Technologia RFID – co to jest?
- 13.12.2019 (ostatnia aktualizacja: 26.07.2022)
Co to jest RFID i jak działa?
RFID jest skrótem angielskiej nazwy Radio-Frequency Identification, co oznacza identyfikację za pomocą fal radiowych. Dzięki tej technologii możliwy jest odczyt i przesył danych, a także elektroniczne zasilenie chipów, które te dane przechowują. W zależności od rodzaju znacznika (tagu RFID) i umieszczonego w nim chipu, zapis lub odczyt danych możliwy jest w odległościach od kilkudziesięciu centymetrów do nawet kilkunastu metrów. Budowa całego systemu pozwala na jednoczesny odczyt wielu różnych tagów, które znajdą się w zasięgu czytnika lub anteny RFID.
Technologię RFID stosuje się w wielu dziedzinach życia, między innymi w procesach przemysłowych, produkcji, logistyce, magazynowaniu, kontroli dostępu, czy również w handlu i zapewnianiu bezpieczeństwa. Wszystkiego o RFID dowiesz się z poniższego artykułu.
Spis treści kompendium wiedzy o RFID:
Jeśli chcesz od razu przejść do konkretnej sekcji, wybierz ją z listy poniżej:
1. Zastosowanie technologii RFID w praktyce
2. Częstotliwość i standardy RFID
3. Co to są tagi RFID, jak są zbudowane i jakie są ich rodzaje?
4. Czytniki RFID
5. Anteny RFID
6. System jako efekt końcowy
7. Technologia RFID a kody kreskowe
8. Wykorzystaj technologię RFID
Zastosowanie technologii RFID w praktyce
Technologia RFID stała się współczesnym standardem identyfikacji obiektów i osób oraz komunikacji między nimi. Przyczyniają się do tego również tak zwany Przemysł 4.0 oraz Internet Rzeczy (Internet of Things), które są oparte na bezprzewodowej komunikacji sieciowej oraz komunikacji człowiek-maszyna.
Zobacz jak RFID wykorzystać w praktyce
RFID można dzisiaj spotkać w procesach przemysłowych, kontroli produkcji, logistyce, i codziennym życiu. Identyfikację radiową spotkamy najczęściej w takich obszarach jak:
Produkcja i przemysł
RFID pomaga automatyzować procesy, identyfikować wyroby, maszyny, narzędzia, czy materiały. Usprawnia przepływy, kontrolę i zwiększa efektywność realizowanych działań. Zobacz moduł systemu RFID Navigator do śledzenia produkcji.
Logistyka i magazyny
Szybkość i dokładność dostaw, kompletowanie towarów, zarządzanie ich rotacją, realizacja zamówień oraz kontrola opakowań zwrotnych bardzo często odbywa się z wykorzystaniem etykiet RFID i odpowiednich tagów. Wykorzystaj Kanban RFID.
Handel
Bramki RFID i znaczniki towarów w handlu są powszechnie funkcjonującym rozwiązaniem pozwalającym na bieżące monitorowanie faktycznych stanów magazynowych jak i lokalizacji asortymentu w strefach. Za ich pomocą można też błyskawicznie przeprowadzać remanenty.
Identyfikacja majątku firm
Tradycyjne kody kreskowe często zastępuje się technologią RFID, która jest znacznie trwalsza i efektywniejsza w zarządzaniu firmowym majątkiem; dzięki niej łatwiej też przeprowadzić coroczną inwentaryzację. Zobacz ewidencję środków trwałych z RFID Navigator.
Budownictwo
W przedsiębiorstwach budowlanych system RFID kontroluje wartościowy sprzęt, narzędzia i materiały, dzięki czemu obniżają się koszty eksploatacji i zapobiegamy nieuzasadnionemu ich wykorzystywaniu przez pracowników.
