RFID fejlődése - múlt és jelen

Hogyan és miért alakult ki az RFID technológia? Gondolta volna, hogy egészen a második világháborúig kell visszatekinteni az időben, ha az RFID gyökereit keressük? A gyökerektől napjainkig – az RFID fejlődése a múltban, hol tartunk most?

Az RFID technológia fejlődése egy érdekes megfigyeléssel kezdődött és tulajdonképpen a véletlennek köszönheti létrejöttét. Éppen úgy, mint számos más nagy felfedezés.

Hogyan fejlődött ki az RFID technológia?

… avagy a kezdetek…

RFID technológia születését a huszadik század közepére datálhatjuk.

Az RFID kezdete: a brit légierő

A II. világháborúban használt radar rendszerekből fejlődött ki, melyek a skót Sir Robert Wattson-Watt 1935-ös találmányán alapultak. A radar rendszerek katonai felhasználását nagyban nehezítette, hogy a radarképernyőn megjelenő repülőgépekről a légvédelem nem tudta eldönteni, hogy melyik katonai erőhöz tartoznak. Ez  sokszor megnehezítette a radar készülékek adatainak értelmezését, illetve lehetetlenné tette a hatékony légvédelmi reagálást egy esetleges támadásra.

Elsőként a Luftwaffe vette észre, hogy ha a pilóta billegteti a repülőgép szárnyait, a gépről visszaverődő  rádióhullámok által a monitoron megjelenő kijelzések megváltoznak. Ez a kezdetleges módszer nevezhető az első „passzív RFID rendszernek”, mely alkalmas volt egy objektum azonosítására. A későbbi “barát-ellenség” rendszerek fejlesztése is innen indult.

Sir Watson-Watt vezetésével egy titkos katonai fejlesztés kezdődött, melynek keretében a britek kifejlesztették az első aktív saját repülőgép felismerő rendszert (IFF = Identify Friend or Foe). Egy adót helyeztek el RAF gépeire, mely amint jeleket vett a britek földi radarállomásától, egyedi azonosító jeleket kezdett sugározni, amit a földi állomás érzékelt és sajátként azonosította a repülőgépet. Ezt az eljárást a polgári kisgépek a mai napig használják.

Az RFID technológia ugyanezen az elven működik. Ezt a módszert nevezhetjük az első aktív RFID rendszernek, mely rádióhullámok segítségével azonosított objektumokat. A katonai kutatások eredményeit felhasználva ezután az RFID technológia lassan kezdett átszivárogni a polgári életbe is.

RFID a hatvanas – hetvenes években

Bolti lopások megelőzése

A 60-as években fejlesztette ki többek között a Sensormatic az elektronikus termék-felügyeleti rendszert (EAS), elsősorban a bolti lopások megelőzésére. Ezek a tag-ek 1-bitesek voltak, olcsók és mikrohullámú vagy induktív technológiát használtak. Az alkalmazás csak arra volt képes, hogy a fizetéskor nem hatástalanított tag-ek meglétét jelezze. Kétségtelenül az EAS címkék voltak az első és legelterjedtebb RFID alkalmazások a világon.

Tenyészállatok jelölése

A 70-es években komoly fejlesztések folytak, mind az Egyesült Államokban, mind Európában. A kutatások elsősorban az állattenyésztési alkalmazások fejlesztésére irányultak. A tenyészállatok jelölését és az állatok nyomon követését  oldották meg RFID alkalmazásokkal.

RFID szabadalmak – hetvenes és nyolcvanas évek

Az első  RFID szabadalom az USÁ-ban Mario W. Cardullo nevéhez köthető, aki 1973 januárjában védte le az aktív RFID tag-et, amely újraírható memóriával rendelkezett. Ugyanebben az évben kapta meg Charles Walton találmánya, a passzív transzponder a szabadalmi védettséget, amivel zárt ajtózárat lehetett kulcs nélkül vezérelni.

A 80-as években jelentős projektek zajlottak: Amerikában a vasúttársaságok a konténerek kezelésére, Európában, és elsőként Norvégiában autópálya díjfizetésre készült RFID rendszer. New Yorkban a Lincoln-alagútnál a buszközlekedés gyorsítása érdekében alkalmazták az RFID-t.

A 80-as években, amikor a kutatók elkezdtek a magánszférában elhelyezkedni, a módszert autópálya díjfizető rendszereknél is alkalmazni kezdték. A Los Alamos-i intézet szarvasmarhák azonosítására is fejlesztett RFID rendszert az USA Mezőgazdasági Minisztériuma számára.

