Kỹ thuật Radio Frequency Identification (RFID) là gì?

Khái quát, tổng quan về RFID

Kỹ thuật Radio Frequency Identification (RFID) là gì?

• Kỹ thuật RFID có liên quan đến hệ thống không dây cho phép một thiết bị đọc thông tin được chứa trong một chip không tiếp xúc trực tiếp mà ở khỏang cách xa, mà không thực hiện bất kỳ giao tiếp vật lý nào hoặc yêu cầu một sự nhìn thấy giữa hai cái. Nó cho ta phương pháp truyền và nhận dữ liệu từ một điểm đến điểm khác.

• Kỹ thuật RFID đã có trong thương mại trong một số hình thức từ những năm 1970. Bây giờ nó là một phần trong cuộc sống hằng ngày, có thể thấy trong những chìa khóa xe hơi, thẻ lệ phí quốc lộ và các lọai thẻ truy cập an toàn, cũng như trong môi trường mà nơi đó việc đánh nhãn bằng mã số kẻ vạch trên hàng hóa (yêu cầu giao tiếp vật lý hoặc nhìn thấy) là không thực tế hoặc không hiệu quả lắm.

• Dạng đơn giản nhất được sử dụng hiện nay hệ thống RFID bị động làm việc như sau: một RFID reader truyền một tín hiệu tần số vô tuyến điện từ qua anten của nó đến một con chip không tiếp xúc. Reader nhận thông tin trở lại từ chip và gửi nó đến máy tính điều khiển đầu đọc và xử lý thông tin tìm được từ con chip. Các con chip không tiếp xúc không tích điện, chúng hoạt động bằng cách sử dụng năng lượng chúng nhận từ tín hiệu được gửi bởi một reader.

Thành phần của một hệ thống RFID:

Một hệ thống RFID toàn diện bao gồm bốn thành phần:

1. Thẻ RFID được lập trình điện tử với thông tin duy nhất.

2. Các reader hoặc sensor (cái cảm biến) để truy vấn các thẻ.

3. Anten

4. Server

RFID làm việc thế nào?

Một hệ thống RFID có ba thành phần cơ bản: thẻ, đầu đọc, và một host computer. Thẻ RFID gồm chip bán dẫn nhỏ và anten được thu nhỏ trong một số hình thức đóng gói. Vài thẻ RFID giống như những nhãn giấy và được ứng dụng để bỏ vào hộp và đóng gói. Một số khác được sáp nhập thành các vách của các thùng chứa plastic được đúc. Còn một số khác được xây dựng thành miếng da bao cổ tay. Mỗi thẻ được lập trình với một nhận dạng duy nhất cho phép theo dõi không dây đối tượng hoặc con người đang gắn thẻ đó. Bởi vì các chip được sử dụng trong thẻ RFID có thể giữ một số lượng lớn dữ liệu, chúng có thể chứa thông tin như chuỗi số, thời dấu, hướng dẫn cấu hình, dữ liệu kỹ thuật, sổ sách y học, và lịch trình. Cũng như phát sóng tivi hay radio, hệ thống RFID cũng sử dụng bốn băng thông tần số chính: tần số thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần (UHF) hoặc sóng cực ngắn (viba). Các hệ thống trong siêu thị ngày nay hoạt động ở băng thông UHF, trong khi các hệ thống RFID cũ sử dụng băng thông LF và HF. Băng thông viba đang được để dành cho các ứng dụng trong tương lai.

Các thẻ RFID có thể được cấp nguồn bởi một bộ pin thu nhỏ trong thẻ (các thẻ active) hoặc bởi một RFID reader mà nó “wake up” thẻ để yêu cầu trả lời khi thẻ đang trong phạm vi (thẻ passive).

Thẻ active RFID có thể được đọc xa 100 feet từ RFID reader và có thể là thẻ “thông minh” (với bộ nhớ được viết lên và xóa như một ổ cứng máy tính) hoặc là thẻ chỉ đọc. Thẻ passive RFID có thể được đọc xa RFID reader 20 feet và có nói chung là bộ nhớ chỉ đọc. Kích thước thẻ và giá cả, dải đọc, độ chính xác đọc/ghi, tốc độ dữ liệu và chức năng hệ thống thay đổi theo đặc điểm nêu ra trong thiết kế và dải tần hệ thống FRID sử dụng.

