RFID là gì? Ứng dụng và nguyên lý hoạt động của RFID

RFID là gì?

RFID là công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến (viết tắt của từ Radio Frequency Identification). Hoạt động trong dải tần từ 125Khz – 900Mhz.

RFID là một công nghệ dùng kết nối sóng vô tuyến để tự động xác định và theo dõi các thẻ nhận dạng được gắn vào các vật thể bất kì. Công nghệ này sử dụng một thẻ từ chứa thông tin được lưu trữ bằng điện tử. Thẻ có mạch thu thập năng lượng từ các sóng vô tuyến của các đầu đọc thẻ RFID phát ra khi truy vấn, và dùng năng lượng này để phát sóng mang mã thông tin của thẻ trả về cho đầu đọc. Tầm hoạt động hiệu quả cỡ vài cm.

Những thẻ hoạt động có nguồn điện cục bộ (như pin) thì có thể đọc từ khoảng cách lên đến hàng trăm mét từ đầu đọc RFID. Không giống quét mã vạch, thẻ không cần phải nằm trong tầm nhìn của người đọc. Vì vậy chỉ cần gắn thẻ lên đối tượng cần theo dõi, và sử dụng thiết bị đọc thẻ phù hợp là chúng ta có thể theo dõi đối tượng 1 cách dễ dàng.

Công nghệ này cho phép nhận biết các đối tượng thông qua hệ thống thu phát sóng radio, từ đó có thể giám sát, quản lý hoặc lưu vết từng đối tượng. Là một phương pháp nhận dạng tự động dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa, sử dụng thiết bị thẻ RFID và một đầu đọc RFID. Vì thế RFID là một phương pháp của Tự động Nhận dạng và Thu thập Dữ liệu AIDC (Automatic Identification and Data Capture).

Các loại RFID

Trong các dải tần số RFID, có 3 dải tần số chính được sử dụng nhiều nhất là: Tần số thấp, Tần số cao và Tần số cực cao.

Tần số thấp ( LF – Low Frequency )

  • Dải tần số chung: 30 – 300 kHz
  • Dải tần số chính: 125 – 134 kHz
  • Phạm vi đọc: Tiếp xúc ~ 10cm
  • Giá mỗi thẻ trung bình: $ 0,75 – $ 5,00
  • Các ứng dụng: Theo dõi động vật, kiểm soát ra vào. Các ứng dụng bị ảnh hưởng bởi môi trường kim loại và chất lỏng
  • Ưu điểm: Hoạt động tốt gần Chất lỏng & Kim loại.
  • Nhược điểm: Phạm vi đọc rất ngắn, bộ nhớ hạn chế. Tốc độ truyền dữ liệu thấp, chi phí sản xuất cao

Tân số cao ( HF – High Frequency )

  • Dải tần số chính: 13,56 MHz
  • Phạm vi đọc: Gần tiếp xúc – 30cm
  • Giá mỗi thẻ trung bình: $ 0,20 – $ 10,00
  • Ứng dụng: Kiosk DVD, thư viện, Thẻ định danh, các ứng dụng NFC
  • Ưu điểm: sử dụng giao thức NFC, Tùy chọn bộ nhớ lớn hơn
  • Nhược điểm: Phạm vi đọc ngắn, tốc độ truyền dữ liệu thấp

Tần số cực cao ( UHF – Ultra High Frequency )

  • Dải tần số chung: 300 – 3000 MHz
  • Dải tần số chính: 433 MHz, 860 – 960 MHz

Có hai loại RFID trong dải tần số cực cao đó là RFID chủ động và RFID thụ động

RFID chủ động

  • Dải tần số chính: 433 MHz, (Có thể sử dụng 2,45 GHz – thuộc Dải tần số cực cao)
  • Phạm vi đọc: 30 – 100+ Mét
  • Giá mỗi thẻ trung bình: $ 25,00 – $ 50,00
  • Ứng dụng: Theo dõi container, sản xuất ô tô, khai thác , xây dựng, theo dõi tài sản
  • Ưu điểm: Phạm vi đọc rất xa, chi phí thiết bị thấp hơn so với RFID thụ động. Dung lượng bộ nhớ lớn, tốc độ truyền dữ liệu cao
  • Nhược điểm: Giá thành cao, hạn chế vận chuyển (do pin). Tích hợp hệ thống phần mềm phức tạp, bị ảnh hưởng bởi kim loại và chất lỏng

