Technologia RFID - co to jest, jak działa i gdzie znajduje zastosowanie?

RFID – co to jest, z czego składa się technologia i w jakich branżach znajduje zastosowanie? Przygotowałam kompleksowy artykuł, który w przystępny sposób wyjaśni Ci działanie RFID!

 

RFID – co to takiego i jak działa?

RFID to skrót od angielskiego wyrażenia „Radio-Frequency Identification". Jest to bardzo popularna technologia bezprzewodowej i bezkontaktowej transmisji danych cyfrowych na niewielkie odległości (od kilkudziesięciu centymetrów do kilkudziesięciu metrów).

Każdy z nas wielokrotnie spotkał się z technologią RFID - np. płacąc kartą w sklepie, kupując bilet miesięczny czy otwierając drzwi zabezpieczone domofonem przy użyciu breloczka.

Standardowa architektura systemu składa się z czytników RFID emitujących fale radiowe oraz nośników danych zwanych tagami RFID. Gdy taki tag znajdzie się w zasięgu anteny radiowej czytnika, następuje odczyt danych przez czytnik, a następnie przesłanie ich do urządzenia nadrzędnego.

Tagi RFID są tak powszechne, że doczekały się wielu form i nazw, jak np. karta, znacznik, chip, naklejka, a nawet określeń potocznych, jak „brelok” czy... „pikacz” (poświęcę im trochę uwagi w dalszej części).

 

 

Standardy częstotliwości technologii RFID

Wyróżnia się trzy podstawowe zakresy częstotliwości wykorzystywane w transmisjach RFID – Low Frequency, High Frequency oraz Ultra-High Frequency.

 

RFID Low Frequency (LF)

• Zakres częstotliwości: od 30 do 300 kHz, zwykle 125 kHz lub 134 kHz
• Zasięg odczytu: do 10 centymetrów
• Zastosowanie: kontrola dostępu, śledzenie zwierząt, breloki samochodowe
• Zalety: dobrze sprawdza w pobliżu cieczy
• Wady: niewielki zasięg odczytu, ograniczona ilość pamięci, niska szybkość transmisji danych

 

RFID High Frequency (HF)

• Zakres częstotliwości: od 3 do 30 MHz, zwykle 13,56 MHz
• Zasięg odczytu: do 30 cm
• Zastosowania: systemy biletowe, książki w bibliotekach, identyfikatory, żetony do gier
• Zalety: duża pojemność pamięci, globalne standardy bezpieczeństwa
• Wady: niewielki zasięg odczytu, niska szybkość transmisji danych

 

RFID Ultra-High Frequency (UHF)

• Zakres częstotliwości: od 300 MHz do 3 GHz
• Podstawowe zakresy częstotliwości: 433 MHz, 860 - 960 MHz
• Zasięg odczytu: nawet do kilkudziesięciu metrów
• Zastosowania: systemy kontroli dostępu, namierzanie oraz identyfikacja towarów
• Zalety: daleki zasięg odczytu, duża pojemność pamięci, globalne standardy bezpieczeństwa
• Wady: wysoka częstotliwość pracy oraz stosunkowo duży zasięg mogą potencjalnie zakłócać inne transmisje radiowe

 

 

Co to jest tag RFID?
 

Tag RFID (inaczej etykieta RFID czy znacznik RFID) to nic innego jak nośnik danych, na którym można zapisywać, przechowywać oraz odczytywać informacje.

Chip RFID może występować w różnej firmie fizycznej, np. jako brelok, przezroczysta lub papierowa etykieta, czy karta RFID. Może także zostać umieszczony w pojazdach, urządzeniach, czy obiektach.

 

Budowa tagu RFID

Tag RFID składa się z układu scalonego, anteny oraz obudowy.

• Układ scalony: serce RFID, czyli pamięć oraz mikroprocesor, które odpowiadają za przechowywanie zapisanych w tagu danych.
• Antena: realizuje komunikację radiową.
• Obudowa: materiał ochronny, który scala wszystkie elementy razem. Może to być np. plastikowa karta, foliowa naklejka, czy papierowa etykieta.

 

 

Tagi RFID – rodzaje

Znaczniki RFID można podzielić według dwóch kryteriów: ze względu na sposób zasilania oraz sposób zapisywania w nich informacji.

 

Rodzaje tagów RFID ze względu na sposób zasilania:

• tagi aktywne – posiadają wbudowane źródło zasilania, które pozwala na niezależną od czytnika emisję fal radiowych. Wyróżniają się sporym zasięgiem odczytu oraz dużą pamięcią.
• tagi pasywne – nie posiadają wbudowanego źródła zasilania, dlatego nie mogą samodzielnie wysyłać fal radiowych. Zasilane są energią fali radiowej emitowaną przez czytnik RFID.
• tagi semi-aktywne – to połączenie tagów aktywnych oraz pasywnych. Co prawda posiadają wbudowane źródło zasilania w postaci baterii, jednak służy ono jedynie do zasilania chipa (tagi semi-aktywne nie mogą wysyłać sygnału samodzielnie).

 

Rodzaje tagów RFID ze względu na sposób zapisywania informacji:

• WORM, czyli write-once, read-many. Umożliwiają jednorasowy zapis informacji, jednak bez opcji ich edycji czy usunięcia.
• RO, czyli read only. Na takich tagach nie można zapisywać informacji, a jedynie je odczytywać. Zwykle wykorzystywane są do namierzania i identyfikacji towarów.
• RW, czyli rewritable. To tagi RFID, które można wielokrotnie zapisywać oraz modyfikować dane.

 

Jak działają czytnik i anteny RFID?

