Minh họa cách thức truyền tín hiệu giữa các thành phần trong hệ thống RFID

Công nghệ RFID — Đó là viết tắt của cụm từ Radio Frequency Identification (Nhận dạng tần số sóng vô tuyến). Đó là một kỹ thuật nhận dạng sóng vô tuyến từ xa, cho phép dữ liệu trên một con chíp được đọc một cách “không tiếp xúc” qua đường dẫn sóng vô tuyến ở khoảng cách từ 50 cm tới 10 mét, tùy theo kiểu của thẻ nhãn.

Cấu trúc hệ thống RFID

Một hệ thống hay một thiết bị RFID được cấu tạo từ hai thành phần cơ bản không thể thiếu đó chính là thiết bị phát mã RFID: thẻ và phần thiết bị đọc. Thiết bị đọc này sẽ được gắn antenna phát sóng điện từ, thiết bị phát sóng sẽ được gắn với vật cần nhận dạng, mỗi thẻ chứa một mã số nhất định và không trùng nhau.

Đặc điểm

• Hệ thống RFID sử dụng hệ thống không dây thu phát sóng radio, không sử dụng tia sáng như mã vạch.
• Các tần số thường được sử dụng là 125Khz hoặc 900Mhz
• Thông tin có thể được truyền qua những khoảng cách nhỏ mà không cần một tiếp xúc vật lý nào.
• Có thể đọc được thông tin xuyên qua các môi trường, vật liệu như: bê tông, tuyết, sương mù, băng đá, sơn và các điều kiện môi trường thách thức khác mà mã vạch và các công nghệ khác không thể phát huy hiệu quả.

Nguyên lí hoạt động

Thiết bị RFID reader sẽ phát ra sóng điện từ ở một tần số nhất định, khi sản phẩm có gắn thẻ trong vùng hoạt động sẽ cảm nhận được sóng điện từ này và thu năng lượng từ đó phát lại cho thiết bị đầu đọc biết mã số của mình. Từ đó, các đầu đọc có thể nhận dạng được tag nào đang trong vùng hoạt động.

Cả thẻ đọc và thẻ tag sẽ phát tín hiệu radio trên một tần số nhất định nên chúng sẽ điều khiển qua lại lẫn nhau. Một vài tần số RFID phổ biến và hay được sử dụng là:

Phạm vi đọc của các hệ thống RFID biến đổi rất lớn và không chỉ phụ thuộc vào tần số được sử dụng mà còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác, ví dụ như độ nhạy của thẻ tag và kích thước ăng ten.

Thẻ ra vào thụ động mà hoạt động ở tần số LF hay HF, thường có phạm vi đọc giới hạn ở mức vài centimet, trong khi hệ thống mà hoạt động ở tần số UHF hay đôi khi là sóng siêu vi (sóng cực ngắn) thường có tầm đọc hơn mười mét.

Tần số RFID

RFID hoạt động ở bốn dải tần số vô tuyến: tần số thấp (LF), tần số cao (HF), tần số cực cao (UHF) và tần số siêu cao (SHF hay microwave RFID).

• Tần số thấp khoảng từ 30 KHz – 500 KHz, tần số thấp thường ở mức 125 KHz. Phạm vi truyền tín hiệu ngắn, khoảng từ vài cm đến 1 mét.
• Tần số cao khoảng từ 3 MHz – 30 MHz, thường ở mức 13.56 MHz. Phạm vi truyền tín hiệu trong khoảng vài cm cho đến vài mét.
• Tần số cực cao trong khoảng từ 300 MHz – 960 MHz, thường ở mức 433 MHz. Phạm vi truyền tín hiệu trên 8 mét.
• Tần số siêu cao có khoảng từ 2.45 GHz trở lên và có phạm vi truyền tín hiệu hơn 10m.

Ngoài tần số ra thì phạm vi truyền và đọc dữ liệu của RFID còn phụ thuộc vào loại thẻ, loại đầu đọc,  rào cản vật lý và nhiễu môi trường như bê tông, cửa, kính, mưa, tuyết rơi,…giữ thiết bị đọc và chip RFID.