Kontrola dostępu
Technologia RFID pozwala także na ograniczanie dostępu do wybranych lokalizacji i obiektów, zarządzanie ruchem, systemami parkingowymi oraz kontrolę czasu pracy pracowników. Umożliwia również wdrożenie systemu ewakuacji RFID.
Smartfony i urządzenia mobilne
Niezwykle popularnym wykorzystaniem RFID jest standard NFC (standard HF) szeroko stosowany w smartfonach i urządzeniach mobilnych. Moduł NFC najczęściej wykorzystuje się do płatności zbliżeniowych, ale może też służyć do przesyłania informacji między urządzeniami.
Zastosowań RFID jest jeszcze więcej. Dzięki rożnorodności tagów, czytników i systemów, tego typu technologię można wykorzystać praktycznie w każdym obszarze działalności. Identyfikacja radiowa coraz częściej pojawia się w codziennych sytuacjach.
Standard LF (Low Frequency) niskiej częstotliwości
Standard wykorzystujący częstotliwość z zakresu od 30 do 300 kHz, najczęściej 125 kHz lub 134 kHz do znakowania zwierząt. Pozwala na odczyt tagów z odległości do 10 cm.
Standard HF (High Frequency) wysokiej częstotliwości
Obejmuje zakres częstotliwości od 3 do 30 MHz, ale zgodnie ze standardem ISO w technologii RFID wykorzystuje się wartość 13,56 MHz, która pozwala odczytać dane z odległości do około 15 centymetrów (istnieją systemy o zasięgu do 1,5 metra lecz są to rozwiązania autorskie firm takich jak HID – wyłącznie kontrola dostępu).
Standard UHF (Ultra-High Frequency) ultra wysokiej częstotliwości
Ogólnie przyjmuje zakres od 300 MHz do 3 GHz, ale w systemach i urządzeniach częstotliwość wynosi między 860 a 960 MHz. Standard ten umożliwia dokonywanie odczytów i zapisów w odległości nawet do 15 metrów przy zastosowaniu technologii pasywnej, przy wykorzystaniu technologii aktywnej – zasięg może wynieść nawet 30 – 60 metrów.
Co to jest tag RFID (znacznik), jak jest zbudowany i jakie są ich rodzaje?
Tagi RFID zwane również transponderami lub znacznikami RFID to niewielkie nośniki danych, które mogą przybierać różne kształty i rozmiary. Umożliwiają zapisywanie, przechowywanie i odczytywanie informacji.
Tagi RFID mogą być umieszczane na obiektach, urządzeniach, w pomieszczeniach czy też być przekazane poszczególnym osobom (karty RFID).
Konstrukcja tagów RFID
Transpondery RFID składają się z trzech elementów:
1
UKŁADU SCALONEGO
czyli mikroprocesora i pamięci, które przechowują zakodowane w tagu informacje.
2
ANTENY
odpowiedzialnej za emisję i odbiór sygnału radiowego.
3
OBUDOWY
która może przybierać przeróżne formy, od foliowej naklejki, poprzez etykiety papierowe, aż do zamkniętych pojemników i kapsułek z tworzyw.
Pamięć tagów RFID
Każdy tag RFID, bez względu na formę obudowy, posiada cztery rodzaje pamięci, zwane także bankami pamięci. Zaliczamy do nich:
Pamięć EPC (EPC Memory) – bank pamięci przechowujący Electronic Product Code, czyli Elektroniczny Kod Produktu. Jest to pamięć edytowalna, w której możemy zapisać dowolny numer HEX o długości maksymalnej do równi pamięci Taga RFID (pamięci EPC – zwykle 96 bitów).
Pamięć użytkownika (User Memory) – jest to dodatkowa pamięć, którą wykorzystuje się w sytuacji, gdy 96 bitów pamięci EPC okazuje się niewystarczające. Pamięć użytkownika to zwykle dodatkowe 512 bitów do zapisu danych w tagu.
Pamięć TID (TID Memory) – TID jest pamięcią przechowującą unikalny numer danego transpondera, którego nie można zmienić. Numer TID jest nadawany przez producenta.
