Najnowsze artykuły
Technologie RFID i EPC | RFID – tagi, pasywne, aktywne, semipasywne
376
post-template-default,single,single-post,postid-376,single-format-standard,ajax_fade,page_not_loaded,smooth_scroll,,qode-theme-ver-1.4.1,wpb-js-composer js-comp-ver-4.3.4,vc_responsive

RFID – tagi, pasywne, aktywne, semipasywne

RFID – tagi, pasywne, aktywne, semipasywne

21:00 19 Marzec w Technologia

Niniejszy artykuł ma na celu przedstawienie rodzajów, opis działania oraz zastosowania Tag-ów. Został przedstawiony podział na rodzaj zasilania, zapisu, używanych częstotliwości oraz klas Tag-ów. Są przedstawione przykładowe zastosowania poszczególnych rodzajów Tag-ów w życiu codziennym, przemyśle, logistyce itp. .

 

Tag jest częścią składową systemu RFID. Jest zbudowany z następujących elementów:

  • anteny, najczęściej wielozwojowa cewka
  • układu odpowiedzialnego za komunikację radiową z czytnikiem, pamięci i/lub procesora oraz opcjonalnie z baterii

Zasada działania: kiedy Tag (etykieta) pojawia się w zasięgu pola emitowanego przez czytnik następuje odczyt. Dane (ID) zawarte w pamięci procesora znajdującego się w Tag-u, zawierające informacje o produkcie, na którym naklejona jest etykieta, przesyłane są do czytnika. Dane te można odczytać za pomocą specjalnego oprogramowania tzw. middleware.

Tag-i można podzielić ze wzgledu na :

  1. Na źródło zasilania:
    1. aktywne, wyposażone we własne źródło zasilania,
    2. pasywne, (te mogą mieć rozmiary od 0.4 mm × 0.4 mm, co czyni je praktycznie niewidocznymi). Znaczniki mogą mieć różnorodną postać – nalepki, żetonu, nitu, wałka itp.,
    3. semipasywne,  ma dodatkowe źródło zasilania, najczęściej małą baterię;
  2. Na zapis danych:
    1. identyfikatory typu R/O (Read / Only) – dane zapisane w procesie produkcji (tylko numer seryjny identyfikatora), nie ma możliwości zapisu dodatkowych danych jak również zmiany wartości samego numeru seryjnego,
    2. identyfikatory typu WORM (Write Once Read Many Times) – jednorazowy zapis danych, bez możliwości zmiany numeru seryjnego,
    3. identyfikatory typu R/W (Read / Write) – wielokrotny zapis danych, bez możliwości zmiany numeru seryjnego;
  3. Na częstotliwość działania:
    1. niska 100-500 kHz (najczęściej wykorzystywana 125-134 kHz), krótka odległość odczytu (kilkanaście centymetrów), mała prędkość odczytu, możliwy odczyt na cieczach,
    2. średnia 13.56 MHz, krótka odległość odczytu (od kilkunastu cm do ok. 1m), średnia prędkość odczytu, możliwy odczyt na cieczach,
    3. wysoka 862-928 MHz, duża odległość odczytu (nawet do 13m), duża prędkość odczytu, zmniejszone prawdopodobieństwo kolizji sygnałów, trudności w odczycie poprzez ciecze i na metalu;

(http://www.rfid.net.pl/ 13.01.2009r)

Klasyfikacja Tag-ów:

Klasy tagów Typ Pamięć Komunikat Właściwości
0 Pasywne R/O Nie inicjują komunikacji Liczba EPC jest zakodowany na Tag-u podczas produkcji
0+ Pasywne R/O + możliwość jednokrotnego zapisu Nie inicjują komunikacji
1 Pasywne WORM Nie inicjują komunikacji Liczba EPC nie jest zakodowany przez producenta, mogą być kodowane
2 Pasywne WORM Nie inicjują komunikacji Szyfrowanie
3 Semipasywne R/W Nie inicjują komunikacji Klasy 2 oraz możliwości dodatkowe
4 Aktywne R/W Potrafi inicjować komunikacje Klasy 3 oraz możliwości dodatkowe
5 Aktywne R/W Potrafi inicjować komunikacje Klasy 4 oraz możliwości dodatkowe

(Syngress, RFID+ Study Guide and Practice Exam,2007 {Tłumaczenie własne})

Tag-i pasywne.

Tag-i pasywne nie mają własnego źródła zasilania i pobierają energię z pola elektromagnetycznego generowanego przez czytnik. W większości wypadków korzysta się ze sprzężenia indukcyjnego dwóch cewek. W związku z tym Tag-i pasywne są lżejsze i tańsze niż aktywne i charakteryzują się wielokrotnie dłuższym czasem użytkowania. Mają natomiast krótszy zasięg i wymagają czytników emitujących większą moc w celu umożliwienia poprawnego zasilenia wbudowanego chipu.

