RFID · 2020. 10. 28. · RFID nije isključivo “bolja"od tehnologije trakastih kodova. To su dvije različite tehnologije, imaju različite primjene koje se djelimično preklapaju

RFID

Prof. dr Neđeljko Lekić

ŠTO JE RFID?

Radio frekvencijska identifikacija, ili RFID, je opšti naziv za tehnologije koje koriste radio talase za automatsku identifikaciju ljudi ili objekata.

Serijski broj koji identifikuje osobu ili objekat (a često i drugi podaci) nalazi se u mikročipu, na koji je povezana antena.

Čip i antena zajedno nazivaju se RFID transponder ili RFID tag.

Antena omogućuje čipu da prenosi informacije prema čitaču.

Čitač konvertuje radio talas reflektovan od RFID tag-a u digitalnu informaciju.Prof. dr Neđeljko Lekić

JE LI RFID NOVA TEHNOLOGIJA?

U poslednjoj dekadi dostigla svoj puni zamah. Ipak nije sasvim nova. Prve primjene datiraju još iz vremena drugog

svjetskog rata. FOE sistemi.


23-eg Januara 1973 registrovan je prvi američki patent za aktivni RF identifikator sa piši-briši memorijom.

Sedamdesetih godina RFID sistemi nalaze primjenu u telemetriji.

ISTORIJA RFID


1970-ih RF identifikatori se u ograničenoj primjeni javljaju u sistemima za upravljanje inventarom.

Sredinom 80-ih RFID tehnologija se ubrzano komercijalizuje.

Razvijeni su pasivni RFID tagovi za praćenje i identifikaciju stoke.

ISTORIJA RFID


Ranih 1990-ih IBM je razvio i patentirao ultra-high frequency (UHF) RFID sistem.

Od 1999 do 2005 više od 100 velikih end-user U. S. kompanija, U.S Department of Defense i mnogi trgovci prhvataju RFID tehnologiju.

ISTORIJA RFID


PROGNOZA RASTA


KAKO RFID SISTEM RADI?Osnovni sastavlni djelovi RFID sistema su:

• RFID tag,

• RFID čitač i

• sistem za prikupljanje, distribuciju i upravljanje podacima


RFID sistem, u najkraćem, funcioniše na sljedeći način:

• Čitač generiše elektromagnetni talas.

• Antena RFID taga podešena je da prima ove talase.

• Pasivni RFID tag crpi snagu iz polja čitača i koristi je za napajanjemikročipa.

• Čip moduliše talase koje tag šalje nazad ka čitaču.

• Antena čitača prihvata modulisani signal.

• Čitač dekodira podatke.

• Izvještaj se šalje host-u.

KAKO RFID SISTEM RADI?


RFID TEHNIKA


RFID TEHNIKA


RFID FREKVENCIJE, KAKVA JE RAZLIKA?RFID tagovi i čitači moraju biti podešeni na istu frekvenciju da bi komunicirali.

RFID sistemi koriste puno različitih frakvencija.

Generalno, najčešće se koriste:

niske frekvencije (oko 125KHz),

visoke frekvencije (oko 13.56MHz),

ultra-visoke frekvencije (860-960MHz) i

mikrotalasi (2.5GHz).

Radio talasi se ponašaju različito na različitim frekvencijama.

Potrebno je izabrati pravu frekvenciju za konkretnu aplikaciju.


KAKO IZABRATI PRAVU FREKVENCIJU?Različite frekvencije – različite karakteristike – različite primjene.Low-frequency tagovi trebaju manju snagu i bolje se probijaju kroz nemetalne substance.

Idealni su za skeniranje objekata sa visokim sadržajem vode (voće, povrće, ...)

Domet čitanja manji od 0.3m.

High-frequency tagovi rade bolje na metalnim objektima a mogu raditi i na objektima sa visokim sadržajem vode.

Maksimalni domet čitanja oko 1m.

UHF frekvencije obezbjeđuju veći domet čitanja (4-7m) i brži prenos podataka.

