Z kapusiem w kieszeni

Niewykluczone, że niedługo czeka nas "rewolucja identyfikacyjna", która nadejdzie po upowszechnieniu systemów RFID. Sprawdźmy, co zawierają mikrochipy, które trafią także... pod naszą skórę

Wszystko, co przywieźliśmy do kasy, trzeba teraz wyłożyć na taśmę, poczekać, aż pracownik sklepu odczyta kody kreskowe, i ponownie włożyć towary do koszyka. Wąskim gardłem hipermarketu jest kasa. To tutaj stoi się bezproduktywnie i traci nerwy. Ale czy nie można po prostu przekroczyć jakiejś bramki, która potrafiłaby zebrać dane dotyczące wszystkiego, co znajduje się w wózku? Czas oczekiwania skróciłby się niepomiernie.

Ta ewentualność na razie odpada. Nie pozwala na nią stosowany obecnie system identyfikacji towarów. Kod kreskowy umieszczony na opakowaniu musi być widziany przez czytnik. Sytuacja zmieni się wraz z zastąpieniem skanerów optycznych urządzeniami radiowymi, które nie muszą utrzymywać „kontaktu wzrokowego” z opakowaniami. Oczywiście niezbędne będą jeszcze odpowiednie etykiety, które zastąpią wysłużone kody kreskowe.

Wyjące bramki

Układy identyfikacji podobne do opisanego wyżej już istnieją. Systemy RFID (Radio Frequency Identification) są stosowane w wielu firmach i służą do rejestracji czasu pracy. Niejedna osoba nosi ze sobą plastikową kartę, którą wystarczy machnąć przed czytnikiem umieszczonym przy wejściu do firmy, aby zarejestrować moment przybycia do niej i jej opuszczenia.

A czemu takie udogodnienia nie trafiły jeszcze do placówek handlowych? Otóż dotarły i tam, ale na razie układy radiowe służą tylko do wykrywania prób kradzieży co cenniejszych towarów. Czy ktoś kiedyś słyszał alarm wszczęty przez bramkę kontrolną przy wyjściu z jakiegoś sklepu? Jeśli tak, to najprawdopodobniej zetknął się z technologią RFID.

Na razie cena układów identyfikacji radiowej przekracza pięć centów za sztukę. Ocenia się, że gdy spadnie poniżej tej granicy, systemy RFID zaczną być stosowane powszechnie. A na razie, zanim kolejki przy kasach hipermarketów się skrócą, opowiedzmy sobie co nieco o bezprzewodowej technologii.

Po trzydziestce

Pierwsze pomysły komercyjnego zastosowania systemów RFID pojawiły się w latach 70. XX wieku. Wtedy idea była chybiona nie tylko ze względu na koszty, lecz także na fakt, że mikroelektronika dopiero raczkowała.

Tymczasem przynajmniej jeden z elementów systemu RFID musi być mały. Oczywiście mowa o etykiecie RFID (RFID tag, RFID transponder), która ma pełnić funkcję identyfikatora towaru, dokumentu, osoby itp. Głównymi podzespołami składającymi się na etykietę są: pamięć (o pojemności od kilkudziesięciu bajtów do pojedynczych megabajtów), nadajnik radiowy oraz antena. Ta ostatnia przybiera zwykle postać spirali otaczającej pamięć.

Drugi składnik systemu – czytnik etykiet – może mieć większe rozmiary. Zadaniem czytnika jest komunikowanie się z etykietą i sprawdzanie zawartości jej pamięci, np. ceny produktu albo informacji o tym, czy za towar przeniesiony przez bramkę zapłacono przy kasie.

Gdzie jest bateria?

Etykiety RFID mogą być dwojakiego rodzaju: aktywne i pasywne. Te pierwsze dysponują własnym źródłem zasilania, natomiast drugie są go pozbawione. Obecnie etykiety aktywne mają rozmiar monety dwu- lub pięciozłotowej, a zamontowana w „tagu” bateria pracuje przez kilka lat. Etykiety aktywne mają spory zasięg (sięgający zazwyczaj kilku metrów) oraz mogą być wyposażone w pamięci większe niż układy pasywne.

