RFID

התקן RFID המיועד לחיוב אוטומטי על נסיעה בכביש אגרה

שלושה רכיבי RFID מבפנים, ניתן לראות את הסליל המשמש כאנטנה

RFID (ראשי תיבות באנגלית של Radio Frequency Identification; בעברית: זיהוי בתדר רדיו, ובראשי תיבות: זָתָ"ר) היא טכנולוגיה של תיוג אלקטרוני באמצעות גלי רדיו. הטכנולוגיה מבוססת על התקנים קטנים (תגיות) המוצמדים לעצם אותו מעוניינים לזהות, ומאחסנים מידע הניתן לקריאה על ידי מכשיר מתאים באופן אלחוטי תוך שימוש בגלי רדיו. קיימות תגיות פסיביות – ללא מקור כוח, ואקטיביות – הכוללות סוללה.

היסטוריה

במאה ה-20, ובהמשכה במאה ה-21 התפתחו טכנולוגיות רבות לשם זיהוי אוטומטי מהיר ובהן: זיהוי בתדר רדיו RFID, קוד קווי (ברקוד), זיהוי ביומטרי, פס מגנטי, זיהוי תווים אופטי, כרטיס חכם, זיהוי קולי ועוד.

טכנולוגית זיהוי בתדר רדיו הפכה לפופולרית בתחילת המאה ה-21, אף על פי שגרסאות שלה התפתחו עוד בשנות ה-20 של המאה ה-20 והטכנולוגיה בצורתה הנוכחית התפתחה כבר בסוף שנות ה-60. הסיבה בעטייה לא החל שימוש נרחב בטכנולוגיה זו (אף על פי שטכנולוגיות מקבילות שגשגו) היא העלויות הגבוהות.

החל מ-2004 הפכו שבבי RFID לזולים וממוזערים ומחירם ליחידה אחת הוא סביב כמה עשרות סנטים, מה שמאפשר לשלבם במגוון תחומים. בתחילת 2007 הכריזה חברת היטאצ'י היפנית כי הצליחה לייצר שבב RFID בגודל של גרגיר חול, עם זאת גודל האנטנה מגביל עדיין את גודל השבב ל-0.4 מילימטר.

בתחילת שנת 2007 אישר משרד התקשורת הישראלי שימוש אזרחי בתדרים 915–917 מגה־הרץ, שמשמעותו אישור שימוש בטכנולוגיית ה-RFID. בשנת 2012 חודש צו אי התחולה וכעת ניתן לשדר עד להספק של שני ואט בתדרים המאושרים.

סוגי תגי RFID

ישנם שלושה סוגים של תגים אשר משדרים לקורא: אקטיבי, פסיבי ופסיבי למחצה:

1. תג פסיבי – לתג זה אין כל מקור מתח משל עצמו. כלומר, במצב רגיל הוא לא משדר דבר, והוא כמו כל מעגל אלקטרוני אחר. כאשר תג זה נכנס אל תוך השדה האלקטרו-מגנטי של הקורא, הוא "מופעל" על ידי השראה אלקטרומגנטית מהקורא והופך להיות "אקטיבי" ומתקשר עם הקורא.
2. תג אקטיבי – תג בעל מקור מתח פנימי (סוללה), הכולל יחידת משדר המחולל תדר ומסוגל לשדר תדר לקורא ללא השראה אלקטרומגנטית מהקורא. תגים אקטיביים הם לרוב בעלי טווח גדול יותר וזיכרון גדול יותר מאשר תגים פאסיביים, כמו גם היכולת לשמור מידע המגיע מהקורא. כיום קיימים תגים אקטיביים שגודלם כגודל מטבע.
3. תג פסיבי למחצה – תג הדומה מאוד לתג הפסיבי אך הוא משתמש בסוללה קטנה אשר מאפשרת לתג להיות טעון תמידית ולהניע את השבב, אלא שתג פסיבי למחצה מתקשר כתוצאה מהאנרגיה המתקבלת מהשראת השדה האלקטרומגנטי של הקורא עליו.

תדרים בשימוש טכנולוגיית RFID

ישנם ארבעה תדרים מרכזיים הנמצאים בשימוש RFID:

1. תגי תדר נמוך – 125KHz או 134.2KHz.
2. תגי תדר גבוה – 13.56MHz.
3. תגי תדר אולטרה גבוה (UHF) – 868MHz או 959MHz
4. תגי גלי מיקרו – 2.45GHz ואפילו יותר.

כל התגים מושפעים מהתדר אך היכולות שלהם משתנות על פי מקור הכוח הפנימי שלהם. תדרים אלו שונים בין מדינות שונות כאשר כל אזור משתמש בתדרים הפנויים הנמצאים באזורו. למשל בתדר ה-UHF בארצות הברית משתמשים בתדר 915MHz ובאיחוד הארופאי בתדרים 865-868MHz.

טווח קריאה

טווח הקריאה של תג פסיבי תלוי בתדר, בכוח הסורק ובהפרעות של חפצים מתכתיים:

• תדר נמוך – טווח קריאה של 3 עד 30 סנטימטרים.
• תדר גבוה – טווח קריאה של מטר.
• תדר אולטרה גבוה – טווח קריאה של 3 עד 12 מטרים.