Jak już wspomniałam, technologia RFID składa się nie tylko z tagów, ale i czytnika oraz anteny.

 

Czytniki RFID

Czytnik RFID to urządzenie stacjonarne lub mobilne (przenośne skanery ręczne), które w sposób ciągły wysyła i odbiera fale radiowe o określonej częstotliwości. Pozwala na identyfikację znacznika RFID, który znajduje się w jego zasięgu, oraz odczyt zaszyfrowanych w nim informacji.

 

Czytniki RFID mogą być zintegrowane z anteną, która odbiera sygnał.

 

Anteny RFID

Anteny w systemach RFID pobierają energię z czytnika, a następnie przesyłają ją jako fale radiowe do tagu RFID, który znajduje się w zasięgu sygnału.

Wyróżnia się dwa rodzaje anten w zależności od polaryzacji:

• anteny polaryzacji liniowej – fale elektromagnetyczne rozchodzą się w jednej płaszczyźnie i wyróżniają się dużą mocą oraz dalekim zasięgiem odczytu. Jednak aby tag RFID mógł zostać zidentyfikowany, musi znajdować się w podobnej co antena orientacji.
• anteny polaryzacji kołowej – fale elektromagnetyczne rozchodzą się niczym okręgi dookoła anteny, przez co tagi RFID nie muszą znajdować się na tej samej linii, co antena. To rozwiązanie sprawdzi się tam, gdzie nie musimy dokładnie określić lokalizacji znacznika RFID.

 

Technologia RFID – wady i zalety

RFID – jak każda technologia – wyróżnia się zarówno licznymi korzyściami, jak i pewnymi ograniczeniami.

 

Kluczowe zalety RFID to:

• możliwość doboru technologii do preferowanego zasięgu odczytu – od kilku cm do kilkudziesięciu metrów;
• wszechstronność i łatwość zastosowania – w logistyce, transporcie, kontroli dostępu, handlu, czy produkcji;
• to technologia bezstykowa – tag RFID nie potrzebuje fizycznego kontaktu z czytnikiem;
• wygodne użycie – szybki odczyt pozwala na natychmiastową reakcję systemów;
• niewielkie chipy można umieścić właściwie w dowolnym przedmiocie oraz w wymagających warunkach;
• tagi RFID można wielokrotnie zapisywać, a także zintegrować w jednym tagu dane niezbędne dla wielu różnych systemów (parking, stołówka, abonament, alarm, itp.)

 

Wady RFID:

• na skuteczny zasięg odczytu tagu może negatywnie wpływać bliska obecność płynów, metali czy innych materiałów magnetycznych;
• chipy RFID z uwagi na koszty nie zawsze są dobrym rozwiązaniem do znakowania przedmiotów, które szybko się zużywają.

 

Zastosowanie RFID

Technologia RFID istnieje od kilkudziesięciu lat, ale do niedawna jej użycie było zbyt kosztowne na szeroką skalę. Pierwotnie tagi RFID używane były do śledzenia dużych przedmiotów, np. zwierząt, bagaży lotniczych czy transportów kolejowych. Aktualnie zastosowanie RFID jest o wiele częstsze, a ja wspomnę o najważniejszych przykładach.

 

 

Systemy kontroli dostępu

Kontrola dostępu to rozwiązanie, dzięki któremu wstęp do budynku, stref czy pomieszczeń mają tylko osoby upoważnione. Po zbliżeniu karty RFID, czytnik kontroli dostępu skanuje informacje zakodowane w identyfikatorze i przesyła je do sterownika, który porównuje je z danymi zapisanymi w bazie, a następnie podejmuje decyzje o odmowie lub udzieleniu dostępu.

Dzięki zastosowaniu RFID w systemie kontroli dostępu identyfikacja użytkowników jest szybka i nie wymaga fizycznego kontaktu z czytnikiem, co sprawdzi się zwłaszcza w przypadku szlabanów parkingowych czy hal magazynowych.

 

Handel

W tym sektorze technologia RFID pozwala m.in. śledzić transport towarów od producenta do klienta, co ułatwia zarządzanie łańcuchem dostaw oraz monitorowanie stanów magazynowych. Znaczniki przyspieszają i upraszczają też inwentaryzację produktów.

 

Budownictwo

Profesjonalny sprzęt budowlany to spory koszt, dlatego firmy budowlane korzystają z technologii RFID, aby ewidencjonować wyposażenie. Dzięki temu rozwiązaniu maszyny, narzędzia i materiały są stale kontrolowane, a to ma wpływ na zachowanie pracowników (eliminując nadużycia), jak i osób z zewnątrz (zapobiegając zniszczeniu czy kradzieży).

 

Logistyka

Etykiety RFID pozwalają zadbać o szybkie i sprawne dostawy, zwroty, zarządzanie i kompletowanie towarów oraz realizację zamówień.

 

Branża motoryzacyjna

Montowane w pojazdach tagi RFID pozwalają na identyfikację pojazdów i komponentów, co wpływa m.in. na skrócenie cyklu produkcyjnego, minimalizowanie pomyłek, czy wykrywanie wadliwych konstrukcji.

 

Urządzenia mobilne

Jednym ze standardów RFID jest NFC, czyli komunikacja bliskiego zasięgu, działająca na częstotliwości 13,56 MHz. Technologia znana jest głównie ze zbliżeniowych płatności bezgotówkowych, ale umożliwia też bezpieczne logowanie do komputera czy transfer danych między urządzeniami.

 

Przeczytaj także:

✔️ Co to jest kryptografia? Definicja i kluczowe funkcjonalności

✔️ Jak działa czytnik linii papilarnych?

✔️ Co to jest e-dowód osobisty i jak działa to rozwiązanie?

Powrót