RFID (radio frequency identification)

RFID (radio frequency identification) là gì?

RFID (nhận diện bằng tần số radio) là một hình thức truyền thông không dây sử dụng kết nối điện từ hoặc tĩnh điện trong phần tần số radio của phổ điện từ để nhận diện duy nhất một đối tượng, động vật hoặc con người.

Làm thế nào để RFID hoạt động?

Mỗi hệ thống RFID bao gồm ba thành phần: một anten quét, một bộ truyền và một bộ ghi dữ liệu. Khi anten quét và bộ truyền được kết hợp, chúng được gọi là đầu đọc RFID. Có hai loại đầu đọc RFID - đầu đọc cố định và đầu đọc di động. Đầu đọc RFID là một thiết bị kết nối mạng có thể mang theo cầm tay hoặc gắn cố định. Nó sử dụng sóng radio để truyền tín hiệu kích hoạt thẻ. Khi đã kích hoạt, thẻ gửi một sóng trở lại anten, nơi nó được dịch thành dữ liệu.

Bộ ghi dữ liệu nằm trong chính thẻ RFID. Phạm vi đọc cho các thẻ RFID thay đổi dựa trên các yếu tố bao gồm loại thẻ, loại đầu đọc, tần số RFID và độ nhiễu trong môi trường xung quanh hoặc từ các thẻ RFID và đầu đọc khác. Các thẻ có nguồn cung cấp năng lượng mạnh cũng có phạm vi đọc lớn hơn.

RFID tags và nhãn thông minh là gì?

Các thẻ RFID được tạo thành từ một mạch tích hợp (IC), một anten và một lớp đế. Phần của thẻ RFID mã hóa thông tin nhận diện được gọi là lớp cơ bản RFID.

Có hai loại chính của thẻ RFID:

• Active RFID: Một thẻ RFID hoạt động có nguồn cung cấp năng lượng riêng, thường là một viên pin.

• Passive RFID: Một thẻ RFID passive nhận nguồn cung cấp năng lượng từ anten đọc, sóng điện từ của nó tạo ra dòng điện trong anten của thẻ RFID.

Cũng có các thẻ RFID bán passive, có nghĩa là một viên pin vận hành mạch điện trong khi việc giao tiếp được cung cấp năng lượng bởi đầu đọc RFID.

Bộ nhớ không bay nhúng tiết kiệm điện năng đóng vai trò quan trọng trong mỗi hệ thống RFID. Thẻ RFID thường giữ ít hơn 2.000 KB dữ liệu, bao gồm một số nhận diện/ số serial duy nhất. Thẻ có thể chỉ đọc hoặc có thể ghi, nơi dữ liệu có thể được thêm vào bởi người đọc hoặc ghi đè lên dữ liệu hiện có.

Phạm vi đọc cho các thẻ RFID thay đổi dựa trên các yếu tố bao gồm loại thẻ, loại đầu đọc, tần số RFID và độ nhiễu trong môi trường xung quanh hoặc từ các thẻ và đầu đọc RFID khác. Thẻ RFID hoạt động có phạm vi đọc lớn hơn so với thẻ RFID passive do nguồn cung cấp năng lượng mạnh hơn.

Nhãn thông minh là các thẻ RFID đơn giản. Những nhãn này có một thẻ RFID được nhúng vào trong một nhãn dính và có một mã vạch. Chúng cũng có thể được sử dụng bởi cả đầu đọc RFID và đầu đọc mã vạch. Nhãn thông minh có thể được in ra theo yêu cầu bằng cách sử dụng máy in để bàn, trong khi các thẻ RFID yêu cầu thiết bị cao cấp hơn.

Có những loại hệ thống RFID nào?

Có ba loại chính của hệ thống RFID: tần số thấp (LF), tần số cao (HF) và tần số cực cao (UHF). 2tần số vi sóng cũng có được sử dụng. Tần số thay đổi đa dạng tùy thuộc vào quốc gia và khu vực.

• Hệ thống RFID tần số thấp: Các tần số này từ 30 KHz đến 500 KHz, tuy nhiên tần số tiêu chuẩn là 125 KHz. RFID tần số thấp có phạm vi giao tiếp ngắn, thường từ vài inch đến dưới sáu feet.