Passzív 125 kHz-en (LF) adó RFID transzpondereket használtak, amelyet üvegkapszulában a szarvasmarhák bőre alá ültettek be. Az olvasó által kibocsátott rádióhullámot modulálva verte vissza a transzponder. Ezt a technológiát jelenleg is használják szerte a világon háziállatok és kedvtelésből tartott kutyák, macskák azonosítására.

Idővel a 125 kHz-ről áttértek a 13,56 Mhz-es sávra (HF), ami az egész világon szabad frekvenciasáv volt. A nagyobb frekvencia a nagyobb olvasási távolságot és a gyorsabb adatátvitelt is lehetővé tette. Különösen Európában terjedt el a HF rendszerek használata, elsősorban újrafelhasználható konténerek és más objektumok nyomkövetésére. Manapság a 13,56 Mhz-es RFID rendszerek beléptető, díjfizető (Mobile Speedpass), és smart-card rendszereknél használják.

Áttörés az RFID alkalmazásában – a kilencvenes évek

A 90-es években robbanásszerűen, egyre több területen kezdték alkalmazni az RFID technológiát:

  • autópálya díjfizetés
  • autó indítás gátló
  • tankolás
  • síbérlet
  • személyek illetve járművek beléptetése

Egyre több cég lépett be az RFID piacra: IBM, Philips,Texas Instruments, Micron, Alcatel, Bosch, hogy csak néhányat említsünk.

UHF RFID

A 90-es évek elején az IBM fejlesztette ki az első UHF RFID rendszert, ami még nagyobb olvasási távolságot biztosított (maximum 6 méter) és gyorsabb adatátvitelt. Az IBM véghez vitt néhány projektet a Wal-Mart-tal közösen, de mikor a fejlesztések nem váltották be a reményeket, és pénzügyi gondok is adódtak, értékesítette a szabadalmakat és a technológiát az Intermec-nek.

Az Intermec több rendszert értékesített, azonban a technológia akkor drágának bizonyult az értékesített RFID rendszerek kis száma és a nyitott nemzetközi szabványok hiánya miatt. 1999-ben az UHF RFID lendületet kapott, amikor a Uniform Code Council, az EAN International, a Procter &Gamble és a Gillette megalapították az Auto-ID Centert a a Massachusetts Institute of Technology-n.

David Brock és Sanjay Sarma vezetésével kifejlesztették az olcsó, mikrochipet is tartalmazó RFID tag-et. Elképzelésük az volt, hogy csak egy sorozatszámot tárolnak a tag-ben, ami így kis memóriával olcsóbb lesz és a sorozatszám alapján egy Internet alapú adatbázisból kereshető ki további információ a termékről. Sarma és Brock alapjaiban változtatta meg az RFID szerepét. Addig egy RFID tag valójában egy mobil adatbázis volt. Sarma és Brock az RFID-t hálózati technológiává változtatta azzal, hogy a tárgyakat a tag-ek révén az Internethez kapcsolta.

Az üzleti életben ez jelentős változást hozott, mert lehetővé vált az, hogy a termék útja a két fél által folyamatosan követhető legyen.
1999 és 2004 között az Auto-ID Center elnyerte több száz multinacionális cég, az USA Védelmi Minisztériumának és több jelentős RFID szállító támogatását. Kutató laboratóriumok nyíltak Nagy-Britanniában, Svájcban, Japánban és Kínában. Kifejlesztettek két Air Interface Protocolt (Class 0 és Class 1), az Electronic Product Code (EPC) számozási módszert, és megtervezték azt a hálózati környezetet, amely tárolja az információkat biztonságos Internet adatbázisban.

1999-ben a Uniform Code Council és az EAN International megalapította az Auto-ID Center-t a Massachusetts Institute of Technology-n. A Center fő célja – magán ipari cégekkel karöltve – kifejleszteni egy olyan RFID tag-et, amely nagymennyiségű gyártás mellett 5 cent alatti költséggel előállítható. A Center megszerezte az USA Védelmi Minisztériumának, továbbá néhány 100 multinacionális cég támogatását, pl. Kimberly-Clark, Metro, Tesco, Unilever, Wal-Mart.