טווח הקריאה האפקטיבי של תג אקטיבי הוא לרוב 100 מטרים.

סוגי שבבים המותקנים בתוך התג

1. שבבי קריאה בלבד – המידע המזהה משובץ בתהליך יצור התג ולא יכול להשתנות, בדרך כלל מכילים כ-2KB זיכרון.
2. שבבי קריאה וכתיבה – בדרך כלל בעלי זיכרון גדול מ-2KB, ניתן להוסיף מידע או לכתוב על מידע ישן. הקריאה/כתיבה מתרחשת כאשר התג נמצא בתחום של הקורא. בדרך כלל לא ניתן לכתוב על הקוד האלקטרוני הייחודי.

שימושים

שימוש בכרטיסים אלו קיים לצורך בקרת כניסה ופתיחת דלתות, מבלי שהעובד יצטרך להעביר, למשל, כרטיס מגנטי פיזית בקורא. שימוש נוסף יכול להיות על ידי שתל שבבי אנושי ככלי לבקרת כניסה או לבדיקת נוכחות של אנשים, כמו תלמידים או חיילים, כדי לייתר ספירה ידנית מסורבלת כאשר עולים לאוטובוס, או יוצאים לפעולה. בכביש חוצה ישראל נעשה שימוש בתיוג RFID לזיהוי מנויים, כמו גם בתחנות דלק, ובצבא ארצות הברית נעשה שימוש בתיוג אלחוטי על גבי מכולות.

קמעונאות

התגים שנבחרו לשימוש על ידי ענקית הסופרמרקטים וולמארט, צבא ארצות הברית, טסקו באנגליה ומטרו בגרמניה הם מסוג EPC – התגים הזולים ביותר כיום שמחירם (בכמויות גדולות) מתחת ל-10 סנט אמריקאי. הפרויקטים המתבצעים היום בעולם מתוכננים על מנת שבקניה בסופרמרקט לא יהיה צריך להעביר את המוצרים אחד אחד לפני הסורק, אלא יהיה אפשר להעביר את כל הסל כהרף עין מבלי להוציא את המוצרים מהסל. יהיה אפשר לנהל מחסן גדול, מבלי לערוך בדיקת מלאי, ולהיות מעודכן בזמן אמת כאשר אחד מהפריטים מוצא החוצה. דבר הנותן יכולת בניהול מלאי טובה יותר.

זיהוי בעלי חיים

1. בקרת כניסה הביתה: דלתית אלקטרונית לחיות מחמד אשר נעולה בפני בעלי חיים זרים ונפתחת בזיהוי השבב התת-עורי של חיית המחמד, או תג מתאים, השמור בזיכרון.
2. בקרת תזונה: מתקן האכלה אלקטרוני לחיות מחמד אשר נועל את המזון בפני בעלי חיים זרים ונפתח בזיהוי השבב התת-עורי של חיית המחמד, או תג מתאים, השמור בזיכרון.

תגים לבני אדם

התקן מתחת לעור שמאושר לפי תקינת בריאות, שמאפשר זיהוי אדם למספר רב של צרכים. תג מושתל יכול לשמש לשמירת סיסמאות, פתיחת דלתות ואף תשלום ללא כרטיס אשראי.

דרכונים

קיימת תקינה בינלאומית לשבבי RFID בדרכונים. החל משנת 2017 עם אישור חוק הכללת אמצעי זיהוי ביומטריים ונתוני זיהוי ביומטריים במסמכי זיהוי ובמאגר מידע גם הדרכונים הישראליים מצוידים בשבב RFID, המאחסן את המידע הביומטרי.

תנועה ולוגיסטיקה

כבישי אגרה (כמו כביש 6) משתמשים בתגי RFID אקטיביים לזיהוי מנויים. כמו כן, משתמשים ב-RFID לצורך מעקב אחר משלוחים ולניהול וניטור מלאי במחסנים ובחנויות, לדוגמה לספירות מלאי אוטומטית.

ספורט

ניתן להלביש תג של RFID על ספורטאי ולמדוד הישגים בעזרת התג. כמו ברצים לריצות רחוקות.

שימוש נוסף הוא לשים תג בתוך כדורגל ובכך לזהות האם הכדור עבר את הקו השער או לא.

