HF-TAAJUISEN ANTENNIN INTEGROINTI MOBIILIIN RFID-LUKIJAAN

Samankaltaiset tiedostot
HYVINKÄÄN KAUPUNKI KUNTATEKNIIKKA

Kuka maksaa sukupuuttovelan Suomen luonnossa? Otso Ovaskainen, akatemiatutkija, Helsingin yliopisto

Koulutus- ja kehittämispalvelu Aducate 1 (6) KOPSU -hanke

Luento 6 Luotettavuus ja vikaantumisprosessit

Ura- / kouluttautumisprosessi Avoin ammattiopistotarjonta: Henkilökohtainen ohjaus ja tukiprosessi. T y ö e l ä m ä l ä h t ö i s y y s

Helka-neiti kylvyssä

Luonnos 1 (13) Sosiaali- ja terveystoimialan palvelustrategia (linjaukset) Yleistä

PUTKIKAKSOISNIPPA MUSTA

HERNESAARI OSAYLEISKAAVAEHDOTUS VESIHUOLLON YLEISSUUNNITELMA

TILATYYPPILUONNOKSIA Alustavat luonnokset keskustelun pohjaksi. Luonnos

FCG Planeko Oy HELSINGIN KAUPUNKI MUNKKINIEMEN KÄYTTÄJÄKYSELY. Yhteenveto ja johtopäätökset 0100-D1194

SAVONLINNAN KAUPUNKI KAAVOITUSKATSAUS Tekninen toimiala

AIKAKAUSLEHDET. tammik. Suomen Suurin SiSuStuSlehti. Kevään. värikkäät astiat. Talvi 1/0. arke. herkut. retkel MAK

ESIMERKKI 2 Harri Laine

seudut maankäytön, asumisen ja liikenteen kehittäjinä

12. ARKISIA SOVELLUKSIA

KUN JAKSAT! 2kk 0 VUOTTA! KAKSI KUUKAUTTA VIIHDETTÄ VELOITUKSETTA! ETU: Noranza 001 on tehty Pohjolan talveen! 04 k0pl

t P1 `UT. Kaupparek. nro Y-tunnus Hämeenlinnan. hallinto- oikeudelle. Muutoksenhakijat. 1( UiH S<

OPINTOJAKSO FYSIIKKA 1 OV OPINTOKOKONAISUUTEEN FYSIIKKA JA KEMIA 2 OV. Isto Jokinen Mekaniikka 2

1. välikoe

3 SIGNAALIN SUODATUS 3.1 SYSTEEMIN VASTE AIKATASOSSA

Sinusta Kvantin. toimittaja?

LPA IV-V 3:40. (2022,2023) yht a V-VI yht400 3:79. m :

Rak Rakenteiden mekaniikka C, RM C (4 ov) Tentti

K Ä Y T T Ö S U U N N I T E L M A Y H D Y S K U N T A L A U T A K U N T A

VJ 110 PE VJ 225 PE JV 16 0 PV C VJ 1 00 PVC LED LED LED LED R=9 0 LED VJ 16 0 PE KUTINMÄENTIE LED 41.

Kiinteän omaisuuden hankinta- ja luovutusohjeisto 2019

Luento 7 Järjestelmien ylläpito

MASKEERAUS: KOSMETOLOGIOPISKELIJAT LAURA YLITALO, KAROLIINA SIRPELÄ, MERVI SARJANOJA VALKEAKOSKEN AMMATTI- JA AIKUISOPISTO KUVAT: JYRKI LUUKKONEN

KUNTA KÄRÄJÄOIKEUS ULOSOTTOVIRASTO MAISTRAATTI LÄÄNI HOVI

SUOMEN KANSALLISMUSEON KONSERVOINTILAITOS MAASTA MUSEOON - ARKEOLOGISTEN MATERIAALIEN VAURIOITUMINEN MAAPERÄSSÄ JA KÄSITTELY KENTÄLLÄ

Aluevarausmerkinnät: T/kem Maakuntakaava

Kainuun Osuuspankin asiakaslehti. kesä 2012

Taustaa KOMPLEKSILUVUT, VÄRÄHTELIJÄT JA RADIOSIGNAALIT. Jukka Talvitie, Toni Levanen & Mikko Valkama TTY / Tietoliikennetekniikka

Peitelevy ja peitelaippa

KESKUSTA - KAMPPI KÄYTTÄJÄKYSELY

F Y S I I K K A KERTAUSTEHTÄVIÄ 1-20

LAPUAN KAUPUNKI 8. LIUHTARIN KAUPUNGINOSA ASEMAKAAVAN KUMOAMINEN KUORTANEENTIE I

l, ; i.'s ä E.ä E o gäästaefiiä,ggäeäeää;äggtää EI ;äe E H * eaä* E E 8EP.E .e= äe eääege F EEE;säääg lee sa 8NY ExE öe äec E= : ;H ä a(ü

ARKISTOLUETTELO SOSIAALI- JA TERVEYDENHUOLTO LASTENVALVOJA

Soorrea. OUTC'KUMPU Oy.' Malminetsintä. O. POhjamies/pAL ,4 1 (3) VLF -MI'ITAUS. Periaate. Lähetysase.mat

1. Kaikki kaatuu, sortuu August Forsman (Koskimies)

SAVONLINNAN KAUPUNKI KAAVOITUSKATSAUS 2018

':(l,i l) 'iac: (å ;) (x 2v + z- o. I o, * 4z:20. 12, +8y 3z: l0. Thlousmatematiikan perusteet, onus ro 0 opettaja: Matti Laaksonen.

ALA-MALMIN ALUESUUNNITTELU KÄYTTÄJÄKYSELYN TULOKSET

Hankintasuunnitelma

HÄMEENLINNAN VERKATEHDAS, PAVILJONKI ALUSTAVA LUONNOS VE-2

suomeksi eduskunta 2012

KAAVOITUSKATSAUS VALMISTUMASSA OLEVAT KAAVAT 3 VIREILLÄ OLEVAT KAAVAT 6 UUDET KAAVAHANKKEET, EI KAAVOITUSPÄÄTÖSTÄ 18 MAAKUNTAKAAVOITUS 18

DEE Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto

K ON TEK STI. jo vuodesta 19 67

Ei asemakaavaa. E3 Söörmarkun eritasoliittymä

FSD3314. Juomatapatutkimus: raittiuskerrat Koodikirja

Jakotukit / tarvikkeet

Flow shop, työnvaiheketju, joustava linja, läpivirtauspaja. Kahden koneen flow shop Johnsonin algoritmi

Korjausrakentaminen Maiju Kianta Metropolia 2014

1 Tarkastelun lähtökohdat

Koulutusta koko Suomelle

FSD3313. Juomatapatutkimus: käyttökerrat Koodikirja

-Jotta maailma olisi parempi paikka wappuna. RAKENNUSINSINÖÖRIKILLAN VIRALLINEN KILTALEHTI JO VUODESTA /2012

LÄNSI-LAAJASALON KÄYTTÄJÄKYSELY

OLMALAN KAAVA-ALUE, YLIVIESKA

Kirjainkiemurat - mallisivu (c)

Th. Sederholm 'in lciw i/iaino.

"h 'ffi: ,t^-? ùf 'J. x*r:l-1. ri ri L2-14. a)5-x:8-7x b) 3(2x+ l) :6x+ 1 c) +* +5 * I : 0. Talousmatematiikan perusteet, onus to o.

Telecommunication engineering I A Exercise 3

PRS-xPxxx- ja LBB 4428/00 - tehovahvistimet

Jakotukit / tarvikkeet

ELEC- E8419 välikoe b) Yhtiö A ilmoittaa että sillä on liian korkea jännite solmussa 1.

Ilmastointi PUSSISUODATIN ALTECH CL-36-3-M5 LASIKUITU L500 PUSSISUODATIN ALTECH CL-63-6-M5 LASIKUITU L360

& # # w. œ œ œ œ # œ œ œ œ œ # œ w. # w nœ. # œ œ œ œ œ # œ w œ # œ œ œ Œ. œ œ œ œ œ œ œ œ # œ w. œ # œ œ œ w œ œ w w w w. W # w

KYSELYLOMAKE: FSD3313 JUOMATAPATUTKIMUS: KÄYTTÖKERRAT 2016 QUESTIONNAIRE: FSD3313 FINNISH DRINKING HABITS SURVEY: DRINKING OCCASIONS 2016

Kattoläpiviennit KATTOLÄPIVIENTISARJA VILPE. Tuote LVI-numero Pikakoodi SOLAR TIILI MUSTA TM85 SOLAR TIILI RUSKEA AD58

1. SEURAN JÄSEN-, TOIMIHENKILÖ- JA HARRASTUSTIEDOT

RATKAISUT: Kertaustehtäviä

Physica 9 1. painos 1(8) 20. Varattu hiukkanen sähkö- ja magneettikentässä

YHDYSKUNTALAUTAKUNTA TALOUSARVIOEHDOTUS 2018 TALOUSSUUNNITELMA

POISTOILMAVENTTIILI HALTON

FASTER -TYÖVENEET. MITTATILAUSTYÖNÄ.

TEHTÄVÄKORI Monisteita matikkaan. Riikka Mononen

Tässä harjoituksessa käsitellään Laplace-muunnosta ja sen hyödyntämistä differentiaaliyhtälöiden ratkaisemisessa.

Kristuksen syntymän kalanda kreikaksi

MASSIIVIPUUTILAELEMENTEISTÄ

Usko, toivo ja rakkaus

Esitä koherentin QAM-ilmaisimen lohkokaavio, ja osoita matemaattisesti, että ilmaisimen lähdöstä saadaan kantataajuiset I- ja Q-signaalit ulos.

76132S Sähkömagneettinen säteily 1

Määräys STUK SY/1/ (34)

N I K E A N U S K O N T U N N U S T U S

Menetelmiä signaali/kohina-suhteen parantamiseksi. Vahvistinten epäideaalisuudet

Asemakaava 72. kaupunginosa, Karhusuo Korttelit sekä katu-, virkistys-, vesi- ja suojelualueet.

Trendit. Sytyke toivottaa yhdistykseen liittyvän JavaSig:in jäsenet tervetulleiksi. JavaSig toimii jatkossa kerhona Sytykkeessä.

BINÄÄRINEN SYNKRONINEN TIEDONSIIRTO KAISTARAJOITTAMATTOMILLA MIELIVALTAISILLA PULSSIMUODOILLA SOVITETTU SUODATIN JA SEN SUORITUSKYKY AWGN-KANAVASSA

II KUNNALLISTEKNIIKAN YLEISSUUNNITELMA

LVI-numero Hitsattu teräsputki P235 TR1 / EN ;Suojamaalattu / Korro E

Kaupunginhallitus Kaupunginhallitus Kaupunginhallitus

Piehingin osayleiskaava Kysely alueen asukkaille ja maanomistajille

Sosiaali- ja terveysltk Sosiaali- ja terveysltk

PS. Jos vastaanotit Sinulle kuulumattoman viestin, pyydän ilmoittamaan siitä viipymättä allekirjoittaneelle ja tuhoamaan viestin, kiitos.

Transkriptio:

Toknkan oao Ju Numma HF-TAAJUISEN ANTENNIN INTEGROINTI MOBIILIIN RFID-LUKIJAAN Dpomyö Ah hyväkyy oknkan oaon oaonuvoon kokouka 11.9.2006 Takaaja: Pofo Pkka Loua

Akuana Tämä dpomyö on hy Tampn knn yopon konkan aokn Rauman ukmuykkö kän ja ykyn 2006 akana. Työ on hy oana Knöhuoon ja aoknkan akau (Kaa) pojka, joka kuuuu Tkn CUBE-aoknkan knoogaohjmaan. Tukmukn omkanajana on omnu pojkn oauva Codbd Oy, jo än kokn mahdouuda yön ouamn. Hauan myö kää yön akaajaa, pofo Pkka Louaa, ohjaajaa, ukja Lna Ukkoa, kä Rauman ykkön johajaa, Lau Sydänhmoa, ohjauka ja aanunva kä aknava nuvoa ukmukn kmn akana, amon kun koko TTY Rauman ykkön hnkökunaa, ja vankn Jukka Kaajaa, hyvää yhyöä ja kovaamaomaa avua. Ey kokn ooan äk vanhmmn dpom-nnöön uknnon uoamn mahdoama kä kannuuka opkujn akana. Raumaa 26.10.2006 Ju Numma Junamhnkau 10 A 3 26100 Rauma GSM: +358-40-9011603 E-ma: ju.numma@u.f

