RFID Sistemler; etiket taşıyan bir nesnenin ve taşıdığı verilerin izlenebildiği, mikroişlemciler ile donatılmış otomatik tanıma sistemleridir. Radyo frekansları ile çalışmaktadırlar bundan dolayı okuyucu ile mikroçip arasında bir temas bulunması gerekmez. Okuyucudan yayılan radyo dalgaları antene ulaşır ve mikroçipi bu şekilde harekete geçirir. Mikroçip ise dalgaları kontrol eder ve okuyucuya geri gönderir. Okuyucu da yeni dalgayı dijital bir veri haline getirir.
RFİD Sistemlerinin Çalışma Şeması
RFID’nin ilk kullanımının 1926 yılında ve askeri amaçlı olduğu bilinmektedir. İngiltere 2.Dünya Savaşı sırasında uçakların müttefik mi yoksa düşman uçağı mı olduğunu belirlemek için kullanmıştır. İlk ticari kullanımı ise General Motors tarafından gerçekleştirilmiştir. Araba gövdelerine yerleştirilen RFID’ler ile otomobillerde kullanılan ekipmanların doğru olup olmadığını kontrol etmekteydiler.
RFID Sistemler
RFID sistemleri iki türlüdür; mobil sistemler ve sabit sistemler. Sabit sistemler genelde RFID okuyucular, RFID antenler, ana bilgisayar, yazılım, ışık ve sensör gibi yan birimlerden oluşur. Bu sistemler nesnenin kimlik bilgilerini alır ve bilgisayar sistemine aktarırlar. Mobil sistemler RFID sistem yapısı ve çalışma prensibi olarak sabit sistemlerle benzerlik göstermesine rağmen okuma/yazma mesafesi ve güç olarak sabit sistemlere oranla daha sınırlıdır. Avantajı ise farklı noktalarda veri toplama/işleme özelliğine sahip olmaları ve bu sayede uygulama ve maliyet avantajı sağlamalarıdır.
RFID Bileşenleri
Etiket (Tag)
Anten
Okuyucu
Sorgulayıcı
Denetleyici
Yazılım
Çalışma Prensibi
Etiket, anten ve okuyucunun oluşturduğu manyetik alan içerisinden geçtiğinde sistem aktif hale gelir.
Etiket aldığı enerji ile bir sinyal üretir ve cevap olarak okuyucuya gönderir.
Anten etiketin gönderdiği cevabı algılar.
Okuyucu aldığı sinyali denetleyiciye aktarır.
Denetleyici bu sinyali ara katman yazılımı olan Middleware ‘a gönderir.
Ara katman yazılımı da aldığı bilgiyi ihtiyaç duyulan sisteme a
Etiket
Bilginin depolanmış olduğu bir mikroçip ve antene sahip aygıttır. RFID etiketler elektronik veri taşıyıcıları olarak kullanılır. RFID etiketindeki mikroçip 64 bitten 8 MB’a kadar veri depolama özelliğine sahiptirler. Enerji kaynağına göre pasif, aktif veya yarı aktif şeklinde olabilirler. Aktif Etiketler haberleşmek için bir enerji kaynağına ihtiyaç duyarlarken pasif etiketler bu enerjiyi manyetik alanına girdikleri okuyucudan sağlarlar.
RFID Etiket Çeşitleri
Anten
RFID Antenler bir sistemden aldıkları enerjiyi elektromanyetik dalgaya çevirir ve çevresine yayar ve çevresinden gelen dalgaları toplayarak işarete dönüştürür ve sistemi besler. Kablosuz haberleşme sistemlerinin performasını artırırlar. Okuyucu-okuyucu veya okuyucu-etiket arasında haberleşmeyi sağlayabilirler. Düşük güçlerde en iyi sinyali almak için kullanılması gereken donanımlardır.
Okuyucu
RFID Etiket üzerindeki antenden sinyali alır ve etiket bilgisini okuyabilir. Gerektiğinde yaydığı elektromanyetik dalgalar sayeside etikete yeni bilgilerin yazılmasını sağlayabilir. RFID okuyucusu bir ya da daha fazla anten aracılığı ile çevreye RF enerjisi gönderir. Yakın mesafe etiketteki anten bu enerjiyi toplar ve sonra etiket bunu indiksüyon yoluyla elektrik enerjisine çevirir. Mors koduna benzer bir teknik kullanarak anten direncini yükseltir ve alçaltır. Bu şekilde kimliği okuyucuya geri gönderir.
