Hálózatok esszé RFID A rádiófrekvenciás azonosító rendszerek Gacsályi Bertalan (GABMAAT.SZE)
TARTALOMJEGYZÉK 1. RFID (Radio Frequency Identification) meghatározása... 3 2. A rendszer felépítése... 3 3. Alkalmazható frekvenciák... 4 4. Adathordozók... 4 5. Adathordozóknak az adatok irás/olvasás szerinti osztályozása... 5 6. Olvasók... 6 7. Szabványok... 6 2
1. RFID (Radio Frequency Identification) meghatározása A rádiófrekvenciás azonosítás első alkalmazására már a II. világháborúban sor került. Akkor a repülőgépeknél a barátellenség meghatározáshoz használták. Azóta a legkülönbözőbb területeken találkozhatunk hasonló alkalmazásokkal, mint például a gépjárművek indításátlója, az áruházi lopások elleni rendszerek. Ezeken kívül a Just In Time elvű gyártást alkalmazó termelő vállalatok (főként autógyárak) használják már sikerrel az elektronikus adathordozókat az automatikus azonosításra. A szélesebb körű gazdasági célú alkalmazást (logisztika, más termelési ágazatok) azonban sok tényező gátolta, és csak az utóbbi évek technológiai fejlődése, az EPC (Electronic Product Code Elektronikus Termék Azonosító) kialakítása és a fokozatosan csökkenő előállítási árak hatására tűnik most úgy, hogy komoly szerepet tölthet be az ellátási láncok és annak egyes részeinek, mint például raktárak, kereskedelmi egységek folyamatainak fejlesztésében, tökéletesítésében. 2. A rendszer felépítése Általánosságban azt mondhatjuk, hogy a rádiófrekvenciás azonosító rendszerek termékek, áruk azonosítására szolgálnak rádiófrekvenciás adatátvitel használatával. A kommunikáció az író/olvasó egység és az elektronikus adathordozó (transzponder, tag, címke) között zajlik, a külső körülményeknek és a szükséges olvasási távolságnak megfelelő frekvencián. A rádiófrekvenciás azonosítás (RFID) folyamata a következő: az RFID címke belép a rádiófrekvenciás mezőbe, ahol a rádiófrekvenciás szignál gerjeszti a címkét. A címke átadja az azonosítót és az adatokat a leolvasónak, az olvasó, pedig fogadja ezeket az adatokat, majd tovább küldi azokat a számítógépnek. A számítógép a fogadott adatok alapján meghatározza a szükséges lépéseket, majd utasítást ad az olvasónak, az olvasó, pedig továbbítja az adatokat a címkének. A rádiófrekvenciás azonosítás előnye, hogy hatékonyabb, mint az optikai rendszerek, több információ tárolására és továbbítására alkalmas, 3
az adatok nagyobb távolságból is leolvashatók, strapabíró, tehát mind alacsony, mind magas hőmérsékleten képes működni, egy időben több címke is leolvasható, mégis kisebb a hibalehetőség. 3. Alkalmazható frekvenciák Az egyes felhasználási területeken más-más működési frekvencia alkalmazása és különböző eszközök szükségesek: Frekvencia Előnyök Hátrányok Általános alkalmazás Alacsony (9-135 KHz) világviszonylatban elfogadott fémes anyagok mellett is működik széles körben elterjedt <1,5m olvasási távolság nem praktikus raktári használatra nem szabványosított az epc használatánál élőállat azonosítás söröshordók (keg) Auto Key and Lock Könyvtári könyvek Magas (13,56 MHz) Világviszonylatban elfogadott Nedves környezetben is működik Széles körben elterjedt <1,5m olvasási távolság fémes környezetben nem működik raklapazonosítás, csomagazonosítás Légipoggyász Beléptető rendszerek Ultra magas (300-1200 MHz) Nagyobb olvasási távolság >1,5m Növekvő kereskedelmi alkalmazás Nedves környezetben is működik Jelenleg még nem használható Japánban elnyelődhet konténer, szállító jármű jármű nyomonkövetése Mikrohullám (2,45 vagy 5,8 GHz) nagyobb olvasási távolság>1,5m nincs kereskedelmi használatra szóló megegyezés az EU bizonyos részein bonyolult rendszer kiépítése szükséges hozzá járműbeléptető rendszerek 4. Adathordozók Az elektronikus adathordozók alapelemei az antenna és a mikrochip. Az adathordozókat a működés és az ebből következő felépítés szerint három csoportra oszthatjuk: passzív semi-passzív aktív 4
