Σύνθεση Συστήματος RFID (μέρος 2ο)

RFID Πρότυπα (Standards)

Η διαδικασία προτυποποίησης της τεχνολογίας RFID βρίσκεται σε εξέλιξη. Ήδη υπάρχουν διεθνή πρότυπα για μερικές εξειδικευμένες εφαρμογές, όπως η ανίχνευση ζώων και οι έξυπνες κάρτες οι οποίες απαιτούν κρυπτογράφηση για την ασφάλεια των δεδομένων ενώ πολλές πρωτοβουλίες για τη δημιουργία προτύπων βρίσκονται σε διαπραγμάτευση. Πρωτόκολλα για την επικοινωνία μεταξύ των tags και των readers έχουν προταθεί από διάφορους οργανισμούς και κατασκευαστές εξοπλισμού RFID αλλά οι δύο πιο σημαντικοί οργανισμοί για την καθιέρωση standards είναι ο διεθνής οργανισμός προτυποποίησης ISO (International Standards Organisation) και ο EPCglobal. Ο πιο γνωστός διεθνής οργανισμός προτυποποίησης (ISO) δουλεύει πάνω σε πρότυπα για την παρακολούθηση προϊόντων καθ' όλη τη διαδικασία της εφοδιαστικής αλυσίδας χρησιμοποιώντας ετικέτες υψηλής (ISO 18000-3) και υπερ-υψηλής συχνότητας (ISO 18000-6). Ο EPCglobal, μια μη κερδοσκοπική κοινοπραξία που ιδρύθηκε από το Uniform Code Council με στόχο την εμπορευματοποίηση των τεχνολογιών των ηλεκτρονικών κωδικών προϊόντων (Electronic Product Code - EPC), διαθέτει τη δική του διαδικασία προτυποποίησης που χρησιμοποιήθηκε και στα πρότυπα των bar codes. Σκοπός του EPCglobal είναι να υποβάλλει τα EPC πρωτόκολλα στον ISO, έτσι ώστε να αποτελέσουν διεθνή πρότυπα. Υπάρχουν δύο γενιές προτύπων που έχουν δημιουργηθεί από το EPCglobal, το πρώτο ήταν το EPC RFID πρωτόκολλο 1ης γενιάς, EPC Generation-1, και το δεύτερο ήταν το EPC Generation-2. Τα πρότυπα αυτά χρησιμοποιούν υψίσυχνες ετικέτες (λειτουργούν συνήθως HF και UHF του ραδιοφωνικού φάσματος). Οι EPC RFID ετικέτες πρώτης κλάσης, και πρώτης γενιάς λειτουργούν στις περιοχές των 860MHz - 930MHz. Οι ετικέτες αυτές επικοινωνούν με τους αναγνώστες μόνο όταν ο αναγνώστης ξεκινήσει την επικοινωνία μαζί τους, λάβουν δηλαδή από τον αναγνώστη μία εντολή ενώ παράλληλα έχουν σχεδιαστεί για να στέλνουν μόνο τις απαραίτητες πληροφορίες προκειμένου να ανακτηθεί το επιθυμητό μοναδικό χαρακτηριστικό κατά τη διαδικασία της επικοινωνίας με αναγνώστες. Μία τέτοια Class-1 ετικέτα έχει μνήμη, (Identifier Tag Memory – ITM, γεγονός που της δίνει τη δυνατότητα να προγραμματίζονται και να γράφουν δεδομένα στην μνήμη ITM τους. Εκτός από τις Class-1 ετικέτες, υπάρχουν και οι Class-0 ετικέτες, οι οποίες διαφέρουν από τις πρώτες στο ότι δεν μπορούν να γράφουν δεδομένα στη μνήμη τους. Επίσης, η εταιρία Matrics ήταν η κατασκευάστρια για τις Class-0 ετικέτες, ενώ η Alien Technologies ήταν για τις Class-1 (Zebra Technologies, 2005). Όμως ούτε η Class-1, ούτε η Class-0 ετικέτα της 1ης γενιάς των EPC RFID κατάφεραν να καλύψουν τις ανάγκες των χρηστών καθώς δεν παρείχαν αρκετή λειτουργικότητα για τη διαχείριση και την επεξεργασία των δεδομένων. Το EPCglobal λοιπόν προχώρησε στη δημιουργία της 2ης γενιάς EPC ετικετών RFID, που υποστηρίζουν 96bit και μπορούν να αποθηκεύουν πέρα από τον EPC κώδικα και άλλες πληροφορίες ενώ έχει και βελτιώσεις όπως τη δυνατότητα να αποτρέπει readers να παρεμβάλλονται μεταξύ τους όταν βρίσκονται σε κοντινή απόσταση αλλά το σημαντικότερο χαρακτηριστικό είναι ότι σχεδιάστηκε για να λειτουργεί σε διεθνές επίπεδο, γεγονός που δε μπορούσε να συμβεί με τις ετικέτες της πρώτης γενιάς κυρίως λόγω τον διαφορετικών ραδιοφωνικών συχνοτήτων εκπομπής στις χώρες ανά τον κόσμο - οι μεγαλύτεροι κατασκευαστές κυκλωμάτων και tags βασίζονται σε αυτό. Αυτός ο ανταγωνισμός προφανώς θα οδηγήσει σε αύξηση της παραγωγής και σε μείωση της τιμής, κάτι που θα επιφέρει μεγαλύτερη αποδοχή της RFID τεχνολογίας. Πρότυπα τεχνολογίας RFID Πρωτόκολλα Χαρακτηριστικά EPC Generation 1 Class 0 “Read Only” passive tags UHF EPC Generation 1 Class 0+ “Write” Once, “Read” Many έκδοση του EPC Class 0 UHF EPC Generation 1 Class 1 “Write” Once, “Read” Many