Jak fungují RFID čtečky

RFID je zkratka z anglického termínu Radio Frequency Identification – radiofrekvenční identifikace, tedy identifikace pomocí elektromagnetických vln.

Jedná se o automatickou identifikační technologii, kde jsou digitální data zapsaná v RFID tagu, nebo „chytré etiketě“ přečtena snímačem za použití radiového elektromagnetického vlnění. Zjednodušeně řečeno, RFID je systém podobný technologii čárových kódů, ale k zachycení dat z tagu používá radiové vlny namísto optického snímání čárového kódu z etikety. RFID systém nevyžaduje pro přečtení uložených dat přímou viditelnost – to je jednou z klíčových charakteristik RFID systému.

Princip čtení RFID se podobá čárovým kódům, kdy jsou data z tagu nebo etikety zachycena zařízením a uložena do databáze, nebo je dále zpracovává obslužný systém. RFID má však oproti systému sledování pohybu aktiv pomocí čárových kódů několik podstatných výhod:

• data z RFID tagů lze číst bez přímé viditelnosti

• zapsaná data lze snadno měnit

• vysoká spolehlivost i za extrémních podmínek

• velmi rychlé čtení přinášející výraznou úsporu času

Podívejte se na konkrétní využití RFID technologie ve výrobě a logistice.

Jak pracuje RFID systém

RFID patří do skupiny technologií pro automatickou identifikaci a sběr dat – AIDC. Metody AIDC dokáží automaticky identifikovat objekty, shromažďovat o nich data a zadávat tato data přímo do výpočetních systémů s minimálním nebo dokonce žádným zásahem člověka. Informace jsou odesílány a načítány z RFID tagů pomocí snímače využívajícího radiové vlny.

U pasivních RFID systémů, které jsou nejrozšířenější, vytvoří RFID snímač elektromagnetické pole, které „probudí“ tag a poskytne mu energii pro odpověď prostřednictvím tzv. backscatteru.

U aktivních RFID systémů je baterie umístěná v tagu použita pro zvýšení efektivního dosahu tagu a podporu dalších funkcí, které pasivní tagy nemají, například snímání fyzikálních veličin jako je teplota, tlak, vlhkost apod. (tyto tagy souhrnně označujeme jako tzv. transpondery a dataloggery. Data shromážděná z tagů jsou ze snímače odeslána přes komunikační rozhraní (kabelové LAN nebo bezdrátové WLAN) do hostitelského počítačového systému stejným způsobem, jako jsou data získaná snímáním čárových kódů zachycena a odeslána do počítačových systémů pro interpretaci, uložení a spuštění příslušné akce. 

Na nejnižší úrovni se RFID systém skládá ze tří složek

1. RFID tag 

2. RFID snímač

3. RFID anténa

RFID tag obsahuje integrované obvody a anténu, pomocí níž se přenáší data do RFID snímače (nazývaného někdy též dotazovač). Snímač konvertuje elektromagnetické vlnění do lépe využitelné formy dat. Informace získané z tagů jsou následně snímačem odesílány přes komunikační rozhraní do hostitelského systému, kde mohou být data uložena v databázi a později analyzována.

Vzhledem k tomu, že RFID snímač může komunikovat v dané chvíli pouze s jedním tagem, je třeba nalézt algoritmus pro identifikaci jednoho konkrétního tagu. Lze to přirovnat například k situaci, kdy učitel požádá všechny nové studenty, aby vstali, pokud jejich příjmení začíná písmenem A. Pokud vstane pět studentů, učitel je požádá aby zůstali stát, pokud je na druhém místě v jejich příjmení písmeno A. Tak pokračuje, dokud nezůstane stát pouze jeden student. Pro různé RFID systémy existují rozdílné algoritmy.

Co je RFID tag?

RFID tag sestává z integrovaného obvodu (IC) připojeného k anténě – typicky malé drátěné cívce. Vše je podle konkrétních požadavků aplikace doplněno nějakým ochranným obalem (například plastovou kartou). Tagy se také někdy nazývají „transpondéry“ nebo „inlaye“, ačkoliv technicky vzato inlay je tag přichycený na podkladovém pásu a připravený na přeměnu v chytrou etiketu.