Säyuo Akuana------------------------------------------------------------------------------------------------ Säyuo------------------------------------------------------------------------------------------ Tvmä------------------------------------------------------------------------------------------------v Abac --------------------------------------------------------------------------------------------------v Symbo- ja yhnnuo ------------------------------------------------------------------------- v 1 Johdano -----------------------------------------------------------------------------------------------1 2 RFID-jäjmä -------------------------------------------------------------------------------------3 2.1 RFID:n vaua muhn ID-jäjmn ------------------------------------------------------- 3 2.1.1 Vvakood----------------------------------------------------------------------------------------------------------4 2.1.2 Konnäkö -----------------------------------------------------------------------------------------------------------4 2.1.3 Bounn -------------------------------------------------------------------------------------------------------5 2.1.4 Äyko ------------------------------------------------------------------------------------------------------------5 2.1.5 RFID:n ja vvakoodn oja ja yhääyykä ---------------------------------------------------------------6 2.2 RFID-jäjmän aknn ------------------------------------------------------------------------- 7 2.2.1 Tag ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 2.2.2 Lukja----------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 2.2.3 Sovujäjmä------------------------------------------------------------------------------------------------9 2.3 RFID-jäjmn uokuava ---------------------------------------------------------------- 9 2.3.1 Taajuu ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 11 2.3.2 Kykyymapa------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 2.3.3 Akvnn a pavnn -------------------------------------------------------------------------------------- 15 3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID ---------------------------------------------------- 17 3.1 Maxwn yhäö ------------------------------------------------------------------------------------18 3.2 Sähkömagnn knän ja aaon muodoumnn-----------------------------------------20 3.2.1 Lähknä--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20 3.2.2 Kaukoknä ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 21 3.3 Thono ag magnknän avua------------------------------------------------------21 3.3.1 Magnknän vomakkuu --------------------------------------------------------------------------------- 22 3.3.2 Magnvuo ja magnvuon hy ---------------------------------------------------------------------- 25 3.3.3 Indukan ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 3.3.4 Kknändukan ------------------------------------------------------------------------------------------- 26 3.3.5 Tagn honyöö ----------------------------------------------------------------------------------------------- 28 4 Eaa annnyyppjä-------------------------------------------------------------------------- 29 4.1 Idaann dpo --------------------------------------------------------------------------------------30 4.2 Pn mukka-annn ------------------------------------------------------------------------------32

v 5 Maun ja ouukn uunnu ---------------------------------------------------------- 33 5.1 Moduun vana -------------------------------------------------------------------------------------33 5.2 Annn -------------------------------------------------------------------------------------------------35 5.2.1 Koko--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 35 5.2.2 Sovu ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 35 5.2.3 Mannu --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 36 5.3 Suojukn maaa --------------------------------------------------------------------------------39 5.4 Maujäjy-------------------------------------------------------------------------------------40 5.4.1 Mau 1 Sovu---------------------------------------------------------------------------------------------- 41 5.4.2 Mau 2 Sgnaaao---------------------------------------------------------------------------------------- 42 5.4.3 Mau 3 Tomnaäyy---------------------------------------------------------------------------------- 42 5.4.4 Mauk 4-5 Koomaaa --------------------------------------------------------------------------- 43 6 Touu ja mau --------------------------------------------------------------------------------- 44 6.1 Annnn vamu ---------------------------------------------------------------------------------44 6.2 Mauuok ---------------------------------------------------------------------------------------48 6.2.1 E annnma ------------------------------------------------------------------------------------------------- 48 6.2.2 E koomaaa -------------------------------------------------------------------------------------------- 51 7 Anayon------------------------------------------------------------------------------------------- 53 7.1 E Annnma-------------------------------------------------------------------------------------53 7.1.1 Mau 1 Sovu---------------------------------------------------------------------------------------------- 53 7.1.2 Mau 2 Sgnaaao---------------------------------------------------------------------------------------- 54 7.1.3 Mau 3 - Tomnaäyy ---------------------------------------------------------------------------------- 56 7.2 Koomaaa-------------------------------------------------------------------------------------56 7.2.1 Mau 4 Sgnaaao koomaaaa Annn 4 ------------------------------------------- 57 7.2.2 Mau 5 Tomnaäyy koomaaaa ---------------------------------------------------- 58 8 Yhnvo ------------------------------------------------------------------------------------------- 59 Lähduo ------------------------------------------------------------------------------------------ 60

v Tvmä TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO Toknkan oao Toknkka (Po) NUMMELA, JUSSI: HF-Taajun Annnn Ingon Mobn RFID-Lukjaan Dpomyö, 72 vua Takaaja: Pofo Pkka Loua Rahoaja: TEKES, Codbd Oy, Compog Oy, Logmk Oy, Nodc ID, Oa Oy, UPM- Kymmn Oyj Maakuu 2006 Avanana: RFID, annn, HF-aajuu Radoaajunn unnuknkka, RFID, yyy kovaa vauha ja n käyökoh aajnva jakuva. RFID:n du akampn unnuknkohn, kun vvakoodn, vaaa ova mkävä, ä mkk av uoaa näköyhyä ukjan ja unnn, agn, vää. Tagn khyyön uaukna myö ukjaan khym on muodounu odouka, ja y mobukjodn av on ovukohdn äänyä kavanu. Tämän dpomyön avona on ou määää vaamuk mobn RFID-ukjan annn, joka om 13,56 MHz:n aajuuda, nn anoua HF-aua. Tämän aajuuaun jäjmä ova kakkn ympä ja äk ndn äänymvauh on kakkn kovn. Työn avona on myö ou vää annnn mahdon koonnn vakuu annnn, ja ä kaua koko ukjan, omnaan. Suumma haa annnn uunnua ova n fyynn koko kä mpdann ovu n, ä ovukomponnn määä pyy vähänä. Fyynn koko aa yää mobn ukjan kokoa, joa käyömukavuu o kä ja ovukomponnn pnn määän myöä annnn vamu yknkau ja o mahdomman dua. Työ uon manamaa nn ohjma annnn omnauud, ja n jäkn vamamaa annnn pooyypp. Annnn omnauuka man avoa, ja van muhn kaupan a vamuhn vauannnhn. Pooyyppannnn uouavo ova pampa kun yhdäkään vauannna, vakka vauannn ova jopa fyy uumpa, mkä ynä mk annna pampa äyomnauuka. Nän on aadu uok ova hyvä, ja yön pua onnun uunnmaan ja vamamaan ma annn, joka ovuu hauuun kohn än hyvn, ja jonka pua vodaan jakokhää kaupaa ovuka käyävä annn.

v Abac TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Dpamn of Infomaon Tchnoogy Infomaon Tchnoogy (Po) NUMMELA, JUSSI: Th Ingaon of h HF-Annna n h Mob RFID Rad Ma of Scnc h, 72 pag Examn: Pofo Pkka Loua Fnancng: TEKES, Codbd Oy, Compog Oy, Logmk Oy, Nodc ID, Oa Oy, UPM- Kymmn Oyj Novmb 2006 Kywod: RFID, annna, HF-fquncy Rado fquncy dnfcaon (RFID) bcomng mo and mo common and appcaon ang wdnng connuouy. Th bnf of RFID a obvou compad o fom dnfcaon ym, k h bacod. Fo xamp, RFID do no nd a dc n of gh bwn h ad and h ag. Th dvopmn of RFID ag ha pu pu on h dvopmn of h ad, oo, and pcay h nd of mob ad ha ncad hough h gnfcan wdnng of h appcaon ang. Th goa of h h o dfn h qumn of h annna fo h mob ad ung HF band fquncy, o o b mo pcfc, 13,56 MHz. Th fquncy band h mo common and fa gowng band ud n RFID appcaon. Anoh goa ha bn o fnd ou h pob ffc of dffn cang maa o h opaon of h annna. Th cang ud o cov and poc h annna. Dung h udy h man chang of annna dgn w boh h phyca z and h coc mpdanc machng by ung a mnma numb of machng componn. Th phyca z of h annna mu no b ag han h z of h mob ad o nab comfoab u. A ma numb of machng componn woud mak h annna mp and chap o manufacu. Th udy wa cad ou by f modng h abu of h annna wh h modng ofwa and hn manufacung h pooyp-annna. Th pop of h annna w maud wh dffn mhod and hn compad wh oh commca and f-mad compaon annna. Th maumn u povd h pooyp o b b han any oh maud annna, vn hough h compaon annna w phycay ag, whch nomay n annna chnoogy ad o b adaon pop. In h udy wa pob, bad on h u, o dgn and manufacu a mod fo h annna whch vy uab fo h nndd appcaon. Th mod ao uab fo fuh dvopmn whn makng annna ud n commca appcaon.

v Symbo- ja yhnnuo Symbo A Havannoavan aun pna-aa B, B Magnvuon hy [A/m] β d D D δ d E E nf η 0 ε ε 0 f f Φ Φ a Vapaan an aaouku (ba) Kan puu Annnn uun ma äyuunaa vaaan kohuoaa Sähkövuon hy [C/m] Sgnaan unkumayvyy (da) Idaan dpo- a pnn mukka-annnn puu Dvgn [1/m] Oadvaaaa kuvaava vnäänn ymbo doo j, 2 f Sähköknän vomakkuu [V/m] Sähköknän vomakkuu ähknää Vapaan an mpdan (a) Väann dkyyvako (pon) Tyhjön pmvyy Taajuu Ronanaajuu Amuun ykkkövko paokoodnaaoa (f) Magnvuo (f) [Wb] Kuma kan koodnaaon xz-aoa H, H Magnknän vomakkuu [A/m] H nf I Magnknän vomakkuu ähknää Va [A]

v J Sähkövan hy [A/m 2 ] L λ M μ μ 0 N Ω Käyängaa Indukan [H] Lambda, aaonpuu vapaaa aa (ambda) Kknändukan [H] Väann pmab (myy) Tyhjön pmab = 4π x 10-7 H/m Kan kon määä Ohmn unnu (omga) π P, 3,141592653589793 Ψ F R R 1, R 2 R a Kokona- käämvuo (p) Läh- ja kaukoknän ajaäyy ähyannna Läh- ja Fnn knän ajaäyy ähyannna Sän ykkkövko paokoodnaaoa Kan äd Kan magnknän uuuua än uhn kuvaavan funkon dvaaan noakohda Maupn äyy annnn kkä ρ Sähkönn vaauhy (hoo) [C/m 3 ] S 11 σ θ a x Z Z Im Z R Rooo [1/m] S-paam, joka kuvaa poa 1 ähvän gnaan akan amaan pon 1 hjauvaa ouua Johavuu (gma) Summaopaao (gma) Kuma kan koodnaaon xy-aoa (ha) Evaaon ykkkövko paokoodnaaoa Maupn äyy kan kkä x-akn uunaan Impdan Impdann magnääoa Impdann aaoa

x Lyhn CEPT EAN EEPROM FDX/HDX FR4 FRAM GSM HF IC IEEE IFA IFF IRE ISM-kaa ISO LF LORAN NFC NRL OCR Euoopan Poukn ja Tvnnän Vavonajäjö (Confénc Euopénn d admnaon d Po d Téécommuncaon) Enavkkaupaa käyävä vvakoodovu (Euopan Ac Numb) Tyhjnnävä muyypp (Econcay Eaab Rad-Ony Mmoy) RFID-jäjmän omna-agom, joa ag ja ukja kommunkova amanaka (Fu DupX / Haf DupX) Paouoku, joa käyään pvymaaana käyävän akuuujun pokamnaan nmnä (Fam Ran 4) Muyypp, joka on ka, kuuaa vähän vaa ja kjoaa nopa (Fomagnc Random Acc Mmoy) Makapuhnknkka (Goba Sym fo Mob communcaon) Lyhyaao (Hgh Fquncy) Suauu p (Ingad Ccu) Kananvänn dyhö ja andadonjäjö (Inu of Ecca and Econc Engn) Annnyypp (h Invd F-Annna) RFID-jäjmän a (Idnfy: Fnd o Fo) Tonn IEEE:n -ä (Inu of Rado Engn) To, ja ääk ovuk akou aajuuau (Indua-Scnfc-Mdca) Kananvänn andadonoganaao (Innaona Oganzaon fo Sandadzaon) Pkäaao (Low Fquncy) Imaua ja mknä käyy maaaaajunn navgonovu (Long Rang Navgaon) Lyhyn kanaman angaon kommunkonknooga (Na Fd Communcaon) USA:n avaon ukmuaboaoo (U.S. Nava Rach Laboaoy) Opnn hahmonunnu (Opca Chaac Rcognon)

x RAM RF RFID ROM SAW SEQ SIM SRAM SRD TTL UART UHF WLAN Muyypp, jonka äö pyyhkyyy kun va kakaa (Random Acc Mmoy) Radoaajuu (Rado Fquncy) Radoaajunn unnu (Rado Fquncy IDnfcaon) Muyypp, jonka äö on pyyvää (Rad-Ony Mmoy) Pna-aku aao, mkoaaoaua omvn RFID-jäjmn ä kykyympaa (Sufac Acouc Wav) RFID-jäjmän omna-agom, joa ukjan ähy kykyyy agn ähykn ajak po päää (SEQuna) GSM-jäjmän oa (Subcb Idny Modu) Muyypp, joa kjounopu hyvä, mua vaa jakuvaa vaa äyääkn daan (Sac Random Acc Mmoy) Lyhyn kanaman adoa, jonka CEPT on määy (Sho Rang Dvc) Bpoaaanohn puuva ogkkaph (Tano-Tano Logc) Sajaknnp, joka muunaa nnakkamuooa daaa ajamuook ja pänvaon (Unva Aynchonou Rcv Tanm) Uayhyaao ULA (Ua Low Fquncy) Langaon ähvkkoknkka (W Loca Aa Nwok)

1 Johdano 1 1 Johdano Radoaajunn unnu, RFID (Rado Fquncy IDnfcaon), on auomaann angaon unnuknooga, joka om ähkömagnn aaohn puuvan donon avua. S on yyny vm vuona huomaava, koka n du akampn unnumnmn, kun mkk vvakoodn, ova mkävä. Euhn kuuuva muun muaa pamp annukapa, uudnohjmonmahdouu kä monpuomma ukuoouh, ähnnä k, ä uoaa näköyhyä unnannnn, agn, ja ukjan vää ava. RFID:n käyökoh aajnva knn khyyön uaukna jakuva. Maaamp vankuuu, dumma vamukuannuk, khynmmä annn kä hppokäyömmä käyöymä uova koko ajan nmmän ja nmmän hyödyä käyökoha RFID-knka. [1, 2] RFID-unndn, agn, khyyön uaukna myö ukjaan khym on muodounu odouka. Ey mobukjodn av on kavanu käyökohdn äänymn myöä. Tämä ahuaa khypana ukjan koon upam kä vankuuukn vähnäm. Läk ukjodn hankaa käyävyy kä vaadava konfguonn ova ajoan knkan käyöönooa jokapävää ämää. Mkävä paannu mobn ukjaan käyävyyn on n ngon an, joka nykyn on jo äh jokaa hmä jakuva mukanaan, kännykkään. Koka kunkaan ukjaa ava mukana jakuva, ja käyäjäkunakn on vä ää vaha mko ajann, on jäkvä apa uoaa ämä ngon vamamaa puhmn apn vaaa ävä äa. Täön ohjmo on vamna puhma, käyöymä käyäj uu ja an kujamnn hppoa, koka mukana on kujava van yhä aa. RFID-ukjan ämä puhmn on kunkn ää haaa, joa yk mkävmmä on annnn ouu. Toaaa annnn o oava äyhoaan apk uu, mua oaaa kunkn annnn fyynn koko o oava mahdomman pn. Koko on ää ovuka äkää k, ä käyömukavuu huonon o, mkä annn on kä uump kun puhn. Säyhon aa on oava ävä uoavaan omnaan man, ä hoa jouduaan käyämään puhmn akua kohuuoman pajon. Tää yöä määään vaamuk makapuhmn ävän ukjan annn. Takoukna on vää maa annna aavuaan ävä ukjan omnaäyy, kunkn n, ä annnn koko äyy käyömukavuudn kannaa apk pnnä. Samon akou on öyää annnn omnnan kannaa opva

1 Johdano 2 maaa ukjan koonn n, ä vamukuannuk pyyvä mahdomman ahana ja koon hä ukjan omnaa kaa. Tää dpomyöä on 8 ukua. Luku 2 RFID-jäjmää y, van ä muhn unnuknkohn, kun vvakoodn. Läk uvua on y y käyöä ova uokuava RFID-jäjm. Luku 3 kä HF-aajun (Hgh Fquncy) RFID:n oaa ja kykyymavan, ähn ähkömagnkan pua. Luvua 4 ään yhy aa RF-knkaa (Rado Fquncy) y käyävä annnyyppjä kä ndn puoaa. Luvua 5 kuvaaan yön uunnu, ouuava ja maujäjy kä ään o mannukuva uunnua annna. Luku 6 ää yön ouukn, ään myö mauuok. Luvua 7 anayodaan uoka ja vdään johopääök. Lopuk uku 8 äää yhnvdon hdyä yöä.