passive tags UHF,HF EPC Generation 2.0 Class 1 “Write” Once, “Read” Many Γρηγορότερες και πιο αξιόπιστες αναγνώσεις, καλύτερη συμβατότητα με άλλα standards. Ενώνει τα Class 0, Class 1 και ίσως το ISO. UHF Class 2 Passive tags, 65KB, read-write, UHF Class 3 Semi-passive tags, 65 KB, read-write, ενσωματωμένη μπαταρία Class 4 Active tags, ενσωματωμένη μπαταρία Class 5 Readers ISO/IEC 18000 είναι σειρά standards για Air Interface Communications 18000-1 Γενικές παράμετροι που αφορούν τις συχνότητες 18000-2 Για επικοινωνία κάτω των 135kHz 18000-3 Για επικοινωνία στα 13.56MHz 18000-4 Για επικοινωνία στα 2.45GHz 18000-5 Για επικοινωνία στα 5.8GHz (αποσυρμένο standard) 18000-6 Για επικοινωνία στα 860-930MHz 18000-7 Για επικοινωνία στα 433MHz ISO 14443 Διεθνές standard για κάρτες αναγνώρισης (proximity cards) που λειτουργούν στα 13.56MHz και σε πολύ κοντινή ακτίνα με την κεραία του αναγνώστη, εντός ακτίνας 10 cm ISO 15963 Διεθνές standard για κάρτες αναγνώρισης (vicinity cards) που λειτουγούν στα 13.56MHz και σε κοντινή ακτίνα με την κεραία του αναγνώστη, εντός ακτίνας 1 m ISO 11784 & 11785 Αυτά τα standards αφορούν την αναγνώριση ζώων μέσω της RFID τεχνολογίας. Κάποια χαρακτηριστικά είναι: λειτουργία στα 134,2khz, magnetic coupling, load modulation, 4191 bps AIAG B-11 Automotive Industry Action Group standard για την αναγνώριση τροχών και ελαστικών Απόσταση Ανάγνωσης (Range) Η απόσταση ανάγνωσης ορίζεται ως η μέγιστη απόσταση για την επιτυχή επικοινωνία μεταξύ ετικετών-αναγνωστών. Η απόσταση αυτή ποικίλει και μπορεί να είναι πολύ μικρή, μικρή ή μεγαλή: Πολύ μικρή : περίπου μέχρι 60cm (2 πόδια)    Μικρή : περίπου μέχρι 5 m (16 πόδια) Μεγάλη: περίπου 100+ m (320+πόδια)  Συχνότητα Όπως ρυθμίζονται οι διάφορες συχνότητες στο ραδιόφωνο για να συντονιστεί κάποιος στον σταθμό που θέλει, έτσι και στην περίπτωση του RFID οι ετι­κέτες και οι αναγνώστες θα πρέπει να έχουν ρυθμιστεί στην ίδια συχνότητα για να μπορέσουν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους. Τα RFID συστήματα χρησιμοποιούν πολλές διαφορετικές συχνότητες, αλλά οι πλέον συνηθισμένες είναι: η χαμηλή (low) συχνότητα (125-134,2 kHz), η υψηλή (high) συχνότητα (13,56 MHz) και η υπέρ-υψηλή (ultra-high) ή UHF (860-960 MHz). Σε μερικές εφαρμογές χρησιμοποιείται και η μικροκυματική συχνότητα (2,45 GHz). Όσον αφορά την ακτίνα λειτουργίας ενός passive tag, δεν είναι σταθερό το μέγεθός της καθώς εξαρτάται από πολλούς παράγοντες όπως από τη συχνότητα λειτουργίας, την ενέργεια που παρέχει ο reader, τις παρεμβολές από άλλες RF συσκευές κτλ. Αξίζει να αναφερθεί ότι τα ραδιοκύματα συμπεριφέρονται διαφορετικά σε διαφορετικές συχνότητες και έτσι θα πρέπει να επιλεγεί η κατάλληλη συχνότητα για την εκάστοτε εφαρμογή. Για παράδειγμα, οι ετικέτες χαμηλής συχνότητας χρησιμοποιούν λιγότερη ενέργεια, θε­ωρούνται ιδανικές για αναγνώριση αντικειμένων με υψηλή περιεκτικότητα σε νερό, αλλά η ακτίνα ανάγνωσης τους είναι περιορισμένη περίπου στα 0,33 μέτρα, ενώ οι ετικέτες υψηλής συ­χνότητας λειτουργούν καλύτερα σε μεταλλικά αντικείμενα, με μέγιστη ακτίνα ανάγνωσης περίπου στο ένα μέτρο. Τα UHF tags, γενικά, έχουν μεγαλύτερη ακτίνα ανάγνωσης και μεταδίδουν δεδομένα γρηγορότερα από τα χαμηλής και υψηλής συχνότητας tags, αλλά χρησιμοποιούν περισσότερη ενέργεια και δεν έχουν την ίδια ικανότητα να διαπερνούν υλικά. Τέλος οι UHF συχνότητες τείνουν να είναι περισσότερο κατευθυντικές και η ακτίνα ανάγνωσής τους κυμαίνεται από 3,3 έως 6,6 μέτρα. Όταν απαιτούνται μεγαλύτερες αποστάσεις χρησιμοποιούνται active tags, τα οποία με την πηγή ενέργειας που διαθέτουν μπορούν (με κάποιους περι­ορισμούς) να ξεπεράσουν σε ακτίνα ανάγνωσης ακόμα και τα 100 μέτρα. http://www.rfidportal.gr/index.php/joomla-license Οι δημοσιεύσεις μας για τα RFID τσιπάκια: http://eleftheroiellines.blogspot.gr/search/label/RFID