Co to jest RFID?

Tagi RFID to niewielkie nośniki danych, przybierające różne kształty i rozmiary. Umożliwiają zapisywanie, przechowywanie i odczytywanie informacji. Jest to technologia, która pozwala bezprzewodowo identyfikować prawie każdy obiekt za pomocą danych przesyłanych za pośrednictwem fal radiowych. Technologię RFID stosuje się w wielu dziedzinach, między innymi w logistyce, kontroli dostępu, procesach przemysłowych, produkcji, magazynowaniu, handlu czy zapewnianiu bezpieczeństwa. Tagi RFID mogą być umieszczane na obiektach, urządzeniach, w pomieszczeniach lub przekazane upoważnionym do ich posiadania osobom (najczęściej w formie karty RFID).

System RFID – co to jest i z czego się składa?

Nazwa RFID pochodzi od angielskich słów Radio-Frequency Identification i tłumaczy się ją jako sposób identyfikacji za pomocą fal radiowych. System RFID umożliwia jednoczesne odczytywanie i zapisywanie danych na odległość.

Głównym elementem systemu RFID jest czytnik. Można go zaprogramować w dowolny sposób, w zależności od oczekiwań. Czytniki RFID mogą odczytywać tylko określone znaczniki RFID lub znaczniki w określonym czasie. Mogą również odczytywać dany znacznik tylko raz lub za każdym razem, gdy znajdzie się on w zasięgu czytnika. Poza tym, w skład systemu RFID wchodzą:

• anteny RFID – są podłączone do czytnika, wysyłają i odbierają fale radiowe z tagów RFID;
• tagi RFID – składają się z chipa i dołączonej do niego anteny, za pomocą której odbierają sygnał i odpowiadają zwrotnie do czytnika. Najbardziej podstawową formą tagu RFID jest przezroczysta etykieta, na której naniesiony jest elektroniczny chip i antena. Tag RFID może być też umieszczony w specjalnej obudowie;
• okablowanie – służy do połączenia czytnika i anteny;
• oprogramowanie – niezbędne w niemal w każdym systemie RFID, by sprzęt spełniał wymagania użytkownika.

Łącznie na działający system RFID składa się od kilku do kilkunastu urządzeń, a prawidłowo skonfigurowany zestaw jest w stanie odczytać tagi RFID ze skutecznością sięgającą 100 %. Producent kart RFID gwarantuje szeroki asortyment, począwszy od zwykłych kart plastikowych, przez karty chipowe, zbliżeniowe po tagi RFID.

Jak działa RFID? Częstotliwości i standardy

Obecnie w technologii RFID wykorzystuje się trzy główne standardy częstotliwości:

• Low Frequency (LW) – niska częstotliwość, wykorzystująca zakres od 30 do 300 kHz, najczęściej 125 kHz lub 134 kHz; używana jest głównie do takich zastosowań jak znakowanie i śledzenie zwierząt, identyfikacja osób czy autoryzacja dostępu. Pozwala na odczyt tagów z odległości około 10 cm;
• High Frequency (HF) – obejmuje zakres częstotliwości od 3 do 30 MHz, ale zgodnie ze standardem ISO w technologii RFID wykorzystuje się wartość 13,56 MHz; HF pozwala odczytać dane z odległości od ok. 1 cm do 1 m i wykorzystywana jest przy płatnościach, aplikacjach biletowych, kartach zbliżeniowych itp.;
• Ultra-High Frequency (UHF) – to częstotliwość 865 – 960 MHz, stanowiąca większość aplikacji RFID. Zgodnie z normą europejską urządzenia pracują w paśmie 865 – 868 MHz, zaś zakres odczytu dla tagów UHF wynosi od kilku centymetrów dla małych tagów, aż do około 10 m w dużych tagach. Częstotliwość ta używana jest w aplikacjach śledzących zasoby, w zarządzaniu łańcuchem dostaw, w produkcji i logistyce oraz handlu.

