RFID findes mange steder i hverdagen, ofte uden at vi tænker over det. Adgangsbrikker, elektronisk mærkning af varer, bibliotekssystemer, dyreidentifikation og kontaktløse kort er alle eksempler på anvendelser af RFID.

RFID står for Radio Frequency Identification – identifikation ved hjælp af radiobølger. Grundideen er enkel: En RFID-læser kommunikerer trådløst med en lille elektronisk tag, som indeholder information, der kan identificere en genstand, et dyr eller en anden mærket enhed.

Men RFID er ikke én bestemt teknologi. Systemerne kan arbejde på forskellige frekvenser, over meget forskellige afstande og med både passive og aktive tags.

Hvordan fungerer RFID?

Et grundlæggende RFID-system består af tre dele:

• En RFID-læser
• En eller flere antenner
• En RFID-tag med elektronisk identifikation

Læseren skaber et radiofelt eller udsender et radiosignal. Når en kompatibel RFID-tag kommer inden for systemets arbejdsområde, kan der etableres kommunikation mellem læseren og taggen.

De modtagne oplysninger kan derefter anvendes af eksempelvis et adgangssystem, et lagerprogram eller en database.

Hvad indeholder en RFID-tag?

En RFID-tag er normalt langt enklere end en almindelig radio.

En passiv RFID-tag består typisk af en lille chip og en antenne. Chippen kan blandt andet indeholde et identifikationsnummer og eventuelt anden information, mens antennen sørger for kommunikationen med RFID-læseren.

Hele konstruktionen kan være så lille og billig, at taggen kan indbygges i en etiket, et plastkort, en adgangsbrik eller et produktmærke.

Hvordan kan en RFID-chip fungere uden batteri?

En af de mest interessante egenskaber ved RFID er, at mange tags ikke har noget batteri.

De kaldes passive RFID-tags.

Den passive tag udnytter energi fra det elektromagnetiske felt eller radiosignal, som RFID-læseren skaber. Energien bruges til kortvarigt at aktivere elektronikken i taggen, så den kan behandle læserens forespørgsel og sende sit svar tilbage.

Passive, aktive og batteriassisterede tags

RFID-tags kan grundlæggende opdeles efter, hvordan de får deres energi.

GS1 skelner tilsvarende mellem blandt andet aktive og passive RFID-tags og fremhæver, at forskellige typer er udviklet til forskellige anvendelser. citeturn374521search0turn374521search5

RFID bruger forskellige frekvensområder

Der findes ikke én bestemt RFID-frekvens.

Forskellige RFID-systemer anvender forskellige dele af radiospektret, og frekvensen har stor betydning for blandt andet antennestørrelse, rækkevidde og hvordan radiosignalet påvirkes af omgivelserne.

GS1 beskriver RFID som en familie af teknologier, der blandt andet omfatter LF, HF, UHF og NFC, mens GS1's egne RFID-standarder især fokuserer på passive HF- og UHF-tags. citeturn374521search0

LF – lave frekvenser og kort afstand

LF står for Low Frequency.

LF-RFID anvendes blandt andet i forskellige identifikationssystemer, hvor der typisk ønskes en forholdsvis kort og kontrolleret læseafstand.

Et velkendt eksempel er elektronisk identifikation af dyr, hvor en lille transponder kan placeres under huden og aflæses med en håndholdt scanner.

LF-systemer arbejder ved lange bølgelængder sammenlignet med HF og UHF, og de har derfor andre udbredelsesegenskaber.

HF – 13,56 MHz

HF står for High Frequency, og RFID-systemer i denne gruppe anvender typisk 13,56 MHz.

HF bruges blandt andet til adgangskort, billetter, bibliotekssystemer og forskellige former for kontaktløs identifikation.

Det er også på 13,56 MHz, at NFC-teknologien arbejder. citeturn374521search2turn374521search3

Er NFC det samme som RFID?

NFC – Near Field Communication – er nært beslægtet med RFID og bygger på kontaktløs radiokommunikation ved 13,56 MHz.

