Radiofrekvenčna identifikacija (RFID): definicija, delovanje in uporabe

Radiofrekvenčna identifikacija (RFID) je tehnologija za beleženje prisotnosti predmeta s pomočjo radijskih signalov. Uporablja se za nadzor zalog, sledenje v logistiki, identifikacijo živali in merjenje časa športnih dogodkov. RFID ne nadomešča črtnih kod, temveč jih dopolnjuje z možnostjo branja na daljavo in brez neposredne vidljivosti. Tehnologija se uporablja za samodejno identifikacijo osebe, paketa ali predmeta. Pri tem se opira na oznake RFID. To so majhni transponderji (kombinirani radijski sprejemnik in oddajnik), ki na zahtevo posredujejo podatke o identiteti na kratki do daljši razdalji. Drugi del sistema za uporabo oznak RFID je bralnik oznak RFID (reader).

Kako deluje RFID

Oznaka RFID je predmet, ki ga je mogoče namestiti ali vgraditi v izdelek, žival ali osebo za identifikacijo in sledenje z uporabo radijskih valov. Bralnik pošlje radijski signal; odziv oznake je odvisen od vrste oznake. Pri pasivnih oznakah energijo za delovanje odda bralnik (induktivno ali elektromagnetno polje) in se podatki vrnejo z metodo, imenovano backscatter ali sprememba odbitega signala. Pri aktivnih oznakah pa je v oznaki vgrajena lastna baterija, ki omogoča daljši domet in večjo pasovno moč.

Sestava oznake RFID

Večina oznak RFID vsebuje vsaj dva dela. Eden je integrirano vezje za shranjevanje in obdelavo informacij, modulacijo in demodulacijo radiofrekvenčnega (RF) signala ter druge specializirane funkcije (npr. kriptografija, števec, senzor). Drugi je antena za sprejemanje in oddajanje signala. Nekatere oznake so dodatno zaščitene v neprepustnih ovojnicah, odpornih na vodo, temperaturo ali kemične vplive.

Vrste oznak

Pasivne oznake: nimajo baterije; delujejo na energijo, ki jo posreduje bralnik. So poceni in kompaktne, primerne za zaloge, knjižnice in kartonaste etikete.
Aktivne oznake: vsebujejo baterijo; imajo daljši domet (desetice metrov do več sto metrov) in pogosto omogočajo spremljanje telemetričnih podatkov (temperatura, lokacija).
Semipasivne (battery-assisted passive): imajo baterijo za napajanje elektronike, vendar za komunikacijo še vedno uporabljajo odboj signala; kompromis med življenjsko dobo in dometom.
NFC (Near Field Communication): poseben primer HF RFID pri 13,56 MHz, namenjen kratkemu stiku med napravami (plačila, pametne kartice, telefoni).

Frekvenčna območja in domet

LF (≈125–134 kHz): do nekaj centimetrov; primeren za identifikacijo živali, vstopne sisteme in aplikacije z zahtevami po delovanju v prisotnosti kovin ali tekočin.
HF (13,56 MHz): običajno do nekaj deset centimetrov (NFC do 10 cm); uporablja se v knjižnicah, plačilnih karticah, potnih listih.
UHF (860–960 MHz): pasivne oznake do nekaj metrov (tipično do 12 m v optimiziranih pogojih), zelo pogoste v logistiki in sledenju zalog (RAIN RFID, EPC Gen2).
Mikrovalovni (2,45 GHz in več): v nekaterih specifičnih aplikacijah za večje hitrosti prenosa ali daljši domet (pogosto pri aktivnih oznakah).

Podatki in protokoli

Oznake imajo različne tipe pomnilnika:

read-only (stalno shranjena identifikacijska koda),
write-once/read-many (npr. EPC koda),
read-write (uporabniški podatki, števec, zgodovina).

Pomembni standardi in protokoli omogočajo interoperabilnost in upravljanje komunikacije (anti-collision algoritems, EPC Gen2, ISO 18000 serije ipd.).

Bralniki in infrastruktura

Bralnik je sestavljen iz antene, radijskega transceiverja, dekoderja in običajno omrežne povezave do sisteme (middleware), ki filtra podatke, upravlja dogodke in povezuje z informacijskimi sistemi (ERP, WMS). V večjih sistemih se uporabljajo tudi gate sistemi za avtomatsko štetje prehodov, ročni terminali in sistemske integracije za realnočasno spremljanje.

Tipične uporabe

Nadzor zalog in logistika (sledljivost palet, paketov, avtomatizacija skladišč).
Prodajne verige in samopostrežni inventar v trgovinah.
Identifikacija živali (mikročipi) in sledenje kmetijskih živali.
Zdravstvo: sledenje opreme, zdravil in pacientov za zmanjšanje napak.
Javni prevoz in plačila (karte, potrdila, NFC).
Varnostni sistemi in nadzor dostopa.
Anti‑kraja, knjižnice, industrijsko sledenje in merjenje času športnih prireditev.