2 RFID-jäjmä 3 2 RFID-jäjmä Enmmää kaa RFID-yyppä knoogaa käyn jo y 60 vuoa n, kun Toa Maamanodaa Io-Bannan amja hau, ymmäävä, ää oko Bannaa koh nävä nokon komakaa ou oma kon, va mahdo van non 40 komn päää on Rankan ajan akaa uoa ou vhon häväjä. Omn ja hdän oana konn annn äänaa ukaanponda, jodn paauama ukagnaa o nomaaa gnaaa opva. Nädn gnaan pua unnu pyyn kmään, on nkään yköaoa, mua ävää akkuuda, joa nokonn akupä aan v. Tää nn anoua IFFjäjmää (Idnfy: Fnd o Fo) on khyny dn änäkn pävänä mauknä käyöä ova nokondn unnujäjmä. Eädn, ähnnä amkkaan, ähdn mukaan IFF-jäjmän khämn akana on ou USA:n avaon ukmuaboaoo, Th U.S. Nava Rach Laboaoy (NRL), mua käyöakou on kunkn kaka huomaa ou ama. Luuava akaava ongma on dou momma puoa Aana, ja khyyöä on amon hy momma ahoa. Enmmänä RFID:ä hynä nä jukauna pdään Hay Sockmann kjoamaa Communcaon by Man of Rfcd Pow :a, joka jukan Pocdng of h IRE :n okakuun numoa vuonna 1948. [5, 8, 11] 50-uvun opua Txa Inumn:a yöknny Jack Kby onnu khämään ICpn (Ingad Ccu), joka dauo mkävä konkkaovun, myö adoaajun unnukn, khyä. 1960- ja 70-ukujn vaha ydnknoogan äänyä mn myö ava äänynn hmn ja avkkdn uoavaan unnamn ja kuunvavonaan. Tämä ajo dn RFID-jäjmn khyä npän. 1970-uvun opua hyväk havau knooga ako vähn yä avoma ja vanomakoa myö kuuajapuo, muun muaa kajanhooon ja navkouun yvn ovun myöä. Suaavak knkka v aua, joa o nn än päonnun yy unnaa kauoa vvakoodn avua. RFID o auadn koyyppn omnaympäöön ua mkävä hpouka. Rauaä knkka v dn uu ao, kun knn vavonaan ja ogkan oa-aun, joka ova vä nykyäänkn ää RFID:n äkmmä ja ymmä käyökoha. [5, 8, 11, 27] 2.1 RFID:n vaua muhn ID-jäjmn Mon muukn a auomaa unnujäjmä ova kavaan vm vuona uooaan än pajon mkk ogkan, uoannon ja maaahannon ovuka. Nää jäjmä ova, RFID:n äk, muun muaa vvakood,

2 RFID-jäjmä 4 magnaa, konnäkö ja äyko kä a bounn, kun omnjäk-, ään-, - (mä) ja kavounnu. [1, 8, 11] 2.1.1 Vvakood Vvakood on RFID:n haaaja yn. S on käyöä aaja mkk päväavaamyymäödn kaa- ja vaaojäjmä. Vvakood muodouu bnääkooda, joka on kuvau vkkän ovna vvojn ja vän yhdmänä. Yhdmä on andadodu mkyk ja koodauk, jodn mukaan vvakooda ukaan. Vvakooda uaan opa a-kanna, jonka ähämä äd hjauu a akan vvoa ja vää. Eä ymmä ja kuuaj näkyvmmä vvakoodn käyöovuka on EAN-kood (Euopan Ac Numb) (kuva 2-1), joka on khy 70-uvua y navkkaupan apn. EAN-kood muodouu 13 mkä, john äyvä maakood, vamajan unnu, vamajan uonumo kä akub. [1, 8] Kuva 2-1: EAN-kood, joka muodouu 13 mkä [10] 2.1.2 Konnäkö Konnäköä, opa hahmonunnua (OCR = Opca Chaac Rcognon), an khä jo 60-uvua, joon käyn kokjama, joka pyyn ukmaan kä pnä avaa ä auomaa konn avua. OCR:n äkn omnauu on uu nfomaaohy, kn pn koko, kä mahdouu avaa uka amaa kä myö manuaa pajaaa mää. OCR-jäjmä ova mko kaa ja monmukaa, jonka vuok n vä juu o yyn muua kun johnkn on ovukn kä pankkaa, joa nä ää maa käyään mkk hkkn vamnamn. [1]

2 RFID-jäjmä 5 2.1.3 Bounn Bounna akoaan hmvaaon koha, jodn pua hm vodaan ykö ja uoava unnaa. Käyännöä nykyknkaa nähn ukuuva omnjäk, kädnjäk, ään kä mä akmmn. Joakn yhykä on uvauudn unnknona manu n. hmkhon uonann äy, mua ä uoa aha o aau. Somnjäkunnua on käyy unnknona kmnoogaa jo 1900-uvun aua aakka. Paa puuu omn päää ovn ykön kuvohn ja ndn jäämn jäkn. Somn- ja kädnjäkunnu on nykyn yyny kuunvavonaovuka, joa om a kämmn aaan yn ukjaan, joka uk hon kuvo ja vaa nä okanaana. Modn ukja pyyvä kmään unnukn jopa a puoa kunna kä äk päämään, ä ukjaan au aaja on knn ävää hmä. Tämä ää hokkaa väänkäyön mahdouua. [1, 12] Vm vuona myö äänunnu on khyny ao, joa ä vodaan käyää uoavana unnuknkkana. Äänunnujäjmä käyäjä puhuu okonn yyn mkofonn ja okon muunaa puhn dgaak gnaak. Tää gnaaa vaaan jän okanaan, jonka pua unnu uoaan. Äänunnukn käyökoh ova amanyyppä kun omnjäkunnukakn, mkk kuunvavona. [1] 2.1.4 Äyko Äykoa akoaan ynä muova uookon kokoa koa, joa on annukapaa kä mahdo myö mkopoon avua ouava mua omnoja. Enmmä äyko ova nn anouja p-pad -puhukoja, joka uva makkno 80-uvun puovää. Äykoja uaan yä ukjaa, joka mkaann kokukn avua uk koa kä yöää mkk vaa. Nykyään äyko jaaan nn omnnauudn pua kahn uokkaan: mukohn ja mkopookohn. [1, 11] Muko äävä mun, joka on ynä EEPROM-mua (Eccay Eaab Pogammab Rad-Ony Mmoy). Läk nä on kvn-ogkka jäjmä, joa mua käyään, kä mahdo vä aa uojauagomja. Muko ova än kuannuhokkaa ja k n opvakn uun voyymn ovukn. [1] Mkopooko äävä nmnä muka mkopoon kä äk yyppä muja. ROM-mu (Rad Ony Mmoy) äää kon käyöjäjmän joka ohjmodaan vamuvaha pyyvä kon. EEPROM äää ovuka, joa kon mkopooa käyään ja nä vodaan ää ja poaa koa. RAM (Random Acc Mmoy) on mkopoon käyömua, joka pyyhkyyy yhjäk ana kun koa kakaa käyöjänn. Mkopookon käyöovuau on än aaja. Ympä koha ova a uvauuovuk kä GSM-vkon (Goba Sym fo Mob Communcaon) SIM-ko (Subcb Idny Modu) (kuva 2-2). [1, 11]

2 RFID-jäjmä 6 Kuva 2-2: Mkopooäykoja kä uumpaan kon ovuva ukja 2.1.5 RFID:n ja vvakoodn oja ja yhääyykä RFID:ä ja vvakooda on oaan huomaa myö mkävä yhääyykä. Koko jäjmää akaaa huomaaan, ä oavauud ajouva okaaan van maajapnaan ukjan ja unnn omnauukn (auukko 2-1). I nfomaaova ä vaon on amanann momma jäjmä, kokonajäjmän kannaa o juukaan mkyä, kump unnuknkka on jäjmän unnupäää käyöä (kuva 2-3). Momma apauka ukjoa npän väyy unna uu unnu, joa jäjmä kä amaa avaa. Kuva 2-3: Kokonajäjmän kannaa RFID:n ja vvakoodn o ova maajapnnaa Nädn kahdn jäjmäyypn kakmma o ynyvä ukjan ja unndn oa. Vvakoodn hkkouna on ajann kapa, van yhä vvakooda vodaan uka amanaka ja yhn vvakoodn kovnkaan pajoa nfomaaoa

2 RFID-jäjmä 7 mahdu. Tonn puavaa aaua ova vvakoodn hkkou on ukjan ja unnn pakonn näköyhy, mkä unn on uaanunu, kaanunu, pyny a pakau johonkn, ukmnn onnu ankaan. RFID:ä nää ongma ynä o, on mkk man a än pakun muun väann äp RFID:nkn omna vakuuu, mua kunkaan amaa mään kun vvakooda. Vvakoodakn on kunkn myö vm vuona pyy khämään, koka äkn on dn än hyvä käyökoha kä omnauuka, kun hapuu. Khy onkn kkyny ähnnä kann- a ukjapuon ja ä kaua omnahokkuun. [8] RFID (pa.) Vvakood Tyypnn daamäää, max 64 kb Tyypnn daamäää, max. 100 B Daahy än uu Daahy pn Konnn uavuu hyvä Konnn uavuu hyvä Inhmnn uavuu mahdoon Inhmnn uavuu ajann Lan / koudn vakuu omaon Lan / koudn vakuu än uu Poa oo ynä vakua omnaan Poa oo ää omnnan kokonaan Annon ja ukuuunnan vakuu omnaan pn Annon ja ukuuunnan vakuu omnaan mkävä Hanknakuannuk (ukja) kkaoa Hanknakuannuk (ukja) maaa Käyökuannuk omaoma Käyökuannuk maaa Luvaon kopon mahdoona Luvaon koponmahdouu vähänn Lukunopu än uu (jopa ~100/) Lukunopu pn (~2/) Lukuäyy 0-5 m Lukuäyy 0-50 cm Tauukko 2-1: RFID:n ja vvakoodn unnn ja ukjan omnauuka [1, 8, 35] 2.2 RFID-jäjmän aknn RFID-jäjmä (kuva 2-3) koouu koma pääkomponna, joka ova: unn ag anpond ukja, johon kuuuu annn ovujäjmä Kuva 2-3: RFID-jäjmän puaknn

2 RFID-jäjmä 8 2.2.1 Tag RFID-ag on unn-mn, joka knnään unnavaan kohn a n pakkaukn. Tag koouu mkoua kä äymnä, annna. Läk agn vo kuuua, mkä kyä on akvnn ag, vaähd. Pavnn ag on yknkamp, dump ja aa käyövomana ukjaan äy- a ähkömagna knää. Tagja vodaan uoka honaannn äk myö omnaaajuudn, uku- a kjouopon, mun koon a donomkanmn pua. [3, 9] Tag äää unndaan, jonka väää ukja auaan ukjan äyknä. Tunndaa vodaan, agn yypä ppun, joko kjoaa agn ua koja uudn, a ohjmoda hn van kan, joon kyä on nn anou ad-ony -ag. Fyy agja on ua yyppä. Käyävä aajuu ja hauu ukuäyy, kä ndn myöä annnn koko, määäävä päääänö agn fyyn koon, mua myö pakkauava vahva ovukohn ja vamuavan mukaan. Suojan pakkaan knnävä ja äkäyöön opva ag vo oa mkk panoknkaa vamu apua ja maava ag (kuva 2-4). Kovmma ja vaavmma oouha käyään kooua ja uuva knnävää aga. Läk mkk hnköunnuka käyään un muovn ID-kon ngoua aga. [3, 4, 6] Kuva 2-4: Emaa agja, joka ovuva uojan pakkaan knnävk 2.2.2 Lukja RFID-ukjan pääaann hävä on uka nfomaaoa aga ja kjoaa ä nn. Tonn mkävä hävä on anaa pav a puoakv ag avavaa omnahoa, akvoda ag. Läk ukja kommunko ovujäjmän kana, väää aga aamana nfomaaon npän, kä vaaava kjouvaha ovuka aamana don ag. [3, 4] Lukja vodaan jakaa komn oaan, joka ova annn, adoaajuuoa ja ohjauoa. Annn ähää ja vaaanoaa gnaaa maajapnnaa. Annnn omnauud vakuava huomaava ukuäyyn ja ä myöä ukjan käyöoouhn. Radoaajuuoa, RF-oa, äää ähmn ja vaaanomn. Sn hävä ova kokaaajun ähyhon khämnn agn akvomk, ähygnaan moduon nfomaaon väämk ag kä aga uvan daan vaaanoo ja dmoduon. Ohjauoan hävä on uoaa nfomaaon koodau kä koodaukn