A technológiát átadták 2003-ban a Uniform Code Council-nak, majd létrehozták az EPCglobal nevű szervezetet az EAN International-lal közösen, hogy terjesszék az EPC technológiát. Az Auto-ID Center 2003. októberben bezárt és kutatási területeit átadta az Auto-ID laboratóriumoknak. Néhány jelentős kereskedelmi világcég (Albertsons, Metro, Target, Tesco, Wal-Mart) és az USA Védelmi Minisztériuma tervezik az RFID bevezetését ellátási láncukban. Más iparágak is  pl. gyógyszeripar, autógumi gyártás, biztonságtechnika,  érdeklődnek az RFID iránt. A szabadalom átadásával megnyílt a lehetőség a globális szabványok létrehozásának, mely eddig a legnagyobb gátja volt az RFID térhódításának.

Az RFID az ezredforduló után

Miután a az AUTO ID átadta a kutatási eredményeket az EPCglobal-nak, a  szervezet létrehozta a 2. generációs Air Interface Protocolt. Az EPCglobal azóta működteti, illetve fejleszti azt a hálózati infrastruktúrát, amely lehetővé teszi az adatok real-time megosztását. Pléldául ha egy cég felad egy rakományt, a rakomány indításakor a tag-ek leolvasásra kerülnek, és a szoftver értesíti a címzettet, hogy az áru elhagyta az áruházat. Ha az áru megérkezik a címzetthez, a tag-ek leolvasásakor automatikusan egy üzenet kap a feladó, hogy az áru megérkezett. Ezzel a módszerrel elérhető, hogy a raktárkészletek napi pontossággal előre tervezhetők legyenek a ma jellemző havi előrejelzéssel szemben.

A technológia költségessége szintén gátat szab a fejlődésnek

Prognózisok szerint tag-ek ára akkor csökkenhetne 5 cent alá, ha évente legalább 30 milliárd tag kerülne felhasználásra világszerte. Ennek a mennyiségnek a felhasználásához azonban  szükség lenne azon cégek közreműködésére, melyek jelenleg a magas tag árak miatt nem hajlandók az RFID technológiába invesztálni. Ezt az ellentmondást nem könnyű leküzdeni, de a technológia által nyújtott előnyök a hatékonyság növelésével minden területen nyereséget hoznak a cégekkel, így lassan sikerülhet elérni az 5 centes tag árakat. A Wal-Mart megtette az első lépést az árcsökkentés felé: A 100 legnagyobb beszállítójával megegyezett 2003. júniusában, hogy 2005. januárjától a szállítmányokon alkalmazzák az RFID tag-eket. Ezzel a Wal-Mart nem kis mértékben hozzájárult  probléma megoldásához.

RFID napjainkban

Több más tényező egyidejű megjelenése segíti az RFID térnyerését. Az Ultra High Frequency (UHF) RFID rendszerek lehetővé teszik a nagyobb írási/olvasási távolságot, a nyitott szabványok a csatlakozó cégek által fejlesztett eszközök kompatibilitását. Nem utolsó  sorban az elektronikus adatcsere lehetősége, mely más területeken is nagyfokú automatizálási lehetőséget nyújt. Ez nagyban ösztönzi a cégeket, hogy fejlesztéseiket a minél nagyobb fokú automatizálás irányába fókuszálják, melyre remek lehetőséget kínál az RFID.

Számos területen kifizetődővé vált az RFID alkalmazása, ahol régebben a költségek szűk keresztmetszetnek számítottak. Minden olyan területen, ahol nagy tömegű azonosítót kell olvasni, vagy automatizált adatgyűjtés a feladat, gazdaságosan és hatékonyan lehet RFID-val támogatni.

Ilyen területek például:

  • mosodai alkalmazások, a szennyes ruha azonosítása elvégezhető anélkül, hogy a dolgozónak hozzá kellene érnie
  • visszatérő gönygyöleg (RTI) azonosítása és számolása
  • automata csomagtovábbító rendszerek, mely számos európai reptéren megvalósult már,
  • tárgyi eszköz leltár RFID alapokon, elegendő a leltározásnál körbevezetni az RFID adatgyűjtőt a szobában, a szekrényben lévő eszközök is leltározva lesznek,
  • könyvtári RFID kölcsönző rendszer, automata kioszk-terminálon kölcsönözhetik ki a a könyveket például a bécsi egyetem diákjai,
  • divatáru kereskedelemben intelligens próbafülkék, shop-asszisztensek.

És még sorolhatnánk nagyon hosszan.

Azt gondoljuk, hogy az RFID szabványok bevezetésével mérhetetlen fejlődés előtt áll a technológia, mely lassan elérhetővé válik mind több gazdasági szereplő számára.

Ajánlatkérés