שאלות ותשובות על טכנולוגיית RFID

זיהוי אוטומטי הוא מונח נרחב המתאר את כל אופני הגילוי או הזיהוי הממוכנים, אשר במרבית המקרים משולבים עם מערכת לאגירה ועיבוד נתונים. מטרתן העיקרית של רוב מערכות הזיהוי האוטומטיות, היא להפוך את סביבת העבודה ליעילה יותר ע"י צמצום זמן זיהוי פריטים על ידי עובדים (צמצום תלות בכוח אדם). בכך ניתן למנוע טעויות אנוש בהכנסתם של נתונים. אפשרויות הזיהוי האוטומטיים הם רבים. מן המרכזיים שבהם ניתן למנות זיהוי באמצעות בר-קוד, זיהוי ביומטרי, זיהוי באמצעות תדר רדיו וזיהוי באמצעות כרטיסים חכמים.

RFID (באנגלית - Radio Frequency Identification), הוא שם כולל לכל טכנולוגיה העוסקת בזיהוי אוטומטי באמצעות תדרי רדיו. ישנן מספר שיטות שונות בהן ניתן לבצע זיהוי באמצעות תדרי רדיו. הנפוצה שבהן היא אחסון מידע כמו מספר סידורי או מידע אחר על שבב אשר אותו מחברים לאנטנה (חיבור רכיבים  שכזה נקרא משדר או תג RFID). האנטנה מאפשרת לשבב לבצע שידור נתונים באמצעות תדרי רדיו, כך שקורא הפועל בטווח התדרים המתאים מסוגל לקרוא את המידע המשודר מהשבב. מידע זה מועבר בהמשך למחשב אשר עושה בו שימושים שונים כגון ביצוע רישום נתונים או מתן הרשאת מעבר.

העדיפות להשתמש ב-RFID על פני טכנולוגיות זיהוי אחרות היא אינה מוחלטת. משום שצורכי הזיהוי הינם רבים ומגוונים, יש צורך להשתמש בפתרונות הטכנולוגיים אשר יתאימו בדיוק עבורם. יחד עם זה, ישנם יתרונות רבים לטכנולוגיה זו על פני טכנולוגיות זיהוי אחרות:

• ה-RFID עדיף על פני השימוש בברקוד למשל. הסיבה לכך בין היתר, היא שאין צורך להפוך, לסובב או להיות בקו ראייה ישיר עם הפריט ומספיק רק להעבירו בסמוך לקורא. כמו כן, בשימוש בברקוד יתכן בלאי או פגימה במדבקת הברקוד, מה שלא יאפשר לפריט להיקרא. ככל שמדובר בתגי RFID, בעיה זו אינה קיימת משום שהם הרבה יותר עמידים. 

• בניגוד לקריאת כרטיסים באמצעות RFID, בראשם של קוראי הכרטיסים המגנטיים  נוצר בלאי עם הזמן. 

• לעומת אמצעים ביומטריים המשמשים לצורכי זיהוי, השימוש בטכנולוגיית ה-RFID עדיפה יותר משום שהיא חסינה לזליגה או לגניבת נתונים על ידי גורמים שאינם מורשים.

מערכת זיהוי RFID מורכבת מתגים שמכילים שבב ואנטנה ומקוראים עם אנטנה. מרבית המערכות פועלות כך שקורא התגים יוצר מסביבו שדה אלקטרומגנטי. כאשר תג RFID נכנס לשדה שכזה הוא מסוגל לשלוח אות חזרה לקורא אשר ממיר אותו למידע דיגיטלי ועושה בו שימוש כפי שהוגדר לו. כמו כן, קיימים כרטיסי קירבה בעלי מקור מתח פנימי (תגים אקטיביים) המשדרים אותות באופן רציף. במצב זה, אין תלות בשדה האלקטרומגנטי שיוצר הקורא, מה שמוביל להגדלתו של טווח קריאת התגים מכמה עשרות ס"מ (תג פסיבי רגיל) לעד כמה מאות מטרים.

• בקרת כניסה לאנשים ורכבים.

• מעקב על סחורות ומוצרים.

• משלוחי חבילות ומכולות.

• זיהוי ומעקב אחר חיות.

• דרך תשלום בכבישי אגרה.

• מעקב אחרי חולים ותרופות.

מערכות RFID יכולות כעקרון לעבוד בכל אורך גל המשתייך לקבוצת גלי הרדיו. יחד עם זה, בכדי ליצור אחידות והתאמה מרבית בין מערכות שונות, נקבעו מספר תקנים שקבעו את תחומי התדרים הנפוצים כיום. את תחומי התדרים הללו, ניתן לחלק לשלוש קבוצות עיקריות:

• תדר נמוך- פועלים לרוב באורך גל של 125Khz.

• תדר גבוה- פועלים לרוב באורך גל של 13.56Mhz.

• תדר אולטרה גבוה- מרבית מערכות ה-RFID בישראל פועלות בתדר 433Mhz, אך קיימות גם מערכות המסוגלות לפעול גם עד תדר של 2.45Ghz.

