RFID
Tekniikka

RFID-ratkaisut koostuvat kolmesta peruskomponentista: tägi (tag, transponder), lukija (receiver/reader, interrogator) ja antenni sekä tägissä että lukijassa. Muuntelemalla komponenttien tehoa, kokoa, antennimallia, toimintataajuutta ja tallennuskapasiteettia voidaan RFID:tä käyttää moniin eri käyttötarkoituksiin. RFID:tä käytetäänkin enenevissä määrin muun muassa teollisuudessa viivakoodin sijaan. RFID:n etuna on, että se ei vaadi suoraa yhteyttä lukijan ja tägin välille.lähde?
Yksinkertaisuudessaan tiedonsiirto tapahtuu seuraavasti: Tieto on tallennettuna tägin mikrosiruun, josta on yhteys tägin antenniin; siru- ja antenni-yhdistelmää kutsutaan RFID-tägiksi. Antenni mahdollistaa sirun tiedon välittämisen RFID-lukijalle. Lukija muuntaa sirulta saamansa radiosignaalin (radio waves) digitaaliseen muotoon, joka voidaan välittää edelleen tietokoneelle käsiteltäväksi.
RFID-tunnisteet voivat olla joko aktiivisia, passiivisia tai puoli-passiivisia. Passiivisilla RFID-tunnisteilla ei ole omaa virtalähdettä. Laitteen käyttöön vaadittava erittäin pieni sähkövirta indusoituu antenniin saapuvasta radiotaajuisesta skannauksesta, jonka avulla tunniste pystyy lähettämään vastauksen. Virta- ja hintavaatimuksista johtuen passiivisen RFID-tunnisteen vastaus on lyhyt, tyypillisesti ID-numero. Oman virtalähteen puuttuminen tekee laitteesta varsin pienen: on olemassa kaupallisesti saatavilla olevia tuotteita, jotka voidaan sijoittaa ihon alle. Pienin kaupallinen tuote vuonna 2004 on 0,4 mm × 0,4 mm ja ohuempi kuin paperiarkki, eli käytännössä lähes näkymättömän kokoinen. Passiivisten tunnisteiden lukuetäisyydet vaihtelevat 10 mm ja 5 metrin välillä.lähde?
Puolipassiivinen RFID-tunniste sisältää virtalähteen, mutta ei omaa lähetintä. Omalla virtalähteellä saavutetaan kuitenkin passiivista tunnistetta suurempi toimintasäde ja mahdollistetaan laajennettu toiminnallisuus, mukaan lukien tietojen säilyttäminen tunnisteen omassa muistissa (ROM, WORM).lähde?
Aktiiviset RFID-tunnisteet puolestaan sisältävät virtalähteen ja niillä voi olla pidempi kantomatka sekä suurempi muisti kuin passiivisilla tunnisteilla. Ne voivat myös tallentaa lähetin-vastaanottimen lähettämiä lisätietoja. Tällä hetkellä pienimmät aktiiviset RFID-tunnisteet ovat suunnilleen kolikon kokoluokkaa, mutta ohuempia. Monilla aktiivisilla tunnisteilla lukuetäisyydet ovat kymmeniä metrejä ja pariston ikä useita vuosia.lähde?
Koska passiiviset tunnisteet ovat paljon halvempia valmistaa, on suurin osa RFID-tunnisteista passiivisia. Vuonna 2004 passiivisen tunnisteen hinta oli n. 0,25 €. Tavoitteena oli saada tunnisteiden hinnat n. 0,05 euroon, jotta RFID-tekniikasta tulisi kannattavaa ja laajasti käytettyä.lähde?
Nykyään käytetään yleisesti neljänlaisia RFID-tunnisteita, jotka eroavat käytetyn radiotaajuuden perusteella: matalan taajuuden tunnisteet (125–134 kHz), korkean taajuuden tunnisteet (13,56 MHz), UHF-tunnisteet (868–956 MHz) ja mikroaaltotunnisteet (2,45 GHz). lähde?
Näistä ainoastaan taajuus 2,45 GHz on käytettävissä kansainvälisesti, sillä se on vapaasti hyödynnettävällä ISM-taajuusalueella. Tämän taajuuden suurin sallittu säteilyteho Yhdysvalloissa on 4 W, kun Euroopassa maksimi on 0,5 W, joten Euroopassa ainoan sallitun taajuuden teho voi jäädä liian alhaiseksi monille sovelluksille.
Viestintävirasto hyväksyi muutoksen UHF-taajuusalueen RFID-lukijoiden tehorajoituksiin, ja 4. helmikuuta 2005 voimaan tulleen muutoksen jälkeen Suomessakin voidaan käyttää 2 W:n teholla toimivia UHF-lukijoita aikaisemman 0,5 W:n sijasta. Muutos mahdollistaa pidemmän lukuetäisyyden sovellukset.lähde?
Vuonna 2005 valmistui eurooppalainen standardi 866 MHz:n UHF-taajuudelle.
RFID-lukijalla on kolme tehtävää: tuottaa sähkömagneettisella kentällään passiiviselle tai puolipassiiviselle tunnisteelle tiedon lähettämiseen tarvittava energia, ottaa vastaan tunnisteen lähettämä tieto ja prosessoida se. Lukuetäisyyden määrittää sekä lukijan että tunnisteen antennien koko ja lukijan lähettämän sähkömagneettisen kentän voimakkuus. Antennin kokoon vaikuttaa ainoastaan se, miten pienenä tunniste halutaan pitää, mutta lukijan kentän voimakkuutta rajoitetaan maakohtaisilla rajoituksilla. Tämän vuoksi eri maissa käytetyt RFID-järjestelmät eivät välttämättä ole yhteensopivia.
Vaikka lukijaa kutsutaankin lukijaksi, voi se myös muuttaa, lisätä tai poistaa sähkömagneettisen kenttänsä avulla tunnisteella olevaa tietoa, mikäli tunnisteen muistiominaisuus on RW. Esimerkkinä toimii autonvalmistus, jossa tunnisteeseen sisällytetään eri tuotantovaiheissa tietoa siitä, mitä valmistuvalle autolle on jo tehty. lähde?
Sekä tunniste että lukija sisältävät antennin, jonka avulla tietoa siirretään tunnisteelta lukijalle ja päinvastoin. Antennin rakenne ja sijoittelu vaikuttavat antennin lähetysalueen suuruuteen, ulottuvuuteen ja tiedonsiirron tarkkuuteen. Esimerkiksi tunnisteen lineaarisesti polarisoitu antenni antaa pyöreätä antennia epätarkempia lukutuloksia tilanteissa, joissa tunnisteen ja lukijan antennit eivät ole kohdistettuina toisiinsa.lähde?
Lukijan antenniominaisuudet vaihtelevat myös suuresti riippuen käyttötarkoituksesta. Kädessä pidettävässä lukijassa itse lukija ja antenni on yhdistetty samaan laitteeseen, kun taas esimerkiksi isossa varastotilassa yhden lukijan antenneja voi olla ympäri varastoa.