2 RFID-jäjmä 9 puku, yhydn ohjau ja käkyjn uoamnn kä kommunkon ovujäjmän ohjmn kana. Läk monmukamma jäjmä ohjauoan hävn aaava kuuua myö don okak odnamnn kä aakjou kypau. Lukja kommunko ovun kana ynä kaaponnn kaua. Ymmä änäyyp ova RS-232, RS-422/485 a Ehn, joa Ehn-punn ähvkkoänä on käyömukavuuna anoa äämää vä uooaan. Vankn kannava ukja, nn anou käukja, aaava käyää kommunkonn myö joan angaona knkkaa, kun Buooh a WLAN (W Loca Aa Nwok). Kuvaa 2-5 on y muuama yyppä RFID-ukjoa. [3, 4, 7] Kuva 2-5: Eaa RFID-ukjoa, joa yhdä knn nn annn 2.2.3 Sovujäjmä RFID-jäjmän ovujäjmä-oa äää mahdo pavm, okanna, nfomaaoa kävä ja jäjmän hannaa vaaava ovuk kä don akauun käyävä pääa. Infomaao vo yä ukjaa ovujäjmään avoa, kun ammn odn, ja ovujäjmä muokkaa nfomaaodaaa käyäj opvaa. Daan akauun vodaan käyää mkk makapuhna, Inn-ana, kaavoa, auukoa, apoja a mua dokumnja. Mahdouuka on äh ajaoma. [8, 11] 2.3 RFID-jäjmn uokuava RFID-jäjmä vodaan uoka uaa pua. Ympä uokuapoja ova: omnaaajuu kykyymapa akvuu a pavuu, agn honähd mun koko unn a uon ag

2 RFID-jäjmä 10 mun yypp agn kjoumahdouu ukuäyy omna-agom, fu/haf dupx (FDX/HDX) a quna (SEQ) [1, 4] Nää kom nmmää ova ympä, ja nä koaan akmmn aauvua 2.3.1 2.3.3. Muu ään yhy uaavaa. Mun kooa akoaan aga, unna, ovan mun määää. S vah nomaa muuama avua muuamn kymmnn koavuhn. Pokkukna ova nn anou ykb-unn (1-b ag), joka äävä nmnä muka van yhdn bn. Täann ag pyyy väämään ukja van n don, onko ag ukjan knää (1) va kö o (0). Tämäkn kunkn ää mkk yknkan vavonaovukn. Läk äan agn ava ankaan mään ua a pä, jon on hyvn dunn vamaa, ja k ä käyäänkn muun muaa kauppojn kaoa a uko-ova ova häymä moamaan mahdoa makamaoma uoa. Makaa ag poaan a dakvodaan, joon häyyä nää apahdu. 1-b-agn äk on omaa muakn uoma unna, jodn muomnauud ova ua hkomma, mua oaaa hna on dump ja nä on pamma omnadyyk mkk man a nn ähyydä kä äämmää ämpöaoouha. Läk ag pyyään joamaan huomaamaoma an pakkaukn a jopa pkkään papn. Suomn agn uoo ja khy ova ää hkä kovaa nouua, koka ndn omnauud aajnava nään RFID:n käyökoha mkk pakkau- ja ääkouudn a uvauuaan paa [1, 11] Tunna käyävä muyyp vahva käyöakoukn mukaan. Jäjmä, joa o agn uudnohjmonmahdouua, kjouopoa, yhy unnnumo a ajanumo kjoaan agn mun vamuvaha. Nää käyävä mu on yyppä ROM. Uudnkjoava unna käyää ukjaa on kom aa apaa hauun nfomaaon kjoamk agn. Yn apa on käyää EEPROM-mua. Tämän muyypn haana on kunkn uu vankuuu kjouvaha kä ajann kjouopaaodn määä (100 000-1 000 000 kp). FRAM-mu (Fomagnc Random Acc Mmoy) n jaan kuuaa kjouvaha vaa non aa kaa vähmmän kun EEPROM ja kjouakakn on uha kaa yhymp. FRMA on kunkn hankaamp, kamp, vamaa, jon n yymnn on vä ou hdaa. Koma apa on käyää SRAM-mua (Sac Random Acc Mmoy), joa kjouvah on än nopa. SRAM vaa kunkn jakuvaa vanyööä äyääkn daan, jon ä käyää on agn ävä myö pao. [1, 11] Lukuäyydn pua jäjmä vodaan jakaa komn uokkaan. Lukuäyyä kuuaan myö fykaa havannommaa nmä kykyymäyy. Lyhyn äyydn jäjmä unnu onnuu vää 0-1 cm. Kkpkä jäjmä omva vää 0-1 m ja pkän ukuäyydn jäjmk kuuaan nä, joa unnu onnuu y 1 mn äyydä. [1, 4]

2 RFID-jäjmä 11 Vä yk jaoupu on nn anou omna-agom, maa ymä ukja ja unn ähävä gnaaaan on. Vahohona FDX/HDX a SEQ. FDX/HDXjäjmä ag ähää gnaaaan on kun ukjankn RF-ähy on päää. Koka ähyk ova amanakaa ja agn gnaa vo oa huomaava ukja vaaavaa hkomp, pää äaa jäjyä kkä kno agn gnaan oamk. Tähän käyään nn anoua kuomampdann moduaaoa, n muodoama vunauhoja kä apukanoaaoja. SEQ-jäjmää aa ukjan ähy kykään aka ajon yhy po päää. Nämä kako unn huomaa ja uoaa ndn akana oman ähyknä. Täan jäjyn haapuona on pavn honyöön kakamnn ag kakon ajak, jon vanaan on vamava kondnaaon a paojn avua. [1, 13] 2.3.1 Taajuu Ehkä kakkn yn apa uoka RFID-jäjmä, on ndn omnaaajuu. E akmmn anouna aajuu, joa ukja ähää gnaaaan. Tunn vaaa käyännöä ana amaa aajuuda. Y oan aajuu määää agn ja ukjan vän yhydn mahdon daanopudn: mä kokamp aajuu, ä uump nopu. Kunkaan nopu o anoa huomoava kka vaaa opmaaa aajuua ovuk, vaan muun muaa ympäökjä ova myö äkää amaa. Emkk unnavan nn maaa, kun ma, n a pap, a mahdonn mudn adoaaoja uoavn adn, kun mkk mkoaaouunn, kaukoäämn ja adopuhmn, ähyy vova ahuaa häöä y aajuuk. Y oan kokamp aajuu mk pnmmän kokoa annna, pnmpää aga ja uumpaa ukuäyyä - kä myö ukmpa vanomamäääykä adognaan käyöä ja kokampa kuannuka. [11] Akuvaha RFID-a käyvä ua aajuuka, mua nykyään yyn aajuud ova jakaanun njä aajuuau. Nädn aajuuaudn ää RFID-ovuk käyävä ynä nvapaa ISM-kaoja (Indua-Scnfc- Mdca), joka ova akou o, ja ääk RF-ovuk. Taajuukaojn jako on ähä ja yhykä y hman avoa, on o ova nmä. Tää yöä käyään kunkn ähn 1 maa. RFID:n y käyämä aajuukaa ova: LF (Low Fquncy), 30-300 khz o RFID-käyöä ää kaaa 125-134 khz ( ISM) HF (Hgh Fquncy) a RF (Rado Fquncy), 3-30 MHz o RFID-käyöä 13,56 MHz UHF (Ua Hgh Fquncy), 300 MHz-3 GHz o RFID-käyöä 866 MHz (EU, ISM), 915 MHz (USA) Mkoaao, 3-30 GHz o RFID-käyöä 2,4 GHz ja 5,8 GHz Läk RFID-käyöä on muakn aajuuka, mua nää yä ndn käyö on nykypävänä vähää. [1, 4, 14] ngannnknn m oad moduaon, käyään ää yöä uomnnoa kuomampdann moduaao

2 RFID-jäjmä 12 LF-kaaa o määy ISM-käyöön, mua ä käyään yyp nn anoua SRD-ovuka (Sho Rang Dvc). SRD on Euoopan Poukn ja Tvnnän Vavonajäjö CEPT:n (Confénc Euopénn d admnaon d Po d Téécommuncaon) määmä yhyn kanamana adoa, joka ahua mkävä häöä ympän. Vakka ää kaaa käyäänkn ynä uumpa knän vomakkuuka kun mua kaoa, on RFID-ovun ukuäyy hyvn pn, äh koku, ja ukunopu hda. Touu on kunkn dua ja k aajuua käyään mkk kuunvavonnaa ja änn unnuka. Läk ämä maaa aajuu om kokampa pammn man ja nn ähyydä. Kaan huonona puona on kova uuhkauu, koka o ISM-kaa, mua oaaa RFID:ä uuhkauu juu hä, koka ukuäyy on nn pn. Tää pkn aaojn kaaa omva, RFID:n äk, pkää kanomakaa dun kuannukn vaava adoovuk, kun maun ja mknn käyämä navgonovuk (mkk LORAN (Long Rang Navgaon) ja Dcca), akagnaapavu ja oaadoovuk. [1, 3, 4, 8] HF-kaaa omva 13,56 mgahn RFID on än uou pavn agn yhyn kanaman ovuka, koka on opva kompom koon ja ukuäyydn vää kä p ova yä ja dua. Lukuäyy kavaa LF-aajuukn äh kokuka muuamn kymmnn nhn, jopa mn, ja ukunopu paan huomaava. Tämän aajuukaan on nnakou kavaavan uooaan RFID-käyöä kakkn nn, jopa nn pajon, ä 13,56 MHz:n unndn määä yää pan kaknka mudn aajuukn unndn määä yhnä (kuva 2-6). Yä HF-kaaa omva RFIDovuka ova kuunvavona- ja hnkönunnuovuk kä mkk apkkn hyyöä käyävä ääkknunnujäjmä, ä HF-aajuu ovuu myö mko hyvn nä äävn kohdn unnukn. Tääkn aajuuda om myö mua ovuka, mkk ua a kauko-ohjam. [1, 8, 14] UHF-kaaa RFID-ovuka ouaan ua aajuuka. Euoopaa käyävä 866 MHz:n kaa o ISM-käyöön pfou, mua CEPT on määäny n jänmaaan SRD-käyöön. Nän on on ova myö RFID: ja onkn hyvn ynn nä käyöä. Vaaava aajuukaa Euoopan ukopuoa on 915 MHz:n au, joka on Pohjo-Amkaa, oaa Eä-Amkkaa ja Auaaa määäy ISMkäyöön. UHF-jäjmn una vaaa maaampn aajuukn ova vä pdmp ukuäyy kä huomaava uump ukunopu. Nädn omnauukn anoa a opva ovukn, joa ukjan knää vo oa yhäaka aoja a jopa uhana uava koha, kun ouudn uoanokjun uanajäjmä. UHF-gnaa hjauu ja vamn vomakkaa nä ja maa, jon o ova ndn yhydä käyäväk. Mua UHF-kaaa käyävä aa vova oa muun muaa vo, ado ja angaoma puhm. [1, 8, 11, 14, 28] Mkoaaoaajuukn kä vah hman ppun yhydä, joa ä käään. Toaa mkoaaoaun vodaan uka kakk aajuud vää 300 MHz 300 GHz, mua oknn yhydä au un ajaaan vä 3-30 GHz. RFID-käyöä aa 2,4 GHz:n kaa uaan myö mkoaaoau, johun n omnauuka, joka ova

2 RFID-jäjmä 13 ähmpänä mkoaaokaa yypä omnauuka kun UHF-kaan aapäää ovn RFID-aajuukn omnauuka. RFID-käyöä ymmä mkoaaoaajuud ova 2,4 GHz ja 5,8 GHz. Nä aajuuk on yypä än uu ukunopu ja kohuun hyvä ukuäyy. Eäyy on käyännöä amaa uokkaa kun UHF-aajuukakn, ja myö ämän aajuudn a ongma uoava nn a man ähyydä ova ag, jodn ukmnn onnuu vä pammn mkk LF-aajuuka. Mkoaaoaajuuka käyään pajon akva ja puoakva RFID-ovuka kä muun muaa ouuauomaaon paa, joa un avaan uua ukunopua. Mua nää kaoa omva ovuka ova mkk WLAN-, Buooh-donoknka kä mkoaaouun, jodn ähyy hä vä ukjan omnaa. [1, 11, 34] 1500 Mjoonaa unna 1000 500 UHF (868/915 MHz) Mcowav (2,45 GHz) LF (< 135 khz) HF (13,56 MHz) 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Kuva 2-6: Maaman RFID-unnmakknodn avou jakaanumnn aajuukn vä [1] 2.3.2 Kykyymapa RFID-jäjmä vodaan jaoa myö nn anoun kykyymavan mukaan. Kykyymnn, yhydn muodoumnn, vo apahua ähköknän omnauukn avua. Nämä vahohdo ova: ähkön knän avua (kapavnn kykyymnn) magnn knän avua (ndukvnn kykyymnn) ähkömagnn aaojn avua (akanona & pna-aku aao) Läk ähän yn, jäjmä vodaan jaoa myö fyyn kykyymäyydn pua, kunka kaukana ukjaa kykyymnn apahuu: yhyn kykyymäyydn jäjmä (< 1 cm) kkpkän kykyymäyydn jäjmä (< 1 m) pkän kykyymäyydn jäjmä (> 1 m) uomnnu ää yöä ngannnk m co coupng ym, mo coupng ym ja ong ang ym