Các loại thẻ RFID

Có hai loại thẻ RFID chính là: RFID hoạt động (active) và RFID thụ động (passive). RFID hoạt động có nguồn năng lượng riêng (thường là pin). RFID thụ động thì ngược lại, không chứa pin mà thay vào đó nhận nguồn điện từ thiết bị đọc thông qua ăng-ten.

Thẻ RFID thường chứa ít hơn 2.000 kb dữ liệu, bao gồm cả số nhận dạng / số sê-ri. Các thẻ RFID có thể ở dạng chỉ đọc hoặc đọc và ghi dữ liệu. Trong đó dữ liệu có thể được thêm bởi người dùng hoặc ghi đè lên dữ liệu đã có.

Nói chung thẻ RFID hoạt động có phạm vi đọc lớn hơn thẻ RFID thụ động do nguồn năng lượng mạnh hơn.

Tính bảo mật

Thẻ chip RFID chứa rất nhiều mã nhận dạng khác nhau, thông thường là 32bit tương ứng với hơn 4 tỷ mã số khác nhau. Ngoài ra khi xuất xưởng mỗi thẻ chip RFID được gán một mã số khác nhau . Do vậy khi một vật được gắn chip RFID thì khả năng nhận dạng nhầm vật đó với 1 thẻ chip RFID khác là rất thấp, xác suất là 1 phần 4 tỷ.

Ứng dụng của RFID

RFID có từ những năm 1940, nó được sử dụng phổ biến vào những năm 1970. Tuy nhiên, trong một khoảng thời gian dài, chi phí phần cứng cao đã làm RFID không thể thương mại hóa. Sau này khi chi phí phần cứng giảm dần, việc áp dụng RFID cũng trở nên phổ biến hơn. Ứng dụng RFID phổ biến nhất là để theo dõi và quản lý. Bao gồm theo dõi vật nuôi, tài sản, xe cộ, quản lý hàng hóa, quản lý sản xuất.

RFID cũng có thể được sử dụng trong bán lẻ để quảng cáo các dịch vụ khách hàng và kiểm soát mất mát; trong chuỗi cung ứng để cải thiện độ phân phối và trong các tình huống bảo mật để kiểm soát truy cập. Nhiều ngành nghề ứng dụng công nghệ RFID như y tế, sản xuất, quản lý hàng tồn kho, vận chuyển, bán lẻ và sử dụng ngay tại nhà.

Lợi ích mang lại

Với ưu điểm chính của việc sử dụng công nghệ RFID là không cần nhìn thấy đối tượng cũng có thể định danh được đối tượng, có độ bền cao, chịu được hoạt động trong các môi trường khắc nghiệt, việc truy cập không cần tiếp xúc (có thể đọc được thẻ từ khoảng cách xa tới vài mét), không bị hỏng do tiếp xúc cơ học, có khả năng phân biệt nhiều thẻ hiện diện cùng một lúc.., thì việc quản lý thông tin bằng cách ứng dụng hệ thống RFID vào các lĩnh vực quản lý đối tượng, quản lý nhân sự, quản lý hàng hóa bán lẻ trong siêu thị, nghiên cứu động thực vật học, quản lý hàng hóa trong xí nghiệp hay nhà kho, quản lý xe cộ qua trạm thu phí, làm thẻ hộ chiếu … đã giúp các doanh nghiệp:

• Giảm chi phí thông tin do các thẻ RFID có thể lưu bằng điện tử một khối lượng lớn thông tin được gắn vào đồ vật. Các thông tin đó có thể được thay đổi và cập nhật tại điểm sử dụng. Trong khi các mã vạch và trao đổi dữ liệu điện tử EDI (Electronic Data Interchange) giữa các máy tính luôn gặp phải một số hạn chế: các mã vạch thông thường được đầu đọc quét qua nó và phải được đọc liên tục; các mã vạch không thể thay đổi một khi đã được in ra và dễ bị dính bụi và dễ bị trầy xước.
• Tăng độ chính xác do hệ thống RFID cho phép thông tin được lưu lại một cách tức thời và bất cứ đâu thuận tiện nhất.
• Cập nhật thông tin trạng thái bởi việc kết hợp các bộ cảm biển trên chíp đã cho phép chúng có khả năng thu thập các dữ liệu về các trạng thái mà chúng đã trải qua.