RFID reader gồm một anten liên lạc với thẻ RFID và một đơn vị đo điện tử học đã được nối mạng với host computer. Đơn vị đo tiếp sóng giữa host computer và tất cả các thẻ trong phạm vi đọc của anten, cho phép một đầu đọc liên lạc với hàng trăm thẻ đồng thời. Nó cũng thực thi các chức năng bảo mật như mã hóa/ giải mã và xác thực người dùng. Đầu đọc RFID có thể phát hiện thẻ ngay cả khi không nhìn thấy chúng. Hầu hết các mạng RFID gồm nhiều thẻ và nhiều đầu đọc được nối mạng với nhau bởi một máy tính trung tâm, hầu như thường là một trạm làm việc gọn để bàn. Host xử lý dữ liệu mà các đầu đọc thu thập từ các thẻ và dịch nó giữa mạng RFID và các hệ thống kỹ thuật thông tin lớn hơn, mà nơi đó quản lý dây chuyền hoặc cơ sở dữ liệu quản lý có thể thực thi. “Middleware” phần mềm nối hệ thống RFID với một hệ thống IT (Information Technology) quản lý luồng dữ liệu.

Các ứng dụng RFID hiện hành:

Các ứng dụng thương mại cho đầu tư và cung cấp việc quản lý chuyền đang khiến cho sự phát triển và gia tăng kỹ thuật RFID. Wal-Mart®, trung tâm bán lẻ lớn nhất thế giới, và khu quân sự Mỹ (DoD), nhà điều hành dây chuyền lớn nhất thế giới đã thúc sự gia tăng này bởi việc yêu cầu các nhà cung cấp sử dụng thẻ RFID. Wal-Mart yêu cầu 100 nhà cung cấp lớn nhất bắt đầu làm thẻ pallet và cho vào hộp các thẻ RFID thụ động trước tháng 1 năm 2005, thúc đẩy các nhà bán lẻ khác thực hiện kế họach tương tự. DoD nhanh chóng theo và yêu cầu thêm các thùng đựng hàng được vận chuyển ngòai lục địa Mỹ có các thẻ RFID chủ động để nhận biết cái chứa đựng bên trong và nguồn gốc. Kích thước của Wal-Mart và DoD và nhiệm vụ RFID được hỗ trợ bằng cách đưa kỹ thuật này thành xu thế chủ độ và làm cho nó sinh lợi nhiều hơn.

Hướng sáp nhập kỹ thuật RFID thành dây chuyền được thúc đẩy bởi sự có lợi mà dễ thấy trong bản kiểm kê: tăng lược vận chuyển, nhận và cung cấp có năng suất và giảm giá cho việc lao động chân tay, xếp hàng và sự thất thoát kiểm kê. Các đầu đọc RFID được cài lúc chất hàng ở các cửa bến tàu có thể phát hiện thẻ RFID trên hàng hóa hoặc các pallet qua các cửa. Đầu đọc gửi một lệnh đến thẻ để phát các nhận dạng của chúng, thu thập thông tin này và chuyển tiếp đến máy tính. Và máy tính ghi cơ sở dữ liệu kiểm kê dựa vào hàng hóa đó là nhập hay xuất. Nếu hệ thống sử dụng các thẻ thông minh, thì máy tính có thể ghi ngày giao/nhận và thời gian trên thẻ.

Cũng cùng những khả năng làm cho ý tưởng RFID quản lý dây chuyền có thế mạnh trong việc phạt, an ninh quốc gia, và luật pháp. Các ứng dụng gồm đặc tính kiểm tra (chẳng hạn súng cầm tay, thiết bị liên lạc, máy tính), kiểm tra bằng chứng, passport và kiểm tra visa, kiểm tra cán bộ trong các tiện nghi và xâm nhập hệ thống điều khiển trong các tòa nhà hoặc các phòng (chẳng hạn như các thiết bị ra vào không khóa). Kỹ thuật RFID được xây dựng trong việc xử phạt và an ninh quốc gia rộng hơn trong luật pháp.

RFID trong việc xử phạt:

Kỹ thuật RFID tạo điều kiện xử phạt dễ dàng để thay đổi các nhiệm vụ thường lệ mà nó đòi hỏi thời gian cao thành các nhiệm vụ điện tử được thực thi tự động với chi phí thấp. Thêm nữa là thúc đẩy hoạt động lưu và tạo hệ thống hoàn chỉnh và hiệu quả hơn, việc sử dụng hệ thống RFID làm tăng an ninh, giảm bạo lực và tạo ra môi trường an tòan cho bộ phận nhân viên.

