Wybrakowane metki

Rozwiązania oparte na elektronicznych metkach RFID czeka jeszcze długa droga, zanim staną się użytecznym narzędziem biznesowym. Do rozwiązania pozostało jeszcze sporo problemów technicznych i standaryzacyjnych, o bezpieczeństwie nie wspominając.

Rozwiązania oparte na elektronicznych metkach RFID czeka jeszcze długa droga, zanim staną się użytecznym narzędziem biznesowym. Do rozwiązania pozostało jeszcze sporo problemów technicznych i standaryzacyjnych, o bezpieczeństwie nie wspominając.

Okrzyknięta mianem nowości technologia elektronicznych "metek" RFID (Radio Frequency Identification) tak naprawdę jest już niemłoda - pierwsze systemy identyfikacji oparte na automatycznym wysyłaniu sygnałów drogą radiową powstały jeszcze podczas II wojny światowej. To, co rzeczywiście jest nowe, to miniaturyzacja układów nadawczych, w wyniku której koszt jednostkowy układów RFID znacząco się obniżył. Obecnie ich cena kształtuje się na poziomie 15-20 centów za sztukę, a w ciągu kilku lat powinna spaść nawet poniżej 5 centów.

Spadek cen metek (tags) oznacza paletę nowych zastosowań, o których - ze względu na koszty właśnie - nikt do tej pory nie myślał. Inteligentne metki mogłyby potencjalnie rozwiązać wiele problemów sieci handlowych czy operatorów logistycznych, jako forma oznaczania towarów i opakowań, a nawet zwykłych biur, np. jako narzędzie do inwentaryzacji sprzętu, a w przypadku wyposażenia układów w moc obliczeniową umożliwiłyby także operacje zdalne, m.in. pomiary czy sterowanie oświetleniem.

W tym momencie administratorom sieci powinno zapalać się przysłowiowe "czerwone światełko". Dlaczego? Tak się bowiem składa, że w zasadzie wszystkie technologie, które choć nie były projektowane pod kątem biznesu, a jednak z tych czy innych przyczyn do niego trafiały, przyprawiały osoby odpowiedzialne za informatykę o ból głowy. Tak było z Internetem, systemami Windows, a ostatnio nie inaczej ma się sprawa z technologiami WLAN.

Możliwości zastosowania rozwiązań RFID przedstawił obszernie Antoni Bielewicz w artykule Coś wisi w powietrzu (CW 8/2004), dlatego, zamiast rozwodzić się nad nimi, proponuję spojrzeć na rozwiązania RFID od strony czysto inżynierskiej i zastanowić się, jakie wyzwania czekają firmę, gdy zechce je wdrożyć.

Odpowiednie dać rzeczy radio

U podstaw technologii RFID leży komunikacja radiowa wykorzystująca wiele różnych zakresów częstotliwości. Zasadnicze wymaganie jest więc takie, aby ten sam zakres częstotliwości obsługiwały zarówno układy RFID, jak i mające z nimi współpracować czytniki. Systemy RFID wykorzystują najczęściej jeden z trzech zakresów częstotliwości: niski (ok. 125 KHz), wysoki (13,56 MHz) oraz ultrawysoki zwany UHF (850-900 MHz). Zdarzają się także urządzenia pracujące na częstotliwościach mikrofal (powszechnie wolne pasmo 2,45 GHz), ale jest to raczej rzadkość.

Fale radiowe zachowują się odmiennie w różnych środowiskach, dobór częstotliwości nie powinien więc być kwestią przypadku. Tagi pracujące w niższym paśmie są tańsze od tych pracujących w paśmie UHF - zużywają mniej energii, a ich sygnał, ze względu na większą długość fali nośnej lepiej przenika przez obiekty niemetaliczne. Takie układy nadają się zwłaszcza do oznaczania produktów zawierających dużo wody, np. owoców. Mankamentem chipów działających w tym zakresie częstotliwości jest fakt, że mogą być odczytywane z relatywnie niewielkich odległości.

Z kolei układy wykorzystujące fale w zakresie UHF umożliwiają komunikację na znacznie większe odległości, zużywają jednak więcej energii i mają problemy z przenikaniem przez większość materiałów. Stosuje się je w przypadku, gdy na drodze pomiędzy metką a czytnikiem nie ma żadnych obiektów, czyli np. na paletach z produktami lub różnego rodzaju pudełkach, skrzyniach i kontenerach.