Sorgulayıcı
Sorgulayıcı bir küçük bilgisayar gibidir. Anten, RFID modülü ve kontrol modülü olmak üzere 3 parçadan oluşur. Bazen programlayıcı ve yazıcı olarak da adlandırılır. Sorgulayıcı işlevleri şunlardır: etiketteki veriyi okumak, etikete veri yazmak, denetleyici ile veri iletişimi yapabilmek, etikete güç sağlamak, radyo dalgalarını yönetmek, etiket kimlik denetimi yapmak, veri güvenliğini sağlamak için şifrelemek.
Denetleyici
Denetleyici sorgulayıcılardan gelen bilgiler alır ve işler. Üzerinde veritabanı yazılımı ya da uygulama yazılımı çalışan bir bilgisayar / sunucu / workstation ya da bu tür makinelerin bağlı olduğu bir ağdır.
RFID Yazılım
Denetleyiciyi kontrol eden en üst katman olarak tanımlanabilir. Yazılım istenen servislerle yerel veya global veri alışverişi yapabilir. Bu katman farklı yazılım sistemlerine (ERP, MRP, vs.) entegre olarak da çalışabilir.
RFID Standartları
EPC Class 0 Gen 1: UHF sadece
okunabilen pasif etiketlerdir. Önceden programlanırlar.
EPC Class 1 Gen 1: UHF veya HF
olarak çalışabilen, bir kere yazılıp çok kez okunabilen (WORM) etiketlerdir.
EPC Class 1 Gen 2 (ID Etiketler):
EPC global, ürün tanımlanması için kullanılan
RFID Teknolojisinin kullanımını küresel boyuta çıkartmak için, RFID
etiketlerinde ve okuyucularında kullanılmak üzere Class 1 Gen 2 standardını
geliştirmiştir ve etiketlerin dünya genelinde kullanılması için belirli frekans
aralıkları belirlemiştir. Bu standarttaki etiketler pasif geri saçılım
etiketleridir. Bir EPC ID, bir etiket ID’ye sahiptirler.
EPC Class 2 Gen 2 (Daha Yüksek
İşlevsellikte Etiketler): Tedarik zincirinin herhangi bir noktasında
yazılabilen okunur-yazılır pasif etiketlerdir.
EPC Class 3 Gen 2 (Batarya
Destekli Pasif Etiketler-Yarı Pasif): Bir güç kaynağı ile etiketler veya
sensorlar için güç desteği ve sıcaklık, hareket, basınç gibi değerleri kayıt
eden sensorlar barındırabilir. Yarı-Pasif veya aktif olarak çalışabilirler.
EPC Class 4 Gen 2 (Aktif
Etiketler): Üzerinde verici bulunduran aktif etiketler diğer etiketler ve
okuyucularla iletişime geçebilirler.
EPC Class 5 Gen 2: Class 4 etiketlere benzerdiler. Ekstra olarak, başka etiketlere enerji sağlar ve okuyuculardan başka aygıtlarla da iletişime geçebilirler.
RFID Frekans Aralıkları
RFID etiketleri elektromanyetik dalgalar sayesinde haberleşirler ve 125 kHz
ile 960 MHz frekansları arasında çalışırlar. RFID etiketlerinin okunma mesafesi
okuyucunun gücüne göre değişebilmektedir. Etiketlerin okunabilmesi için toplam
5 frekans aralığı vardır;
Düşük frekans (Low Frequency)
Yüksek frekans (High Frequency)
UHF (Ultra-High Frequency)
Mikrodalga (Microwave)
UWB (Ultra-Wideband)
Frekans aralığı 2.45 ile 5.8 GHz olan mikrodalga ve 3,1 ila 10,6 GHz olan UWB, uygulama alanı olarak pek yaygın değildir. Aşağıda yaygın olan bazı frekans aralıklarından bahsettik.