A passzív transzponderek nem rendelkeznek beépített áramforrással, az energiát mind a memóriából való olvasáshoz, mind pedig a kommunikációhoz az olvasó által gerjesztett elektromágneses mezőből nyerik. (A passzív elnevezés onnan ered, hogy ezek az adathordozók az író/olvasó sugárzási tartományán kívül nem működnek, nem bocsátanak ki jelet) előnyei: alacsonyabb költség, hosszabb élettartam, rugalmasabb mechanikai kialakítás hátrányai: korlátozott olvasási távolság (max. 4-5 m), szigorú helyi előírások! A semi-passzív transzpondereknek van saját áramforrásuk, de ezt csak a memóriaegység működtetéséhez használják, az adatok továbbításához az olvasó által gerjesztett elektromágneses mező szükséges, de ezek használatával akár 100 méteres távolságból is lehetséges az adatforgalom Az aktív transzponderek beépített áramforrással és adókészülékkel rendelkeznek, így akár kilométerekről is képesek adatot továbbítani. előnyei: nagyobb olvasási távolság, egybeépíthető különböző szenzorokkal (pl. hőmérséklet, nedvességtartalom mérésére) hátrányai: az akkumulátornak és a tartósabb bevonatnak köszönhetően drága, nem tudható előre, hogy meddig kész a kommunikációra 5. Adathordozóknak az adatok írás/olvasás szerinti osztályozása 0 csak olvasható (RO Read Only) Az adatbevitel a memóriába a címke gyártásakor történik, ezután az adattartalom csak olvasható. Ilyen adathordozókat használnak például a lopások felderítésére az áruházakban (esetleg hordozott adat nélkül is). Class 1 csak egyszer írható (WORM - Write Once Read Many) Az írás történhet a gyártáskor vagy a felhasználónál, de csak egyetlen alkalommal. Az adatmódosításra a későbbiekben nincs lehetőség. Egyszerű azonosításra használható. UHF Gen2 UHF Gen2 néven az EPC egy új, írható/olvasható adathordozó osztálya jelent meg. Ennek a típusnak korábbi nevén EPC Class1 Generation 2 a kifejlesztése a felhasználói igények alapján történt. A korábbi változatokhoz képest megnövelték az adattároló kapacitást (min. 96 bit) úgy, hogy a transzponder mérete kisebb lett, mely az előállítási költségeket is leszorítja. A Gen2 rendszerű adathordozók világszerte használhatóak, köszönhetően annak, hogy különböző frekvencián is működőképesek. Nagyobb olvasási sebességet és egyszerre akár 1600 transzponder leolvasását is lehetővé teszik. Ezenkívül egy 32 bites kill parancs segítségével törölhető az adattartalom, mely az adatvédelmi (kiskereskedelmi alkalmazásoknál) aggályokat hivatott elhárítani. Ezek az új típusú adathordozók azonban nem kompatibilisek egyik korábbi transzponder-típussal sem (class0, class1). Class 2 írható/olvasható (Read/Write) A legáltalánosabban használható adathordozó, több információ tárolására alkalmas, mint egy egyszerű azonosító szám. Class 3 beépített szenzorokkal Az adattárolóval egybeépített szenzorok mérhetik a hőmérsékletet, nedvességtartalmat, nyomást, majd ezeket az adatokat beírhatják a memóriába, így segítve az adatgyűjtést a szállítási körülményekről, az árukárok okairól és a rendszeren elvégzendő módosításokhoz, javításokhoz. Class 4 beépített adatátviteli egységgel Az adathordozó rendelkezik saját energiaforrással, és képes önállóan kommunikálni akár másik adathordozóval is. 5
6. Olvasók Az adat felvitele történhet a transzponder készítésekor és/vagy a későbbi felhasználás során fixen telepített olvasókkal hordozható/kézi eszközökkel. Meghatározó a kommunikációs frekvencia, de léteznek több frekvencia kezelésére alkalmas berendezések. 7. Szabványok Az EPCglobal a felhasználók közreműködésével alakította ki az EPC (Electronic Product Code Elektronikus Termék Azonosító) szabványokat, melyek a rádiófrekvenciás azonosítás (RFID) gyors elterjedését, széleskörű bevezethetőségét szolgálják. Link: www.epcglobalinc.org 6