RFID rendszerek. Technológiai áttekintés

Átírás

1 RFID rendszerek Technológiai áttekintés

2 Azonosítási rendszerek Felhasználómegbízhatóazonosítása elengedhetetlen -> ez az informatikai rendszerek biztonságának alapja Ez a GYENGE PONT is egyben! Évtizedek alatt számos módszer született

3 Azonosítási rendszerek csoportosítása Hatásfokot növeli ezen módszerek kombinált alkalmazása! -> De egymástól függetlennek kell lenni a kombinációknak (Pl.:mágneskártya + PIN, de a PIN a kártyán is tárolt)

4 RFID Radio Frequency IDentification Birtok alapú azonosítási rendszerek közé soroljuk Automatikus azonosítási rendszer emberi beavatkozás nélkül olvassák ki a tag-ek adatait Rádiófrekvenciás működés jellemzi különböző működési frekvenciák

5 RFID történelem Az elsőrf-nalapulóazonosítási rendszert a II. világháborúban fejlesztették ki - ha egy pilóta himbáló mozgást végez a repülőgéppel, megváltozik a visszavert rádióhullámok alakja, ezáltal a radar képernyőjén megkülönböztethetővé válnak a saját és ellenséges gépek HarryStockmanvetítette előre az RFID technológiát, de felhívta a figyelmet a kutatókra váró feladatokra: számos problémát kell megoldani 1960-as évek kereskedelmi alkalmazások 1970-es évek RFID robbanás (szarvasmarha bőre alá lőtt tag a nyomkövetésre)

6 RFID történelem / II as évek kutatás-fejlesztést felváltotta az implementáció eltelt 30 év Stockman óta USA: szállítási folyamatok nyomon követése Európa: fizetős autópályák (olasz, spanyol, francia, portugál) 1990-es évek további alkalmazási területek főleg ipari szinten Jelen -túlzott elvárások utáni népszerűségvesztés időszaka volt lassú felszállóág

7 RFID rendszerek felépítése Legalább két eszközre van szükség: Azonosítandó Azonosítóberendezés -adatkapcsolatot kezdeményez az azonosítandóval, mely során az egyik, vagy mindkét irányban adatátvitel történik Traszponder: azonosítani kívánt objektumon mikrochip + antenna Olvasó: olvasni és/vagy írni tudja a transzpondert A rendszer kiegészülhet vezérlőszámítógéppel -több olvasóösszehangolt munkáját vezéreli, összeköttetést teremt az olvasók és back-endadatbázisok között. Minden eszközt, mely az olvasó és a végső alkalmazás között helyezkedik el, middleware-nek nevezünk. A back-end adatbázisok az olvasók zónáiban tartózkodó transzponderekről tárolhatnak információkat. Nem csak lekérdezhetőek, hanem az adatátvitel alatt írhatók is.

8 Egyszerű RFID rendszer

9 RFID rendszerek csoportosítása Transzponderbe írás módja szerint Előre felprogramozott Írható(EEPROM, SRAM) Energiaellátás szerint Aktív beépített tápellátás Aktív jelzésre ébred fel (díjbeszedés, ellenőrzőpont) Beacon folyamatos (nyomkövetés) Passzív energiát a mágneses/elektromos mezőből nyerik Működési frekvencia szerint (olvasó által adott jel vivőfrekvenciája) LF ( KHz) lowfr. HF (3..30 MHz) highfr. UHF (0,3..3 GHz) ultra-highfr. Mikrohullámú(> 3GHz)

10 Frekvencia szerinti jellemzők Frekvencia Elınyök Hátrányok Alkalmazási területek Alacsony (9-135 khz) Legelterjedtebb változat Fémes környezetben is mőködıképes 1,5 méternél kisebb olvasási távolság Nem EPC szabványos Állatazonosítás Könyvtári nyilvántartás Jelenleg is elterjedt Raklapazonosítás Magas (13,56 MHz) Ultra magas ( MHz) Nedves környezetben is mőködik 1,5 méternél nagyobb olvasási távolság Nedves környezetben is mőködıképes Elnyelıdés veszélye Japánban nem használható Betegazonosítás Reptéri alkalmazások Jármő nyomonkövetés Mikrohullám (2,45, vagy 5,8 GHz) Növekvı elterjedés 1,5 méternél nagyobb olvasási távolság Jármőbeléptetés

11 RFID jellemző felhasználása 1. Helymeghatározás, logisztikai alkalmazás Kültéri és beltéri alkalmazások Nyomkövetés, raktározás 2. Árucikk azonosítása 1 bites: lopásjelző az olvasókörnyezetében van a tag; fizetéskor deaktiválják vagy eltávolítják Nagyobb tudásútag: több információtárolására képes, azonosíthatja az olvasót, Árucikk helyett állatok azonosítása

12 RFID gyártók Philips Electronics AEG Identification Systems Texas Instruments Zebra Technologies RightTag Inc. Intermec

