Co je to RFID?

RFID je zkratka pro RadioFrekvenční Identifikaci. RFID systém slouží k identifikaci a lokalizaci:

  • Lidí (např. autorizace, přístup)
  • Objektů (logistika)
  • Míst (transportní systémy)
  • Transakcí (platební systémy)

 

RFID funguje podobně jako běžné čárové kódy, ale jako nástupce má oproti nim tyto výhody:

  • Není potřeba přímé viditelnosti
  • Funkce Čtení/Zápis
  • Různé velikosti pamětí a volitelné funkce
  • Funkce pro bezpečnost
  • Čtení více tagů současně
  • Funguje i v omezeném prostředí

 

Jak RFID funguje?

RFID je založeno na přenosu dat pomocí elektromagnetického pole neboli radiově. Informace o identifikovaném objektu je uložena na nosiči, který je nazýván tag, a který je umístěn na objektu. Tag obsahuje anténu a čip, který má data uloženy. Informace mohou být přečteny pomocí RFID čtečky.

 

RFID TAG

Každý objekt, který je identifikován RFID systémem má na sobě RFID Tag. Přestože mohou být vyrobeny v různých formátech, které vyhovují danému prostředí, tak jsou v zásadě vždy složeny z těchto komponent:

  • Anténa (vodivý materiál)
  • Čip (křemík)
  • Napájecí systém
  • Paměť

RFID tagy lze jednoduše rozdělit podle napájecího systému a podle typu paměti.

[01]

 

Klasifikace dle napájecího systému

Pasivní tagy přijímají energii z elektromagnetického pole vyzářeného čtečkou. Napájecí systém je aktivován příchozím RF signálem. Proto nepotřebují baterii, jsou velmi malé a ekonomické.

Semipasivní tagy obsahují baterii a vyžadují energii z čtečky k tomu, aby poslali data zpět čtečce. Obvykle mají delší výdrž než aktivní tagy a pracují v pásmu UHF.

Aktivní tagy mají vlastní zdroj energie ve formě baterie, což jim umožňuje přijímat/vysílat data i na větší vzdálenosti než 100 m i automaticky. Umožňují měřit fyzikální veličiny, které mohou ukládat i odesílat. Aktivní tagy jsou díky tomu relativně velké, a díky technologii i dražší než tagy pasivní.

[01], [02]

 

Klasifikace dle typu paměti

Pouze zápis – informace je uložena z výroby a nelze ji později změnit.

Zápis i čtení – informace mohou být libovolně přepisovány. Většinou jsou dražší a mají k dispozici více paměti než u paměti typu pouze zápis.

[01]

 

Frekvenční pásma v RFID

RFID systémy lze dělit podle frekvenčního pásma, ve kterém pracují. Výběr vhodného frekvenčního pásma určuje typ aplikace. RFID pracuje v nelicencovaném pásmu známém jako ISM (Industrial [Průmysl], Scientific [Věda] a Medical [Medicína]), nicméně přesné frekvence se mohou lišit dle regionů použití. V celosvětově uznávaném třídění využívá RFID tyto frekvence:

  • LF – Low Frequency (Nízké frekvence): <135 kHz
  • HF – High Frequency (Vysoké frekvence): 13,56 MHz
  • UHF – Ultra High Frequency (Ultra vysoké frekvence): 850 - 960 MHz (závislé na nařízení pro region)

Pásmo

LF (30 až 300kHz)

HF (3 až 30MHz)

UHF (300MHz až 3GHz)

Microwave (2 až 30GHz)

Typická frekvence pro RFID

120 - 134 kHz

13.56 MHz

433 MHz;
860 – 960 MHz

2,45 GHz;
5,8 GHz

Dosah komunikace

< 0,5 m

≤ 1,5 m

433 MHz: ≤ 100 m
860 – 960MHz:
0,5 m – 13 m nebo

Evropa do 7 m?

≤ 10 m

Až 20 m?