2 RFID-jäjmä 14 Sähkömagnnn knä vodaan jakaa kahn pääoaan n omnauukn pua, äh- ja kaukoknään (k. uku 3.2). Tämän äk, ähknä vodaan vä aknnua hauaa jakaa kahn oaan, akvn ja ävään ähknään. Lähnnä annna ovan oan nm on akvnn ähknä, joa knän akvnn oa on ävää oaa uump. Syää kaumma annna, uaava oa ävä ähknä, joa annnn ävä oa on kavanu akva uummak ja äyomnauud muuuva äyydn mukaan. Kaumpana annna ova oa on nmään kaukoknä, joa äyomnauud vä nää juu muuu äyydn mukaan, knä anoaaan pnn kaumma mnää. Nää aua kunkaan voda ajaa aka, koka knä muuuu vähn, mua äh- ja kaukoknän ajana vodaan pää äyyä: = 2D 2 /λ, joa D on annnn uun ma äyuunaavaaan kohuoaa aoa, ja λ on kyä ovan aajuudn aaonpuu. Aaa havannoaan kuvaa 2-7 ähy- ja vaaanooannnn avua. [1, 3, 4] Sgnaan ähy D Rakvnn ähknä Sävä ähknä 2D 2 /λ Kaukoknä Sgnaan vaaanoo Kykyymnn ähkö- a magnknän väykä Kykyymnn ähkömagnn knän väykä Kuva 2-7: Sähkömagnnn knä jakauuu äh- ja kaukoknään, ja ähknä dn akvn ja ävään oaan [3] Lähknää kykyymnn on ndukva a kapava. Indukva kykyymä ähyknä o uunnaava ja annnna ova uu mukkaannn ka. Väandn vakuu ää vakua mkvä donoon, koka äyn magnknä äpä hyvn -maa ana. Nän on mnmä op hyvn myö vakn oouhn. Kapava kykyymä käyään aokondnaaoa, joka ova jou opnna y. Kykyymnn onnuu van, kun ukjan ja agn annn ova auna kohdakkan. Non 90 % nykyä RFID-jäjmä puuu ndukvn kykyymn. [1, 3, 4] Kaukoknää ndukvnn kykyymnn o mahdoa, koka aao vävä ympäöön. Pkä ukuäyykä käyäänkn kykyymn UHF- ja mkoaaoaun ähkömagna aaoja, ja kommunkon puuu äön ymmn moduodun aaon akanonaan. Kaukoknäannn ova ynä onanannnja, mkk dpo-annn a IFA (h Invd F-Annna). [4] Eän yhyn omnaäyydn (< 1 cm) RFID-jäjmä kuuaan nmä yhyn kykyymäyydn jäjmä. Nää jäjmä kykyymnn vo apahua joko ähkön a magnn ähköknän avua, kykyymnn vo oa joko kapavnn a ndukvnn. Lähknä-jäjmn aajuu vah LF- a HFaua, käyännöä on joko 135 khz a 13,56 MHz. Taajuuda ää o kovnkaan uua mkyä ovukn kannaa, koka ukuäyy on kunkn nn

2 RFID-jäjmä 15 yhy, äh koku. Eän yhyn ukuäyydn käyö mahdoaa myö uumman honon, jon unaakn hoa kuuavn pn käyö on unna mahdoa. Lähknää kykyyvä jäjmä käyään ukkaa ouvaa vaava ovuka, kun ovn ukujäjmä. [1, 3] RFID-jäjmä, jodn uku- ja kjouäyy on a yhdn mn uokkaa, kuuaan kkpkän kykyymäyydn jäjmk. Läh kaka nää jäjmä kykyymnn apahuu ähköknän magnknän avua, kykyymn on ndukvnn. Nän on ämän äyydn jäjmä kuuaankn myö nmä ndukv adojäjmä. Indukvn äk ä kykyymäyyd on myö omaa joakn ähköknän ähkön knän avua kykyymn uoava, nn anouja kapava, jäjmä, mua ndn ouu on än pn. Myö nädn jäjmn ymmä aajuud ova 135 khz ja 13,56MHz. [1, 4] Skä y yhdn mn omnaäyyn yävä RFID-jäjmä kuuaan nmä pkän kykyymäyydn jäjmä, ja ndn kykyymnn apahuu äyknän kaukoknää, ähkömagnn knän avua, käyän UHF- a mkoaaoaun aajuuka (868/915 MHz, 2,4 GHz, 5,8 GHz). Suu oa nää jäjmä om nn anoua akanona-paaa, jon nä kuuaan myö än akanonajäjmk. Takanonnan jaan jokn mkoaaoaua käyävä aa vova kunkn oma pna-akun aaohn puun. Kaukoknää kykyyvä jäjmä omva yyp non komn mn ukuäyydä pava aga ja akva pääään jopa 15 mn ja y. [1, 11] Kykyymn yvä paam on koou auukkoon 2-2. Kykyym- Kykyymyypp aajuud Ymmä Jäjmäyypp Knän au omnaäyy Co coupng Indukvnn, 135 khz, < 1 cm Lähknä ym kapavnn 13.56 MHz Rmo coupng Indukvnn, 135 khz, 1 cm 1 m Lähknä ym kapavnn 13.56 MHz Long-ang Takanona, 868/915 MHz, > 1 m Kaukoknä ym SAW 2.4 GHz, 5.8 Ghz Tauukko 2-2: RFID-jäjmän kykyymn yvn paamn vä uh 2.3.3 Akvnn a pavnn Koma un käyy ja onnann RFID-jäjmn uokupu on jäjmän akvuu a pavuu. Takmmn anouna kyä on agn, unnn, akvuu a pavuu, koka mä kuvaaan agn nganaanpaaa. Läk käyöä vo vä nädn kahdn äk oa m puo- a makvuu. Pava aga o omaa vaähdä. N aava kakn avmana ngan ukjan uoamaa ähkömagna knää., väkä nän on vo oma mkä vä o ukjan väömää ähyydä. Saapuaan ukjan knään, pavnn ag m ukjan äyknää ngaa, joa agn äämä komponn häävä ja pyyvä ngannnknn m backca ngannnknn m Sufac Acouc Wav, SAW

2 RFID-jäjmä 16 kommunkomaan agn unndaan ukja. Pav ag ova än hapoja vamaa, dua ja monkäyöä, kä äk ndn omna-aka on ajaon. Nädn omnauukna aka pavn jäjmn uoo onkn uua kavua ua ovuaoa. Yk äkmpä kavuaoja on ogkka ja n ovuk, mkk päväavaakaupan ja hn yvn an kujukjujn uana koko uon nkaan ajan, vamunjaa oppukäyäjä aakka. [8, 11] Akva aga (kuva 2-8) aa on oma vaähnä, ynä pao, joka uoaa agn komponn ngaa. Tämä mahdoaa pdmmän omnaäyydn, uumman ukuakkuudn kä monpuomman nfomaaon ämn ja poonnn. Samaa kunkn agn koko uun, hna nou ja käyömukavuu huonon, koka paoa aga voda ää nn huomaamaoma kun ohu ja jouava pavnn ag. Samon käyävyyä hankaoaa käyöän yhnmnn, joka johuu paon kuuma ja yhjnmä. Akv ag opva pammn ovukn, joa ukuoouhdn vuok avaan vakaaa ukjan ja unnn vää pkän äyydn kommunkaaoa. Täaa ova m. dn knn uana ja umaku kä uun avaakonn kkdn uaamnn mkk aama a vaaoaua. Pav ag aa opva ovukn, joa on uu määä uoa, ukuäyyd yhyä, makmaan 2-5 mä, ja ängan aan hankaaa. Nää mkknä ova vähäkaupan häym, änn unnu, ähköukkojn avaamnn kä jo dä manu ogkan kujukjujn uanajäjmä. [9, 11] Puo- makv (a vamajaa ppun mpav, nmy vah) ag äävä myö akvn apaan paon, jonka avua unnn konkka om. Kunkn makv ag mvä ukjan äyknää ngaa häääkn pnä ja käyävä ä myö gnaan ähämn akan ukja. Smakvn agn pao kää ynä ua vuoa, koka ä käyään van kun ag on ukjan knää ja akvounu. Tämän yyppn agn ä hyvn ynn käyökohd on u, joa ukma, pan kuuma, apahuu van muuaman kunnn ajan on äön. [11] Kuva 2-8: Eco Mmoy Sym:n vamama akva RFID-agja, joa vahdava pao [15]

3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID 17 3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID Kan ähkömagnn oan mukaan ähkömagnn äyn ynymnn vodaan maa y yhdä aua: Sähkömagnn äyn ähnä on ähkövaau, jonka knopudn avo a uuna a momma ova muuoaa. Tää vodaan johaa, ä vaau joka on pakaaan a kkuu uoavvaa aaa vakonopuda, mo ähkömagna äyä. Säyn muodoumn avaan kä muuuva ähkö- ä muuuva magnknä. Nämä momma muodouva van, kun ähkövaau on khyvää a hdauvaa kkä. Sähkömagnnn aao on nvää a ovaa aaokä, jonka kak pääkomponna ova ähköknän vomakkuu E ja magnvuon hy B. Sähkömagn aao pä ana, ä vko E ja B ova kohuoaa oaan ja kohuoaa aaon nmuunaan nähdn, kun kuvaa 3-1 nähdään. [1, 4] RFID-knkka puoaan puuu nähn adoaajun ähkömagnn aaohn ja knn, ja n vanann dono apahuu magnn (ndukvnn), ähkön (kapavnn) a ähkömagnn kykyymn avua. [1, 4] Kuva 3-1: Sähkömagnnn aao ja n pääkomponn [18]

3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID 18 3.1 Maxwn yhäö Sähkömagnn aaon muodoava muuuva ähkö- ja magnknä ova ajan ja pakan funkoa. Skoanann fyykko Jam Ck Maxw (1831-1879) vuonna 1864 ähkön ja magnn knn käyäyymä ja vuoovakuua kuvaava nn anou Maxwn yhäö, joa vodaan aka ähkö- ja magnknä avauudn jokaa pä. Nää yhäöä on yhdy Ampn vaak, Faadayn ndukoak ja Gaun ähkö- ja magnvuoak yhnäk kokonauudk kä äy Ampn vaakn ovam. Maxwn khyyö o nä mä kkä nykymaamankn kannaa, ä nähn yhäöhn puuu uu oa nykyakaa ähköknkaa. Maxwn yhäödn kä nn anoujn väanyhäödn avua vodaan maa kakk unnu ähkömagn mö. Dffnaamuodoa Maxwn yhäö vodaan ää uaava: Ja väanyhäö: E = D H = J + B (3-1) (3-2) D = (3-3) B = 0 (3-4) D = E (3-5) B = H (3-6) Yhäöä = dvgn [1/m] = ooo [1/m] = j, 2 f E = ähköknän vomakkuu [V/m] H = magnknän vomakkuu [A/m] D = ähkövuon hy [C/m] J = ähkövan hy [A/m 2 ] B = magnvuon hy [T] = ähkönn vaauhy (hoo) [C/m 3 ] = väann dkyyvako (pon) = väann pmab (myy) Yhäö 3-1 on Faadayn ndukoak, 3-2 Ampn vaak ja hn Maxwn äy, 3-3 Gaun ähkövuoak ja 3-4 Gaun magnvuoak. [3, 4, 16, 21, 33]

3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID 19 Maxwn yhäö on y kjauuda ua aa uknoja. Suaavaa ova mkk mamaa-ana uknna ja uua kvaavnn van:. Sähkövuon hydn pnangaa ujun pnnan äp on yhä uu kun kokonavaau pnnan ää (ähkön vaaukn jakauma määää ähköknän). Magnvuon hydn pnangaa ujun pnnan äp on noa (magnvuovva ova ujuja, magna vaauka o omaa).. Sähköknän vvangaa ujua mukkaa pkn on yhä uu kun mukan äp kukvan magnvuon ngavnn akadvaaa (muuuva magnvuo ynnyää ähköknän) v. Magnknän vvangaa ujua mukkaa pkn on yhä uu kun mukan äp kukvan kokonavan ja ähkövuon akadvaaan umma (kä kkuva vaau (va) ä muuuva ähkövuo ynnyävä magnknän) Koko ähkömagnn aaon ynymä vodaan kuvaa ymmäävä ja havanno Maxwn yhäödn kvaavn uknojn avua. Ajaaan vamukkaa, jonka va muuuu. Muuuva va uo muuuvan magnknän (yhäö v), joka puoaan uo muuuvan ähköknän (yhäö ), ja dn muuuva ähköknä uo aa muuuvan magnknän (yhäö v) ja nn dn. Kuva 3-2 havannoaa nvän aaon ynymä. [17] I H E Kuva 3-2: Vamukan ynnyämä ähkömagnnn aao (vyydn vuok van muuama vuovva mky) [17]

3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID 20 3.2 Sähkömagnn knän ja aaon muodoumnn Sähkömagnn knän ja aaon ynymnn vodaan jakaa kä kahn oaan. Enmmää oaa aao muodouu ja äh kk, oa on jo omaa ja kkuu npän. Tähän möön yvä o kä ähknä ja kaukoknä, joka kuvaaan uaavaa akmmn. 3.2.1 Lähknä Annnn ää muodoaa magnn knän. Magnnn knä vää ja vähn hn muodouu ndukon avua myö kavava ähköknän ouu. Määäyä vaha knä muodoava ähkömagnn aaon, joka auuu annna ja jakaa nmään npän. Samaa uudn aaon muodoumnn annna akaa. Tämä au, joka on aaon auumkohaa ähmpänä annna, on nmään ähknä. Imöä on havannou kuvaa 3-3. Iauumkohdan äyy annna on nykkäännön mukaan uunnn: a vahoho, joa (3-7) 2 2 2D (3-8) λ = aaonpuu vapaaa aa(ambda) D = annnn uun ma kohuoaan äyn uunaa vaaan [1, 19] Lähknä vodaan jakaa vä kahn oaan: akvnn ähknä ja ävä ähknä. akva ähknää knän akvnn oa on uump kun ävä oa. Sävää oaa, nn anoua Fnn knää, ävä oa on vomakkaamp, ja myö annnn äyomnauud muuuva äyydn mukaan. Rakvn ähknän ja Fnn knän aja vodaan uunaa anava aka kaavaa: 3 D F 0,62 * (3-9) [19]

3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID 21 Kuva 3-3: Sä hk ö magn na a onmuod o um n nj a oa m n n.enn n oamkohaa kyä ähknä ja oamn jäkn kaukoknä [20] 3.2.2 Kaukoknä Sähkömagnn aaon muodoum- j a oa m k ohd a n jäkä oaa kuuaan nmä kaukoknä. Tää aua jo makaa popän ovaa aaoa nää aada paaamaan annnn ndukvn a kapavn kykyymn avua, kun ähknää, vaan donon on ummn puuava akanonaan. Kaukoknää annnn äyomnauud vä juu nää muuu äyydn mukaan, kun Fnn knää, vaan knä anoaaan hkkn äyydn kavaa. [1] Koka ää yöä käään HF-aajuua, ja HF-aajun RFID-jäjmn kykyymnn apahuu ähknää, kkyään ähknän omnaan. Nän on ähkömagnn aaon omna yön pn kuuu, ä kykyymn apahua magnknän avua, ähkömagnnn aao o vä hny muodoua. 3.3 Thono ag magnknän avua 13,56 MHz:n aajun RFID-jäjmän apauka kykyymnn apahuu ähknää, ja ummn ndukv magnknän avua. Tää uvua käydään äp akmmn magnknän oaa kä ndukvn kyknnän paaa.