Pamięć bezpieczeństwa – to bank pamięci, w którym znajdują się dwa 32-bitowe hasła: hasło dostępu do blokowania i udostępniania możliwości zapisu danych poufnych oraz hasło niszczące. To drugie hasło całkowicie niszczy tag i uniemożliwia jego działanie.
Rodzaje tagów RFID
Rodzaje transponderów RFID możemy podzielić ze względu na sposób zapisywania danych oraz ze względu na sposób zasilania.
Podział tagów RFID ze względu na sposób zapisu danych
RO (Read Only) – najprostsze tagi, które nie służą do zapisu danych, a jedynie do odczytu. Używa się ich tylko do stwierdzenia obecności lub braku obecności oznakowanego nimi przedmiotu.
WORM (Write Once Read Many) – pozwalają na jednorazowy zapis danych bez możliwości ich edycji, czy usunięcia.
RW (Rewritable) – transpondery z możliwością wielokrotnego zapisywania, modyfikowania i odczytywania danych.
Podział tagów RFID ze względu na sposób zasilania
Tagi pasywne – tagi bez własnego zasilania, przez co nie są w stanie same emitować sygnału. Energię umożliwiającą aktywację chipa pobierają z pola elektromagnetycznego emitowanego przez antenę czytnika RFID. Są to najtańsze tagi RFID, które mają zasięg od kliku centymetrów (LF, HF) nawet do 12 metrów (UHF), mogą być używane przez bardzo długi czas.
Tagi semi-aktywne– są kombinacją tagów pasywnych i aktywnych. Posiadają własne źródło zasilania w postaci baterii, ale służy ono jedynie do zasilania chipa, a nie do emisji fal radiowych. Ich czułość jest znacznie większa niż tagów pasywnych, a żywotność baterii dłuższa niż tagów aktywnych.
Tagi aktywne – to transpondery ze wbudowanym źródłem zasilania, które służy zarówno do aktywacji chipa, jak i emisji fal radiowych. Tagi aktywne posiadają znacznie większą pamięć i ze względu na silny sygnał o wiele lepiej sprawują się w trudnych warunkach. Wadą może być ograniczona żywotność baterii, która najczęściej wynosi od 2 do 10 lat.
Czytniki RFID
Czytniki są kolejnym elementem systemu RFID. Są to urządzenia stacjonarne lub mobilne, wyposażone w moduł transmisji radiowej, czyli antenę wysyłającą i odbierającą sygnał radiowy. W ten sposób komunikują się z tagami RFID oraz zapisują i odczytują z nich dane.
Czytniki RFID mogą przybierać różną postać, od kolektora mobilnego, przez biurkowy czytnik krótkiego zasięgu, aż po czytniki UHF dalekiego zasięgu montowane na masztach, bramkach RFID, czy na pojazdach.
Czytniki RFID mogą być integrowane z antenami RFID, które zwiększają zasięg pola elektromagnetycznego, dzięki czemu informacje z tagów mogą być zbierane z większej powierzchni i odległości.Anteny RFID
Antenty RFID emitują fale radiowe oraz odbierają sygnał z tagów, który przekazują następnie do czytnika.
Budując system RFID, wymagający większej liczby punktów zbierania danych niż tylko jeden czytnik, można posłużyć się właśnie antenami. Do jednego czytnika może być podłączonych wiele anten, w zależności od potrzeb, ale i rodzaju czytnika. Dzięki temu koszt budowy systemu jest znacznie niższy, a jego efektywność pozostaje na wysokim poziomie.
Wyróżniamy dwa rodzaje anten w zależności od rodzaju polaryzacji:
Anteny o polaryzacji liniowej
Anteny o polaryzacji liniowej emitują fale elektromagnetyczne w jednej płaszczyźnie – poziomo lub pionowo. Są wyposażone w dużą moc i daleki zasięg odczytu. Ważne jest jednak aby tagi, które mają być zidentyfikowane zostały ułożone pod podobnym kątem. Duże znaczenie odgrywa zatem orientacja transpondera.