• Hệ thống RFID tần số cao: Các tần số này từ 3 MHz đến 30 MHz, với tần số HF tiêu chuẩn là 13,56 MHz. Phạm vi tiêu chuẩn là từ vài inch đến 1 mét.

• Hệ thống RFID tần số cực cao: Các tần số này từ 300 MHz đến 960 MHz, với tần số tiêu chuẩn là 433 MHz và có thể đọc được từ khoảng 7.5 mét trở lên.

• Hệ thống RFID tần số vi sóng: Các tần số này chạy ở 2,45 GHz và có thể đọc được từ khoảng 9 mét trở lên.

Tần số sử dụng sẽ phụ thuộc vào ứng dụng RFID, với khoảng cách thực tế thu được đôi khi khác so với dự đoán. Ví dụ, khi Bộ Ngoại giao Hoa Kỳ thông báo rằng sẽ phát hành hộ chiếu điện tử được kích hoạt bằng vi mạch RFID, họ nói rằng vi mạch chỉ có thể đọc được từ khoảng cách 10cm. Tuy nhiên, Bộ Ngoại giao sớm nhận được thông tin rằng đầu đọc RFID có thể quét thông tin từ các thẻ RFID từ xa hơn nhiều so với 10cm - đôi khi lên đến 10m.

Nếu cần phạm vi đọc lớn hơn, sử dụng các thẻ với nguồn cung cấp năng lượng bổ sung có thể tăng phạm vi đọc lên đến 100m.

Ứng dụng và trường hợp sử dụng của RFID

RFID có lịch sử ra đời từ những năm 1940; tuy nhiên, nó được sử dụng phổ biến hơn trong những năm 1970. Trong một thời gian dài, giá thành đắt đỏ của các thẻ và đầu đọc đã ngăn cản việc sử dụng thương mại một cách rộng rãi. Khi giá thành phần cứng giảm đi, việc áp dụng RFID cũng gia tăng theo từng ngày.

Một số ứng dụng phổ biến của các ứng dụng RFID bao gồm:

• Theo dõi thú cưng và gia súc

• Quản lý hàng tồn kho

• Theo dõi tài sản và thiết bị

• Kiểm soát hàng tồn kho

• Hậu cần và logistics chuỗi cung ứng

• Theo dõi phương tiện

• Dịch vụ khách hàng và kiểm soát mất mát

• Tăng cường khả năng nhìn thấy và phân phối trong chuỗi cung ứng

• Kiểm soát truy cập trong tình huống an ninh

• Gửi hàng

• Chăm sóc sức khỏe

• Sản xuất

• Bán lẻ

• Thẻ tín dụng cảm ứng 

RFID so với Barcodes(mã vạch)

Việc sử dụng RFID như một phương án thay thế cho mã vạch đang dần trở thành xu hướng nóng trong thời đại công nghệ phát triển. Công nghệ RFID và mã vạch được sử dụng theo cách tương tự để theo dõi hàng tồn kho, nhưng có một số khác biệt quan trọng giữa chúng.

RFID so với NFC

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

Những thách thức của RFID

RFID dễ bị ảnh hưởng bởi hai vấn đề chính:

• Xung đột đầu đọc: Xung đột đầu đọc xảy ra khi tín hiệu từ một đầu đọc RFID can thiệp vào một đầu đọc RFID thứ hai, có thể được ngăn chặn bằng cách sử dụng một giao thức chống xung đột để làm cho các thẻ RFID luân phiên truyền dữ liệu đến đầu đọc phù hợp của chúng.

• Xung đột thẻ: Xung đột thẻ xảy ra khi quá nhiều thẻ làm nhiễu đầu đọc RFID bằng việc truyền dữ liệu cùng một lúc. Chọn một đầu đọc thu thập thông tin thẻ một cách tuần tự sẽ ngăn ngừa vấn đề này.