Najczęściej wykorzystywana jest częstotliwość 125 kHz, pozwalająca na odczyt z odległości nie większej niż 0.5 m, ale bardziej skomplikowane systemy, umożliwiające np. zapis i odczyt informacji, pracują przy częstotliwości 13.56 MHz i zapewniają zasięg od metra do kilku metrów. Inne stosowane częstotliwości pracy – 868 do 956 MHz, 2.4 GHz, 5.8 GHz – zapewniają zasięg do kilku, a nawet kilkudziesięciu metrów.

„Dla przykładu w 2006 roku firma Hitachi Ltd. zaprezentowała układ pasywny mierzący zaledwie 0.15 x 0.15 mm o grubości 7.5 mikrometra (wymiary bez anteny), którego zasięg to około 30 cm, czip ten potrafi przesłać 128 bitowy, unikalny i niezmienny klucz zakodowany w procesie produkcji. Natomiast w 2007 roku firma ta zaprezentowała jeszcze mniejszy układ mierzący 0.05 x 0.05 mm i cienki na tyle, że można go umieścić w arkuszu papieru. Największy problem układów RFID to wymagana antena, która jest nawet 80 razy większa od samego czipa. Układy takie są tanie w produkcji dzięki czemu cieszą się popularnością prawie dorównującą kodom kreskowym.” (http://www.rfid-info.pl 13.01.2009r)

Wszystkie ważne dokumenty i zbiory nośników mogą być łatwo identyfikowane i śledzone przy zastosowaniu technologii RFID. System pozwala użytkownikowi na przeglądanie i weryfikowanie statusu dokumentu, historię obiegu, wypożyczenie i zwrot, sortowanie wg wybranych kluczy oraz najważniejsze aktualną lokalizację w dowolnej chwili. Automatyczna rejestracja historii obiegu jest szczególnie istotna dla dokumentów zawierających strategiczne lub poufne informacje. Rozwiązanie to jest szczególnie przydatne w instytucjach, gdzie dokumenty są często przenoszone pomiędzy pomieszczeniami, a informacje o ich aktualnej lokalizacji jest wręcz konieczna. Jest to idealne rozwiązanie dla różnego rodzaju archiwów, kancelarii, instytutów badawczych, szpitali oraz firm audytorskich.

(http://www.elektronikab2b.pl 13.01.2009r)

Tag-i RFID są używane w paszportach wielu krajów. Paszporty przechowują takie dane jak: godzinę, datę i miejsce podróży oraz wlotów i wylotów z kraju. W roku 2006 Tag-i RFID zostały wprowadzone w paszportach Stanów Zjednoczonych, paszporty te zawierają te same dane które są wydrukowane w paszporcie oraz cyfrowe zdjęcie właściciela. Początkowo czipy mogły zostać odczytane wyłącznie z odległości ok. 10 cm, lecz po słowach krytyki, teraz mogą być odczytane nawet z 10 metrów, paszporty zostały wyposażone w specjalny metalowy pasek, który uniemożliwia odczytanie danych, kiedy paszport jest zamknięty. Wprowadzono także zabezpieczenie w postaci kodu PIN, który musi być podany zanim będzie możliwe odczytanie informacji z Tag-u.

(Miesiecznik: Chip, 02/2009, s.20.)


(http://www.portalrfid.pl 13.01.2009r)

Tag-i aktywne.

Tag-i aktywne są zasilane z wewnętrznej baterii. Najczęściej pozwalają na zapis danych w pamięci, która w zależności od aplikacji może mieć pojemność od pojedynczych bajtów do megabajtów. Takie układy są w znacznym stopniu bardziej wiarygodne niż układy pasywne ze względu na mniejszą ilość błędów, możliwość nawiązania „sesji” z czytnikiem RFID oraz większą pamięć. Tag-i aktywne mają większy zasięg czytania niż pasywne, układy te lepiej sprawują się także w trudnych dla fal radiowych środowiskach (takich jak żywa tkanka, woda, metal) lub dłuższych dystansach generując silny sygnał ze słabych zapytań, jednak najczęściej są większe, droższe, a ich czas życia jest zdecydowanie ograniczony- zazwyczaj 2-10 lat, w zależności od wielkości znacznika, temperatury pracy i rodzaju użytej baterii. (http://www.rfid-info.pl 13.01.2009r)

W wielu przedsiębiorstwach wykorzystuje się etykiety radiowe do rejestracji czasu pracy pracowników. Etykiety te przyjmują najczęściej postać plastikowej karty wielkości karty kredytowej, której pracownik nie musi nawet wyjmować z portfela, by zarejestrować w systemie, rozpoczęcie i zakończenie pracy.