Co to jest tag RFID? Podział tagów

Tagi RFID są to chipy przechowujące i wysyłające dane za pomocą fal radiowych. Składają się z dwóch części:

• układu scalonego (chipa) – w nim przechowywane są wszelkie informacje;
• anteny – ma ona wpływ na to, jaki zasięg działania posiada znacznik RFID.

Ze względu na rodzaj zasilania tagi RFID dzielimy na:

• tagi pasywne – nie mają wbudowanego zasilania, dlatego nie są w stanie same emitować sygnału. Energia do aktywacji chipa pochodzi wyłącznie z fali emitowanej przez czytnik RFID. Są one znacznie tańsze niż znaczniki aktywne i mają mniejszy zasięg – od kilku centymetrów (LF, HF) do 12 metrów (UHF); mogą być również używane przez bardzo długi czas;
• tagi aktywne – są zasilane z baterii i aktywnie transmitują sygnał. Tagi aktywne posiadają znacznie większą pamięć i dłuższy zasięg odczytu ze względu na silny sygnał Są również droższe ze względu na koszt baterii i nadajnika;
• tagi semi-aktywne – są kombinacją tagów pasywnych i aktywnych. Posiadają własne źródło zasilania w postaci baterii, ale nie emituje ona fal radiowych, a jedynie zasila chipa. Ich czułość jest znacznie większa niż tagów pasywnych, od tagów aktywnych wyróżnia je natomiast dłuższa żywotność baterii.

Czytniki RFID – co to jest?

Czytnik RFID jest urządzeniem elektrycznym stacjonarnym lub mobilnym, przeznaczonym do odczytu tagów RFID. Niezależnie od zastosowanego pasma częstotliwości, czytnik jest niezbędny do odczytywania informacji zapisanych w tagach RFID. Czytniki RFID wyposażone są w moduł transmisji radiowej, czyli antenę wysyłającą i odbierającą sygnał radiowy. Są dostępne w różnej postaci, jak kolektor mobilny, biurkowy czytnik krótkiego zasięgu czy czytnik UHF dalekiego zasięgu (spotykany najczęściej na masztach, bramkach RFID czy pojazdach). Czytniki RFID mogą być integrowane z antenami RFID, które zwiększają zasięg pola elektromagnetycznego. Pozwala to na zbieranie informacji z tagów z większej powierzchni i odległości.

System RFID – anteny

Anteny RFID pobierają energię z czytnika RFID i przesyłają ją w postaci fali radiowej do znacznika RFID, znajdującego się w zasięgu, zatem przekazują i odbierają informacje między tagiem RFID a czytnikiem. Anteny RFID różnią się od siebie specyfikacją techniczną – wybierając antenę, należy wybrać zakres częstotliwości odpowiedni dla regionu, w którym będzie ona działała. W zależności od rodzaju czytnika, do jednego czytnika może być podłączonych wiele anten. Wyróżnia się dwa rodzaje anten RFID:

• anteny o polaryzacji liniowej – emitują fale elektromagnetyczne w jednej płaszczyźnie: poziomo lub pionowo; mają dużą moc i daleki zasięg odczytu;
• anteny o polaryzacji  kołowej – wysyłają sygnał jednocześnie w dwóch płaszczyznach, a fale rozchodzą się w sposób kołowy.

System RFID – zastosowanie

RFID można spotkać w procesach przemysłowych, kontroli produkcji, logistyce, a także w codziennym użytku. Najczęściej system RFID spotykany jest w takich obszarach jak:

