SPLOŠNO O RFID

Radio frekvenčna identifikacijska (RFID) tehnologija je ena od možnosti brezkontaktne identifikacije, ki se vse pogosteje uporablja na mnogih področjih. Zaradi pozitivnih učinkov tehnologije na gospodarstvo se tudi veliko vlaga v njen razvoj. Predstavlja nadaljevanje razvoja do sedaj znanih tehnik identifikacije. Ti sistemi postajajo zmeraj bolj izpopolnjeni ter počasi in zanesljivo dopolnjujejo in že tudi izpodrivajo črtno kodo za označevanje. Trenutno je najbolj popularen sistem UHF Gen2, ki je odpravil marsikatero omejitev in pomanjkljivost predhodnih sistemov. To je tudi sistem, ki ga pričakujemo v bližnji prihodnosti na večini izdelkov v trgovinah.

Sistemi RFID se uporabljajo za označevanje in sledenje živali ter ladijskih kontejnerjev, za plačilo cestnine, registracijo delovnega časa oziroma prisotnosti, kontrolo dostopa, avtomatske kodirane ključe ter druge vrste identifikacije, sledenje inventarja in delovnega orodja, sledenje izdelkov od proizvajalca do kupca, varovanje izdelkov, nadzor pokvarljivih izdelkov (npr. nadzor temperature zamrznjene zelenjave in rib v času transporta in skladiščenja), nadzor nevarnih snovi (primer: NASA), itd. Tehnologijo RFID torej že na široko uporabljajo, v proizvodnih procesih, logistiki, transportu in skladiščih, v maloprodaji in v knjižnicah.


Takšen RFID sklop potrebuje v principu za svoje delovanje:
  • RFID odzivnik (angl. Tag ali Transponder, pametna nalepka), ki je pritrjen na predmet/izdelek,
  • RFID čitalnik (bralno-zapisovalno napravo) in
  • vmesno računalniško aplikacijo (angl. Middleware), ki poveže obe napravi (RFID odzivnik in čitalnik) v delujoč servis, namenjen prenosu in obdelavi podatkov.

Glavna prednost RFID tehnologije leži v hitrem prenosu večjih količin podatkov. Pri tem pa RFID čitalnik ne potrebuje ne vidnega in ne fizičnega kontakta z enim ali več RFID odzivniki. Prepozna in obdela jih lahko tako rekoč istočasno (ali pa v zelo kratkih časovnih presledkih). RFID odzivniki pri tej izmenjavo podatkov ne potrebujejo lastnega napajanja, podatke pa je možno na njih spreminjati in znova zapisovati. RFID tehnologija omogoča s pomočjo ustreznih odzivnikov tudi nadzor okolja (temperature, vlažnosti, tlaka) in lokalizacijo RFID odzivnika.


RFID sistemi delujejo v različnih frekvenčnih območjih:
  • Low Frequency (LF): 125kHz-135kHz,
  • High Freqeuncy (HF): 13,56MHz,
  • Ultra High Frequency (UHF): 868MHz - 915MHz in
  • 2,45GHz.
Razdalja za branje oziroma zapisovanje je odvisna od velikosti odzivnika, posebej antene in frekvenčnega območja. Vgrajeni vmesnik odzivnika posreduje zapisane podatke čitalniku. Le-ta jih prenese v informacijski sistem za obdelavo.

Obstajata dva tipa RFID odzivnikov:

  • Pasivni odzivniki nimajo lastnega vira napajanja. Energijo za delovanje dobijo preko vgrajene antene in magnetnega polja, ki ga ob branju ustvari RFID čitalnik. Pasivni odzivniki ne potrebujejo vzdrževanja. Domet branja odzivnika pa je odvisen od velikosti antene in delovne frekvence.
  • Aktivni odzivniki so bolj kompleksni in imajo tudi lasten vir napajanja (baterijo), ki povečuje domet branja. Življenjska doba teh odzivnikov je omejena z življenjsko dobo vgrajene baterije. Stroški izdelave so višji od pasivnih. Temu primerna je tudi končna cena tako odzivnikov kot sistemov, ki te odzivnike uporabljajo.

RFID sistemi delujejo v različnih frekvenčnih območjih:

  • 125kHz-135kHz (LF),
  • 13,56MHz (HF), 868MHz - 915MHz (UHF) in
  • 2,45GHz.

V uporabi sta dve tehniki prenosa podatkov:

  • Magnetna indukcija (125kHz do 13,56MHz): manjše razdalje, počasnejši prenos podatkov, težave prenosa pri kovinskem okolju.
  • Elektro-magnetna: (400MHz do 6,8GHz): velike razdalje, hitrejši prenos podatkov, z ustrezno izvedbo odzivnikov deluje v večini okolij.