שימושים נפוצים נוספים בטכנולוגיית RFID

לוחית רישוי לרכב באזרבייג'ן כוללת תג RFID

1. מעקב אחר עצמים ובני אדם, לדוגמה: מעקב אחר עדרים, סחורות במחסן, השאלת ספרים.
2. ניהול כוח אדם בחברות גדולות, לדוגמה: שימוש ככרטיס עובד, תג המשמש כניסה למחשבים ולאזורים שונים בחברה ואמצעי למידור ואבטחת מידע בחברות גדולות.
3. אחסון כל התעודות והמידע בנוגע לאזרח המדינה, לדוגמה: איחוד תעודת זהות, דרכון, רישיון נהיגה בתוספת נתונים אישיים על בעל הכרטיס, כגון – נתונים ביומטריים וסוג דם.
4. אספקת מידע מהיר ואמין על עצמים, כדוגמת מוצרים בסופרמרקט ("עגלה חכמה" אשר קוראת את המוצרים בעודם בעגלה ומחשבת את סך עלותם).
5. שימוש בבקרת איכות כיוון שהוא יכול לאסוף מידע רב ואמין בתהליך, לדוגמה: רפת אשר זקוקה לזיהוי אוטומטי של הפרה וקבלת מידע על הפרה (מצב בריאותה, חיסונים, היסטוריה רפואית וכו').
6. יישום טכנולוגית RFID בתחום טכנולוגיה מסייעת הביא למספר פיתוחים שמטרתם העיקרית היא הגברת הנגישות למשתמשים בעלי נכויות או מוגבלויות שונות.
7. שתל תת-עורי לחיות מחמד מאפשר זיהוי חיות אובדות והשבתם לבעליהם.
8. שתל תת-עורי מאפשר מעקב אחרי חיות בטבע, ולימוד התנהגות החי בטבע.
9. הטמעת רכיבי RFID בצמידים. אשר לרוב משמשים במסיבות ובמשרדים.

יתרונות וחסרונות

יתרונות

1. הטכנולוגיה מאפשרת מעקב אחר תהליך העבודה ואחרי מוצרים בזמן אמת (מעקב אחרי סחורה בשרשרת האספקה).
2. הגברת קצב מהירות העברת המידע (חיסכון בזמן).
3. הורדת טעויות מנהליות עקב הפחתת הצורך בהתערבות כוח אדם אנושי.
4. הורדת כמות הגנבות הפנימיות.
5. הורדת כמות טעויות (למשל במשלוח סחורה ובניהול מלאי).
6. הורדת מחירים בעקבות הגדלת היעילות.
7. פעולות הפצה מהירות יותר – תגי RFID לא מצריכים קו ראייה בין הקורא והתג, כמו בקוד קווי. בנוסף, מספר מוצרים יכולים להיקרא בו זמנית.
8. תגי RFID קטנים ועמידים, שלא כמו קוד קווי (ברקוד) שנפגע בקלות ורגיש ללכלוך. תגי RFID יכולים להיות מוחבאים בתוך המוצר ולדבר יתרון אסתטי.

חסרונות

1. מחיר – בעבר היה המחיר המינימלי כ-20 סנט לתג, אולם מחירים אלו, בעיקר לתגים פסיביים, נמצאים בירידה. ניתן לקבל בהזמנות בהיקפים של מיליוני פריטים מחירים של כ-4 סנט לתג.
2. קריאה בו זמנית של מספר תגים גדול מצריכה מספר קוראים.
3. התנגשות קוראים – אות מקורא אחד יכול להתנגש עם אות מקורא אחר, כאשר קיימת חפיפה בין שטח הכיסוי של שני הקוראים. ניתן לפתור את הבעיה באמצעות טכנולוגיה של סנכרון מערכות – גישה מרובה בחלוקת זמן (TDMA – Time Division Multiple Access) – אשר בה הקוראים מונחים לסרוק בזמנים שונים. הדבר גורם לכך שכל תג הנמצא בשטח החפיפה של שני הקוראים יקרא פעמיים ולכן יש לכוון את המערכת כך שתג שנקרא על ידי קורא אחד לא יקרא על ידי האחר.
4. אי הסכמה עולמית בנושא הקצאת התדרים הגבוהים – קיימת מחלוקת בין אירופה וארצות הברית – בארצות הברית תחום התדרים סביב 900MHz מיועד לשימוש חופשי בעוד שתדרים אלו תפוסים באירופה וכן בישראל. בתחום התדרים הנמוכים ישנה הסכמה בין ארצות הברית לאירופה.
5. רוב התקנים אינם מוסדרים – חוסר תקינה מביא לכך שלפעמים אין אפשרות למעבר תגים בין חברות ומדינות. לדוגמה: תג העובר מחברה לחברה אשר משתמשות בטכנולוגיות RFID, מצריך התקנה של אותה המערכת מאותו היצרן. ארגוני תקינה בינלאומיים כדוגמת ISO פועלים להגדלת התאימות בנושא, למשל באמצעות ISO/IEC 18000 המדבר על כל תחום ה-RFID.
6. פגיעה בפרטיות – בשילוב עם מאגרי מידע גדולים ניתן להשתמש בשבבי התיוג על מוצרים שונים לחשיפת מידע אישי על אנשים. כמענה חלקי לבעיה זו מיוצרים שבבים שהתקשורת בינם לבין הקורא מוצפנת כך שגורם חיצוני לא יוכל לקרוא אותה.

קישורים חיצוניים

• PC Magazine, טכנולוגיות: תגי זיהוי אלחוטיים - RFID, באתר ynet, 25 באוגוסט 2003
• RFID Journal, אתר הרשות העולמית ל־RFID