RFID tagy mohou mít mnoho různých podob a rozměrů. Některé mohou být dokonce tak malé jako zrnko rýže. Data jsou uložena v paměti integrovaného obvodu a pomocí antény přenášena do snímače.

RFID tagy mohou být buď pasivní (nevyžadují baterii), nebo aktivní (jsou napájeny vlastní baterií). Tagy mohou být typu read-only (uložená data mohou být přečtena, ale ne změněna), read/write (uložená data je možno změnit nebo přepsat), či v kombinaci, kdy některá data jsou permanentně uložena, zatímco jiná část paměti je přístupná pro pozdější zápis a aktualizaci. 

Co to je "chytrá etiketa"?

„Chytré etikety“ jdou nad rámec prosté funkčnosti tagů díky kombinaci čitelných textových informací a čárových kódů s RFID systémem. Chytrá etiketa sestává z lepícího štítku, do kterého je zalisován extrémně tenký RFID tag - „inlay“, což je tag (integrovaný obvod s anténou) nanesený na podkladovém pásu). Chytré etikety kombinují schopnost vzdáleného čtení a bezobslužného zpracování RFID s konvenčním a flexibilním tiskem etiket na vyžádání. Chytré etikety jsou často předtištěné a předkódované pro dané použití.

Pomocí RFID tiskárny etiket mohou být do inlaye zapsána fixní nebo variabilní data a štítek otestován ještě před samotným potiskem a štítek může zachovat všechny existující formáty a rozvržení, které jsou vyžadovány pro podporu čárových kódů, textu a grafiky používaných ve stávajících již zavedených aplikacích. Chytré etikety typu read/write mohou být také programovány a přepisovány během jejich používání, po počátečním zakódování při produkčním procesu vydávání etiket. 

RFID tag je uložen v ochranném obalu, který drží součásti při sobě a chrání je před okolním prostředím. Materiál obalu je závislý na předpokládaném použití tagu – například zaměstnanecké identifikační karty obsahující RFID tag jsou typicky vyrobeny z vrstveného odolného plastu a čip je uložen mezi jednotlivými vrstvami.

RFID tagy se vyrábí v různých tvarech a velikostech a mohou být pasivní nebo aktivní. Nejčastěji se používají pasivní tagy, jsou menší a méně nákladné na implementaci. Pasivní tagy jsou napájeny vysokofrekvenční energií během komunikačního procesu s RFID snímačem. U aktivních tagů lze napájení realizovat také z vestavěné baterie.

Chytré etikety se od RFID tagů liší tím, že slučují technologii RFID s čárovým kódem. Jsou vyrobeny z lepícího štítku s uvnitř vloženým RFID čipem a na povrchu mohou nést čárový kód a/nebo jinou tištěnou informaci. Chytré etikety mohou být kdykoliv zakódovány a vytištěny pomocí RFID tiskárny etiket. Programování RFID tagů je více časově náročné a vyžaduje pokročilejší vybavení.

Co to je RFID snímač?

RFID Snímač (dříve nazývaný RFID dotazovač) je v podstatě radiofrekvenční (RF) vysílač a přijímač, řízený mikroprocesorem nebo digitálním signálním procesorem. Snímač s použitím připojené antény, obecně RFID čtečka, čte data z tagů a následně je předává počítači ke zpracování. Stejně jako u tagů jsou snímače provedeny v různých velikostech a nabízejí různé funkce. Snímače mohou být umístěny ve stacionární poloze (například vedle dopravního pásu ve výrobě nebo u vrat do skladu), jako mobilní zařízení (integrované do mobilního terminálu, který může být také využit pro snímání čárových kódů), nebo mohou být dokonce integrovány v elektronických přístrojích, jako jsou například tiskárny etiket. 

Využití RFID systémů

Technologie RFID se využívá v mnoha odvětvích, kde zajišťuje úkoly jako:

• správa zásob

• sledování majetku

• sledování osob

• řízení přístupu do vyhrazených prostor

• identifikace

• správa dodavatelských řetězců

• prevence padělání (například ve farmaceutickém průmyslu)

Zvažujete implementaci RFID řešení? Naši specialisté na RFID technologii jsou připraveni Vám poradit.