Prednosti in omejitve

Prednosti:

Brezstično in pogosto hitrejše branje več predmetov hkrati (bulk reading) v primerjavi s črtno kodo.
Deluje brez neposredne vidljivosti etikete in lahko shrani več informacij kot črtna koda.
Dolga življenjska doba pasivnih oznak in sorazmerno nizki stroški pri masovni uporabi.

Omejitve:

Interferenca s kovino in tekočinami, kar lahko zmanjša domet ali zanesljivost branja.
Strošek implementacije bralcev in integracije z informacijskimi sistemi.
Varnostne in zasebnostne pomisleke (skimming, kloniranje, nepooblaščen dostop).

Varnost in zasebnost

Ker oznake lahko prenašajo identifikacijske podatke na daljavo, so pomembne zaščitne ukrepe:

Uporaba kriptografije in izmenjave ključev v oznakah, kjer je možna.
Možnost ukaza kill ali izklopa oznake v določenih standardih za trajno onemogočenje branja.
Fizična zaščita (npr. Faradayjeva ovojnica ali blokirne etikete) za preprečevanje nepooblaščenega branja.
Politike upravljanja podatkov in omejevanje dostopa preko middleware‑a ter beleženje dogodkov.

Standardi in prihodnost

RFID razvijata in usklajujeta organizacije, kot so GS1 (EPC), ISO in IEEE. Trend je integracija z Internetom stvari (IoT), razvoj tiskljivih ali fleksibilnih oznak, bolj energijsko varčnih aktivnih oznak in širša uporaba UHF tehnologij (RAIN RFID). NFC na mobilnih telefonih povečuje potrošniške aplikacije, medtem ko napredni varnostni protokoli izboljšujejo zasebnost in zaščito podatkov.

RFID je torej vsestranska tehnologija za avtomatsko identifikacijo in sledenje, ki dopolnjuje obstoječe metode (kot so črtne kode) in omogoča širok spekter aplikacij — od osnovnega sledenja zalog do inteligentnih sistemov v zdravstvu in transportu.

GS1-EPC

Uporablja

Sistemi RFID se uporabljajo za:

Splošni prevoz (logistika), sledenje paketu, pošiljki; nadomeščanje črtnih kod
Sledenje vozilom za cestninjenje
Številne države so začele uporabljati čipe RFID v potnih listih.
Težje ponarejanje izdelkov; trenutno se predlaga za zdravila.
Oznake v oblačilih, npr. v kavbojkah
Tesnjenje zabojnikov (za ladjarsko industrijo). Še ni potrebno.
Identifikacija živali; uporablja se za sledenje hišnim ljubljenčkom, pa tudi za raziskave, na primer želv.
Ključi za vozila. Ključ za vozila ima v sebi oznako RFID; vozilo lahko zažene le ključ z ustrezno oznako RFID (zaradi tega je kopiranje ključev za vozila težje). Uporablja se tudi za zaklepanje in odklepanje vozil na daljavo.
osebne izkaznice brez stikov, na primer za urejanje vstopa na določena območja; uporabljajo se tudi za izdajanje vozovnic ali javni prevoz.
Časovni razpored športnih dogodkov s transponderjem.
Označevanje prisotnosti učencev

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je tehnologija RFID?

O: Tehnologija RFID je metoda zapisovanja prisotnosti predmeta z uporabo radijskih signalov.

V: Kakšen je namen tehnologije RFID?

O: Tehnologija RFID se uporablja za nadzor nad zalogami ali za merjenje časa športnih dogodkov ter za samodejno identifikacijo osebe, paketa ali predmeta.

V: Kaj so oznake RFID?

O: Oznake RFID so majhni transponderji, ki na zahtevo posredujejo podatke o identiteti na kratko razdaljo.

V: Kaj je bralnik oznak RFID?

O: Bralnik oznak RFID je naprava, ki prebere informacije, ki jih prenaša oznaka RFID.

V: Kaj vsebujejo oznake RFID?

O: Oznake RFID vsebujejo vsaj dva dela: integrirano vezje za shranjevanje in obdelavo informacij ter anteno za sprejemanje in oddajanje signala.

V: Kateri sta dve vrsti oznak RFID?

O: Dve vrsti oznak RFID sta aktivne oznake RFID, ki vsebujejo baterijo, in pasivne oznake RFID, ki nimajo baterije.

V: Ali tehnologija RFID nadomešča črtno kodiranje?

O: Ne, tehnologija RFID ne nadomešča črtnega kodiranja, temveč dopolnjuje branje kod na daljavo.