Rychlost přenosu dat

< 1 kbit/s

~ 25 kbit/s

~ 30 kbit/s

≤ 100 kbit/s

Prostupnost signálu

++++

+++

++

+

Signál rušen vodou/kovem

Ne/Ano

Částečně/Ano

Ano/Ano

Ano/Ano

Anténa

Cívka

Cívka

Dipól, štěrbinová anténa?

?

Čtení více tagů najednou

Špatné

Dobré

Velmi dobré

Velmi dobré

Cena

Drahé

Méně drahé

Nejméně drahé

Drahé

Charakteristika

- Krátký dosah

- Nejnižší přenosová rychlost

+ Prostoupí vodou

+ Kov a kapalina nemá vliv na signál

- Neexistují antikolizní mechanismy

+ Střední dosah

+ Dostatečná rychlost přenosu dat

+ Částečně prostoupí vodou

+ Dlouhý dosah

+ Vysoká rychlost přenosu dat

+ Antikolizní mechanismy, lze číst a zapisovat stovky tagů zároveň

+ Technologické standardy pro využití organizací GS1

+ Nejdelší dosah

+ Nejvyšší rychlost přenosu dat

- Drahé

- Možnost kolize s některými typy bezdrátových počítačových sítí a jiných zařízení?

Aplikace

Zvířata, Řízení přístupu, Imobilizéry, Průmyslová identifikace

Smart Labels, Oblečení, Léky, Knihovna, Lístky, Platby, Doklady, Přístup a zabezpečení

Sledování palet/obalů, Přeprava zavazadel, Elektronické mýtné

Elektronické mýtné

[01], [02], [03]

 

Standardy, normy, licence

RFID tag a čtečka musejí, mimo vybrané frekvenční pásmo, mít souhlasný protokol neboli využívat kompatibilní standard pro komunikaci. Standardy řeší problémy jako je přístup ke komunikačnímu médiu, strukturu a význam přenášených dat, a kódování a modulaci dat do přenášeného signálu. Zjednodušeně řečeno standardy definují jazyk mezi tagem a čtečkou, a proto by oba měli využívat stejný. Například HF tag ISO15693 nedetekuje, neboli nerozumí čtečce ISO18000 a stejně tak nemůže komunikovat s EPCglobal™ systémem. Existuje několik standardů vyvinutých firmou GS1 (EPCglobal™) a mezinárodní organizací pro standardizaci (ISO - International Organization for Standardization). Nejběžnější z nich jsou v tabulce:

Pásmo

LF
(30 až 300kHz)

HF
(5 až 7 MHz)

HF
(13.56 MHz)

UHF
(303/433 MHz)

UHF
(860 až 960 MHz)

Microwave (2,45/5,8 GHz)

Používané normy (Pasivní)

ISO11784/5, 14223,

ISO18000-2

ISO10536,

iPico DF/iPX

ISO14443 (MIFARE), ISO15693 (Tag-IT),

ISO18000-3

 

ISO18000-6,
EPC Class 0/1,

EPC GEN II,

AAR S918 (rail),

Title 21

ISO18000-4,

Intellitag,

µ-chip

Používané normy (Semipasivní)

       

AAR S918 (rail),

Title 21

ISO18000-4,

Alien BAP

Používané normy (Aktivní)

     

ANSI 371.2 (Savi),

ISO18000-7,

RFCode

 

ISO18000-4,

ANSI 371.1 (WhereNet

)

 [02], [04], [05]

 

Reference:

[01] - RFID Technology: Introduction and Application, © 2012 IEIMobile

[02] - RFID Selection Guide, 2010 EBV Elektronik (http://elecfreaks.com/store/download/datasheet/NFC/rfid_guide.pdf)

[03] - http://www.codeware.cz/rfid-standardy-frekvence-vlastnosti.html

[04] - RFID Introduction, Present and Future applications and Security Implications, Nandita Srivastava

[05] - A Radio-Oriented Introduction to RFID—Protocols, Tags and Applications, By Daniel M. Dobkin, Enigmatics, and Titus Wandinger, WJ Communications (http://www.mobiusconsulting.com/papers/HFE0805_RFIDTutorial.pdf)