Men RFID er det bredere begreb.

RFID kan dække meget forskellige systemer fra lave frekvenser til UHF og fra simple passive tags til aktive sporingsenheder. NFC er derimod udviklet til kommunikation over meget korte afstande mellem kompatible enheder og tags.

NFC Forum beskriver NFC som en 13,56 MHz-teknologi til kommunikation på meget kort afstand, typisk få centimeter. citeturn374521search3

UHF – når mange varer skal identificeres hurtigt

UHF-RFID anvendes i stor udstrækning til lagerstyring, detailhandel, logistik og forsyningskæder.

Her er det en stor fordel, at passive tags kan læses på væsentligt større afstand end eksempelvis traditionelle adgangskort, og at en læser kan kommunikere med mange tags i samme område.

GS1's EPC UHF Gen2-standard definerer kommunikationen mellem UHF RFID-læsere og passive tags og danner grundlag for mange moderne logistikanvendelser. citeturn374521search4

Hvordan svarer en passiv UHF-tag?

Ved passiv UHF-RFID sender taggen normalt ikke et kraftigt radiosignal på samme måde som en almindelig radiosender.

I stedet ændrer taggen sine elektriske egenskaber, så den påvirker det signal, der reflekteres tilbage mod læseren. Princippet kaldes backscatter.

Læseren kan registrere disse meget små ændringer og dermed udlede de digitale data fra taggen.

Hvordan kan en læser håndtere mange tags på én gang?

Hvis hundredvis af RFID-tags befinder sig i samme læseområde, kan de ikke alle svare præcis samtidig. Så ville signalerne kollidere.

Derfor anvender RFID-protokoller såkaldte anti-collision-mekanismer.

Læseren og taggene følger en protokol, der organiserer, hvornår de enkelte tags må svare. Det gør det muligt for systemet at identificere mange tags hurtigt efter hinanden.

EPC UHF Gen2-protokollen er netop udviklet til kommunikationen mellem læsere og passive UHF-tags og indeholder mekanismer til håndtering af mange tags i samme system. citeturn374521search4

RFID eller stregkode?

RFID og stregkoder bruges ofte til nogle af de samme opgaver, men teknologierne fungerer fundamentalt forskelligt.

Hvor langt kan RFID række?

Der findes ikke ét korrekt svar på, hvor langt et RFID-system kan række.

Læseafstanden afhænger blandt andet af:

• Frekvensområdet
• Om taggen er passiv eller aktiv
• RFID-læserens sendeeffekt
• Læserantennens egenskaber
• Tagantennens størrelse og konstruktion
• Taggens orientering
• Materialet taggen sidder på
• Omgivelserne omkring læseområdet

Derfor kan RFID-systemer spænde fra kontaktlignende afstande på få centimeter til systemer, der fungerer over flere meter. Aktive systemer kan i særlige anvendelser arbejde over endnu større afstande.

Taggens orientering har betydning

En RFID-tag indeholder en antenne, og antennens orientering i forhold til læserens antenne kan påvirke forbindelsen betydeligt.

Hvis taggens antenne befinder sig i en ugunstig retning i forhold til det elektriske felt fra læseren, kan den modtage mindre energi og returnere et svagere signal.

Det er derfor almindeligt at teste tagplacering og antenneorientering grundigt i professionelle RFID-installationer.

Metal kan give problemer

Metal påvirker elektromagnetiske felter og radiobølger og kan derfor ændre en RFID-antennes egenskaber markant.

En almindelig RFID-label, der fungerer fint på pap eller plast, kan fungere meget dårligt, hvis den klæbes direkte på en metaloverflade.

Til sådanne anvendelser findes særlige on-metal-tags, hvor konstruktionen er udviklet til at fungere sammen med den metalliske overflade.

Væske kan også påvirke UHF-RFID

Vand og andre væsker kan absorbere og ændre udbredelsen af radiosignaler, især ved de højere RFID-frekvenser.