Imaju veću potrošnju i slabije prolaze kroz materijale.

Zahtijevaju veću usmjerenost, odnosno, čistu putanju između identifikatora i čitača.

Pogodni su za identifikaciju paketa proizvoda.


RF identifikatori mogu biti najraznovrsnijih oblika.RFID TAGOVI


Osnovni sastavni djelovi RF identifikatora su mikročip i antena.

Razni oblici antena kod RF identifikatora

RFID TAGOVI


Prema tipu memorije koju sadrže, RF identifikatori mogu biti:• Read-Only (fabrički programirni),• WORM (write ones read multiple – jedan upis više čitanja) ili• Read/Write (mogu se programirati u toku upotrebe)Prema načinu na koji se napajaju RF identifikatori se dijele naaktivne, polu-pasivne i pasivne.

RFID TAGOVI


NAPAJANJE PASIVNIH RF TAGOVAPasivni RF identifikatori se napajaju koristeći energiju iz elektromagnetskog polja čitača.

Induktivna sprega između RF čitača i RF identifikatora radi kao transformator sa slabo spregnutim namotajima.Induktivna sprega je efikasna jedino u bliskom polju čitača, t.j. na rastojanjima do /10, gdje je - talasna dužina sinala.


Primjeri aktivnih i pasivnih RF identifikatora

AKTINVNI I PASIVNI RFID TAGOVI


RFID TRŽIŠTE


KOLIKO PODATAKA NA RFID TAGU?Količina podataka koja se može smjestiti na jednom RF identifiktoru zavisi od proizvođača i primjene.

Dovoljno kapaciteta da se smjeste osnovni podaci o objektu koji se identifikuje.

Kompanije danas traže čak identifikatore koji sadrže samo 96-bitni serijski broj (“license plate“ tags).

Prosti identifikator je jeftiniji i upotrebljiviji u aplikacijama u kojima će on biti prodat zajedno sa proizvodom.


ŠTO JE RFID TAG BEZ ČIPA?RF identifikator bez čipa (“Chipless RFID") je opšti naziv za RFID tagove koji koriste RF energiju za komuniciranje ali se serijski broj ne čuva u silikonskom čipu RF identifikatora.

Chipless RF identifikatori koriste materijale koji reflektuju samo dio spektra radio talasa koji ih “pogađaju“.

Čitači bilježe koji dio spektra je vraćen i identifikuju objekat sa chipless RF identifikatorom.

Nake kompanije eksperimentišu sa ugrađivanjem RF reflektujućih fibera u papir u cilju zaštite od neovlaštenog fotokopiranja važnih dokumenata.

Samo jedan chipless RF identifikator može biti u polju čitača.

Nedostatak za primjenu u lancima snadbijevanja.

Postoje i LC rezonantni chipless tagovi – često se srijeću na artiklima u trgovinama tekstila.


CHIPLESS RFIDChipless RFID čuva informaciju unutar elektromagnetskog materijala od kojeg je sačinjen.

Kapcitet podataka obično manji od 32 bita.

Za mnoge primjene, kao što su identifikacija klase objekata, veći ID niz nije ni potreban.


OČITAVANJE CHIPLESS RFID TAGA


Čitači RF identifikatora sa čipom obavljaju sljedeće funkcije:

• slanjem upitnog signala aktiviraju RF identifikatore,

• napajaju pasivne identifikatore,

• kodiraju signale podataka koji idu ka identifikatorima i

• dekodiraju primljene podatke poslate od strane identifikatora

Primjeri prenosivih RF čitača

ČITAČI RFID TAGOVA SA ČIPOM


MIFARE MF1ICS50 KARTICABezkontaktna pametna pasivna kartica Platna kartica u javnom prevozu i sličnim aplikacijamaMultiaplikativna kartica.Procesorska funkcionalnost realizovana sa hardverskom logikom

