Trong các ứng dụng công nghiệp hoặc ngoài trời, cần chọn loại tem/chip chuyên dụng (ví dụ: tem RFID chịu nhiệt cao) để đảm bảo độ bền và hiệu suất.
có thể bạn quan tâm