13 RFID szabványok Nemzeti és ipari szabványok ezekre támaszkodnak: ISO (International Standardization Organization) EPCGlobal Inc. Mire térnek ki a szabványok? konténerekkel, szállítási lánc alkalmazásokkal, visszaküldhetőszállítási egységekkel, csomagolással és termékkövetéssel kapcsolatos dolgokra Mezőgazdasági elektronikák (pl: állat azonosítás) RFID árukezelésben való felhasználása

14 Fő kutatási területek ma 1. Többes leolvasás 2. Helymeghatározás 3. Azonosítás, hitelesítés fejlesztése 4. Fémes környezet hatásainak kiküszöbölése 5. Újabb felhasználási területek feltérképezése

15 Többes leolvasás Transzponderek ütközése RFID alkalmazások az elláttási lánc teljes hosszán (alkatrészek, alapanyagok előállítása, előkészítése) egészen a végfelhasználókhoz való eljutásig jelen vannak Másodpercenként több száz címke megbízható leolvasása szükséges ne maradjon ki egy sem pl. fizetéskor! Olvasók ütközése Hipermarket: sok leolvasó kapu sorakozik egymás mellett a pénztáraknál - két vagy több olvasó által lefedett térrészeknek lehetnek közös területei

16 Többes leolvasás / II. Ütközések hatása: leolvasási sebesség csökkenése -> kiküszöbölhető Sávszélességnöveléssel fizikai korlátja van, drága!!! Ütközések eliminálásával más területen bevált algoritmusok kisebb módosítása Pl.: lekérdezéses eljárások, különbözőaloha eljárások (lásd Kódelmélet)

17 Többesleolvasás / III. Célok: Nagy megbízhatóságúés / vagy gyors algoritmusok fejlesztése Tipikusan a meglévőalgoritmusok hangolása a célravezető nem fejlesztenek teljesen új eljárásokat!

18 Helymeghatározás Célok: (ahogyan a többesleolvasásesetén is) a telekommunikációban már kipróbált, bevált alkalmazások kisebb-nagyobb módosítása az alkalmazási területnek megfelelően Pontosság Gyorsaság

19 Azonosítás, hitelesítés fejlesztése Probléma lehet logisztikai, raktári alkalmazások esetén, hogy nem hiteles olvasóval is le lehet kérdezni az árucikkeket, hiszen a tag egy olvasó által küldött kérésre automatikusan válaszol -> így akár egy parkoló kamion tartalmát is lekérdezheti egy rablóbanda kézi olvasóval, majd dönthet, hogy megéri-e a kockázatot

20 Azonosítás, hitelesítés fejlesztése / II. Célok: Passzív és aktív tag-ek együttes elhelyezése Aktív tag azonosítsa az olvasót Blokkolja a passzív tag-ekválaszát a hitelesítésig, illetve utána is, ha nem hiteles az olvasó

21 Fémes környezet hatásainak kiküszöbölése Fémek vagy folyadékok közelében a leolvasás megbízhatósága jelentősen visszaesik: Típus Anyag LF HF UHF Mikrohullámú Ruházat áthatol áthatol áthatol áthatol Száraz fa áthatol áthatol áthatol elnyeli Grafit áthatol áthatol nem hatol át nem hatol át Egyes folyadékok áthatol áthatol elnyeli elnyeli Fémek áthatol áthatol nem hatol át nem hatol át Motor olaj áthatol áthatol áthatol áthatol Papír termékek áthatol áthatol áthatol áthatol Egyes mőanyagok áthatol áthatol áthatol áthatol Sampon áthatol áthatol elnyeli elnyeli Víz áthatol áthatol elnyeli elnyeli Nedves fa áthatol áthatol elnyeli elnyeli

22 Fémes környezet hatásainak Célok: kiküszöbölése / II. Fémek, folyadékok lesznek ezeket is azonosítani kell! Mérések és analizálások eredményei alapján javaslatot tenni, hogyan érdemes elhelyezni a tag-eket ilyen környezetben

23 Felhasználási területek feltérképezése RFID bevásárlókocsi: Navigálás az áruházban: térkép a kijelzőn Bevásárlólista kezelése Árleolvasás, fizetendő összeg kijelzése Adatbányászati módszerek alapján célzott reklám, akciós ajánlatok Receptajánlat vásárolt tételek szerint Kórházi alkalmazás: Orvosok, ápolók megkeresése Életmentő készülékek nyomon követése Gyógyszerek leltárba vétele Raktári alkalmazás: Hol található meg a keresett termék Milyen úton lehet odajutni (gyors, rövid nagy területen lényeges lehet, főleg árukiadóban)

24 Metro Group Future Store Jövőbe mutat, de már létezik bemutatóáruház Okos Hűtő, Okos Mosógép, Elektronikus bevásárlólista Reklámfelület, Okos Információs Terminál Okos Mérleg Okos Bevásásrlókocsi Okos Tükör, Okos Próbafülke Fizetés, deaktiválás A bemutatófilm megnézhető(stream!):