RFID Frekans Aralıkları
Düşük Frekans (LF)
Düşük frekans ile çalışan (LF) RFID etiketleri genelde 120-140 kHz arasında çalışmaktadır. Pasif indüksiyon yoluyla güçlendirilirler. 10-20 cm kısa bir okuma menziline sahiptirler. Engebeli ve kirli ortamlarda kullanılmaya uygundurlar. Metal ve sıvı ile temas halinde çalışabilirler. Kısa menzilli olduklarından dolayı güvenliği sağlamak konusunda avantajlıdırlar. Dezavantajları belirlenmiş tek bir frekansta çalışıyor olmalarıdır.
Yüksek Frekans (HF)
Yüksek frekanslı RFID etiketleri 13.56 MHz frekansında çalışırlar. Binaların erişim kontrollerinde, temassız kredi kartlarında ve kimlik kartlarında oldukça kullanışlıdır. Bir çok nesne izleme uygulamasında da kullanılmaktadır. Kütüphanelerde, kitapçılarda ve hava limanlarında bagaj etiketlerinde kullanılan bir etiket türüdür. Yüksek frekanslı etiketler daha hızlı veri okuma yetisine sahiptirler ancak metal ve suya temas etmeleri durumunda dayanıklı değildirler. Yüksek frekans etiketlerinin dezavantajı, RFID okuyucusuyla düzenlenmiş bir frekans aralığında çalışma zorunluluklarıdır ve hassas elektronik cihazlarla bir arada kullanıldığında sorun yaşanabilmektedir. Bu yüzden hastane gibi ortamlarda kullanılamazlar.
UHF:
UHF etiketlerin çalışma frekansları 868-928 MHz aralığındadır. Avrupa’da etiketler 868-870 MHz aralığında kullanılırken, ABD ve Kanada’da 902-928 MHz frekans aralığında kullanılır. Ürün takibi ve tedarik konusunda en sık kullanılan etiket türüdür. Yüksek bir izleme mesafesi sunar ve maliyeti de oldukça ucuzdur. En büyük dezavantajı, sıvı ve metallerden dolayı frekansta yaşanan parazit durumudur. Parazitleri engellemeye çalıştığınızda ise kaplamalı UHF kullanmanız gerekir. Bu ise maliyeti artırmaktadır.
RFID
Sistemler birbirinden farklıdırlar. SIEMENS SIMATIC RF Sistemleri, ürün gamını
sürekli yenileyerek temassız veri iletimi uygulamalarında güvenilir ve ekonomik
çözümler sağlar. Sistem entegrasyonu kolayca yapılabilmektedir.
Uygulamalar;
Üretim Kontrol
Varlık Yönetimi
İzleme & Takip
Tedarik zinciri Yönetimi
SIEMENS RFID1000 Serisi: Basit ve Çok Yönlü Uygulama
13,56 MHz frekansında çalışmaktadır. ISO 15693 ve ISO 14443 Standardına uygun geliştirilmişlerdir.
SIEMENS RFID1000 Serisi
SIEMENS RF200 Serisi: Esnek ve Hızlı
13,56 MHz frekans aralığında çalışmaktadır. ISO 15693 Standardına uygun geliştirilmiştir.
SIEMENS RF200 Serisi
SIEMENS RF300 Serisi: Güçlü HF RFID Sistemi
13,56 MHz frekansında çalışmaktadır. ISO 15693, MIFARE classic standardına uygun geliştirilmiştir.
SIEMENS RF300 Serisi
SIEMENS RF600 Serisi: Yüksek Performanslı UHF RFID Sistemi
SIEMENS RF600 Serisi
Omron RFID Sistemleri:
Omron HF RFID Sistemleri
V680S / V680 serileri 13,56 MHz frekansında çalışmaktadırlar. Kompakt ısıya dayanıklı, çeşitli etiket türlerine sahip, orta menzilli RFID sistemleridir. ISO / IEC 18000-3 (ISO / IEC 15693) ile uyumludur.
Omron HF RFID Sistemleri
Omron UHF RFID Sistemleri
V780 serisi 920 MHz frekansında çalışmaktadır. UHF-bant, endüstriyel ve ticari uygulamalar gibi uzak mesafede çalışmaya uygundur. ISO / IEC 18000-6 Tip C’ye standardına göre geliştirilmiştir.
Omron UHF RFID Sistemleri
Omron LF RFID Sistemleri
V640 serisi SEMI yarı iletken endüstri standartlarına uyan 134.2 kHz aralığında çalışan RFID sistemleridir..