השימוש במערכות RFID יכול להתאים עבור מגוון רחב של תחומים. לכל סוג מערכת ישנן דרישות ייחודיות משלה, ולכל קבוצת תדרים ישנם מאפיינים מעט שונים. השוני הזה מאפשר לכל קבוצת תדרים לענות בצורה מדויקת על כל דרישה שהיא. 

 

• 125Khz: ממתאים למערכות הפועלות באמצעות תגים פסיביים (הסבר על תגים פסיביים בהמשך), כאשר טווחי הקריאה הם קצרים. טווח השימוש עומד על 5-90 ס"מ, והוא יעיל במיוחד עבור בקרת כניסה, זיהוי אנשים, חיות או מוצרים.  

• 13.56Mhz: תדר בעל מאפיינים דומים לאלו של ה-125Khz, רק שהתדר הזה נחשב ל"מאובטח" יותר. כמו כן, טווח התדרים הנ"ל מאפשר לבצע הורדת פעימות מתגים וגם לקרוא מספר תגים במקביל.

• 433Mhz-2.54Ghz: טווח תדרים אולטרה גבוה. במערכות המשתמשות בתדרים אלו, נעשה שימוש בתגים אקטיביים (הסבר על תגים אקטיביים בהמשך). בנוסף, טווח הקריאה של התג יכול להגיע למרחק של מאות מטרים. השימוש בטווח זה יכול להתאים במיוחד לצורכי מעקב אחר מוצרים ונכסים בתוך מבנה, ולבקרת כניסת רכבים לחניונים או לכבישי אגרה.  

כמות הזיכרון האפשרית לקידוד על תג היא נתון שיכול להשתנות. היא תלויה בסוג התג ,ביצרן ובצורך השימוש, כך שהיא יכולה לנוע בין 64 bytes לתג פשוט עם מספר סידורי בלבד (בדרך כלל תגי 125Khz), ולהגיע עד KB4 בתגים מתקדמים יותר (בדרך כלל תגי 13.56Mhz).

תגים פסיביים הם תגים ללא מקור מתח פנימי. הם פועלים באמצעות האנרגיה שהם מקבלים כאשר הם נכנסים לשדה האלקטרומגנטי שהקורא יוצר סביבו. לעומתם, תגים אקטיביים אלו תגים בעלי מקור מתח פנימי. הבדל זה גורם לכך שלתגים האקטיביים יש טווח קליטה גדול יותר מזה של התגים הפסיביים, שכן הם לא צריכים להיות קרובים לקורא על מנת לשדר אליו נתונים. 

כאשר זרם עובר דרך חוט הוא יוצר שדה אלקטרומגנטי חלש. כאשר החוט מלופף סביב עצמו מספר פעמים כוחו וגודלו של השדה האלקטרומגנטי הולך וגדל. תופעה זו יכולה להתרחש גם הפוך כאשר סליל מתכת (חוט דק המלופף סביב עצמו מספר פעמים) שסוגר מעגל חשמלי נכנס לשדה אלקטרומגנטי שעובר בו זרם. תגים פסיביים אינם זקוקים למקור מתח פנימי כיוון שהם מכילים סליל מתכת המסוגל לייצר מתח חשמלי. מתח זה נוצר בעת כניסה לשדה האלקטרומגנטי שאותו מייצר קורא RFID. 

תגי קרבה עובדים באותה הטכנולוגיה בה עובד מקלט רדיו. רמות הקרינה הן זניחות בכדי שיסבו נזק לבני אדם.

טווחי הקליטה תלויים בתדרים בהם הם עובדים, במקור המתח שלהם ובהפרעות מהסביבה. ככל שהתדר גבוה יותר, כך טווח הקליטה הוא גדול יותר. גם כאשר התג הוא בעל מקור מתח פנימי, טווח הקליטה יהיה גדול יותר. טווחי הקליטה של תגי RFID, מתחילים מסנטימטר אחד בתגים הפסיביים בתדר 125Khz, ומגיעים עד לכמה מאות מטרים בתגים האקטיביים הפועלים בתדר של 2.54Ghz.

מצב שכזה של "התנגשות תגים" מתרחש כאשר מספר תגים קרובים לקורא והוא צריך לקרוא אותם בו זמנית. כאשר במערכת הפועלת באמצעות RFID יתכן מצב של התנגשות תגים, יש להשתמש בקוראים מתאימים המסוגלים להפריד בין תג לתג. קוראים שכאלו משתמשים באלגוריתם זיהוי המונע מהם "להתבלבל" ולזהות תגים אחד אחד. כאשר מנסים לקרוא מספר תגי קירבה בתדר 125Khz, הקורא עשוי לא לקרוא אפילו תג אחד. כאשר רוצים לקרוא מספר תגים בו זמנית, צריך להשתמש בקוראים ובתגים הפועלים בתדר של 13.56Mhz או גבוה מכך.