על קצה המזלג מה זה RFID 

קצת על RFID | איך עובד RFID

מה זה RFID?

RFID הינה טכנולוגיה ותיקה לזיהוי באמצעות תדרי רדיו, שהחלה לצבור תאוצה בשנים האחרונות ומתחילה לחדור כמעט לכל תחומי חיינו. RFID הינם ראשי תיבות של Radio Frequency Identification, זאת אומרת, זיהוי באמצעות תדרי רדיו.
בעיקרה, טכנולוגית ה-RFID מאפשרת איתור פריטים וזיהוי חפצים בצורה אלחוטית, ללא צורך בשדה ראייה או במגע ישיר מול החפץ אותו רוצים לזהות.


טכנולוגית ה-RFID פותחה הרחק בשנות ה-60, אך היא החלה לצבור תאוצה וקהל לקוחות רחב רק בשנים האחרונות. זאת מכיוון שבעבר, טכנולוגיית ה-RFID הייתה מאוד יקרה, טווחי הקריאה היו מצומצמים ועלות התגים הייתה מאוד גבוה.
כיום, עם ההתפתחויות הטכנולוגיות האחרונות ומזעור השבבים, עלות התגים ירדה משמעותית, מרחקי הקריאה השתפרו וגדלו והטכנולוגיה בשלה יותר ליישומים מעשיים כמו אחסנה, ניהול מלאי, לוגיסטיקה, מחסנים ממוחשבים, רפואה ועוד.

טכנולוגית RFID משתמשת בשדה אלקטרומגנטי הנוצר ע"י קורא קרבה (RFID reader) להעברת אנרגיה לתגי קרבה (RFID tags) בטווחים קצרים. בעזרת האנרגיה שנוצרת ע"י השדה, תגי הקרבה מסוגלים לפעול ללא צורך במקור מתח חיצוני ומשדרים לקורא קרבה את תוכן הזיכרון הצרוב בתוכם.

מערכות RFID מורכבות בדרך כלל משני חלקים עיקריים:

תגי קרבה ( Transponder): תגי קרבה ( RFID Cards/Tags ) מיוצרים במגוון רחב של תדרים, צורות וגדלים, אך לכולם מכנה משותף: שבב מחשב (שבב זיכרון), המסוגל לאחסן נתונים ולשדר אותם בחזרה לקורא קרבה כאשר התג מקבל אנרגיה מהשדה המגנטי. כל תג קרבה מורכב משבב (Integrated Circuit) ומאנטנה. האנרגיה מסופקת לשבב דרך השדה האלקטרומגנטי שנוצר ע"י הקורא, נאגר בקבל (Capacitor) שנמצא על התג ומספק אנרגיה לשבב ומאפשרת לו לשלוח את המידע השמור בזיכרון בחזרה לקורא.
קיימים תגים בעלי גודל זיכרון שונה, היכולים להכיל רק מספר סידורי של התג (64Bit) ועד לנתונים רבים היכולים להגיע ל-4Kb ויותר (כיום כבר קיימים תגי UHF בעלי זיכרון של 64Kb).


קוראי קרבה (Interrogator): קוראי קרבה (RFID Readers) כוללים אנטנה חיצונית או אנטנה פנימית וקיימים קוראי קרבה היכולים להתחבר ליותר מאנטנה אחת. קורא RFID מייצר מסביבו שדה אלקטרומגנטי בתדר מסוים (...900MHz, 13.56Mhz, 125Khz) וכל תג קרבה אשר נכנס לתחום השדה ומקבל מספיק אנרגיה משדר בחזרה לקורא קרבה את תוכן הזיכרון הצרוב בו. גודל השדה המגנטי שנוצר תלוי בצורת האנטנה ובהספק של הקורא. קוראי הקרבה מחובר למחשב דרך כבל תקשורת רגיל או דרך הרשת. קיימים קוראי קרבה אלחוטיים בטכנולוגיית Bluetooth או WiFi ואפילו קוראי RFID למסופונים ניידים.