Urządzenia aktywne są niestety drogie (przeciętny koszt produkcji to przynajmniej kilkadziesiąt USD za sztukę), a poza tym w porównaniu z układem pasywnym wydają się prawdziwymi monstrami. Etykiety bez własnej baterii mogą mieć rozmiary sześcianu o boku 0,4 mm! Taki drobiazg można umieścić praktycznie w dowolnym miejscu – na samoprzylepnej etykiecie albo pod skórą człowieka bądź zwierzęcia.

Skoro jednak pasywna etykieta nie ma własnego źródła zasilania, to jak w ogóle może pracować? Przecież w jakiś sposób musi nadać sygnał radiowy do czytnika, a do tego niezbędna jest bateria dostarczająca energii.

Bez akumulatora można się jednak czasami obejść (patrz: rysunek obok). Pasywna etykieta RFID pobiera zasilanie „z zewnątrz”. Źródłem energii jest czytnik RFID. Generowane przez niego fale elektromagnetyczne są odbierane przez antenę etykiety. Na skutek zjawiska indukcji w układzie pojawia się napięcie ładujące kondensator C1. Gdy jego wartość przekroczy poziom 0,6 V, przez diodę prostowniczą D1 zaczyna płynąć prąd ładujący drugi kondensator (C2). Stanowi on źródło energii dla układu pamięci oraz nadajnika radiowego umieszczonego w etykiecie RFID. Dioda jest niezbędna aby zapewnić stałą biegunowość zasilania. Zgromadzona energia na krótką metę wystarczy do wymiany informacji z czytnikiem RFID.

Długie i krótkie

Systemy RFID pracują w kilku zakresach częstotliwości radiowych. Historycznie najstarsze jest pasmo 125-134 kHz; nieco później pojawiły się chipy działające w zakresach UHF (868-956 MHz) oraz układy mikrofalowe (2,45 GHz).

Urządzenia pracujące w najniższym zakresie korzystają z etykiet pasywnych i służą przede wszystkim do identyfikowania towarów oraz zwierząt. Znajdują też zastosowanie w systemach zapobiegających kradzieżom samochodów. W tym przypadku czytnik RFID jest umieszczany w stacyjce pojazdu, a etykieta – w kluczykach.

Układy UHF znalazły uznanie w bibliotekach, systemach dystrybucji bagażu na lotniskach, zabezpieczeń przed kradzieżami itp. Tutaj najczęściej stosowane są etykiety aktywne. Więcej przykładów wykorzystywania systemów identyfikacji radiowej zamieszczono w tabelce „Częstotliwości robocze systemów RFID”.

Z drugiej strony…

Zastosowanie radiowych etykiet może niestety prowadzić do naruszenia prywatności różnych osób. Firma Gillette została przyłapana na umieszczaniu w jednorazowych maszynkach do golenia pasywnych tagów RFID. Te z kolei służyły do wyzwalania aparatów fotograficznych zainstalowanych w hipermarkecie Tesco w Cambridge. Zdjęcie każdego nabywcy maszynki trafiało do firmy Gillette.

Czy chipy RFID zastąpią wysłużone kody kreskowe? Zapewne tak, ale jeszcze nie dziś, nie jutro ani nawet nie pojutrze. Najtańsze etykiety kosztują obecnie 25 centów. To za dużo, aby opłacało się je stosować na masową skalę. Poza tym prędzej czy później dojdzie do protestów konsumenckich przeciwko wybranym zastosowaniom tej techniki. Nie chciałbym, aby ktoś zobaczył zdjęcie pokazujące mnie z „Hustlerem” w ręku.

Częstotliwści robocze systemów RFID
Częstotliwość ZasięgTyp etykietZastosowanie
<135 kHzmaks. 50 centymetrówpasywneidentyfikacja towarów, zwierząt, systemy zapobiegające kradzieżom samochodów
13,56 MHz od metra do kilku metrówpasywne/aktywnebiblioteki, systemy kontroli budynków, systemy śledzenia bagażu, karty inteligentne (smart cards)
868-956 MHz1-6 m.pasywne/aktywneystemy zapobiegające włamaniom do samochodów, systemy opłat za korzystanie z autostrad
2,45 GHz (USA)1-3 m.ypasywne/aktywnesystemy zapobiegające włamaniom do samochodów, systemy opłat za korzystanie z autostrad
5,8 GHz (Europa)1-3 m.aktywnesystemy zapobiegające włamaniom do samochodów, systemy opłat za korzystanie z autostrad
0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.