Domet čitanja do 100mm slobodnog prostoraBrzina razmjene podataka 106Kbaud –a.Kriptovanje podatakaJedinstveni serijski broj Više nivoa kontrole regularnosti upotrebe.Jednostavna konstrukcija – nekoliko navoja antene i čip.Prof. dr Neđeljko Lekić

MIFARE MF1ICS50 KARTICA

RF Interfejs Digitalni dio

ATR

Anti kolizija

Selektor aplikacije

Autentifikacija i kont. pristupa

Kontrolna i aritme- tička jedinica

Šifrator

E2

i nt r r f ej s

E2PROM Modulator demodulator

Regulator napona

POR E2POR

Energija

CLK

DATA

Blok dijagram elektronske jedinice MF1ICS50 kartice


0 1 2 3

0 1 2 3

0 1 2 3

0 1 15

K ontrolni blok

B lok za podatke proizvođača

B lok podataka

Blok dijagram EEPROM-a karticeMIFARE MF1ICS50 KARTICA

16 sektora sa po četiri bloka.Jedan blok sadrži 16 bajtova.


MIFARE MF1ICS50 KARTICAKontrolni blok

C1XY do C3XY, Y{0,1,2,3} – bitovi kojima se određuju ulovi pristupa svakom pojedinom bloku sektora.

Upisani su dva puta radi sigurnosti.Prof. dr Neđeljko Lekić

MIFARE MF1ICS50 KARTICAUslovi pristupa kontrolnom bloku

Uslovi pristupa blokovima podataka

key A|B znači ključ A ili kluč B. Kada se key B može pročitati ne može služiti kao ključ.

Predefinisane vrijednosti


MIFARE MF1ICS50 KARTICAProizvođački blok – BLOK 0

Prvi blok memorije kartice je rezervisan za podatke proizvođača, kao što je 32-bitni serijski broj. Ovaj blok se može samo čitati.

Blokovi podataka

Sadrže promjenjive podatke.

Kontrolni blokovi

Vrijednost 9-tog bajta u svakom kontrolnom bloku nije definisana.Prof. dr Neđeljko Lekić

ČITAČ MIFARE MF1ICS50 KARTICASpoljašnji izgled čitača

Realizovan upotrebom MFRC531 čipaProf. dr Neđeljko Lekić

SCK

C6

15p

C5

15p

NSS

RST

C8 100n

R5

1K

Y17M3728

R10 0R1

+5V

R1 100

U2

MFRC531

25

312

31

9101121

202223

2

282630

6

7274

24

19181716151413

321

8

29

5

DVDD

MFINDVSS

RSTPD

NCSNWRNRDALE

D7A0A1

IRQ

AVSSAVDDVMID

TVDD

TX2AUX

MFOUT

A2

D6D5D4D3D2D1D0

OSCOUTOSCIN

TVSS

RX

TX1

R6

1K

C1582p

NSS

MOSI

nRESET

+5V

RST

TASTERPREKIDAC

+5V

+5V

MISO

+5V

R2 1K

C9 2x68p

C3 15p

GND

C4 15p

L2 1uH

MISO

C17

33p

C16

33p

PASIVNI PIEZO

MOSI

IRQ

C7100n

SCK

BRAVA

+

C1

33uF

C2

1nF

R4

1K

U1

AT90S2313

1

4

520

1213141516171819

23678911

10

RESET

XTAL2

XTAL1VCC

PB0/AIN0PB1/AIN1PB2PB3/OC1PB4PB5/MOSIPB6/MISOPB7/SCK

PD0/RXDPD1/TXD

PD2/INTOPD3/INT1

PD4/TOPD5/T1

PD6/ICP

GND

C11

100n

R8 1K2

R3 1K

MOSI

R7 820Y2

13M56

MISO

C12

100n

C10 2x68p

NSS

C1315p

D2

zelena fi3

R9 0R1L1 1uH

C1482p

D1crvena fi3

Električna šema čitača

ČITAČ MIFARE MF1ICS50 KARTICA


RFID nije isključivo “bolja" od tehnologije trakastih kodova.