3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID 22 3.3.1 Magnknän vomakkuu Jokann kkä ova vaau ynnyää magnknän (kuva 3-4), jonka vomakkuua kuvaaan uua magnknän vomakkuu, H. Magnknän vomakkuudn ykkkö on ampa mä A/m. Ean johmn magnknän vomakkuudn akmn ovaan aua: ma g n k n ä nvo ma k k uu d nkä y ä n g a a u j u ak ä y ä äp k nony h äk u n n y nny ä v nv oj nv o ma kk uuk n umma, H d I (3-11) Eään koapaukn, uoan johmn, magnknän vomakkuu ympyämää knävvaa pkn äyydä on vako ja vodaan aka kaavaa: I H 2 (3-12) H H I + H I + Magnknän vvoja Kuva 3-4: Magnknä muodouu jokan johmn, joa kkuu ähkövaauka, ympä [1] Magnmn määää, avaaan kään kun magnknän vvojn kokonamääää, kuvaa onn uu, magn v u o,φ(f) (k. uku 3.3.2). Sn ykkkö on Wb (1 Wb = 1 vokun [V]). [1, 29, 33] Lyhyn ka-annnn magnknä Nn anoua yhyä ökaa a johdnmukkaa käyään ndukv kykyyvä RFID-ukjoa annnna uomaan magn vahvaa knää (kuva 3-5).

3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID 23 x H d R Kuva 3-5: Lyhy ka ja n muodoama magnknä. Kaa käyään ndukv kykyyvn RFID-jäjmn annnna [1] Jo maupä ähdään ämään kan kkpä x-akn uuna popän, magnknän vomakkuu H pnn äyydn x kavaa. Takmmaa anayya huomaaan, ä knän vomakkuu uha kan än R pyyy vakona y äyyd aakka, ja puoaa n vomakkaa, kun kuvan 3-6 käyä nähdään. [1] Magnknän vomakkuu H (A/m) 1000 100 10 1 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,00001 R = 1cm R = 7,5cm 0,000001 R = 55cm 0,0000001 0,00000001 0,001 0,01 0,1 1 10 Eäyy x (m) Kuva 3-6: Lyhyn kan magnknän vomakkuudn hkknmnn äyydn kavaa kuvan 3-5 x-akn uunaan. Kon määä ja kaa kukva va ova kaka apauka amoja, anoaaan äd muuuu [1]

3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID 24 Vapaaa aa knän hkknmnn on ähknän aua non 60 db dkada kohdn, ja yää kaukoknään hkknmnn hdauu non 20 db:n dkada. Magnknän uuuudn akmn ähknää, nmnomaan yhyn ka-annnn apauka, vodaan käyää uaavaa kaavaa:, joa 2 I N R H (3-13) 2 2 3 2 ( R x ) I = van uuuu N = kan kon määä R = kan kon äd x = äyy kan kkä x-akn uunaan Kaavaa ovaa on myö huomoava, ä d R (kuvaa 3-5), ja x. 2 Eäyydn x oa 0, on anon maupn oa kan kkä, kaava vodaan upaa muooon: H I N (3-14) 2R Pyöää ka-annna monmukampaa on aka nkuman ka-annnn magnknää. Tämän yyppä annna käyään un ähyannnna myö RFIDkäyöä. Nkuman (koko a b ) ka-annnn muodoaman magnknän vomakkuu äyydä x akaan kaavaa: N I ab 1 1 H (3-15) [1] 2 2 2 2 4 a b a 2 b 2 2 x x 2 2 2 2 x Kuvan 3-6 käyn pua vodaan myö mnää mnknonn huomo, ä kan kkuaa kaumpaa ähyää magnknä nn uun mä ähmmä kaa ja n kkuaa uaan, mua uunmnn aaanuu ja oppuu, kun pääään a än R äyykn. Pnä kaa knän vomakkuu kan kkä on uump kun uua kaa, mua uun kan knä aa on uump uumma äyykä kan kkuaa. Tämä kka on yyä huomoda uunnaa RFID-annnja. Mkä annnkan ädä R muunnaan n, ä maupn äyy x on vako, amon kun kaa kukva va I, havaaan, ä magnknän vomakkuu H on kokmmaan yä äyydn ja än uha. Tää vodaan oda, ä joka RFID-jäjmän ukuäyyd on oma opmaan kan änä, annnkokona. Tämä annnkoko aadaan v uaava: magnknän uuuua

3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID 25 kan än uhn kuvaa funko H R (k. kaava 3-13). Löyääkn uumman knän avon, on öydävä funkon huppukoha, dvoava ja määävä dvaaan noakohda. Dvaaak aadaan H ' ( R) 2 I N R 3 I N R3 ( R 2 x 2 ) 3 ( R 2 x 2 ) ( R 2 x 2 ) 3 (3-16), ja n noakohdk R1 x 2 R2 x 2 (3-17) Nän vodaan oda, ä opmaan annnkan äd on non puooakann hauuun ukuäyyn nähdn ( 2 1,41 ). Ngavnn onn noakohdan avo johuu ä, ä annn ä amanaa knää myö on uunaan x-aka pkn dää. [1] 3.3.2 Magnvuo ja magnvuon hy Kan muodoama magnknä uo voman johon magnnn nua ago. Mkä kaan äään maydän, kakkn mudn oouhdn äyä nnaaan, ago nua vomakkaammn. Komäään ja van äyä amona, myö magnknän vomakkuu on dn ama (kaava 3-14). Kunkn magnvuo, magnknän vvojn ukumäää, on kavanu. Tämä kavaaa myö nuaan vakuavaa vomaa. [1] Kan äp kukvn magnknän vvojn kokonaukumääää kuvaaan uua magn v uoφ. Magnvuon hy B on aa uu, joka ää magnvuon havannoavan aun kokoon A. Kan magnvuon kaava on: B A (3-18) Magnvuon hydn ja magnknän vomakkuudn vää va väana ppuva yhy, joka on: B H (3-19), joa on väann pmab, magnnn johavuu. [1] 3.3.3 Indukan Magnknä, ja nän on myö magnvuo, muodouu ana mnkä ahana muoon johmn ympä. Magnvuo on yn vomaka, mkä johdn on mukan muodoa ( ka). Ynä ka-annna mukoa on nmmän kun yk pääkkän, on anon N kappaa, joa jokaa kää ama va I. Jokann

3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID 26 nää mukoa uoaa ama ouudn magnvuoa kokonavuohon, nn anouun käämvuohon Ψ(p). Tämän käämvuon, joka muodouu van I kämän mukan ä, uhda mukaa kävään vaan, kuvaaan ndukana L (kuva 3-7), jonka ykkkö on hny [H]. N N H A L I I I (3-20) Indukan on ä johdnmukodn ja kojn kknn omnauu. S ppuu äyn mukan kkä ovan ann maaan omnauuka, n pmaba, kä myö n fyyä muodoa. [1] Φ(I), Ψ(I) A I Vamukka Kuva 3-7: Indukan määää mukodn äp muodounn magnvuon kokonamäään, käämvuon Ψ,j amukaa kukvan van I vän uhn [1] 3.3.4 Kknändukan Mkä vamukan X, joa kää va Ix, ähyyn uodaan onn vamukka Y, muodouu myö Y:n äp X:n, a akmmn Ix:n, ahuamana magnvuo Ψy(Ix), joka on oa X:n vuoa Ψx(Ix) (kuva 3-8). Smuka ova kään kun kykyyn ona ämän oan magnvuon avua, jonka uuuun vakuava johdnn muoo, ano kä väandn maaa johdnn ää. Tähän möön yvä uu on kknändukan M, ykkkö hny, joka kuvaa jäkmmän mukan Y äp Ix:n vakuuka muodouvan kokonavuon Ψy(Ix), ja nmmää mukaa X kukvan van Ix uhda. E

3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID 27 y ( I x ) M yx Ix (3-21) Kknändukann vuoovakuu-uona johun, pä ana myö: M M yx M xy (3-22) Kknändukan kuvaa kahdn johmn kykyymä ona magnknn avua. Tähän magnn kykyymn puuu myö äh kakkn ähknää omvn, ndukv kykyyvn, RFID-jäjmn omna. [1] Φx(Ix), Ψx(Ix) By(Ix) Ay Ax Ix Kokonavuo Ψy(Ix) Kuva 3-8: Va Ix ahuaa oan magnvuon ymn myö on johdnmukkaan Y [1] Lähmää kk kaavaa 3-21, aadaan kaavojn 3-20, 3-13, 3-22 ja A R 2 avua johdua kknändukan onn, un käyökpomp määmä: 0 Nx R x2 Ny R y2 M yx 3 2 R y2 x 2, joa μ0 = yhjön p m a b =4πx1 0-7 H/m Nx = kan X kon ukumäää Rx = kan X äd [m] Ny = kan Y kon ukumäää Ry = kan Y äd [m] x = kojn kkpdn vänn äyy [m] Kaava on johdu ähä [1], vua 68 70. [1] (3-23)

3 Sähkömagnkka ja HF-aajunn RFID 28 3.3.5 Tagn honyöö Pava RFID-jäjmä agn honyöö apahuu kokonaan ukjan ämän ngan avua. Indukv kykyyvä jäjmä ag kykyyy ukjan magnknään kuvan 3-9 muka. Smukka L 1 kuvaa ukjan annna ja mukka L 2 agn annna. Lukjan annnn yöään jänn u 1 ja hn muodouu va 1. Kun agn annn uodaan ukjan äh, kykyyy kknändukann M muka mukaan, ja hn muodouu va 2 ja jänn u 2. Ran R 2 kuvaa agannnn johdnana ja R L agn mkopn ahuamaa kuomaa ja vankuuua. Jänn u 2 on jänn, jonka avua ag ja n komponn omva. [1] B 2 ( 1 ) L 2 1 M 2 R 2 u 2 R L M L 1 L 2 u 2 u 1 L 1 Kuva 3-9: Vammaa magn kykyyn johdnmuka, okaa aman ann vanp [1]

4 Eaa annnyyppjä 29 4 Eaa annnyyppjä Annnja on omaa ua aa yyppjä. Lanka-annn on hkä unnun annnyypp, koka nä käyään hyvn pajon mkk auoa, aknnuka, vnä, nokona jn. Lanka-annn vova oa maa (kuva 4-1). Dpo on uoa anka, mukka-annn on ynä pyöä a nkumann mukka ja hx on paamann anka-annn. Pyöä mukka on hppo vamaa jon on mukoa yn. HF-aajua RFID-ovuka käyään ummn ka-annna, joka on myö anka-annn. Ka-annna on ua annnmukoa yhdy ona yhdk kokonauudk hokkuudn paanamk. [22] Kuva 4-1: Lanka-annnja, vammaa dpo-annn ja okaa mukka [24] Luka-annn ova ynä kakpuo pvy hyjä annnja (kuva 4-2), joa aapuo on maaaoa, vää ana ja yäpnnaa on äymn, joka vo oa mkk pyöä, nkumo a nä koouva kuvo. Myö mua kuvoa käyään ana ja oouha ppun. Luka-annn ova än monkäyöä, koka n ova hppoja vamaa ja anaa, kävä hyvn vaka oouha ja ndn ähkö omnauud ova monpuo. Luka-annnn ovukoha ova muun muaa nokon, auo, makapuhm ja jopa ohjuk. [22] Kuva 4-2: Pvy hyjä uka-annnja

