RFID kisokos
2021. 02. 16.Ki fejlesztette ki, és hogyan működik a rádiófrekvenciás azonosítás? Hol alkalmazzák napjainkban, és milyenek a piaci kilátások? Mekkora konkurenciát jelent az RFID technológiának a BLE, az NFC vagy az UWB RTLS? Tudja a válaszokat? Cikkünk segít frissíteni és rendszerezni ismereteit.
A rádiófrekvenciás azonosítás (RFID) olyan automatizált adatgyűjtési technológia, amely rádióhullámok segítségével továbbítja az adatokat az olvasó és a címke (angolul tag) között a címkézett elem azonosítása, nyomon követése és felkutatása céljából, szól a Gartner definíciója. Alapvetően két címkekategória létezik, passzív és akkumulátoros. A passzív címkék a rögzített vagy hordozható olvasók antennájából nyerik az adattovábbításhoz szükséges energiát. Az akkumulátorral ellátott címkék további két nagy csoportba sorolhatók, az akkumulátorral támogatott passzív (BAP) és az aktív RFID címkék családjába.
Az RFID címke a közelébe kerülő olvasó elektromágneses impulzusának hatására válaszol a kérdésre, azaz átadja digitális adatait, jellemzően egy azonosító számot, amellyel például az árucikk azonosítható, a készletmozgás követhető a logisztika és a szállítmányozás területén. Az akkumulátoros RFID címkék saját energiaforrásuknak köszönhetően ezt jóval nagyobb, több száz méteres hatósugárban is megteszik. A passzív és az akkumulátoros címkékre is érvényes azonban, hogy – a vonalkódoktól eltérően – a leolvasáshoz nem kell az olvasó látóvonalába kerülniük, így például a csomagoláson belül is elhelyezhetők vagy a követett cikkekbe is beágyazhatók, és egyszerre nagyszámú címke is leolvasható.
Egy kis történelem
Az első szabadalmat, amelynek leírása az RFID (radio frequency identification) kifejezést tartalmazza, Charles Walton amerikai feltaláló jegyeztette be 1983-ban az Egyesült Államokban, aki ezt követően is tevékeny maradt ezen a területen, így a technológiával összefüggő szabadalmainak számát idővel tízre növelte. Valójában azonban sokan hozzájárultak mérnöki munkájukkal az RFID technológia kifejlesztéséhez, amelynek eredettörténete egészen a második világháborúig vezethető vissza.
Itt csupán két mérföldkőről emlékezünk meg röviden. Mario Cardullo 1970-ben védette le memóriával ellátott, passzív válaszjeladó eszközét (transzponderét), amely rádióhullámok mellett fény és hang útján is kommunikált, ezzel együtt sokan ezt a találmányt tartják a mai RFID címkék igazi ősének. A szintén egyesült államokbeli Los Alamos Nemzeti Laboratórium három kutatója, Steven Depp, Alfred Koelle és Robert Freyman pedig 1973-ban szemléltette a rájuk sugárzott energiát moduláltan visszaverő, passzív és félpasszív RFID címkék működését. A hordozható rendszer 12 bites címkéket és 915 MHz-es frekvenciát használt, vagyis olyan technológiát, amelyre a mai UHF és mikrohullámú RFID címkék épülnek.
Bár a rádiófrekvenciás azonosítás nem egyetlen heuréka pillanat szülötte, hanem sokszereplős, hosszabb folyamat eredménye, abban a hetvenes évek első fele igen meghatározó szakasz volt.
A különböző frekvenciákon működő RFID technológiákat, az interfészek által használt protokollokat az ISO/IEC 18000-es sorozatú nemzetközi szabványok írják le, míg a konkrét alkalmazásokra – például a gumiabroncsokba ágyazott címkékre – további szabványok születtek. A RAIN RFID viszont nem egy újabb szabványt, hanem a 2014-ben többek között a Google és az Intel részvételével alakult iparági szövetséget jelöli, amely a szabványos UHF RFID technológia univerzális elterjedését és az egyes gyártók termékei közötti kompatibilitást hivatott előmozdítani, az NFC Forum, a WiFi Alliance, a Bluetooth SIG és a vezeték nélküli technológiák világában működő más szervezetekhez hasonlóan. A szövetség neve a technológia elnevezéséből nyert betűszó (RAdio frequency IdentificatioN), amely angolul esőt jelent, így az RFID és a számítási felhő (cloud) kapcsolatát hangsúlyozza.
Mai alkalmazási területek és piac
Napjainkra megannyi iparágban alkalmazásra talált az RFID technológia, a kereskedelemtől és egészségügytől kezdve a gyártóiparon, logisztikán és szállítmányozáson, vállalati eszköz- és vagyontárgy-kezelésen át a hozzáférés-szabályozásig, okosokmányok és -jegyek kibocsátásáig, vagy például az állatállomány azonosításáig.
