RFID

Mitä RFID on?

RFID on lyhenne sanoista Radio Frequency IDentification ja se tarkoittaa suomeksi radiotaajuista tunnistusta.

Hyvin pelkistäen voidaan sanoa, että RFID on teknologia, joka on askel viivakoodista eteenpäin (vertailutaulukko löytyy täältä).

RFID-järjestelmä koostuu yksinkertaisimmillaan tunnisteista, lukijalaitteista, antenneista sekä taustajärjestelmästä. Luentatietojen tallentaminen taustajärjestelmään vaatii usein erillisen ohjelmiston tietojen vastaanottamiseen sekä esikäsittelyyn.

Pelkistetty kuva RFID-järjestelmästä

Pelkistetty kuva järjestelmästä.

RFID-tunnisteet

Tunnisteista käytetään myös nimeä RFID-tag(i) tai yksinkertaisesti vain tagi.

Tunniste koostuu kahdesta osasta, sirusta ja antennista.

Jos kyseessä on ns. aktiivinen tunniste lisäksi kokonaisuuteen kuuluu myös akku tai paristo, mahdollisesti myös anturi.

rfid ja nfc-tunniste
Vasemmalla kuvassa on eräs UHF Gen2 RFID-tunniste. Oikealla NFC-tunniste. Tunnisteen tyypin voi usein tunnistaa sen muodosta; NFC-tunnisteen antennikuvio on sulkeutuva kehä.

Tunnisteet voidaan jakaa karkeasti kolmeen eri kategoriaan:
- Passiiviset tunnisteet, tunniste saa energiansa lukijan antennista
- Semi-passiiviset tunnisteet, tunniste sisältää pariston ja tyypillisesti jonkin anturin. Luenta tapahtuu passiivisen tunnisteen kaltaisesti
- Aktiiviset tunnisteet, tunniste sisältää pariston ja lähettimen

RFID-lukijat

Lukijoita on kiinteästi asennettavia, väliaikaisesti esimerkiksi tietokoneen USB-liitäntään asennettavia ja kannettavia. Viimeisimpiä kutsutaan usein käsipäätteiksi ja niissä on hyvin usein mukana myös viivakoodien lukuominaisuus.

Lukija pystyy lukemaan tunnisteen optimiolosuhteissa useita satoja kertoja sekunissa.

Myös erilaiset aluevalvontaan, paikannukseen ja kulkusuunnan havaitsemiseen tarkoitetut lukijalaitteet on hyvin usein koteloitu antennien kanssa samaksi rakenteeksi.

Lukijalaite voi olla toteutettu myös siten, että varsinaisen lukijan ja antennin lisäksi käytetään Bluetooth-liitäntäistä kännykkää tai tablettia käyttöliittymänä.

rfid-lukijoita
Kuvia lukijoista

RFID-antennit

Antennit voidaan luokitella esimerkiksi taajuusalueen, käyttötarkoituksen, lukuetäisyyden ja polarisaation perusteella.

Se mitä aiemmin on sanottu taajuusalueista, pätee myös antenneihin. Antennia valitessa tulee siis huomioida maakohtainen taajuusalue.

Polarisaatio

Antennien polarisaatio liittyy siihen missä kulmassa antennin tuottama sähkökenttä on suhteessa maan pintaan.

Antenni voi olla joko lineaarisesti polarisoiva tai ympäripolarisoiva. Lineaariantenni voi olla pysty- tai vaakapolarisoiva.

Lineaariantennia asennettaessa on huomioitava se, että myös tagin on oltava vastaavassa asennossa antenniin nähden. Lineaariantennin hyötynä on se, että energia saadaan kohdistettua ympäripolarisoivaan antennia enemmän eteenpäin, jolloin luentaetäisyyttä saadaan kasvatettua. Jos tunnisteen paikka ja kiinnityskulma vaihtelee, kannattaa valita ympäripolarisoiva antenni.

Lukuetäisyys

Antenneja on karkeasti kahdenlaisia; lähikenttäantenneja ja kaukokenttäantenneja.

Lähikenttäantennit nimensä mukaisesti on tarkoitettu kohteisiin, joissa lukeminen tapahtuu läheltä, yleensä muutaman sentin, korkeintaan muutaman kymmenen sentin etäisyydeltä.

Tunnisteiden lukeminen läheltä perustuu enemmän magneettikenttään kuin sähkökenttään.

Tämän vuoksi useimmissa tunnisteissa on erityinen lähikenttäsilmukka.

Tyypillisiä käyttökohteita lähikenttäantenneille ovat tilaaminen, maksaminen, oven avaus ja yleensäkin tarkka tietyn yksilön tunnistaminen.

Hyvin usein esitetty kysymys on se, kuinka kaukaa lukeminen tapahtuu.

Erittäin hyvissä olosuhteissa hyvien passiivisten RFID-tunnisteiden lukeminen onnistuu Euroopassa sallituilla maksimitehoilla lähes 20 metrin päästä. Kuitenkin todellisissa käytännön sovelluksissa oleellista ei ole maksimi lukuetäisyys, vaan pikemmin se, että voidaan lukea luotettavasti se mitä halutaan ja voidaan jättää lukematta se, mitä ei haluta lukea.