4 Eaa annnyyppjä 30 Ryhmäannna on uamp äymn yhdn jaan, nmnä muka mnn yhmä. Täann mnyhmä on ähkö pajon monpuomp kun ykänn mn ja vodaan mkk opmoda jonkn yn uunnan äyhon kavaamn ja mudn uunn mnmonn. Ryhmäannn vova oa muodouja muun muaa ukoa, dpoa a ovannna. [22] Mua manava annnyyppjä ova, koka aajuuka käyävä ov- a aukkoannn, jäkoko paabo hjauannn, jodn hjaupna vo oa jopa aoja mjä hakajaaan, kä hman pnmmä nannn. Tämän yyppä akauja käyään kommunkoaa än pkn äyykn päähän, mkk avauun. [22] Suaavaa määään akmmn kahdn annnn puyypn ähkö- ja magnknn aukk ja ndn muodoumnn. Nämä annnyyp ova daann dpo ja pn mukka-annn (kuva 4-3), joka ova ona ähkö ja magn van. N ova momma nn anou ähkö pnä, ndn fyynn koko on huomaava pnmp kun annnn ämän aaon puu. 4.1 Idaann dpo Idaann dpo on ääömän pn äymn, joka kujaa vakomuooa vaa (vah ja ampud) puuna y. Ja kun odua, on magnn pnn mukka-annnn ähkönn van. θ θ Ra Φa (a) Ra Φa (b) Kuva 4-3: Idaann dpo (a) ja pn mukka-annn (b) Idaan dpon ähkö- ja magnknn aukkdn määämä van u nn määää vanhyn puun vkoponaa, joa dn pääään annnn ähköknän aukkn. Sähköknän aukka aa vodaan johaa

4 Eaa annnyyppjä 31 magnknän auk. Idaan dpon, jonka puu on d, ähkö- ja magnknn aukk ova: 1 Id 1 E 0 2 2 co j Ra 2 3 4 j Ra j Ra 1 Id 1 1 j Ra 0 2 n 2 3 j R 4 a j Ra j Ra 1 j Ra Id 1 H 2 n 2 j R 4 j R a a (4-1) (4-2) [14, 33], joa 0 = vapaan an mpdan 0 μ0 = yhjön pmab = 4πx10-7 H/m ε 0 = yhjön pmvyy = 8,8542 F/m 0 0 = vapaan an aaouku Ra = annnn äyy d = annnn puu,, = ykkkövko paokoodnaaoa (äd, vaao ja amuu) 0 Kaavoa havaaan, ä knä ova ppuvaa annnn äyydä Ra. Kun β Ra << 1 (a Ra <<λ / 2π), komannn an m ova hava. Nää äyykä ähköknän vomakkuu on vannonn 1/Ra3:n, ja magnknän vomakkuu vannonn 1/Ra2:n. Tämä kynn au on annnn ähknä. [14, 33] Kun äyy Ra on kä uump kun λ / 2π, oaan annnn kaukoknää. Täön kaavojn nmmän an m ova hava, ja kä ähkö- ä magnknän auk on vannonn 1/Ra:ään. [14] Laukka ää akaaa havaaan myö, ä ähknää opoaa m j Ra ähyy avoa 1. Täön kaava vodaan ähknän oaa upaa muooon: E nf j 4 Ra Id H nf n 2 4 Ra ähknä = nf, na fd 2 co n 0 3 Id (4-3) (4-4) [14, 33]

4 Eaa annnyyppjä 32 Nää ähknää pävä aukka vodaan havaa, ä ähkö- ja magnknn ppuvuud äyydä Ra ova a. Samon nähdään, ä ähknää ähköknä on magnäänn, ja magnknä, nä on aaonpuudn njännkn (90º) uuunn vah-o. Tämä ooaa knän akvuudn: ngaa vapauuu ja vaaouu vuoon mompn knn vää, väkä knä o kykyyn ona. Kaukoknää ann on onn, ä knä ova ä magnäää ja amanvaha kä doka ona vapaan an mpdann kaua. Kaukoknää n muodoavakn ähkömagnn aaon. [2, 14] 4.2 Pn mukka-annn Akammn odun muka, pn mukka-annn on ähkön daan dpon magnnn van. Tämä akoaa ä, ä pnn mukka-annnn magnknän aukk äh- ja kaukoknää vaaava daan dpon ähköknän aukka amaa knän aua, ja pänvaon. Nän on pnn mukka-annnn, jonka puu on d, ähkö- ja magnknän aukkk aadaan: 1 Id 1 ˆ E 0 2 n j Ra 2 4 j R 1 R a a 1 Id 1 H 2 2 co j Ra ˆ 2 3 4 j Ra j Ra 1 Id 1 1 ˆ 2 n j Ra 2 3 4 j R j R j R a a a (4-5) (4-6) Vaaava kun daan dpon apauka, myö pnn mukka annnn aukk vodaan upaa ähknää muooon: Id ˆ E nf 0 n 2 4 Ra H nf j (4-7) Id ˆ 2 co ˆ n 3 4 Ra (4-8) [14, 33]

5 Maun ja ouukn uunnu 33 5 Maun ja ouukn uunnu Suunnaa RFID-ukjaomnauudn ämä mobn pääan, ää apauka makapuhmn, on uunnu jaava kn kokonauukn. Nää kokonauuka ova: konkan uunnu ohjmon uunnu annnn uunnu Läk on y huomoava dä manujn kokonauukn ämnn ona. Tämän dpomyön ahna on annnn uunnu. Ohjmon uunnun uoaa oapuo ja konkan uunnu hodaan käyämää vama ukjamoduua, joka on äan akoukn hyvn opva akau. 5.1 Moduun vana Tähän ovukn ovuva RFID-moduuja vamava ua yyk. Moduun vannaa on huomoava ää ovukohaa kjä, joka vaavan moduu pää äyää. Täkmmä k ova: moduun fyynn koko o oa on, ä moduu o uump kun puhmn akapna, johon ään, koka uu koko huonona käyömukavuua vä ukon annnn opo o uunnava ukonn annn on aaava yä moduun yhnopvn agn määä ja yyy o an on uava ympä ag-andadja, joa käyökohdn määä on mahdomman uu änäajapnna o moduun ämnn makapuhmn uoaan TTL-ajapnnan (Tano-Tano Logc) kaua pn vankuuu o moba omaa vankuuu on ana äkä k, koka vakuaa akun ja koko an omna-akaan. opva käyöjänn o moduun käyöjännn on oava ama, kun makapuhma uo aaava jänn dunn hna ja hyvä aaavuu

5 Maun ja ouukn uunnu 34 Nämä k huomodn, on käyäväk moduuk vau Yhdyvaaan SkyTk Inc:n vamama SkyModu M1 13,56 MHz RFID Rad/W moduu (kuva 5-1), jonka äkmmä omnauud on koou auukkoon 5-1: SkyModu M1 13,56 MHz Rad/W Taajuu: 13,56 MHz +/- 7 khz Fyynn koko: 40 mm x 38 mm x 5,7 mm Käyöjänn: 1,8 5,0 V Länäajapnna: UART (RS232 ja TTL), I2C, SPI Max. daanopu ovujäjmään: Max. daanopu RFajapnaan: Vankuuu: UART: 4800-57600 bp, I2C bu: 400 khz, SPI bu: 3MHz S pmod :6 0μA,I d mo d :1 0mA,Sc a nmod :1 10mA Annn: Sänn a ukonn 50 Ωpo Mu: 240 B käyäjädaaa, 8 kb ohjmodaaa 26 kbp ISO15693-ag, 106 kbp ISO14443A-ag Tauukko 5-1: SkyModu M1 moduun äkmmä omnauud [25] Tämä moduu äyää ammn manu äkmmä k, kun huomaaan: fyynn koko 40x38x5,7 mm on apk pn puhmn aua äväk, kun myöhmmn uvua 5.2.1 havaaan ukonn annn on ävä 50 Ω:n pon yhnopvn agn a kaaa mm. ymmä ja ukon oapuon apk määämä andad: ISO15693 ja ISO14443A änäajapnana avava TTL vankuuu kohuunn, on omnauu o kovn knn, koka ukjan opunn käyöaka on van joakn kunja kaaan, jon an akvuuaka vuookauda kunkaan o muuamaa mnuua nmpää käyöjänn op nykyn kännyköhn äväk, kännyköä 3,7 V ovuva hna ja aaavuu pyään vamamaan vamaa maamaa unnun ja uun vamajan uo Kuva 5-1: SkyModu M1 13,56 MHz RFID Rad/W [25] Käyävän moduun vanaa o uou ämän yön pua, vaan n on hny pojkn oapuo.

5 Maun ja ouukn uunnu 35 5.2 Annn Annnn uunnu on jaava kahn kokonauun: pfonn määyyn kä manamn. Spfon akoaa annnn omnauukn määämä, jodn pua mannu vodaan hdä. 5.2.1 Koko Tämän ovukn annna onn omnauu on koko, joka aa oa uump kun puhmn, johon knnään, akakan. Suunnun ähökohdak on ou Nokan S60 puhnn kkmääänn koko, koka ohjmonkhy on hauu pojkn on oapuon oma ähän puhnyhmään ouaa. Tukmaa nää ovua ukva puhnmaja ja ndn kokoja, aadaan uaava auukoa 5-2 nyvä avoja. Puhnma Noka 3230 Noka 3660 Noka 6600 Noka 6630 Noka 6670 Noka 6680 Noka 6681 Noka 7610 Noka E60 Noka N70 Koko (p. x v.) 109mm x 49mm 130mm x 57mm 109mm x 58mm 110mm x 60mm 109mm x 53mm 108mm x 55mm 108mm x 56mm 109mm x 53mm 115mm x 49mm 109mm x 53mm Tauukko 5-2: Nokan S60-puhnman fyyä kokoja, jodn avua pfodaan annnn makmkoko [26] Tauukon avojn pua vodaan määää annnn käyökpok makmkook 100 mm x 50 mm, jonka kokonn annn op hyvn kyn uvn puhnman akakann man, ä u hävä puhmn unoa y. Käyävän moduun koko on 40mm x 38mm, pnmp kun puhm, jon puhnn koko on ää akava kjä. 5.2.2 Sovu Annnn uunnua ä äkmmä huomoava koa on annnn ovu. Annnn pää oa ovu mpdanaan pä, johon kykään, vaaavak. Täön mahdomman pajon ähävän gnaan hoa yy pä annnn ja ä kaua ähykn, kä hjau akan pn ja annnn päopvaa oka. Impdan muodouu aaoaa, ana, ja magnääoaa, akana kaavan 5-1 muka. Rakan aa ahuuu kapaana ja ndukana. Annnn

5 Maun ja ouukn uunnu 36 mpdann määäyä aajuuda vakuava n muoo, maaa, n maaa, vojn puu ja pakuu, kan kon määä jn. Z = ZR + ZIm (5-1), joa ZR = mpdann aaoa ZIm = mpdann magnääoa Annnn mpdan ovaan pn, ää apauka moduun annnpon, mpdana vaaavak ovupä, joka koouu, apn mukaan, ana, kapaana ja ndukana. Tavona on aada annnn vamu mahdomman yknkak ja mnmoda vamukuannuk n, ä ovup on mahdomman yknkann. [17, 19, 29, 30] Koka ää yöä on kyä ähknää kykyyvä RFID-jäjmä, omnaäyy on kymmnn nn uokkaa, vodaan hdä ou, ä: Tomnaäyy on ämänyyppn ovukn ävä ja mahdomman hyvä annna, joka on ovu moduun opvak. Suunnavan annnn on äyävä kak äkää kä: koon on oava a 100mm x 50 mm mpdann oava ovu mahdomman yknkaa pä moduun mpdana vaaavak Moduun ukon annnn pon mpdan on auukon 5-1, muk a a n50ω, o n anon annnn mpdann aaoan o oava 50Ωj a ma g nääoan noa. 5.2.3 Mannu Annnn manamn käyään Anof HFSS 10.0 (Bud: Ju 14 2005 13:35:13) mannuohjmaa, jonka pua pyään aamaan mahdomman hyvn vaamuk, koko ja ovu, äyävä ma. Lähökohdak on uunnua ou on mannuohjmovamajan, Sonn Sofwan, uunnuoppaaa y ma HF-aaju ka-annn (kuva 5-2). Annn on uoakumann ka-annn, joa on kuu koa. Uomman kokn ma ova 78mm x 41mm. Oppaaa yn man ovu kunkaan o 50 Ω: a,j o n ämän yön ovukn o anaan opva. [31]

5 Maun ja ouukn uunnu 37 Kuva 5-2: Suunnun ähökohana käyy HF-aajun ka-annnn puma [31] Hnoäädön ja uoujn mannun pua aan uokk uoakumann ka-annn, jonka koko on 80 mm x 40 mm. Kaa on kuu koa, vdon vydn oa 0,8 mm ja vojn vän 0,2 mm. Annn on ouu FR4-pvy, joka on ynn pvyjn oan vamumaaa. Annnn mpdann aa- ja magnääoa nähdään mannukn yhydä hävä käyä (kuva 5-3). Käyn on au makk hauu aajuud, 13,56 MHz:n kohda, ja ndn avo vodaan uka kuvan vammaa aanukaa: Impdann aaoa (nnn käyä) ZR =44, 13Ω Impdann magnääoa (kann käyä) ZIm =5 47, 03Ω Kuva 5-3: Mannun 6-kokn ka-annnn mpdann aa- ja magnääon kuvaaja Vaun vuok vodaan ää on amanan ka-annnn, joa on njä koa kuudn jaan, mpdann kuvaaja (kuva 5-4), joa huomaaan ä n ova yn

5 Maun ja ouukn uunnu äh kymmnn mgahä kohaan, ja 13,56 MHz:n kohdaa aaoa on hyvn ähä noaa. Kuva 5-4: Mannun 4-kokn ka-annnn mpdann aa- ja magnääon kuvaaja Tavona o ovaa aaoa 50 ohmn ja magnääoa noaan. Kuukokn annnn aaoa on mannukn pua hyvn ähä okaa, mua magnääoan ovamn avaan ovukomponnja. Sovukomponnn määämn käyään wnsmith v2.0 ohjmoa, joka hyödynää Smhn kaaa ovama ja ovukomponnn määämä. Kuvaa 5-5 nähdään, kunka ohjmaan on yöy ammn aadu avo, ja näyää mpdann aajuuka. Pykmy on, ä 13,56 MHz:n aajuuda kuvaaja on kkä Smhn kaaa, joka on ää au 50 ohmn. 38

