RFID
RFID w AutoID
Obecnie, najczęściej stosowaną technologią w systemach automatycznej identyfikacji jest RFID (od ang. Radio-frequency identification), wykorzystująca fale radiowe do zasilenia/wzbudzenia układu elektronicznego identyfikatora, jak i do przesyłania danych. W Polsce wymiennie stosuje się nazwę „technologia zbliżeniowa”, odnoszącą się do sposobu odczytu takiego identyfikatora, a nie aspektu technicznego wymiany danych. Zastosowanie tej technologii jest bardzo szerokie – od gospodarki magazynowej i produkcji, przez logistykę i handel, po identyfikację osób i zwierząt. W przypadku zwierząt, częściej mówimy o ich „chipowaniu”, ale chociaż nazwa inna, to zasada działania taka sama. W systemach identyfikacji osób, najczęściej stosuje się identyfikatory pasywne i to rozwiązanie omówimy poniżej. Chociaż identyfikatory mogą przybierać różne formy, to tu, dla uproszczenia będziemy mówić o karcie lub identyfikatorze.
Zasada działania RFID
Karta znajdująca się w oddaleniu od czytnika pozostaje w stanie „uśpienia”. Gdy znajdzie się w polu oddziaływania czytnika, w antenie karty indukuje się prąd, umożliwiający zasilenie układu karty i ustanowienie transmisji karta ↔ czytnik. Odległość karta ↔ czytnik, która zapewnia wymianę danych, wynosi najczęściej od kilku do kilkunastu centymetrów. Taka odległość zapewnia nieskomplikowane użycie karty, ale wymaga jednocześnie ze strony posiadacza karty podjęcia celowego działania. Oczywiście można zapewnić odczyt karty z większej odległości i są dostępne czytniki „hand free” czytające karty np. z odległości 70 – 100 cm, jednak niewłaściwe ich stosowanie, może doprowadzić do sytuacji, że osoba przechodząca obok drzwi, otworzy je nieświadomie. Zasada działania jest prosta. Jednak w rzeczywistości, nie każda karta będzie współpracować z każdym czytnikiem – powodów może być kilka.
- 125 kHz
- 13,56 MHz
- 865-868 MHz
- inne
Dwie pierwsze częstotliwości są najbardziej popularne i najczęściej wykorzystywane w systemach auto-id. Jednak przyjęcie, czy też ustalenie częstotliwości działania układu karty i czytnika nie zawsze zapewnia uzyskanie poprawnej transmisji. Na danej częstotliwości mogą pracować karty kodowane w różnych standardach:
Ustalenie standardu kodowania, też nie zawsze zapewnia sukces, ponieważ producenci kart lub dostawcy systemów mogą dystrybuować karty i czytniki kodowane w różnych formatach.
125 kHz
Poszczególne standardy przemysłowe różnią się np. prędkością transmisji (UNIQUE – 2 kb/sek., HITAG – 4 kb/sek.), możliwością samodzielnego kodowania numeru karty – jednak transmisja jest realizowana dla danego standardu w jednym formacie. Karta wyprodukowana w danym standardzie przemysłowym, nawiąże komunikację z każdym czytnikiem przygotowanym do pracy w tym samym standardzie i zaprezentuje swój zakodowany w układzie elektronicznym numer, który jest zawsze wysyłany w ten sam sposób. Dlatego, że standardy przemysłowe są opisane i upublicznione, można je stosować i implementować w stosunkowo prosty sposób. W przypadku kart kodowanych w systemach własnych danego producenta, mogą one występować w formatach otwartych lub w formatach indywidualnych (dystrybutora, klienta itp.), wymagających odpowiedniego kodowania zarówno kart jak i czytników, przy pomocy specjalnych koderów.
W przypadku:
- Formatów otwartych można powiedzieć w uproszczeniu, że numer karty jest wysyłany do czytnika bezpośrednio po ustanowieniu łączności karta – czytnik.
- Formatów indywidualnych (zamkniętych), po nawiązaniu transmisji, wysyłany jest przez kartę do czytnika określony ciąg znaków, zapisany w jej pamięci (identyfikator formatu). Taki sam ciąg znaków powinien być zapisany w pamięci czytnika. Jeżeli jest potwierdzona zgodność „identyfikatora formatu” w karcie i w czytniku, to następuje wysłanie numeru karty do czytnika. Jeżeli brak zgodności, transmisja jest przerywana.
13.56 MHz
W najprostszych rozwiązaniach karty mogą być identyfikowane w systemie w prosty sposób, na podstawie bardziej lub mniej unikalnego numeru seryjnego karty (układu seryjnego układu elektronicznego karty). W takim przypadku identyfikacja jest analogiczna do identyfikacji w systemach działających na częstotliwości 125 kHz w standardach przemysłowych i standardach własnych producentów (w formatach otwartych). Jednak karty komunikujące się na częstotliwości 13,56 MHz, mają z reguły większe możliwości komunikacyjne, umożliwiające dynamiczny odczyt/zapis danych w pamięci karty, a sama pamięć danych jest stosunkowo duża. Ponieważ karty takie mogą być wykorzystywane w bardziej złożony sposób i w bardziej złożonych systemach, dlatego nazywane są często kartami wieloaplikacyjnymi.
Przy odpowiednim wykorzystaniu pamięci wewnętrznej karty, może ona przechowywać dane przydatne / niezbędne w różnych systemach. Dodatkowo pamięć karty dzieli się na obszar ogólnie dostępny (zawierający m.in. numer seryjny układu elektronicznego karty) i obszar / obszary pamięci chronione hasłami.
W przypadku systemów auto-id, karty i czytnik muszą być odpowiednio zakodowane i muszą być kompatybilne. Numer rozpoznawalny dla systemu identyfikacyjnego, zapisany jest w chronionym obszarze pamięci, w konkretnych jej komórkach. Czytnik natomiast musi mieć w pamięci hasła lub informacje umożliwiające dostęp do pamięci karty, oraz informacje gdzie w pamięci karty ma „szukać” nadanego karcie numeru. W niektórych systemach dodatkowo u trakcie transmisji karta ↔ czytnik, dokonywany jest odczyt i zapis w pamięci karty dodatkowych informacji.
Ten krótki materiał nie wyczerpuje całości tematu i nie opisuje wszystkich szczegółów poszczególnych technologii np.:
- pod ogólną nazwą towarową MIFARE, mamy całą grupę produktów: MIFARE Classic (1 Kb, 4Kb; UID, NUID), MIFARE Ultralight, MIFARE Ultralight EV1, MIFARE Ultralight C, MIFARE DESFire, MIFARE DESFire EV1, MIFARE DESFire EV2, MIFARE Plus, co obrazuje komplikację zagadnienia;
- HID oprócz kart kodowanych we własnych standardach oferuje też karty MIFARE, iCode, a także karty dwu systemowe działające zarówno w standardach własnych (125kHz), jak i przemysłowych (13,56 MHz).