To su dvije različite tehnologije, imaju različite primjene koje se djelimično preklapaju.

U aplikacijama gdje se mogu koristiti RFID ili trakasti kodovi, prednosti RFID tehnologije su sljedeće:

• RFID ne zahtijeva direktnu vidljivost ili kontakt identifikatora sa čitačem.• RFID su otporni na ogrebotine, prljavštinu i brisanje.• Simboli standardnih trakastih kodova identifikuju samo proizvođača i proizvod, ne i svaki artikl ponaosob.• Više RF indentifikatora može biti pročitano odjednom.• RF identifikatori osim postojećih podataka imaju i raspoloživi memorijski prostor za daljnju nadogradnju.

RFID i TRAKASTI KODOVI


Parametar sistema Trakasti kod RFIDKoličina podataka 1-100b do 64kb

Mašinska čitljivost Dobra Dobra

Čitljivost od stane ljudi Ograničeno Nemoguće

Uticaj prljavštine Može dovesti do greške Nema uticaja

Uticaj prekrivanja Može dovesti do greške Umjeren

Istovremeno skeniranje Ne Da

Višestruka upotreba Ne Da

RFID i TRAKASTI KODOVI


HOĆE LI RFID ZAMIJENITI TRAKASTI KOD?

Nije sasvim izvjesno.

Trakasti kodovi su jeftini i efikasni za određene primjene.

RFID i trakasti kodovi će koegzistirati još više godina.


Primjene:- Označavanje proizvoda, - Praćenje ljudi, stvari i životinja, - Bezgotovinska plaćanja - Magacinska poslovanja, - Maloprodajni objekti, - Bezbjedonosni sistemi, - Sistemi za potrebe vojske,- itd.

RFID TEHNIKA


Wal-Mart i ostali lideri u distribucionoj i maloprodajoj industriji SAD-a počeli su uvoditi RFID tehnologiju u njihov lanac snadbijevanja.

Food and Drog administracija SAD-a dala je preporuku za masovnu upotrebu RFID tehnologije u farmaceutskoj industriji.

Gillette je kupio preko 500 miliona RF identifikatora koji će se nalaziti na svakom paketiću žileta.

Philips uvodi RF identifikatore u mobilne telefone

Zahvaljujući osobinama RF identifikatora izgleda realna ideja o prodavnicama u kojima nebi postojalo kasa za naplatu.

RFID TEHNIKA


RFID TEHNIKABrzi marketi.

Prevazilaženje jaza između digitalnog i realnog svijeta.Prof. dr Neđeljko Lekić

MFRC522 RFIDMFRC-522 RC522 13.56Mhz SPI RFID Writer Reader Wireless modul

MFRC522 Chip IC radna frekvencija: 13.56MHz, Brzina razmjene podataka: Max. 10Mbit/s

Podržava mifare1 S50 identifikatore

Dimenzije: 40mm × 60mm


RFID IDENTIFIKATORI


POVEZIVANJE SA ARDUINO UNO

Pin čitača Pin Arduino Uno

SDA 10

SCK 13

MOSI 11

MISO 12

IRQ nepovezano

GND GND

RST 9

3.3V 3.3V


POVEZIVANJE SA ARDUINO UNO


https://github.com/miguelbalboa/rfid

Za rad sa MFRC522 čitačem iz Arduino razvojnog okruženja potrebno je instalirati bibilioteku, koja se može preuzeti sa linka:

Za instaliranje biblioteke potrebno je odraditi sljedeća tri koraka:

Dodajte biblioteku selektovanjem Add ZIP u SKETCH meniju, INCLUDE Library opcija.

Otvoriti arduino IDEZatim, selektovati .zip fajl sa lokacije na kojoj je fajl sačuvan.

http://www.neilkolban.com/esp32/docs/cpp_utils/html/class_m_f_r_c522.html

INSTALIRANJE BIBLIOTEKE

Detaljnije informacije o biblioteci mogu se vidijeti na adresi:


DUMPINFO


DUMPINFO


ZA VJEŽBU

1. Jednim pritiskom tastera prevesti uređaj u mod upisivanja kartice koja ima pravo pristupa. Da je uređaj u ovom modu signalizira se treperenjem crvene LED. Kada se kartica približi čitaču ID broj te kartice se zapamti i ubuduće ta kartica ima pravo pristupa. Dodjela prava pristupa se signalizira sijanjem crvene i zelene LED u trajanju 2 sekunde.

