אז מה כל הבאזזז על RFID

בזמן האחרון אפשר לשמוע ולקרוא כמעט בכל מקום על מהפיכת ה-RFID המגיע לעולם. אז מה זה בכלל RFID ולמה הוא טוב?

הרבה פעמים פונים אלי מנהלי חברות, אנשי פיתוח או סטודנטים שמעוניינים לשלב את טכנולוגיית ה-RFID בתחום עיסוקיהם. בין אם זה ניהול מחסן לוגיסטי, איתור וניהול מלאי או פרוייקט גמר של סטודנט להנדסת אלקטרוניקה.

לאחר הפתיח הראשוני בשיחת הטלפון, בה הם מעלים בפני את הדרישה שלהם, אני כבר מבין שעם כל האמביציות והחלומות שיש להם בראש לעולם טוב יותר, ב-RFID הם לא מבינים. זה כמובן לגיטימי לחלוטין, אחרת לא הייתה לי עבודה בייעוץ בתחום, אבל המרחק של הדרישות שלהם לבין הטכנולוגיה הקיימת כיום , חוצה שנות אור!

חברה... תשכחו מזה!!! אין מערכת RFID שמסוגלת לזהות אלפי הפריטים במחסן בגודל כמה מאות מטרים בעזרת אנטנה אחת ועלות של 200$. אמנם יש פתרונות גם לזה, אבל כשלקוח שואל אותי את השאלה הזאת, דבר ראשון אני שואל אותו אם יש לו 100,000$ מיותרים (דולר אמריקאי לא דולר אוסטרלי).

אז בואו אסביר מה זה RFID:

RFID הינם ראשי תיבות של זיהוי בעזרת תדרי רדיו (Radio Frequency Identification). זוהי טכנולוגיה המאפשרת זיהוי ואיתור פריטים (חפצים, רכבים, אנשים וכל גוף חי/צומח/דומם שאפשר לתקוע עליו תג) בצורה אלחוטית ללא צורך בשדה ראייה או במגע.

טכנולוגית ה-RFID פותחה כבר בשנות ה-60, אך רק בשנים האחרונות היא החלה לצבור תאוצה וזאת לאחר שמרחקי הקריאה גדלו, הטכנולוגיה התקדמה ועלות התגים ירדה בצורה משמעותית*. (ראו בתחתית העמוד הערות חשובות*)

בסיסה של טכנולוגיית ה-RFID היא בהעברת אנרגיה** לתגים דרך גלי רדיו לטווחים קצרים ובעזרת אנרגיה זאת, התגים מסוגלים לשדר בחזרה את תוכן הזכרון הצרוב בתוכם, ללא צורך בהספקת מתח חיצוני.

מערכות RFID מתחלקות בדרך כלל לשני חלקים עיקריים:

תגי קרבה (Transponders): תגי קרבה (RFID Cards/Tags ) יכולים להיות במגוון רחב של צורות, צבעים וגדלים, אך לכולם יש מכנה משותף. שבב מחשב, המסוגל לאחסן בתוכו נתונים ולשדר אותם בחזרה לקורא כאשר הוא מקבל אנרגיה. כל תג קרבה מורכב משבב (Integrated Circuit) ומאנטנה. האנרגיה מסופקת לשבב דרך השדה האלקטרומגנטי שנוצר ע"י הקורא, נאגר בקבל (Capacitor) שנמצא על התג ומספק אנרגיה לשבב ומאפשרת לו לשלוח את המידע השמור בזכרון בחזרה לקורא.קיימים תגים בעלי גודל זכרון שונה, היכולים להכיל רק מספר סידורי של התג (64Bit) ועד לנתונים רבים היכולים להגיע ל-4Kb ויותר (כיום כבר קיימים תגי UHF בעלי זכרון של 64Kb - עד שאסיים את המאמר בטוח כבר יגיעו לתגים עם זכרון של 1MB ויותר).

קוראי קרבה (Interrogator): קוראי הקרבה (RFID Readers) יכולים להכיל אנטנה פנימית או אנטנה חיצונית ואפילו יותר מאנטנה אחת. קורא RFID מייצר מסביבו שדה אלקטרומגנטי בתדר מסוים(…900Mhz, 13.56Mhz, 125Khz) וכל תג אשר נכנס לתחום השדה ומקבל מספיק אנרגיה משדר בחזרה לקורא את מספרו הסידורי. גודל השדה שנוצר תלוי בעיקר בגודל וצורת האנטנה ובהספק של הקורא. קורא הקרבה מחובר למחשב דרך כבל תקשורת רגיל או דרך הרשת. קיימים קוראי קרבה אלחוטיים בטכנולוגיית Bluetooth או Wi.Fi ואפילו קוראי קרבה למסופונים ניידים.