Việc xử phạt ở California, Michigan, Illinois và Ohio đang sử dụng một hệ thống theo dõi RFID được phát triển bởi công ty dựa vào Arizona. Hệ thống này có 5 thành phần chính: máy phát cỡ đồng hồ đeo tay phát hiện sự giả mạo, một máy phát đeo thắt lưng được mang bởi nhân viên, một dãy tiếp nhận anten được đặt theo vị trí chiến lược, một hệ thống máy tính, và phần mềm ứng dụng độc quyền.

Máy phát được mặc bởi phạm nhân và nhân viên gửi tín hiệu radio duy nhất mỗi 2 phút, cho phép hệ thống xác định vị trí của người đeo và theo dõi và ghi nhận sự di chuyển của họ dễ dàng trong thời gian thực. Hệ thống tự động kiểm sóat một đầu điện tử đếm mỗi 2 phút và gửi một cảnh báo nếu một tù nhân mất tích. Nếu một tù nhân vào một vùng cấm hoặc cố tháo máy phát đồng hồ đeo tay, thiết bị phát tín hiệu một cảnh báo đến máy tính giám sát. Nếu một tù nhân đánh nhân viên hoặc tháo máy phát từ dây lưng của nhân viên, máy phát của nhân viên gửi tín hiệu cảnh báo. Các nhân viên cũng có thể gửi một cảnh báo bằng cách nhấn một nút khẩn cấp trên máy phát.

Hệ thống RFID ghi lại tất cả dữ liệu theo dõi được thu thập lên một giai đoạn đã quy định trong một cơ sở dữ liệu được lưu trữ cố định. Điều này cho phép hệ thống nhận diện và báo cáo tất cả tù nhân trong vùng lân cận của bất kỳ việc tình cờ xảy ra nào gây ra cảnh báo. Việc quản lý khác báo cáo các ứng dụng gồm thuốc uống và phân phát bữa ăn, tham gia thời khóa biểu và thông tin ra vô cụ thể.

RFID trong an ninh quốc gia:

Hội an ninh quốc gia Mỹ (DHS) đã nắm bắt RFID như một kỹ thuật chọn cho việc cải tiến an ninh ở biên giới Mỹ và cửa khẩu. Kỹ thuật RFID là ý tưởng xác định vị trí, theo dõi và xác thực sự đi lại của mọi người và các đối tượng mà họ vào ra Mỹ.

Vào tháng 01 năm 2005, DHS thông báo các kế hoạch bắt đầu kiểm tra kỹ thuật RFID dưới sáng kiến US-VISIT, mà giờ nó dùng kỹ thuật sinh trắc học để xác minh nhận dạng của các khách nước ngòai ở sân bay 115 và cảng 14. Một ngón tay trỏ của khách được scan để lấy dấu tay và một ảnh số được chụp. Dấu tay và ảnh được dùng để xác thực tài liệu thông hành của khách và được ghi lại và được kiểm tra đối chiếu với các danh sách phần tử khủng bố.

Để tự động xử lý vào ra, việc kiểm tra bằng chứng cơ sở DHS sẽ cho các khách vào nước một thẻ RFID với một số ID duy nhất mà nó liên kết với dấu tay số của họ, hình ảnh và thông tin cá nhân khác trong cơ sở dữ liệu an ninh của US-VISIT. Ý tưởng này là sẽ sử dụng các thẻ chỉ đọc thụ động không thể thay đổi gì được trên nó. Không thông tin cá nhân sẽ được lưu trên thẻ. Kỹ thuật RFID được xem là cải tài năng của hải quan Mỹ và nhân viên bảo vệ biên giới để so khớp sự vào ra ở biên giới lãnh thổ nhanh chóng, chính xác và đáng tin cậy. Thẻ RFID sẽ cho phép tự động ghi việc ra vào của khách trong các khách bộ hành và xe cộ và có thể cho nhân viên biên giới kiểm tra nhanh lượng thời gian hành khách ở lại Mỹ và họ có ở quá mức visa hay không. Việc kiểm tra RFID được lập lịch để bắt đầu ở cổng của Đông, Tây Nogales ở Arizona, vịnh Alexandria ở New Yourk và xa lộ Pacific và vòng xoay Peace ở ban Washington trước tháng 7 năm 2005. Việc kiểm tra sẽ tiếp tục qua mùa xuân năm 2006.