Ponovnim pritiskom tastera prevesti uređaj u mod prepoznavanja. Da je uređaju ovom modu signalizira se treperenjem žute LED. Kada se kartica približičitaču, ID broj te kartice se poredi sa serijskim brojem kartice koja im pravopristupa. Ukoliko je to ta kartica signalizira se sijanjem zelene LED u trajanjusekunde, a ukoliko nije sijanjem crvene LED u istom trajanju.

Dok je pritisnut taster sijaju sve tri LED, sve dok se taster ne otpusti.

(3 boda)

2. Jednim pritiskom tastera prevesti uređaj u mod definisanje MASTER kartice. Da je uređaj u ovom modu signalizira se treperenjem sve tri LED. Kada se kartica približi čitaču ID broj te kartice se zapamti iona se nadalje koristi za prevođenje uređaja u mod za upisivanje kartice koja ima pravo pristupa.

Ponovnim pritiskom tastera uređaj se izvodi iz moda definisanje MASTER kartice.

Jednim očitavanjem MASTER kartice uređaj se prevodi u mod upisivanja kartice koja ima pravo pristupa. Da je uređaj u ovom modu signalizira se treperenjem crvene LED. Kada se kartica približi čitaču ID broj te kartice se zapamti i ubuduće ta kartica ima pravo pristupa. Dodjela prava pristupa se signalizira sijanjem crvene i zelene LED u trajanju 2 sekunde.

Ponovnim očitavanjem MASTER kartice uređaj se prevodi u mod prepoznavanja. Da je uređaj u ovom modu signalizira se treperenjem žute LED. Kada se kartica približi čitaču, serijski broj te kartice se poredi sa serijskim brojem kartice koja im pravo pristupa. Ukoliko je to ta kartica signalizira se sijanjem zelene LED u trajanju sekunde, a ukoliko nije sijanjem crvene LED u istom trajanju.


(5 bodova)

ZA VJEŽBU

3. Jednim pritiskom tastera prevesti uređaj u mod definisanje MASTER kartice. Da je uređaj u ovom modu signalizira se treperenjem sve tri LED. Kada se kartica približi čitaču ID broj te kartice se zapamti iona se nadalje koristi za prevođenje uređaja u mod za upisivanje kartice koja ima pravo pristupa.

Ponovnim pritiskom tastera uređaj se izvodi iz moda definisanje MASTER kartice.

Jednim očitavanjem MASTER kartice uređaj se prevodi u mod upisivanja kartica koje imaju pravo pristupa. Da je uređaj u ovom modu signalizira se treperenjem crvene LED. Kada se kartica približi čitaču ID broj te kartice se zapamti i ubuduće i ta kartica ima pravo pristupa. Dodjela prava pristupa se signalizira sijanjem crvene i zelene LED u trajanju 2 sekunde. Više kartica mogu imati pravo pristupa.

Ponovnim očitavanjem MASTER kartice uređaj se prevodi u mod prepoznavanja. Da je uređaj u ovom modu signalizira se treperenjem žute LED. Kada se kartica približi čitaču, ID broj te kartice se poredi sa ID brojem kartica koja imaju pravo pristupa. Ukoliko je to kartica koja ima pravo signalizira se sijanjem zelene LED u trajanju sekunde, a ukoliko nije sijanjem crvene LED u istom trajanju.


(7 bodova)

ZA VJEŽBU

Documents

RFID · 2020. 10. 28. · RFID nije isključivo “bolja"od tehnologije trakastih kodova. To su dvije različite tehnologije, imaju različite primjene koje se djelimično preklapaju