Unique 125 kHz - standard technologii RFID

Stale rozwijająca się technologia RFID (Radio-frequency identification – identyfikacja radiowa) ma swe korzenie w czasach drugiej wojny światowej. Wtedy to powstał system IFF (Identification Friend or Foe – identyfikacja swój-obcy), którego celem było ustalenie, czy samolot był „swój”, czy należał do wroga.

W celach komercyjnych technologia RFID została najpierw wykorzystana w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych w systemach antykradzieżowych w sklepach. Z powodzeniem pełni tę funkcję do dnia dzisiejszego, stanowiąc zabezpieczenia towaru w postaci naklejek, tzw. stickerów, z namagnesowanym metalem, który aktywuje bramki znajdujące się przy wyjściu ze sklepu.

RFID polega na odczytywaniu danych, które są zapisane w pamięci znacznika, zwanego także tagiem/identyfikatorem. Tag może mieć postać np. breloka do kluczy lub karty wielkości standardowej karty płatniczej (rys. 1.), gdzie układ elektroniczny jest zatopiony w plastikowej, elastycznej obudowie, chroniącej przed płynami oraz uszkodzeniami mechanicznymi.

Rys. 1. Przykładowe postaci identyfikatorów Unique 125 kHz

Unique 125 kHz jest standardem technologii RFID umożliwiającej odczyt i zapis danych dokonywany poprzez fale radiowe o częstotliwości nośnej 125 kHz. Wymiana danych nie wymaga optycznej widoczności karty z czytnikiem zbliżeniowym, co jest konieczne w systemach kodów kreskowych.

W związku z bezprzewodowym przesyłem danych karta Unique musi zawierać w swej budowie (rys. 2):

1. układ scalony z pamięcią ROM, przechowujący takie dane jak unikalny identyfikator,
2. antenę – zapewniającą „bezprzewodowość’.

W procesie transmisji danych w technice RFID można wymienić sześć elementów (rys. 3):

1. Czytnik zbliżeniowy – zasilany napięciem 9–15 V DC (typowo 12 V DC) lub z portu USB.

2. Antena nadawczo-odbiorcza – generująca pole elektromagnetyczne (pole EM); zazwyczaj jest to antena wbudowana w czytnik.

3. Pole EM – wytworzone przez antenę czytnika, bezpośrednio wpływa na zasięg odczytu kart – maksymalnie 15 cm.

4. Karta zbliżeniowa – pasywny znacznik pracujący w standardzie Unique 125 kHz; gdy identyfikator znajduje się w zasięgu odczytu kart czytnika, indukuje się siła elektromotoryczna zasilająca znacznik.

5. Przesył danych – np. unikalnego numeru, z karty do anteny odbiorczej czytnika.

6. Odbiór danych i dalsze ich przetwarzanie przez systemy nadrzędne – np. w celu rejestracji czasu wejścia/wyjścia pracownika, otworzenia bramki/drzwi, podsumowania przepracowanej liczby godzin w dniu/tygodniu.

Częstotliwość standardu Unique ma bezpośredni wpływ na odległość odczytu danych – w przypadku 125 kHz maksymalny zasięg odczytu danych wynosi 15 cm. Kalkulując zasięg pracy całego systemu, należy wziąć pod uwagę również maksymalny zasięg odczytu kart czytnika.

Standard Unique 125 kHz charakteryzuje się 64-bitową pamięcią ROM (Read-Only Memory – pamięć tylko do odczytu). Karty te są programowane w procesie produkcji. 64 bity umożliwiają zapis 2⁶⁴ = 18 446 744 073 709 600 000 unikalnych numerów (teoretycznie).

Wybrane zastosowania kart Unique 125 kHz:

– organizacja pracy (kontrola dostępu, monitoring czasu pracy, identyfikacja pracowników, zabezpieczenia pomieszczeń),

– logistyka (przyspieszenie takich procesów, jak: identyfikacja urządzeń, śledzenie procesów logistycznych, magazynowanie, inwentaryzacja),

– automatyzacja przemysłu (identyfikacja podzespołów, półproduktów),

– zabezpieczenia przed kradzieżą,

– rolnictwo (identyfikacja zwierząt, przypisanie miejsca chowu oraz właściciela).

Zalety

– System jest bardzo prosty w obsłudze i jednocześnie skuteczny.

– Karty i breloki zbliżeniowe posiadają obudowy zapewniające ochronę wewnętrznych układów elektronicznych przed cieczami i uszkodzeniami mechanicznymi.

– Przewaga technologii RFID nad systemami kodów kreskowych – kontakt wizyjny karty i czytnika nie jest wymagany, co skutkuje możliwością transmisji danych bez konieczności wyjmowania identyfikatora z plecaka/torebki.

– Mamy do dyspozycji programowalne tagi.

– Wybrane czytniki zbliżeniowe umożliwiają przetwarzanie danych, m.in. w celu obliczenia czasu spędzonego przez pracownika w miejscu pracy.

Wady

– Biorąc pod uwagę liczbę wyprodukowanych na świecie kart, możliwe jest dublowanie się indywidualnych numerów kart.

– Brak zabezpieczenia/szyfrowania danych zapisanych w pamięci tagów może umożliwić osobom postronnym nieautoryzowane skopiowanie karty – w tym celu wystarczy jedynie odpisać numer identyfikacyjny.

– W przypadku zbliżenia dwóch kart Unique do czytnika żadna z nich nie zostanie odczytana, ponieważ będą się wzajemnie zakłócać (istnieją standardy, np. HITAG, z systemem antykolizyjnym, który umożliwia odczyt danych z kilku kart jednocześnie).