Tag-i radiowe są również powszechnie stosowane przez firmy turystyczne do produkcji karnetów narciarskich, tzw. ski-passów. Karnety te umożliwiają narciarzom korzystanie z wyciągów, usług gastronomicznych oraz hotelarskich, a wszystko to opłacone już zostaje na etapie wykupienia podróży.

Zaliczanie okrążeń  w wyścigach, takich jak Enduro czy „Hare and Hounds”, także używa się pasywnych i aktywnych systemów RFID. Każdy uczestnik ma na swoim ramieniu Tag RFID, który zostaje odczytany po zakończeniu okrążenia w celu zapisania czasu.

Firma Verichip produkuje specjalne opaski przeznaczone dla ludzi, które zawierają tag RFID, kontrolujący, czy opaska nie została zdjęta z przedramienia. Dzięki tej technologii możliwa staje się zdalna kontrola dzieci lub nadzór nad pacjentami w szpitalach czy też więźniami w zakładach karnych.

(http://www.stronglink.cn 13.01.2009r)


(http://www.rfid-info.pl/ 13.01.2009r)

Tag-i Semipasywne

Tag-i semipasywne to rodzaj znacznika będący połączeniem znacznika pasywnego ze znacznikiem aktywnym. Posiada on baterię służącą do zasilania układu mikroprocesora, a transmisji sygnału wykorzystuje jedynie energię fal radiowych odebranych z czytnika.

Podobnie jak w układach aktywnych, Tag-i semipasywne posiadają własne źródło zasilania jednak różnica polega na tym, że bateria używana jest tylko do zasilenia mikroczipa, a nie do rozsyłania sygnału. Sygnał jest odbijany tak jak w układach pasywnych. Układy takie są około 100 razy bardziej czułe niż układy pasywne co przekłada się na większa odległość działania oraz większą wiarygodność odczytu.

Wykorzystując pół-pasywne tagi RFID większą uwagę należy zwrócić na czytniki RFID , ponieważ słaby sygnał z czytnika będzie zwrócony jeszcze słabszy. Najsłabszym ogniwem odczytu takiego Tag-u jest ścieżka sygnału z tagu do czytnika.

Tag-i pół-pasywne mają trzy główne zalety:

  • większa czułość niż Tagi pasywne;
  • dłuższa żywotność baterii niż w Tagach aktywnych;
  • możliwość przeprowadzenia operacji (np. pomiar temperatury) nawet jeśli w pobliżu nie ma żadnego czytnika. (http://www.rfid-info.pl 13.01.2009r);

Znaczniki zapisywalne lub posiadające dodatkowe sensory (temperatury, wilgotności lub specjalne), z własnym zasilaniem, przechowują zapisy o kolejnych procesach obróbki. Najbardziej istotną zaletą takiego rozwiązania jest fakt, że informacja o statusie podzespołu znajduje się nie tylko w bazie danych systemu, ale również w Tag-u umieszczonym na nim samym. Szczególnie istotny jest zapis o kolejnych etapach produkcji w przemyśle przetwórstwa spożywczego, przemyśle mięsnym, od etapu ubojni, do dostawy końcowych produktów do sieci handlowych. Jako jedyne rozwiązanie jest w stanie wiarygodnie udokumentować zgodność procesów przetwórczych z wymaganymi procedurami i restrykcyjnymi normami.(http://www.softex.com.pl/ 22.01.2009r)

Przykład zastosowania Tag-ów w życiu codziennym, klapka w drzwiach wejściowych umożliwiająca kotu swobodne wchodzenie do domu, to bardzo wygodna rzecz. Gorzej, kiedy postanawia on zaprosić na wspólny posiłek całe bezdomne kocie towarzystwo z okolicy. Z pomocą przychodzi wówczas technologia RFID. SureFlap to inteligentna klapka w drzwiach, która nie pozwoli żadnemu nieproszonemu kociakowi na wejście do domu. Wyposażona jest w zasilany baterią czytnik RFID, który reaguje na chipa RFID zainstalowanego na specjalnej obroży i otwiera się tylko wtedy, kiedy to właśnie on stoi przed drzwiami. (http://www.logisticus.pl 22.01.2009r)

(http://www.rfid-info.pl 13.01.2009r), (http://www.gaorfid.com 13.01.2009r)

2.5 (50%) 4 votes