Việc ngăn ngừa vũ khí của các vụ phá hoại công chúng từ các thùng hàng vào Mỹ là ưu thế cao khác cho DHS. Dưới Container Security Initiative (CSI), thông báo năm 2002, thiết bị phát hiện tia phóng xạ và ảnh X quang hay gamma đang được dùng để kiểm tra các thùng đựng hàng hóa trước khi chúng được vận chuyển đến Mỹ. CSI cũng cần thiết phát triển các thùng chứa thông minh, một ứng dụng rõ ràng cho kỹ thuật RFID. Dĩ nhiên, RFID sẽ là một chìa khóa trong sự nỗ lực của dân tộc để bảo đảm cho các biên giới và hệ thống giao thông.

Nhược điểm của hệ thống RFID:

• Giá cao: Nhược điểm chính của kỹ thuật RFID là giá cao. Trong khi các đầu đọc và bộ cảm ứng được dùng để đọc thông tin.có giá ngòai 2000$ đến 3500$ mỗi cái, và các thẻ trị giá 40$ đến 75$ mỗi cái.

• Dễ bị ảnh hưởng gây tổn thương: có thể làm tổn hại một hệ thống RFID bởi việc phủ vật liệu bảo vệ từ 2 đến 3 lớp kim loại thông thường để ngăn chặn tín hiệu radio. Cũng có thể tổn hại hệ thống RFID bởi việc đặt hai item đối ngược với cái khác để một thẻ che cái khác. Điều đó có thể hủy các tín hiệu. Điều này đòi hỏi kiến thức về kỹ thuật và sự canh thẳng hàng cẩn thận.

• Việc thủ tiêu các thẻ phô ra: các thẻ RFID được dán bên trong bao bì và được phô ra dễ thủ tiêu. Điều này có nghĩa là sẽ có nhiều vấn đề khi người sử dụng biết rõ hơn về vai trò của thẻ. Ở thư viện Ấn Độ, giữ cho các thẻ tránh bị tiếp xúc là một thách thức lớn.

• Các vấn đề đầu đọc, bộ cảm ứng cổng exit: trong khi các đầu đọc phạm vi ngắn được sử dụng cho việc thanh tóan tiền và việc kiểm kê xuất hiện để đọc các thẻ 100 % thời gian, hiệu suất của bộ cảm ứng cổng exit thì khó giải quyết hơn. Chúng luôn luôn không đọc thẻ quá hai lần khỏang cách của các đầu đọc khác. Không có thư viện thực hiện một việc kiểm kê trước và sau để xác định tỉ lệ mất mát khi RFID sử dụng cho việc bảo đảm an toàn.

• Những liên quan riêng tư người sử dụng: Các liên quan cá nhân kết hợp với việc đánh thẻ mức độ hàng hóa có ý nghĩa khác là chướng ngại cho thư viện sử dụng các thẻ RFID. Vấn đề với hệ thống RFID thư viện của ngày nay là các thẻ chứa thông tin tĩnh mà nó có thể được đọc dễ dàng bằng các đầu đọc thẻ trái phép. Điều này cho phép các sản phẩm riêng tư bị mô tả như “tracking ” và “hotlisting”.

Tracking ám chỉ khả năng kiểm tra sự di chuyển của quyển sách (hoặc người cầm quyển sách) bởi “ correlating multiple observations of the book’s bar code” hoặc thẻ RFID. Hotlisting ám chỉ việc xử lý của việc xây dựng cơ sở dữ liệu của sách và số thẻ kết hợp (the hotlist) và sử dụng đầu đọc trái phép để xác định ai đang kiểm tra item trong hotlist.

• Đụng độ đầu đọc: Tín hiệu từ một đầu đọc có thể giao tiếp với tín hiệu từ nơi khác mà nơi đó tin tức chồng chéo nhau. Điều này được gọi là đụng độ đầu đọc. Một phương pháp tránh vấn đề là sử dụng một kỹ thuật được gọi là phân chia thời gian đa truy cập (TDTM)

• Đụng độ thẻ.

• Thiếu chuẩn

Công nghệ