5 Maun ja ouukn uunnu 39 1 2 Kuva 5-5: Sovupn määämn käyävä Smhn kaa, johon on yöy ammn määy avo. Nuo ooaa hauua aajuua ana, ja pyään ääämään vaakauoa vva kk kaaa Nuo 1 kuvaa 13,56 MHz:n kohaa on, kun ovupnä on van yk 22 pf:n kondnaao ajaan kykynä annn kana. Tämä nähdään kuvan vammaa yänukaa. Muuaa kondnaao 21 pf:n, kuvauuu hauu aajuu kkkohdan aapuo, nuon 2 ooamaan pakkaan. Nädn pua nähdään, ä mkä ovukondnaao o non 21,4 pf, ovu annn ohjman pua än ähä 50 ohma. Nän on aau ma annn, joka äyää momma au vaamuk, on ävän pn, ja on ovu mahdomman yknkaa pä 50 Ω: n mp da n n. 5.3 Suojukn maaa Mobn pääan, ää apauka kännykkään, ävä RFID-ukja, moduu ja annn, on y kooava n, ä ukja jouu okn kännykkään nähdn. Mahdoa jouvahohoja on ua, joa kak on y kuvaa 5-6. Sjoua on oava huomoon puhmn käyävyy, komponnn

5 Maun ja ouukn uunnu 40 änäp kä puhmn oman annnn jan. Mkä van mahdoa, kannaaa ukja joaa po puhmn oman annnn ä, joa hä puhnknnä. Koon maaa a vahoho joakn muua maaaa ova uoju u pämään myö annnn, jon n vakuu annnn omnaan ja ähnnä omnaäyyn on huomoava. Jo koko koo, nn anakn annnn uoju on vamava maaaa, joka kaa vamnna gnaan kukua ja nän huononna an käyömukavuua. Mahdoa maaaja annnn uojuk ova anakn muov, nahka kä vaaukn a ma. Huomoavaa maaan vannaa on myö ndn aaavuu, yöävyy ja vamukuannuk. Puhn Annn Lukjamoduu Kuva 5-6: Kak jouvahohoa ukjamoduu ja annn. Sjoua huomoava puhmn käyävyy, komponnn änäp kä puhmn oman annnn jan 5.4 Maujäjy Mannukn pua ouua annna kä vauannnja maaan vdä avaa. Enmmää mauka vään annnn odnn ovu, ja hn käyään panayaaoa. Mannu on ananu ovuk odouavon, mua ää mauka akaan. Toa mauka maaan annnn uoaman gnaan aoa. Tämä apahuu n, ä annn kykään ukjamoduun, jonka jäkn

5 Maun ja ouukn uunnu 41 pkanayaaoa maaan ukjan uoaman gnaan aoa äyykä. Koma mau maa ukjan omna- ukuäyyä. Tää vään konk kunka pkä ukuäyy kuakn maavaa annna on, ään annn ukjamoduun ja ukaan äyyä, joa unnaa agn. Läk vä mauka 4 ja 5 ukaan koomaaan vakuua gnaaaoon käyän hyväk maun 2 ja 3 maujäjyjä. 5.4.1 Mau 1 Sovu Annnn mpdann ovukn maamn käyään Agn E8358A PNA S panayaaoa (kuva 5-7), jonka mauau kaaa aajuud 300 khz 9 GHz. Maava annn knnään anayaaon pon 1, ja ukaan S11-paamä hauua aajuuaua. Tää apauka aajuuau on 13,56 MHz:n ympää, mkk 1020 MHz. Panayaao k annua aua aajuupyyhkäyn, ja n anama S11-paamä kuvaava käyä koo pajonko mäkn aajuuda pon 1 annnn ähämää hoa paaa, hjauu, akan aman pon 1. Tavona on, ä annn o mahdomman aka ovu aajuun 13,56 MHz, joon ää aajuuda pon akan hjauva ho o mahdomman pn ja annna uopän ävä ho mahdomman uu. Panayaaon mauuoa vodaan akaa vahoho myö Smhn kaaa. Täön hauun aajuudn o jouava kk kaaa, joon mpdann ovu o akan hauu 50 ohma. Kuva 5-7: Annnn ovukn maua panayaaoa

5 Maun ja ouukn uunnu 42 5.4.2 Mau 2 Sgnaaao Sgnaaaon maamn käyään Agn E4440A PSA S pkanayaaoa, jonka aajuuau 3 Hz 26,5 GHz. Maukn aa ova annn knnään ukjamoduun, ja pkanayaao näyää moduun ähämän gnaan aon. Spkanayaaoa on kaka mauka vaaanooannnna yk ja ama annn, joka on maaan amanann, kun mannun pua vaamuk äyävä ukjan ka-annn, myöhmmn uvua 6 määävä annn numo 4. Mauäyykä vahdaan n, ä kukn maava annn aadaan myö äyydn uhn vamnma kuvaava kuvaaja. Tää maujäjyä käyään myö koomaaan vakuukn määämn. Täön aaan maavan annnn pnna, annnn vän, kooa kuvaava maaan kappa, jonka vakuua gnaaaoon ukaan. Kuva 5-8: E annnn gnaaaon maua pkanayaaoa 5.4.3 Mau 3 Tomnaäyy Tomnaäyy määään n, ä ukaan fyy mä äyydä ukja unnaa uoava agn. Eäyydn maamn käyään nomaaa manauhaa, jonka akkuu on ähän ävä. Taga uodaan aa ähmmä ukjaa, a okaaan n annna, kunn unnu apahuu, ja maaan agn ja ukjan annnn vänn äyy. Mauka käyävä ag on nönmann, kooaan 38mm x 38mm, ISO14443Aandadn mukann unn (kuva 5-9). Eaa aga ukuäyy on y

5 Maun ja ouukn uunnu 43 ann, mua ää yöä oa on vaa annnn oja ona, nnkään abouua uouavoja. Kuva 5-9: Tomnaäyymauka käyy ISO14443A-ag, jonka koko on 38x38 mm Tääkn maujäjyä käyään myö koomaaan vakuukn määämn. Snä apauka äään aa annnn vän, maavan annnn pnna, kooa kuvaavan maaan kappa, ja havannodaan n vakuua äyyn, joa unnn ukmnn onnuu. 5.4.4 Mauk 4-5 Koomaaa Mauka 4 ja 5 vään koomaaan vakuua gnaaaoon ja ukuäyyn. Maujäjy ova kun mauka kak ja kom, mua maavana annnna on anoaaan annn 4. Annnn n aaan maaaja ova kappaa, joka muova koona. Käyyjä maaaja on yhnä njä: nahka muov puu ma Nahka o 1,5 mm pakua väjäyä pnanahkaa, jonka onn puo o mokkaa. Muovkoona muo 1,5 mm pakunn koo, joaa käyään myö Compaqn kämmnokonn äakoonna. Mauka käyy puukoon ma o 4 mm pakua vanvyä ja man vakuua vn 1 mm pakun ävyn avua. Kuvaa 5-10 on y mau koomaaa. Kuva 5-10: Koomaaan vakuua vää man nahan, muovn, puun ja man vakuua gnaan

6 Touu ja mau 44 6 Touu ja mau Suunnun ja mannukn jäkn ouukn nmmänn vah o annnn ja vauannnn vamu ja vana. Annnja vamn kahda mnmää: kupapä kavo ja jymää pvy. Enmmä vauannn vamn Skyk:n annnuunnuoppaan [32] pua ja n ova kupappannnja (annn 1 ja 2). Toa kupappmaa jyn myö pvyvo (annn 3) FR4-pvy. Sama vy jyn myö vanann mannun pua vamu annn (annn 4). Läk mua käyävä vauannnja ova Phpn vamama 13,56 MHz:n RFID-ukja-annn (annn 5) kä Nokan NFC-kuona äyämän RFID-ukjan knä ka-annn (annn 6). 6.1 Annnn vamu Enmmä annnma vamn vauannnk ukjamoduun vamajan, Skyk:n, uunnuoppaan mukaan, ja n oun kupapä muovkavo (kuva 6-1). Kuva 6-1: Kupapä muovkavo ouu annn 1 (va.) ja 2 (ok.). Annnn ma aau Skyk:n annnuunnuoppaaa

6 Touu ja mau 45 Mompn annnn 1 ja 2 puu on 170 mm ja vojn vy 10 mm, kun myö annnn kkä ovan aon. Annnn 1 on aknnu oppaan muka ovukomponnk 47 pf kondnaao vammanpuon johmn kana ajaan, kä johdnn vän 800 pf kondnaao. Annna 2 vaaava avo ova vammaa ajaa 220 pf ja kkmmän vojn vää 1810 pf. [32] Annna 2 hn myö onn vo joka jyn FR4-pvy (kuva 6-2). Sovukomponn ova ää ama kun annna 2. Kuva 6-2: Annn 3, joka on mua on amanann kun annn 2, mua vamu kupapn jaan jymää pvy Annn 1-3 ova fyy an uua äväk makapuhmn, koka ndn puu on 170 mm ja puud ammn määy makmavo on 100 mm. Nää annnja käyään kunkn vaukohana, koka on oavaa, ä ukjamoduuvamajan ohjdn pua vamu annn omva anakn kohuun hyvn ukjaan ynä. Annn 4 (kuva 6-3) hn mannukn mukaan äyämään puhmn ävän annnn vaamuk, koko ja ovu. Annn jyn yhdn unn FR4-pvy. Unmäää kuvaa vyn johdnpakuua, kupan pakuua. Yhdn unn pakuu akoaa ä, ä nöjaan au on vy 1 un (= 28,35 g) kupaa, ja äön kupan pakuudk u non 0,035 mm 35μm.

6 Touu ja mau 46 Kupan pakuu vyä on mkyknn kka, koka yn oan mukaan johma kukva ähkömagnnn gnaa kuk n pnnaa, mua aajuuda ppu n u nk u uuk u n k nj onk nv a nj o h m n ä.m k ä j oh m np akuu on pnmp kun ämä gnaan unkumayvyy δ, koaa gnaan kukua ja hä johmn, a ää apauka annnn, omnaa. Sgnaan unkumayvyy aadaan akua kaavaa: 1 (6-1) [19] f, joa f = aajuu [MHz] μ=m a np m a b,k up a a1, 25 662 90μH/m σ= man johavuu, kupaa 58,86 S/m Nää avoa akuna aadaan 13,56 MHz:n gnaan unkumayvyydk kupaa 17, 8 2μm. Tämä yvyy on non puo yhdn unn pvyn kupan pakuuda, jon kupan pakuu ämän yyppä vyä on ävä. Kuva 6-3: Annn 4, joka äyää mannukn mukaan ovukn annn au vaamuk, on apk pn (80 mm x 40mm), kä ovu 50 ohmn mahdomman vähä ovukomponna

6 Touu ja mau 47 Tavon o ovaa annnn mpdan 50 Ω: n mahdomman yknka, vähä ovukomponna. Kun ammn kuvaa 5-5 nähn, ämän annnn ovamn ää mannukn mukaan van yk 22 pf:n kondnaao, joka on nähävä kuvaa 6-4. Kuva 6-4: Annnn 4 ovamn ää yk 22 pf:n kondnaao, joka näkyy kuvaa nuon ooamaa pakaa Muun n a no u va m a n nn,j o h n va m uj aa n n n j av a n, ova Phpn vamama 13,56 MHz:n RFID-ukja-annn MFAN501/D0A/H (annn 5) kuvaa 6-5, ja Nokan NFC-kuona äyämän RFID-ukjan knä ka-annn (annn 6) kuvaa 6-6. Phpn annn on kooaan 110 mm x 67 mm, jon ämän yön vaamuka äyä. Nokan annnn koko on pnmp, 48 mm x 36 mm. Momma nää ka-annna on kak koa, kä ua ovukomponnja. Kuva 6-5: Vauannnna käyy Phpn vamama HF RFID-ukja-annn (annn 5), joka on kooaan 110mm x 67mm

6 Touu ja mau 48 Kuva 6-6: Vauannnna käyy Nokan HF-aajun RFID-ukjan annn (annn 6), joka on ngou ukjan pvy. Annnn koko on 48 mm x 36 mm 6.2 Mauuok Mauuok on jaou nn ukavan an mukaan, nn uvua 6.2.1 käään aa annnmaja ja n uvua 6.2.2 aa koomaaaja. Nää uvua mauk on dn jaou maavan omnauudn mukaan, nmmää mauka käään ovua (auukko 6-1), oa ja njännä gnaaaoa (auuko 6-2 ja 6-4) ja komanna kä vdnnä mauka omna ukuäyyä (auuko 6-3 ja 6-5). E annnma on numou uvun 6 aua uaava: Annn 1: Ykkann kupappannn Annn 2: Kupappannn, johon äy maaaoa Annn 3: Maaan ama kun annn 2, mua hy pvy Annn 4: Vanann au vaamuk äyävä annn Annn 5: Phpn vamama HF-annn Annn 6: Nokan vamama ukjaan ngou annn 6.2.1 E annnma MITTAUS 1 Sovu 13,56 MHz:ä Annn # R-oa Annn 1 Annn 4 Annn 5 Annn 6 Ron.aaj. f R-oa (f) Im-oa (f) 3,04 5Ω 6 7, 0 6Ω 14,75 MHz 5 1, 0 9Ω 4, 20 7Ω 4 9, 2 3Ω 4, 7 1 5Ω 13,50 MHz 4 7, 4 6Ω 1, 0 5 3Ω 4 7, 8 7Ω 1, 1 9 4Ω 13,55 MHz 4 5, 7 3Ω 5 67, 3mΩ n/a n/a n/a n/a Im-oa n/a Tauukko 6-1: E annnman ovumaun uok. Enmmä aakk kova mpdann 13,56 MHz:ä ja kak vmä annnn onanaajuuda