RFID thụ động

  • Dải tần số chính: 860 – 960 MHz
  • Phạm vi đọc: Gần tiếp xúc – 25 mét
  • Giá mỗi thẻ trung bình: $ 0,09 – $ 20,00
  • Ứng dụng: Theo dõi chuỗi cung ứng, sản xuất, dược phẩm, tồn kho.
  • Ưu điểm: Phạm vi đọc xa, giá rẻ. Nhiều loại kích thước và hình dạng thẻ, tốc độ truyền dữ liệu cao
  • Nhược điểm: Chi phí thiết bị cao, dung lượng bộ nhớ vừa phải. Bị ảnh hưởng bởi kim loại và chất lỏng

RFID hoạt động như thế nào?

Thiết bị RFID reader phát ra sóng điện từ ở một tần số cụ thể nào đó và các thẻ RFID ( hay RFID tag ) trong vùng hoạt động sẽ thu nhận được các sóng được điện từ này và chuyển thành năng lượng. Từ đó phát lại cho thiết bị RFID biết ID của mình. Ngay lúc đó RFID reader biết được tag nào đang hoạt động trong vùng sóng điện từ.

Ứng dụng công nghệ RFID

Ví dụ về các ứng dụng sử dụng hệ thống RFID là vô tận. Các ứng dụng được mở rộng từ các lĩnh vực như theo dõi hàng tồn kho cho đến quản lý chuỗi cung ứng và có thể trở nên chuyên biệt hơn tùy thuộc vào công ty hay các ngành đặc biệt. Các loại ứng dụng RFID có thể trải dài từ theo dõi tài sản CNTT đến theo dõi dệt may và thậm chí vào các chi tiết cụ thể như theo dõi mặt hàng, sản phẩm cho thuê.

Các ứng dụng hiện nay đang sử dụng công nghệ mã vạch là những ứng cử viên tốt nhất để nâng cấp lên hệ thống sử dụng RFID hoặc sử dụng cả hai. RFID mang lại nhiều lời thế hơn so với mã vạch, ví dụ như thẻ RFID có thể chứa được nhiều dữ liệu hơn cho một mặt hàng so với mã vạch. Ngoài ra thì thẻ RFID cũng không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố làm ảnh hưởng như bị bôi bẩn hay mờ mực in khiến mã không thể quét được

Điều làm nên một ứng dụng RFID tiềm năng là xác định các sản phẩm riêng lẻ nhanh chóng, chính xác. Tiết kiệm thời gian hơn rất nhiều so với các hệ thống truyền thống bình thường khác.

Các bài viết liên quan:

RFID so với mã vạch

Sử dụng RFID như một giải pháp thay thế cho mã vạch ngày càng được sử dụng nhiều hơn. Công nghệ mã vạch và RFID được sử dụng theo những cách tương tự để theo dõi hàng tồn kho, nhưng có một số khác biệt quan trọng giữa chúng.

Thẻ RFID Mã vạch
Có thể xác định các đối tượng riêng lẻ mà không cần đường nhìn trực tiếp. Cần có đường ngắm trực tiếp để quét.
Có thể quét các mục từ inch đến feet, tùy thuộc vào loại thẻ và trình đọc. Yêu cầu khoảng cách gần hơn để quét.
Dữ liệu có thể được cập nhật trong thời gian thực. Dữ liệu ở chế độ chỉ đọc và không thể thay đổi.
Yêu cầu nguồn điện. Không cần nguồn điện.
Thời gian đọc dưới 100 mili giây cho mỗi thẻ. Thời gian đọc từ nửa giây trở lên cho mỗi thẻ.
Chứa một bộ cảm biến gắn với một ăng-ten, thường được đựng trong một nắp nhựa và đắt hơn mã vạch. Được in bên ngoài của một đối tượng và nhiều đối tượng hơn để mặc.

RFID so với NFC

Giao tiếp trường gần (NFC) cho phép trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị bằng cách sử dụng công nghệ giao tiếp không dây, tầm ngắn. NFC kết hợp giao diện của thẻ thông minh và đầu đọc vào một thiết bị duy nhất.