תגי הקרבה מחולקים ל-3 סוגים:

תגי RFID פאסיביים (Passive Tags): תגי RFID פאסיביים הם תגי הקרבה הנפוצים בעולם, בעיקר בזכות גודלם הקטן ועלותם הנמוכה. לתגים אלו אין מקור כח פנימי והם מקבלים את האנרגיה הדרושה להפעלתם מהשדה האלקטרומגנטי (Electromagnetic Field) אשר נוצר ע"י הקורא קרבה. מכיוון שלתגים פאסיביים אין מקור כח פנימי, מרחק הקריאה שלהם מוגבל ובדרך כלל לא עולה על עשרות סנטימטרים בודדים, תלוי בהספק קורא הקרבה, בגודל האנטנה ובגודל התג. מרחקי הקריאה יכולים לנוע בין סנטימטרים בודדים ועד למטר בתנאי מעבדה אופטימאליים. כשאיש המכירות אומר לכם שיש לו קורא קרבה לטווח של 1 מטר, טך תאמינו לו. אולי אצלו במעבדה הקורא יגיע ל-1 מטר, אבל אצלכם במפעל הוא יקרא אולי מ-20 ס"מ.

תגי RFID אקטיביים (Active Tags): תגי RFID אקטיביים הינם תגי קרבה בעלי מקור כח פנימי (בד"כ סוללה), המאפשרים מרחקי קריאה שיכולים להגיע גם למאות מטרים. תגי קרבה אלו בד"כ משדרים גם כאשר אין קורא קרבה בסביבה לקבל את הנתונים. התגים מתוכנתים לשדר כל פרק זמן מסויים בכדי לחסוך בסוללה.

לתגי קרבה אקטיביים יש בעצם את כל היתרונות שאפשר למצוא ב-RFID. הם מאפשרים מרחקי קריאה גדולים, הם אינם תלויים בגודל האנטנה של הקורא, הם יכולים לתקשר ולהעביר מידע בין התגים עצמם ללא צורך בקורא קרבה מיוחד וחלקם אפילו משמשים כיום כחיישנים אלחוטיים המסוגלים למדוד טמפרטורה, לחות ועוד. חסרונותיהם של התגים האקטיביים הם בעיקר בעלותם הגבוה (שיכולה להגיע לעשות דולרים לתג), בצורך שלהם להחליף סוללה כל שנתיים (חלק מהיצרנים לא מאפשרים להחליף סוללה אלא יש צורך לרכוש תג חדש) ובגודלם שמונע הצמדתם לפריטים קטנים.

תגים סמי-אקטיביים (Semi-Active Tags):(או בקיצור תגים על סמים) אלו תגי קרבה בעלי מאפיינים פאסיביים, אך בעלי מקור כח פנימי. לתגים אלו יש סוללה פנימית המספקת אנרגיה לשבב עצמו, אך התג אינו משדר בעצמו, בניגוד לתגים אקטיביים. בתגים סמי-אקטיביים , עדיין צריכים את השדה האלקטרומגנטי של הקורא בכדי לשדר את הנתונים, אך בעזרת הסוללה הם יכולים לשדר למרחקים קצת יותר גדולים.

תדרי ה-RFID המורשים כיום בארץ הם:

תדר LF(Low Frequency) :125Khz : בתדר זה משתמשים בעיקר לבקרות כניסה וזיהוי עובדים. מרחקי קריאה עד כ-70 ס"מ. בתדר זה אפשרי לקרוא תג אחד בלבד כל פעם.

תדר HF(High Frequency) :13.56Mhz: בתדר RFID זה משתמשים לטווחים קצרים עד כ-70 ס"מ. ישנם מערכות שמסוגלות להגיע ל-1.5 מטר, אך ההספק שלהם גבוה מאוד והן לא מורשות בארץ. משמש לזיהוי פריטים בתחום המחסנים ולוגיסטיקה בזכות פרוטוקול ISO15693 המאפשר קריאת מספר תגים בו זמנית. אפליקציות נוספות אפשריות הם ארנק חכם, פעימות מונה, מדפים חכמים ועוד. בתדר זה ישנם מגוון סוגי תגים בעלי זכרון רחב ובניהם UltraLight, DesFire, 1K,4K ועוד.