Bảo mật và quyền riêng tư của RFID

Một lo ngại phổ biến về bảo mật hoặc quyền riêng tư của RFID là dữ liệu từ thẻ RFID có thể được đọc bởi bất kỳ ai với một đầu đọc tương thích. Thẻ thường có thể được đọc sau khi một món hàng rời khỏi cửa hàng hoặc chuỗi cung ứng. Chúng cũng có thể được đọc mà không cần sự đồng tình của người dùng bằng cách sử dụng đầu đọc không được ủy quyền, và nếu một thẻ có số serial duy nhất, nó có thể được liên kết với một người tiêu dùng. Mặc dù là một vấn đề quan trọng về quyền riêng tư đối với cá nhân, trong các tình huống quân sự hoặc y tế, điều này có thể là một vấn đề quốc gia hoặc vấn đề quốc tế ảnh hưởng đến tính mạng.

Bởi vì các thẻ RFID không có nhiều khả năng tính toán, chúng không thể hỗ trợ tính năng mã hóa, như được sử dụng trong hệ thống xác thực thách thức-phản ứng. Tuy nhiên có một ngoại lệ cho điều này đó là ứng dụng đặc biệt cho các thẻ RFID được sử dụng trong hộ chiếu - điều khiển truy cập cơ bản (BAC). Ở đây, vi mạch có đủ khả năng tính toán để giải mã một mã thông báo được mã hóa từ đầu đọc, từ đó chứng minh tính hợp lệ của đầu đọc.

Tại đầu đọc, thông tin in trên hộ chiếu được quét bằng máy và sử dụng để tạo ra một khóa cho hộ chiếu. Có ba mục thông tin được sử dụng - số hộ chiếu, ngày sinh của người giữ hộ chiếu và ngày hết hạn của hộ chiếu - cùng với một chữ số kiểm tra cho từng mục.

Các nhà nghiên cứu nói rằng điều này có nghĩa là các hộ chiếu được bảo vệ bằng một mật khẩu có entropy ít hơn nhiều so với thông thường được sử dụng trong thương mại điện tử. Khóa cũng ở trạng thái tĩnh trong suốt tuổi đời của hộ chiếu, do đó khi một thực thể đã có quyền truy cập một lần vào thông tin khóa được in, hộ chiếu có thể đọc được với hoặc không cần sự đồng tình của người giữ hộ chiếu cho đến khi hộ chiếu hết hạn.

Bộ Ngoại giao Hoa Kỳ, mà đã áp dụng hệ thống BAC từ năm 2007, đã thêm một chất liệu anti-skimming vào các hộ chiếu điện tử để giảm nguy cơ tiềm ẩn ăn cắp thông tin cá nhân của người dùng.

Các tiêu chuẩn RFID

Có một số hướng dẫn và quy chuẩn cho công nghệ RFID, nhưng tổ chức tiêu chuẩn chính là:

• Tổ chức Tiêu chuẩn Hóa quốc tế (ISO)

• Tổ chức Tiểu vùng Sản phẩm Điện tử Toàn cầu (EPCglobal)

• Tổ chức Tiêu chuẩn Điện kỹ thuật Quốc tế (IEC)

Mỗi tần số radio đều có các tiêu chuẩn đi kèm, bao gồm ISO 14223 và ISO/IEC 18000-2 cho RFID tần số thấp, ISO 15693 và ISO/IEC 14443 cho RFID tần số cao, và ISO 18000-6C cho RFID tần số cực cao.

Sử dụng RFID thế hệ tiếp theo

Hệ thống RFID đang trở nên ngày càng phổ biến để hỗ trợ triển khai internet vạn vật. Kết hợp công nghệ với các cảm biến thông minh và/hoặc công nghệ GPS cho phép dữ liệu cảm biến bao gồm nhiệt độ, chuyển động và vị trí được truyền đi không dây.

Bạn thấy hứng thú và muốn làm chủ công nghệ RFID? Hãy đón xem những bài viết khác về RFID của Tân Hưng Hà tại đây:

CẨM NANG RFID TỪ A ĐẾN Z DÀNH CHO DOANH NGHIỆP

CÁCH PHÂN LOẠI THẺ RFID (RFID TAGS) CHO NGƯỜI MỚI

TỔNG HỢP CÁC CÂU HỎI THƯỜNG GẶP VỀ HỆ THỐNG RFID (PHẦN I)