RFID – Radio Frequency Identification

RFID – Radio Frequency Identification

RFID, czyli Radio Frequency Identification, to technologia umożliwiająca bezkontaktową identyfikację obiektów za pomocą fal radiowych. Mechanizm działania opiera się na przesyłaniu danych między czytnikiem a tagiem RFID, które zawierają unikalne informacje zapisane na mikroczipie. W codziennej pracy z elektroniką łatwo zauważyć, jak szeroko ta technologia jest stosowana – od systemów kontroli dostępu, przez magazynowanie i logistykę, po płatności zbliżeniowe. W tym artykule postaram się przybliżyć, jak działa RFID, jakie są jej rodzaje, podstawowe komponenty i typowe zastosowania.

Podstawy działania RFID

Zasadniczo system RFID składa się z dwóch głównych elementów: czytnika (interrogatora) oraz tagu (transpondera). Czytnik emituje fale radiowe o określonej częstotliwości, które aktywują tag, umożliwiając mu przesłanie zaprogramowanych danych. Tagi mogą być pasywne (bez własnego źródła zasilania) lub aktywne (z własnym zasilaniem, np. baterią). Pasujące do nich częstotliwości operacyjne dzielimy na niską (LF), wysoką (HF) i ultrawysoką (UHF), z których każda ma różne zasięgi i zastosowania.

Rodzaje tagów RFID

• Pasywne tagi RFID – nie posiadają własnego źródła energii, pobierają ją z pola elektromagnetycznego czytnika. Mają ograniczony zasięg, zwykle do kilku metrów, ale są tanie i bardzo popularne.
• Aktywne tagi RFID – wyposażone w baterię, mogą nadawać sygnał na większe odległości, nawet kilkadziesiąt metrów. Wykorzystywane są w aplikacjach wymagających śledzenia ruchu i lokalizacji w czasie rzeczywistym.
• Półaktywne (semi-passive) tagi – posiadają baterię zasilającą układy wewnętrzne, ale komunikują się jedynie po aktywacji przez czytnik, co pozwala na oszczędność energii i większy zasięg niż pasywne tagi.

Zakresy częstotliwości RFID

Zalety i ograniczenia RFID

• Bezstykowa komunikacja pozwala na szybkie odczytywanie wielu tagów jednocześnie.
• Tagi mogą być ukryte lub zamontowane w trudno dostępnych miejscach.
• Technologia eliminuje konieczność bezpośredniego kontaktu czy widoczności, w przeciwieństwie do kodów kreskowych.
• Ograniczenia to m.in. zasięg zależny od częstotliwości i mocy czytnika oraz możliwość zakłóceń w obecności metali i cieczy.

Typowe zastosowania RFID

RFID znalazło zastosowanie w wielu dziedzinach: od automatycznej identyfikacji w logistyce i łańcuchach dostaw, przez kontrolę dostępu do budynków i systemy bezpieczeństwa, po systemy płatności zbliżeniowych oraz bilety elektroniczne w transporcie publicznym. Coraz częściej technologia ta wykorzystywana jest także w medycynie, gdzie ułatwia identyfikację sprzętu i pacjentów.

Jak działa komunikacja między czytnikiem a tagiem?

W procesie komunikacji czytnik emituje falę nośną, która indukuje prąd w antenie tagu. W tagu ten prąd zasila układ scalony, który odpowiada przesłaniem danych przez modulację sygnału odbitego. Ten sposób przesyłu informacji nazywa się „backscatter modulation”. Skomplikowane algorytmy i protokoły komunikacyjne umożliwiają rozróżnienie wielu tagów jednocześnie, co jest szczególnie ważne w magazynach i centrach dystrybucji.

Wyzwania projektowe w systemach RFID

Projektując system RFID, trzeba zwrócić uwagę na dobór odpowiedniej częstotliwości i typu tagów do konkretnej aplikacji. Wpływ na działanie mają takie czynniki jak obecność metalu, wilgotność, a także zakłócenia elektromagnetyczne. Ponadto konieczne jest odpowiednie zabezpieczenie danych i prywatności użytkowników, szczególnie w systemach kontroli dostępu i płatnościach zbliżeniowych.

Znajomość działania RFID pozwala lepiej zrozumieć inne technologie bezkontaktowej komunikacji, takie jak NFC, którą niedawno omawialiśmy. Już wkrótce będzie okazja przyjrzeć się bliżej zagadnieniom związanym z zabezpieczeniami systemów RFID oraz ich integracją w inteligentnych rozwiązaniach IoT, co jeszcze bardziej rozszerzy możliwości zastosowań tej wszechstronnej technologii.