תדרי UHF(Ultra High Frequency) : 433Mhz, 915-917Mhz. תגי RFID פאסיביים המסוגלים להגיע למרחקי קריאה של כמה מטרים. נמצאים בעיקר בשימוש בתחום הלוגיסטיקה. מאפשרים אחסון כמות גדולה של מידע בזכרון. רוב תגי ה-UHF כיום עובדים בתקן EPC GEN2, המאפשרים זיהוי חד ערכי של התגים/פריטים ברמה עולמית, החל משלב הייצור ועד לשלב ההפצה וההגעה לבתי העסק. זהו התחום הפעיל ביותר העולם בתחום ה-RFID, אך עדיין לא נכנס לשימוש נרחב בארץ.

תדרי Microwave : 2.45Ghz (תגים אקטיביים). תגי RFID אקטיביים המגיעים למרחקים של מעל 100 מטר. חיי סוללה בין 5 ל-10 שנים. מיועד לקריאת תגי קרבה במהירות גבוה (מעל 100 קמ"ש). בד"כ משתמשים בתדר זה לזיהוי כלי רכב חולפים, בכניסה לחניונים, זיהוי חפצים נעים ועוד.

כיום קיימות אפליקציות RFID גם בתחום תדרי Ultrasound, המאפשרים זיהוי חפצים במרחב, במרחקי קריאה בין 3-5 מטרים. אפליקציות אלו נקראות RTLS (Real Time Location System).

הערות חשובות:

בצורה משמעותית* :חברה, כשאני אומר שצורה משמעותית, תפסיקו לשאול אותי למה עולה אצלי 1$ תג, כאשר אתם קוראים באינטרנט שעלות תג כיום ירדה ל-5 סנט. בחלומות של כולנו 5 סנט!!!

כשמדברים על 4 סנט, מתכוונים לכך שחברות ייצור השבבים (טקסס אינסטרומנטס, פיליפס(NXP), אינפיניון, אטמל ודומיהן) מצליחות לייצר שבב RFID בעלות של 5 סנט (בד"כ הרבה פחות). אם תרצה לקנות את השבב (שזה רק חלק אחד מהתג הסופי) ותתחייב לכמות של 5,000,000 (5 מיליון, למי שלא מבין את המספר) בשנה, אז *אולי* ימכרו לך במחיר של 5 סנט לשבב. את השבב הזה אתה צריך לקחת (בדרך כלל לסין) ולחבר אליו אנטנה ועוד כל מיני חרגו'קים קטנים. ואז יש לך תג עובד, שכאשר תעשה עליו פווו (רוח) הוא ישבר. בשביל שלא ישבר, אתה צריך להכניס אותו לתוך משהו. המשהו הזה יכול להיות מחזיק מפתחות, כרטיס PVC (סוג של פלסטיק כמו כרטיסי אשראי), קפסולת זכוכית, או כל דבר אחר שעולה בדעתך ושמתאים לצרכים של האפליקציה בה אתה משתמש. לאחר מכן, הסיני מוכר את התג לי ואני מוכר את התג לכם.

אז מה יצא לנו:

5 סנט שבב + אנטנה + חרג'וקים כאלה ואחרים + מכסה(כיסוי) + רווח לסינים + רווח לחברת ההובלה + רווח לי וקיבלתם תג במחיר של 1$. אם תקנו ממני הרבה תגים , תקבלו הנחה. אז בבקשה תפסיקו לצלצל ולבקש תגים ב-5 סנט. אם מישהו מוכן להשקיע במפעל ייצור בסין, אני בעד.

אנרגיה**: בינתיים השדה האלקטרומגנטי שיוצר ציוד RFID לא משפיע על איכות חיינו. אני אומר בינתיים, כי אני מקווה שבעוד כמה שנים לא יקומו כמה אנשים ויחליטו ה-RFID זה יותר מסוכן מטלפונים סלולאריים. רק זה חסר לנו.

אז אני מקווה שהבנתם מה זה RFID. אם לא, צלצלו ואסביר לכם יותר לעומק (אני גובה לפי שעה).

עד לפעם הבאה...