Wikipedista:Sarka.Razimova/Pískoviště

Princip a fungování RFID

Ukázka RFID čtečky

Technologie RFID se skládá ze dvou základních prvků: čtecího zařízení a paměťového média.

Čtecí zařízení

Čtecí zařízení je zabudováno v pracovních stanicích, bezpečnostních branách, zařízeních pro samoobslužné výpůjčky nebo v ručním snímači pro inventarizaci položek. Ve své nejjednodušší podobě je čtecí zařízení pouze širokým vchodem – portálem, který má po obvodu umístěn jeden nebo více RFID snímačů. Zařízení slouží především pro čtení pasivních etiket, které dostávají napájení od snímače. Komplikujícím faktorem je to, že v automatizovaném procesu snímání etiket není pevně stanoveno, protože položky mají různé rozměry a etikety na nich různé umístění a orientace každé z nich se liší. Hlavním určujícím faktorem přesnosti je proto umístění antén – snímačů na portálu tak, aby se maximalizovala pravděpodobnost načtení etikety. Čitelnost pasivní etikety je přímo závislá na množství energie, kterou přijímá, což v praxi znamená konkrétní vzdálenost mezi etiketou a snímačem a jejich orientace vůči sobě navzájem.

Paměťové médium

Paměťové médium je malý čip s pamětí a anténou (v praxi se používá velké množství velikostí a podob RFID čipů, od miniaturních o rozměrech 0,4 x 0,4 mm až po čipy určené k průmyslovému využití s velikostí 100 x 100 mm), zpravidla umístěn na papírové etiketě. Etiketa nepotřebuje žádný zdroj napájení, protože elektromagnetické pole generuje anténa připojena k RFID snímači. Když se v tomto poli ocitne RFID etiketa s transpondérem, v její anténě se generuje proud, který nabije kondenzátor a ten pak aktivuje čip. Důležité je, že etiketa samotná nevytváří vlastní elektromagnetické pole, ale jen mění pole vyvolané čtecím zařízením. To ve svém poli detekuje změny a převádí je na digitální data. Na to, aby bylo možné využít všechny možnosti RFID technologie, je potřebné k uvedeným dvěma prvkům přidat také komunikaci RFID s evidenčním systémem. RFID etiketa spojuje identifikační i bezpečnostní funkci. Na čipu je uložen jednoznačný identifikátor položky a další údaje, jako např. označení společnosti a země. Zaznamenává se zde informace, zda je položka vypůjčena nebo zabezpečena. Tento údaj je uložen v tzv. AFI byte a poskytuje více informací než jen dva základní stavy. Je v něm uložena i informace o odvětví, ze kterého konkrétní etiketa pochází. Na základě toho konkrétní bezpečnostní brána reaguje jen na relevantní etikety, ale k jinému zboží, které je zabezpečeno kompatibilním systémem RFID a prochází bránou, bude netečná.

Standardy a pravidla pro RFID

RFID systémy vyrábí mnoho firem po celém světě, což má za následek nasazování různých systémů. Z toho důvodu se jeví jako klíčové, aby výrobky různých firem byly navzájem kompatibilní a dokázali spolu komunikovat. Výrobci proto dodržují určité normy. Pro koncového zákazníka to má výhodu v tom, že může kombinovat zařízení od více výrobců, které splňují danou normu. Standardy a pravidla určují:

• technické parametry RFID řešení – příkladem je vymezení frekvence bezdrátového přenosu, fyzikální vlastnosti etiket, přenos signálu, přenosový protokol – jsou důležité právě proto, aby zařízení od dvou různých výrobců byla navzájem kompatibilní,
• rozsah a způsob uložení informací na paměťovém médiu – toto je důležité, aby jakýkoliv systém uloženým datům „rozuměl“ a věděl, kde najít potřebný údaj,
• komunikaci s evidenčním systémem – tj. způsob, jakým bude systém získávat informace uložené v paměťovém médiu, a jak bude informace poskytovat nějakému zařízení RFID.