Aby jeszcze bardziej skomplikować sprawę, w różnych państwach wykorzystuje się różne częstotliwości. I tak w Europie pasmo UHF to 868 MHz, w USA - 915 MHz, a np. w Japonii stosowanie UHF w urządzeniach RFID jest w ogóle zabronione. Ponadto rządy państw ustalają maksymalne moce, z jakimi czytniki mogą pracować, aby nie powodowały interferencji z innymi urządzeniami radiowymi. Organizacja Global Commerce Initiative stara się, aby rządy wszystkich państw ustaliły jednolite standardy częstotliwości i poziomów mocy, jednak na razie jej działania nie odnoszą skutku. Oprócz tego sami producenci tych urządzeń starają się stworzyć takie systemy, które potrafiłyby pracować na wielu częstotliwościach.

Mimo wykorzystywania różnych częstotliwości, nadal pozostaje problem przenikania fal przez wodę i metal. Im wyższa częstotliwość, tym bardziej fale są przez nie absorbowane. Wdrożenie technologii RFID w takim środowisku będzie wymagać bardzo dokładnych testów i starannego rozplanowania czytników, a nawet umiejętnego układania towarów w magazynach. Może się okazać, że w przypadku pewnych produktów koszty i problemy z urządzeniami RFID przewyższą potencjalne korzyści.

Technologia bez standardów

Metki RFID mogą się od siebie różnić nie tylko pod względem wykorzystywanych częstotliwości radiowych. Można wyróżnić dwa ich rodzaje: aktywne i pasywne. Aktywne mają własną baterię, która jest wykorzystywana do zasilania obwodów logicznych i ciągłego wysyłania sygnału do czytnika - nawet w sytuacji, gdy takowego nie ma akurat w pobliżu.

Metki pasywne nie mają własnej baterii. Zamiast niej czerpią energię z pola elektromagnetycznego wytwarzanego przez czytnik (na zasadzie podobnej jak zbliżeniowe karty kontroli dostępu do pomieszczeń). Zdarzają się także rozwiązania hybrydowe, które są wyposażone w baterię do zasilania obwodu, ale do wysyłania informacji zwrotnej do czytnika wykorzystują energię zawartą w fali elektromagnetycznej wysłanej przez ten czytnik.

Metki aktywne i hybrydowe mają zasięg 30-40 m, który należy uznać za relatywnie duży, ale są droższe od rozwiązań pasywnych (kosztują ok. jednego dolara). Najbardziej nadają się więc do wykorzystywania przy produktach drogich, które wymagają skanowania z dużych odległości, takich jak kontenery czy wagony. Tagi pasywne kosztują ok. 15-20 centów, ale ich zasięg to zaledwie ok. 3 m. Można je więc wykorzystać tylko w przypadku produktów, które można skanować z niewielkich odległości.

Metki RFID wytwarzane przez różne firmy różnią się także pojemnością pamięci i jej typem. Przeciętnie jest to 2 kB, czyli wystarczająco dużo, aby zmieścić w niej wszystkie najważniejsze informacje o produkcie. Ponadto niektóre chipy umożliwiają zapisywanie nowych i kasowanie starych informacji. Użyteczność takich metek jest znacząco większa niż metek jednorazowego użytku, niestety większa - i to wielokrotnie - jest także ich cena.

Jedno takie urządzenie może kosztować nawet kilkadziesiąt dolarów. W tej sytuacji większość zastosowań na razie odpada, a pozostają te nieliczne, w których metki posłużą do oznaczania towarów o dużej wartości, np. samochodów - metki przechowywałyby informacje o przeglądach, naprawach, wymianie podzespołów itp.

RFID - lista braków

Oto niektóre z zadań, jakie jeszcze stoją przed producentami rozwiązań RFID:

  • standaryzacja na poziomie częstotliwości radiowych

  • standaryzacja protokołów transmisji

  • standaryzacja metod rozwiązywania konfliktów metek

  • standaryzacja metod rozwiązywania konfliktów czytników

  • wzajemne uwierzytelnianie czytników/metek

  • bezpieczeństwo komunikacji metek z czytnikami

  • bezpieczeństwo przechowywania danych w metkach