תגי הקרבה מחולקים ל-3 סוגים עיקריים:

תגי RFID פאסיביים (Passive Tags): תגי RFID פאסיביים הינם תגי הקרבה הנפוצים בעולם, בעיקר בזכות עלותם הנמוכה. לתגי קרבה פאסיביים אין מקור כוח פנימי והם מקבלים את האנרגיה הדרושה להפעלתם מהשדה האלקטרומגנטי (Electromagnetic Field) הנוצר ע"י קורא קרבה. מכיוון שלתגי קרבה פאסיביים אין מקור כוח פנימי, מרחקי הקריאה שלהם מוגבלים ובדרך כלל לא עולים על עשרות סנטימטרים בודדים, תלוי בתדר, בהספק קורא הקרבה, בגודל האנטנה ובגודל התג.

תגי קרבה בתדרי 125KHz ו- 13.56MHz ניתנים לקריאה ממרחקים של סנטימטרים ספורים ועד כמטר וחצי ואלו תגי קרבה בתדרי UHF יכולים להגיע למרחקי קריאה של עד כ-5 מטר.

תגי RFID אקטיביים (ActiveTags): תגי RFID אקטיביים הינם תגי קרבה בעלי מקור כוח פנימי (בד"כ סוללה), המאפשרים מרחקי קריאה שיכולים להגיע גם למאות מטרים. תגי קרבה אלו בד"כ משדרים גם כאשר אין קורא קרבה בסביבה לקבל את הנתונים. התגים מתוכנתים לשדר כל פרק זמן קבוע בכדי לחסוך בסוללה.
לתגי קרבה אקטיביים יש בעצם את כל היתרונות שאפשר למצוא ב-RFID. הם מאפשרים מרחקי קריאה גדולים, הם אינם תלויים בגודל האנטנה של הקורא, הם יכולים לתקשר ולהעביר מידע בין התגים עצמם ללא צורך בקורא קרבה מיוחד וחלקם אפילו משמשים כיום כחיישנים אלחוטיים המסוגלים למדוד לחות, טמפרטורה ועוד. חסרונותיהם של תגי הקרבה האקטיביים הם בעיקר בעלותם הגבוה (שיכולה להגיע לעשרות דולרים לתג), בצורך להחליף סוללה כל שנתיים עד 5 שנים (חלק מהיצרנים לא מאפשרים להחליף סוללה אלא יש צורך לרכוש תג חדש) ובגודלם שמונע הצמדתם לפריטים קטנים.

תגים סמי-אקטיביים (Semi-Active Tags): אלו תגי קרבה בעלי מאפיינים פאסיביים, אך בעלי מקור כוח פנימי. לתגי קרבה אלו יש סוללה פנימית המספקת אנרגיה לשבב עצמו, אך התג אינו משדר בעצמו, בניגוד לתגים אקטיביים. בתגים סמי-אקטיביים , עדיין צריכים את השדה האלקטרומגנטי של הקורא בכדי לשדר את הנתונים, אך בעזרת הסוללה הם יכולים לשדר למרחקים קצת יותר גדולים.

תדרי ה-RFID המורשים כיום בארץ הם:

תדר LF(Low Frequency)125Khz: בתדר זה משתמשים בעיקר לבקרות כניסה וזיהוי עובדים. מרחקי קריאה עד כ-70 ס"מ. החיסרון העיקרי בתדר זה הוא האפשרות לקרוא תג אחד בלבד כל פעם. במידה ונמצאים 2 תגים שונים מול הקורא קרבה, עלול להיווצר מצב שאף אחד מהתגים לא יקרא. היתרון בתדר זה הינו עלותם הנמוכה של התגים והשימוש הנפוץ בתחומי בקרת כניסה וזיהוי פשוטים.