Spolehlivost použití RFID technologií

Zabezpečení na bázi RFID s sebou přináší určitá rizika, která se týkají především míry úspěšnosti detekce a s tím související spolehlivosti celého systému. V případě nálezu významného zdroje rušení, jako je například vedení napěťových kabelů pod podlahou v paralelním směru se snímači, je nutné plánované umístění snímačů přehodnotit nebo i zvážit, zda vůbec v problematické části interiéru zařízení instalovat. Dalším problémem, vyskytujícím se především v průmyslových provozech, je zkreslování či znehodnocování signálu. Čtečky je občas nutné umístit velmi blízko vedle sebe, takže může docházet k nežádoucímu ovlivňování čteček navzájem. Signály vysílané čtečkami se odrážejí od kovových povrchů, což vede k superpozici rádiových vln (odlišný vzorec rádiových vln, který je obtížnější správně zachytit a dekódovat) a následnému zeslabení rádiového signálu. Větší vyzařovaný výkon může vedle zvýšení intenzity odrazů vést také k většímu dosahu, než je žádoucí, takže se vyzařovací diagramy jednotlivých čteček překrývají a roste riziko navázání spojení s nesprávným transpondérem. Spolehlivost procesu čtení/záznam výrazně zvyšují podpůrné funkce: adaptace vyzařovaného výkonu, inteligentní filtrace výsledků čtení a podpůrné rozhodovací mechanismy.

• Adaptace vyzařovaného výkonu - Při použití funkce adaptace výkonu čtečka automaticky zvyšuje vyzařovaný výkon tak dlouho, dokud ve svém dosahu jednoznačně neidentifikuje alespoň jeden transpondér. Tím se nejen zajišťuje velmi rychlá detekce transpondéru, ale současně se zmenší úroveň rádiového rušení i problémy se slábnutím signálu.

• Inteligentní filtrace výsledků čtení - Funkce několikastupňové filtrace potvrzuje skutečnost, že čtečka komunikuje se správným transpondérem, a to na základě analýzy vlastností rádiového signálu. O tom, že se jedná o správné paměťové médium, se rozhoduje automaticky podle různých indikátorů – například podle stanovení hodnoty ukazatele RSSI, čtecí frekvence či potřebného vysílacího výkonu.

• Podpůrné rozhodovací mechanismy - Podle potřeby a možností lze dále aktivovat nejrůznější podpůrné rozhodovací mechanismy. Filtr pro rychlý předběžný výběr zajišťuje předběžnou rychlou kontrolu transpondérů v dosahu čtečky ještě předtím, než se přistoupí k jejich podrobné identifikaci. Transpondéry, které již prošly zpracováním, lze mít ve čtečce uložené na „černé listině“, takže se jimi systém dále nezabývá. Funkce zachování spojení (tzv. Tag Hold) udržuje spojení mezi zvoleným transpondérem a čtečkou při použití maximálního vysílacího výkonu. Tím se zajistí výměna dat mezi čtečkou a paměťovým médiem bez ohledu na nepříznivé podmínky v éteru.

Porovnání s obdobnými technologiemi

Rozdíl mezi RFID a čárovým kódem

RFID představuje alternaci k čárovým kódům. Rozdíly mezi těmito technologiemi zobrazuje následující tabulka :

RFID etiketa	Čárový kód
Při skenování nemusí být viditelná.	Při skenování je nutná jeho viditelnost.
Skenování je možné provést z větší vzdálenosti. Vzdálenost závisí na typu štítku a čtečky.	Kód lze skenovat pouze na krátkou vzdálenost.
Uložená data na etiketě lze aktualizovat.	Data nelze aktualizovat, jsou určena pouze pro čtení.
Je nutné mít zdroj energie.	Zdroj energie není vyžadován.
Doba čtení je nižší než 100 milisekund.	Doba čtení je minimálně půl vteřiny.
Obsahuje senzor připojený k anténě, který bývá často v plastovém krytu.	Kód je vytištěný přímo na předmět.
Její výroba je dražší.	Jeho výroba/tisk je levnější.

Rozdíl mezi RFID a NFC

Technologie NFC využívá princip RFID. Umožňuje výměnu dat mezi zařízeními pomocí vysokofrekvenční bezdrátové technologie na krátkou vzdálenost. Tato technologie tedy spojuje vysílač i přijímač signálu do jednoho zařízení. Rozdíly mezi těmito technologiemi zobrazuje následující tabulka :

RFID technologie	NFC technologie
Pouze jednosměrná komunikace.	Obousměrná komunikace.
Různé frekvence (LF, HF, UHF).	Daná frekvence 13,56 MHz.
Přenosová rychlost se mění s frekvencí.	Maximální přenosová rychlost je 424 Kbps.