• logistyka – tutaj zastosowanie technologii RFID ma na celu zapewnienie widoczności i przejrzystości łańcucha dostaw, dzięki przesyłaniu informacji na temat statusu poszczególnych produktów; system pozwala na kontrolę szybkości i dokładności dostaw, kompletowania towarów i realizacji zamówień;
• produkcja i przemysł – RFID przydatny jest w identyfikacji wyrobów, materiałów, maszyn czy narzędzi, usprawniając kontrolę i zwiększając efektywność realizowanych działań;
• rejestracja uczestników, pomiary czasu – technologia RFID wykorzystywana jest podczas zawodów sportowych, konferencji czy targów, pozwalając na monitorowanie czasu i liczby uczestników oraz zastępując w ten sposób standardową rejestrację;
• kontrola dostępu – stosowane szczególnie w miejscach, które wymagają danego poziomu bezpieczeństwa i kontroli dostępu, jak parkingi strzeżone, biura, magazyny itp.;
• smartfony i urządzenia mobilne – tutaj popularnym wykorzystaniem technologii RFID jest standard NFC (standard HF), który używany jest najczęściej do płatności zbliżeniowych lub przesyłania informacji między urządzeniami;
• handel – system RFID pozwala na bieżące monitorowanie faktycznych stanów magazynowych i lokalizacji asortymentu, umożliwia również błyskawiczne przeprowadzanie remanentów.

Duża różnorodność tagów, czytników i systemów pozwala na wykorzystanie technologii RFID w niemal każdym obszarze działalności oraz w wielu codziennych sytuacjach.

Zalety i wady RFID

Systemy RFID budowane w oparciu o technologię fal radiowych niosą ze sobą szereg korzyści dla ich użytkowników. Jedną z podstawowych jest łatwość w umieszczaniu ich w różnych przedmiotach, zarówno na większych obiektach, jak i małych, jak np. książki, breloki RFID czy opaski RFID. Jakie zalety RFID zasługują na szczególną uwagę?

• Odczyt danych nie wymaga bezpośredniej widoczności pomiędzy czytnikiem a etykietą;
• tagi RFID mogą być wykorzystywane wielokrotnie;
• dane zapisane w tagu RFID są szyfrowane, mogą być również dodatkowo zabezpieczone hasłem, dzięki czemu są bezpieczne;
• czytniki RFID mogą odczytywać wiele tagów w krótkim czasie;
• etykiety RFID mogą zawierać informacje takie jak kody kreskowe, nazwy firm czy ciągi numeryczne;
• systemy RFID mogą być zintegrowane z innymi wewnętrznymi systemami.

Mimo wielu zalet, technologia RFID ma również swoje wady, które można podzielić w zależności od rodzaju zasilania. I tak:

• pasywne systemy RFID poprzez brak anteny mają krótki zasięg; wymagają też czytnika o dużej mocy i mają ograniczona pojemność;
• do wad semi-pasywnych systemów RFID można zaliczyć ograniczoną żywotność znacznika i konieczność używania czytnika do komunikacji;
• aktywne systemy RFID – mają ograniczona trwałość, są duże, ciężkie i drogie.

Podsumowując, do wad systemu RFID można zaliczyć:

• konieczność szyfrowania wrażliwych danych, aby nie mogły zostać przechwycone przez osoby niepowołane;
• potrzebę dokładnego określenia warunków pracy systemu, aby uzyskać 100% pewności odczytu;
• wymagania specjalistycznej wiedzy w dziedzinie budowy i stosowania technologii RFID.

Technologia RFID a oznaczanie obiektów

Zastosowań technologii RFID jest naprawde wiele – przy jej użyciu można oznaczyć przedmioty praktycznie każdego rodzaju. Z powodzeniem może być wykorzystywana w przemyśle, logistyce, ewidencji majątku i środków trwałych, kontrolowaniu obecności pracowników, w zawodach sportowych, na produkcji i wielu innych branżach. System RFID pozwala na uzyskanie wielu informacji przy minimalnym nakładzie pracy człowieka, co sprawia, że technologia RFID z powodzeniem może być wykorzystywana w każdej dziedzinie i w codziennych procesach. Technologia RFID jest uniwersalna, dzięki czemu znajduje zastosowanie w niemal każdej branży i pozwala wielu firmom na budowanie przewagi nad konkurencją.