תדר HF(High Frequency)13.56Mhz: בתדר זה משתמשים לטווחים קצרים עד כ-70 ס"מ. משמש לזיהוי פריטים בתחום המחסנים ולוגיסטיקה, בזכות פרוטוקול ISO15693 המאפשר קריאת מספר תגים בו זמנית (Anti Collision). אפליקציות נוספות אפשריות הם ארנק חכם, פעימות מונה, מדפים חכמים ועוד. בתדר זה ישנם מגוון סוגי תגים בעלי זיכרון רחב ובניהם Misfire, ICODE, Ultra Light, DesFire, 1K,4K ועוד. קיימים מגוון פרוטוקולים שונים בתדר 13.56MHz לשימושים שונים. התגים מאפשרים הצפנה של הנתונים לאבטחת מידע גבוה יותר.

תדרי UHF(Ultra High Frequency) 433Mhz, 915-917MHz: תגי RFID פאסיביים ואקטיביים המסוגלים להגיע למרחקי קריאה של כמה מטרים ועד עשרות מטרים. נמצאים בעיקר בשימוש בתחום הלוגיסטיקה. מאפשרים אחסון כמות גדולה של מידע בזכרון. רוב תגי ה-UHF כיום עובדים בתקן EPC GEN2, המאפשרים זיהוי חד ערכי של התגים/פריטים ברמה עולמית, החל משלב הייצור ועד לשלב ההפצה וההגעה לבתי העסק. זהו התחום הפעיל ביותר העולם בתחום ה-RFID, אך עדיין לא נכנס לשימוש נרחב בארץ.


תדרי Microwave 2.45Ghz: תגי RFID אקטיביים המגיעים למרחקים של מעל 100 מטר. חיי סוללה בין 5 ל-10 שנים. מיועד לקריאת תגי קרבה במהירות גבוה (מעל 100 קמ"ש). בד"כ משתמשים בתדר זה לזיהוי כלי רכב חולפים, בכניסה לחניונים, זיהוי חפצים נעים, איתור מלאי במרחב ועוד.

טכנולוגית ה-RFID צפויה להחליף בשנים הבאות את טכנולוגית הברקוד המיושנת. כבר כיום חברות ענק החלו לחייב את הספקים שלהם להשתמש במדבקות RFID על פריטים הנכנסים לחנויות, לצורך ניהולך מלאי, איתור וצמצום עלויות הפצה.

יתרונות ה-RFID לעומת הברקוד :

· אין צורך בקשר עין של הקורא והתגים. קוראי קרבה יכולים לחדור קירות ולקרוא תגים המוסתרים בתוך ארגזים

· סגורים ובזוויות שונות.

· אפשרות קריאה וזיהוי של עצמים בתנועה.

· קריא וזיהוי מוצרים גם בסביבה תעשייתית מלוכלכת ומאובקת ללא ירידה באיכות הקריאה.

· קריאת מספר גדול של תגים בו זמנית.

· קריאת תגים ממרחק של סנטימטרים ספורים ועד מטרים, בהתאם לדרישות היישום.

· אפשרות לעדכון הנתונים בזיכרון התג, תוך כדי מעבר בנקודות ביקורת שונות.

· צמצום עלויות כוח אדם ותפעול.

· הפחתת טעויות לאורך תהליך שרשרת ההספקה.

· מעקב רציף אחר תהליכים החל משלבי היצור ועד הספקה ללקוחות.


חסרונות ה-RFID לעומת הברקוד:

· עלות תגי קרבה עדיין גבוה יותר ממדבקות ברקוד פשוטות.

· רגישות קוראי ה-RFID לסביבה מתכתית.

· חוסר סטנדרטים אוניברסאליים בתחום הלוגיסטיקה.

· אינטגרציה יקרה יותר בהטמעת מערכות RFID לעומת ברקוד.



מאמר שפורסם ב-פורום הברקוד הישראלי

המאמר נלקח מאתר מקור טכנולוגיות