A rádiófrekvenciás azonosítás piacát több mint húsz éve elemző IDTechEx Research jelenlegi legfrissebb adatai szerint a kereskedelemben a ruházati cikkek RFID-címkézése messze a legelterjedtebb alkalmazás. A szektor szereplői 2019-ben mintegy 10 milliárd – jellemzően passzív – címkét használtak erre a célra, azonban ez még mindig csupán a technológiával megcélozható piac kb. 10 százaléka ezen az egy területen belül. A fizetéshez, a tömegközlekedésben, valamint a beléptetésben érintés nélküli azonosításra használt kártyákba szintén 2019-ben 2,3 milliárd RFID címke került. Ugyancsak nagy és bővülő piac a mezőgazdaság, minthogy az állatállomány címkézése egyre több országban jogi követelmény, miként a házi kedvencek chip-beültetése is – ez a szektor az említett évben már 580 millió címkét használt fel.
Darabszámot tekintve a 2018-as 17,5 milliárdról egy év alatt 20 milliárdra nőtt az RFID címkék teljes piaca az IDTechEx becslése alapján. Bár a növekedés túlnyomó mértékben az ultramagas frekvencián (300 MHz-től 3 GHz-ig terjedő tartományban) működő, passzív UHF RFID címkék bővülő forgalmának köszönhető, érték alapján ez a kategória csupán negyedakkora, mint a biztonságos tranzakciókhoz használt, magasfrekvenciás (3-30 MHz-es) HF címkék szegmense, amelybe az NFC chipek is tartoznak. Utóbbiak ugyanis jóval többe kerülnek, mint az eldobható, például ruházati cikkekbe bevarrható, passzív UHF RFID címkék.
Előrejelzés és trendek
Az IDTechEx arra számít, hogy a teljes RFID piac mérete a 2019-ben regisztrált 11,6 milliárd dollárt követően 2022-ben eléri a 13 milliárd dollárt, beleértve a különböző formátumú címkék, az olvasók, valamint a technológiához fűződő szoftverek és szolgáltatások értékesítéséből származó bevételeket.
Jóllehet rádiófrekvenciás azonosításra más, újabb technológiák – pl. BLE, NFC, UWB RTLS – is rendelkezésre állnak, ez aligha veszélyezteti az RFID további térhódítását. Az említett technológiák ugyanis több fontos tulajdonságukban különböznek egymástól, nemcsak más frekvenciát és kommunikációs protokollokat használnak, illetve hatósugarat biztosítanak, hanem a bevezetés bonyolultságát és költségét tekintve is eltérnek. Mindez meghatározza az alkalmazási területeket is, amelyeken az egyes technológiák a legelőnyösebben érvényesülnek.
Az érintésmentes alkalmazásokat támogató NFC (Near Field Communication) technológia, amelyet címkeolvasás mellett kártyaemulációra és eszközök közötti közvetlen, P2P (peer-to-peer) kommunikációra is használunk, például szintén működik látóvonalon kívül, de lényeges tulajdonságait tekintve más, mint az RFID – egyedül a 13,56 MHz-es frekvenciára szorítkozik, hatósugara legfeljebb 10 centiméter, és egyszerre csak egy címke olvasható le vele, ugyanakkor kétirányú adatkommunikációra is képes, ami összetett, biztonságos interakciók lebonyolítására is alkalmassá teszi. Az NFC legnagyobb előnye abból fakad, hogy a mai mobil eszközök támogatják, így hordozható olvasóként használhatók, megtakarítva a hardverbeszerzés költségeit.
A Bluetooth Low Energy és az UWB RTLS egyaránt aktív, így drágább címkéket, lapkákat használ fizikai közelség észleléséhez és vezeték nélküli személyi hálózat létesítéséhez, illetve beltéri valós idejű helymeghatározáshoz, de míg előbbi hardvere olcsóbb, a technológia jóval lassabban reagál és kevésbé pontos, mint az utóbbi, amely akár 10 cm pontosságot is elérhet.
Közben az RFID címkék olvasásához szükséges infrastruktúra kiépítése is könnyebbé és gyorsabbá válik olyan megoldásokkal, mint a saját fejlesztésű ibcsGate RFID-kapunk.
A szóba jöhető technológiák közül ezért mindig a tervezett alkalmazás függvényében, az elérhető előnyök és a szükséges ráfordítások gondos mérlegelésével érdemes választani, amiben felkészült csapatunk örömmel segít. Keressen bennünket az alábbi elérhetőségek egyikén info@ibcs.hu email címen, vagy a +36 1 451 60 70-es telefonszámon!
Szerző: IBCS
Dátum: 2021. február