Det kan give udfordringer ved eksempelvis mærkning af flasker, fødevarer eller andre produkter med højt væskeindhold.

Derfor spiller placering og valg af tag en stor rolle i praktiske RFID-systemer.

Adgangskontrol

Adgangsbrikker og adgangskort er blandt de mest synlige RFID-anvendelser.

Når kortet eller brikken føres hen til læseren, læses den elektroniske identitet. Adgangssystemet undersøger derefter, om identiteten har tilladelse til at åbne den pågældende dør.

RFID-taggen behøver derfor ikke selv at vide, hvilke døre brugeren må åbne. Den kan blot levere en identifikator, mens adgangsrettighederne administreres i det centrale system.

RFID i lager og logistik

I logistikanvendelser kan RFID gøre det muligt automatisk at registrere varer, kasser og paller.

Et RFID-mærket produkt kan eksempelvis registreres, når det bevæger sig gennem en port med RFID-antenner, uden at en medarbejder manuelt skal finde og scanne en synlig stregkode.

Det gør teknologien velegnet til automatisering og lagerstyring, hvor store mængder enheder skal identificeres hurtigt.

RFID i biblioteker

Mange biblioteker anvender RFID-tags i bøger og andre materialer.

Taggen kan bruges til identifikation ved udlån og aflevering, og systemet kan gøre det muligt at håndtere flere materialer mere effektivt end ved manuel scanning af individuelle stregkoder.

RFID til identifikation af dyr

Elektroniske RFID-transpondere bruges også til identifikation af dyr.

Her kan en lille tag indeholde et identifikationsnummer, som aflæses med en kompatibel scanner.

Taggen behøver ikke indeholde ejerens navn og adresse. Identifikationsnummeret kan i stedet anvendes som nøgle til oplysninger i et separat register.

Kan RFID-tags omskrives?

Det afhænger af tagtypen.

Nogle tags har kun data, der er programmeret én gang eller på anden måde låst. Andre har hukommelsesområder, som kan læses og skrives flere gange.

I professionelle systemer kan forskellige dele af hukommelsen desuden have forskellige adgangsrettigheder og funktioner.

Derfor er det ikke korrekt at betragte alle RFID-tags som simple “serienumre”, selv om identifikation ofte er deres vigtigste opgave.

Er RFID sikkert?

Sikkerheden afhænger af den konkrete RFID-teknologi.

Et simpelt identifikationsmærke og et moderne kontaktløst sikkerhedskort kan begge bruge radiofrekvensidentifikation, men de kan have meget forskellige mekanismer til autentificering, adgangskontrol og kryptering.

Man kan derfor ikke sige generelt, at RFID enten er sikkert eller usikkert. Det afhænger af protokollen, implementeringen og hvad systemet bruges til.

RFID-læseren er kun begyndelsen

Selve radiokommunikationen mellem tag og læser er kun ét led i et større system.

Når RFID-læseren har identificeret en tag, skal oplysningerne normalt sendes videre til software, der beslutter, hvad informationen betyder.

Det kan eksempelvis være:

• Åbn døren
• Registrér varen på lageret
• Markér produktet som afsendt
• Registrér en bog som afleveret
• Slå et identifikationsnummer op i en database

RFID forbinder på den måde den fysiske verden med digitale informationssystemer.

RFID er radiokommunikation i miniature

Det kan være let at betragte RFID som en ren IT-teknologi, fordi resultatet ofte blot er et nummer, der dukker op på en computerskærm.

Men under overfladen foregår der rigtig radiokommunikation.

Der er frekvenser, antenner, elektromagnetiske felter, modulation, signalstyrke og radiobølger. Og præcis som ved anden radioteknik har antenneplacering, materialer, interferens og afstand stor betydning.

Forskellen er blot, at hele radiosystemet kan være så lille, billigt og automatiseret, at vi næsten ikke opdager, at kommunikationen finder sted.

Det er netop det, der gør RFID så anvendeligt: En fysisk genstand kan få en elektronisk identitet, som kan aflæses automatisk ved hjælp af radio.