ID tần số vô tuyến Giao tiếp trường gần
Đơn hướng Hai hướng
Phạm vi lên đến 100 m Phạm vi dưới 0,2 m
LF / HF / UHF / Lò vi sóng 13,56 MHz
Đọc liên tục Chỉ đọc một lần một
Tốc độ bit thay đổi theo tần số Lên đến 424 Kb / giây
Tốc độ điện thay đổi theo tần số <15 miliampe

Những thách thức khi sử dụng công nghệ RFID

RFID có hai vấn đề chính:

  • Nhiễu sóng: Xung đột đầu đọc, khi tín hiệu từ một đầu đọc RFID gây nhiễu cho đầu đọc thứ hai, điều này có thể được ngăn chặn bằng cách sử dụng giao thức chống va chạm để làm cho các thẻ RFID lần lượt truyền đến đầu đọc.
  • Xung đột thẻ: Xung đột thẻ xảy ra khi quá nhiều thẻ làm rối một bộ đầu đọc RFID bằng cách truyền dữ liệu cùng một lúc. Việc cấu hình thông số cho đầu đọc một cách phù hợp sẽ ngăn chặn được vấn đề này.

Bảo mật và quyền riêng tư RFID

Mối quan tâm về quyền riêng tư hay bảo mật RFID phổ biến thường là dữ liệu thẻ RFID liệu có thể được đọc bởi bất kỳ ai có bộ đầu đọc tương thích hay không. Thẻ RFID thông thường có thể được đọc sau khi một mặt hàng được đem ra khỏi cửa hàng hoặc chuỗi cung ứng. Chúng cũng có thể được đọc bởi những đầu đọc khác bên ngoài. Trong khi mối quan tâm về quyền riêng tư đối với các cá nhân, trong các cơ sở quân sự hoặc y tế, đây cũng có thể là mối quan tâm về an ninh quốc gia.

Bởi vì thẻ RFID không có nhiều sức mạnh tính toán, chúng không thể hỗ trợ mã hóa. Tuy nhiên, có một ngoại lệ dành riêng cho thẻ RFID được sử dụng trong hộ chiếu hay các ứng dụng kiểm soát truy cập cơ bản (BAC). Ở đây, chip có đủ sức mạnh tính toán để giải mã các mã thông báo được mã hóa từ trình đọc, từ đó có thể chứng minh tính hợp lệ của đầu đọc thẻ.

Tại đầu đọc, khi đọc các thông tin in trên hộ chiếu bằng máy quét và chúng được sử dụng để lấy khóa hộ chiếu. Có ba phần thông tin được sử dụng – số hộ chiếu, ngày sinh của chủ hộ chiếu và ngày hết hạn của hộ chiếu – cùng với một chữ số tổng dùng để kiểm tra.

Các nhà nghiên cứu cho biết việc hộ chiếu được bảo vệ bằng mật khẩu sẽ giảm thiểu rủi ro đáng kể so với việc sử dụng thông thường như trong thương mại điện tử. Khóa của hộ chiếu cũng là khóa tĩnh không thể t hay đổi cho đến khi hết hạn, vì vậy khi một đầu đọc thẻ đã có quyền truy cập một lần vào thông tin khóa được in, hộ chiếu có thể đọc được dù có hoặc không có sự đồng ý của người mang hộ chiếu cho đến khi hộ chiếu hết hạn.

Bộ Ngoại giao Hoa Kỳ, đã thông qua hệ thống BAC vào năm 2007, đã thêm một chất liệu giúp chống việc sử dụng đầu đọc lướt vào hộ chiếu điện tử là có thể đọc được thông tin nhằm giảm thiểu nguy cơ bị đánh cắp thông tin cá nhân của người dùng.

Tiêu chuẩn RFID

Có một số hướng dẫn và thông số kỹ thuật cho công nghệ RFID, nhưng các tổ chức tiêu chuẩn chính là:

  • International Organization for Standardization (ISO)
  • Electronics Product Code Global Incorporated (EPCglobal)
  • International Electrotechnical Commission (IEC)

Mỗi tần số vô tuyến có các tiêu chuẩn liên quan, bao gồm ISO 14223 và ISO / IEC 18000-2 cho LF RFID, ISO 15693 và ISO / IEC 14443 cho HF RFID và ISO 18000-6C cho UHF RFID.

Sử dụng RFID thế hệ tiếp theo

Hệ thống RFID ngày càng được sử dụng nhiều hơn để hỗ trợ triển khai hệ thống IOT . Việc kết hợp công nghệ với các cảm biến thông minh hay công nghệ GPS cho phép các dữ liệu về nhiệt độ, vị trí, dữ liệu chuyển động được truyền không dây

Nguồn: Sưu tầm

AtlasRFIDStore

IOT Agenda

Bài viết liên quan