Vsako frekvenčno območje ima svoje lastnosti in domet:

  • 125kHz:
    • Domet: do 30cm
    • Različna okolja: dobre lastnosti v težavnem okolju
  • 13,56MHz:
    • Domet: do 150cm
    • Različna okolja: težave v kovinskem okolja
  • 868MHz - 915MHz:
    • Domet: do 3m
    • Različna okolja: dobre lastnosti v težavnem okolju
  • 2,45GHz:
    • Domet: do 150cm
    • Različna okolja: slabe lastnosti v težavnem okolju, razen kovinskem

rfid1Sistem izmenjave podatkov: Odzivnik je sestavljen iz integriranega vezja, antene, nosilne in varovalne plasti. Varovalne plasti so namenjene varovanju odzivnika, da lahko deluje v okoljih z različnimi pogoji. RFID čitalnik v začetku branja ustvari energijsko polje (induktivno ali EM). Če se v tem polju znajde odzivnik, se integrirano vezje postavi v način, ko lahko oddaja ali sprejema podatke. Ko odzivnik zapusti energijsko polje čitalnika, se komunikacija prekine, integrirano vezje pa ugasne. Pri tem se preneseni in shranjeni podatki ohranijo. Branje in zapisovanje se lahko vrši skozi nekovinske materiale kot je les, papir ali plastika. Večina čitalnikov je sposobna branja več odzivnikov hkrati brez motenj (funkcija antikolizije).

RFID odzivnike delimo v tri skupine, v aktivne, pasivne in baterijsko podprte oziroma delno aktivne:

  • Aktivni odzivniki imajo lastno napajanje, sami oddajajo signal in imajo dolg domet (92m). Njihova najslabša lastnost pa je, da so dragi in potrebujejo vzdrževanje.
  • Pasivni odzivniki nimajo lastnega napajanja, ampak se napajajo preko radijskega signala čitalnika. Imajo kratek domet (1–6 m) in so cenovno ugodni (ca. 16 centov). Večinoma se uporabljajo za manjše izdelke na krajših razdaljah in ne potrebujejo vzdrževanja. Uniči jih lahko statična elektrika in mehanske poškodbe.
  • Delno aktivni ali pravilneje jih imenujemo baterijsko podprti (angl. battery-assisted) odzivniki imajo lastno napajanje, ki pa večinoma služi napajanju kakšnega vgrajenega senzorja, izmenjava podatkov s čitalnikom pa deluje po principu pasivnih odzivnikov. Uporabljajo se npr. za sledenje zamrznjene hrane in za kontrolo temperature med transportom in skladiščenjem. Potrebujejo vzdrževanje.

Standardi: Čeprav je RFID tehnologija relativno mlada, je na razpolago nekaj standardov, ki omogočajo poenoteno delo in razvoj. Trenutno vodilni razvijalec standardov za EPC (Electronic Product Code) za podporo RFID je EPC Global, ki deluje pod okriljem GS1. Znotraj EPC Global delujejo različne delovne skupine, ki pokrivajo področja strojne opreme, programske opreme in celotnih poslovnih sistemov. EPC Global tudi dodeljuje in vzdržuje številke EPC svojih članov. S članstvom v EPC Global imamo možnost sodelovanja pri oblikovanju novih ter seveda tudi dostop do obstoječih standardov.

EPC podpira praktično vse obstoječe kode GS1:

  • GTIN (Global Trade Item Number) se uporablja za označevanje izdelkov, embalaže, palet …
  • SSCC (Serial Shipping Container Code) se uporablja za označevanje in sledenje logističnih enot.
  • GLN (Global Location Number) se uporablja za identifikacijo fizičnih, pravnih ali funkcijskih osebkov.
  • GRAI (Global Returnable Asset Identifier) se uporablja za označevanje povratne embalaže.
  • GIAI (Global Individual Asset Identifier) se uporablja za označevanje in sledenje individualnih predmetov (po navadi so to predmeti visoke vrednosti).

Za področje RFID zasledimo naslednje standarde:

  • ISO14443 – SmartCard (13.56 MHz),
  • ISO15693 – Nadzor dostopa z RFID (13.56 MHz),
  • ISO18000-3 – Uporaba RFID za dobavno verigo (13.56 MHz),
  • ISO18000-6 – Sistem UHF RFID

in ostale:

  • ISO/IEC 15961 & 15962
  • ANS INCITS 256:2001
  • ISO 18185
  • ISO 23389
  • EAN.UCC GTAG™
  • ANS MH10.8.4
  • AIAG B-11
 
Go to top