Anteny o polaryzacji kołowej
Anteny o polaryzacji kołowej wysyłają sygnał jednocześnie w dwóch płaszczyznach. Fale rozchodzą się w sposób kołowy, dzięki czemu sygnał nie jest wrażliwy na położenie i orientację tagu. Anteny kołowe mają za to mniejszy zasięg oddziaływania.
System jako efekt końcowy
Wszystkie omówione wcześniej elementy technologii identyfikacji radiowej służą do budowy praktycznych systemów RFID. Ponadto, aby taki układ był efektywny, wymagane jest specjalistyczne oprogramowanie. O wykorzystaniu technologii RFID do budowy systemów piszemy na osobnej podstronie.
Poznaj modułowy system RFID Navigator, który pomoże Ci zautomatyzować procesy dzięki technologii RFID.
Zalety technologii RFID i przewagi nad kodem kreskowym
Systemy RFID budowane w oparciu o technologię fal radiowych niosą ze sobą szereg korzyści dla ich użytkowników.
Brak wymogu bezpośredniego kontaktu tagu z czytnikiem do odczytania danych.
Równoczesny odczyt wielu znaczników z prędkością dochodzącą nawet do 100 tagów na sekundę.
Większa żywotność tagów i odporność na trudne warunki pracy, np. zabrudzenia, zapylenie, wystawienie na światło słoneczne itp.
Znacznie większa odporność na zniszczenia oraz możliwość montażu w różnych warunkach, na różnych powierzchniach i obiektach, zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz.
Możliwość zapisu większej ilości informacji, a ponadto możliwość wielokrotnej edycji danych zakodowanych w pojedynczym znaczniku.
Możliwość wielokrotnego używania tego samego tagu do oznaczenia różnych obiektów.
Tagi RFID mogą być przymocowane w dyskretny sposób, np. wewnątrz znakowanych przedmiotów, a ich odczyt nie wymaga kontaktu wzrokowego.
Zautomatyzowanie procesów i wyraźne przyspieszenie działań.
Wady RFID
Jak każde rozwiązanie, również technologia RFID ma pewne ograniczenia.
Koszty. Wdrożenie RFID wiąże się z większym kosztem początkowym niż znakowanie tradycyjnymi etykietami z kodem kreskowym. Znaczniki, czytniki i wyposażenie RFID jest droższe niż technologia kodów kreskowych.
Zbudowanie i uruchomienie działającego systemu RFID wymaga doświadczenia i odpowiedniej wiedzy, zwłaszcza w kwestii doboru jego poszczególnych elementów.
W specyficznych warunkach oznakowanie obiektów tagami RFID staje się niemożliwe lub nieopłacalne (np. znakowanie drobnych, szybko zużywających się przedmiotów o niskiej wartości).
Wykorzystaj technologię RFID w swojej działalności
RFID to nowoczesny standard identyfikacji obiektów, który diametralnie usprawnia pracę i przyspiesza procesy. Jeśli chcesz się dowiedzieć jak wykorzystać tę technologię w swojej organizacji, skontaktuj się z nami. Pomożemy Ci dobrać odpowiedni sprzęt, a jeśli będzie trzeba, zbudujemy dla Ciebie cały system.
Wykorzystaj technologię RFID w swojej firmie
Pobierz darmowy e-book, żeby dowiedzieć się więcej, albo skontaktuj się z nami, a pomożemy Ci dobrać odpowiednie rozwiązanie.
Przeczytaj także:
System GS1 – kody kreskowe, RFID, standardy kodowania informacji
24.06.2020 (ostatnia aktualizacja: 18.08.2021)
Zobacz wpis »
Darmowy ebook
Jak zarządzać procesami firmy z RFID?
