Nowy wynalazek, czy sposób na śledzenie każdego - czym jest RFID?

Weekend, piękny, słoneczny poranek od samego otwarcia naszych oczu zachęca do spędzenia całego dnia na błogim opalaniu się lub rowerze. Jeszcze tylko zakupy i już można iść na plażę. No właśnie zakupy. Kolejka w pobliskim hipermarkecie skutecznie potrafi zniechęcić do radosnego przeżywania dalszej części dnia. Regularny, piskliwy sygnał podczas skanowania przez kasjerkę kolejnych produktów z koszyka klienta przed nami wywołuje myśli, że ten koszmar nigdy się nie skończy. Tymczasem ludzkość już od dawna posiada rozwiązanie tego problemu. Niestety jest ono kontrowersyjne. Mowa o układach RFID.

Wyobraźmy sobie sytuację, w której nie musimy stać w kolejkach. Wkładamy tylko produkty do sklepowego koszyka, a wychodząc mijamy bramkę, która odczytuje ilość, rodzaj i cenę zakupionych przez nas towarów. Następnie informacja ta jest przekazywana do banku, który obciąża nasze konto odpowiednią kwotą. Takie właśnie możliwości daje technologia RFID. Co więcej, opisane rozwiązanie jest już testowane w wielu hipermarketach największych sieci na całym świecie.

Skrót RFID oznacza Radio Frequency Identification, czyli metodę identyfikacji z wykorzystaniem częstotliwości sygnału radiowego. Znaczniki RFID to w praktyce miniaturowe układy elektroniczne, które są montowane na opakowaniach wszelkich produktów i mają docelowo zastąpić powszechnie znane kody kreskowe. Wielu producentów na całym świecie stosuje układy RFID do śledzenia własnych wyrobów od etapu ich produkcji, przez transport, aż do momentu, kiedy trafiają z półki sklepowej do koszyka klienta.

Od lat technologia RFID jest wykorzystywana do śledzenia bydła, a od jakiegoś czasu pozwala również śledzić pojazdy, bagaże przewożone w samolotach, zwierzęta oraz pacjentów chorujących na Alzheimera.

Większość z nas orientuje się pobieżnie, jaką rolę pełni i czym jest kod kreskowy. To obecne na praktycznie każdym produkcie oznaczenie, przechowuje w postaci binarnej informacje o rodzaju produktu i pozwala dostawcom oraz sprzedawcom śledzić stan towaru w magazynach oraz ustalać cenę dla poszczególnych jego rodzajów. Jednak, technologia kodów kreskowych ma już około 4. lat i przez ten czas ujawniły się jej główne wady. Sprzedawca, aby zinwentaryzować produkt musi zeskanować kod kreskowy z każdej jego sztuki. Ponadto podczas kasowania zakupów, kasjer zmuszony jest ponownie odczytać kod każdego kupowanego przez klienta produktu z osobna. Poza tym kody kreskowe stanowią technologię, którą można określić jako „tylko do odczytu”. Oznacza to, że informacje raz zapisane w postaci równoległych kresek o różnej grubości nie mogą być później zmienione.

Technologia RFID pozbawiona jest powyższych wad. Przede wszystkim układy radiowe posiadają możliwość zarówno odczytu, jak i zapisu danych. Dzięki temu można zmienić, uaktualnić lub zablokować informacje zapisane w układzie RFID. Praktyka pokazała, że technologia ta pozwala bardzo skutecznie śledzić produkt, na bieżąco monitorować stany magazynowe, a nawet określić kto, co i ile zakupił.

Technologia radiowej identyfikacji powstała już na początku lat siedemdziesiątych, ale aż do dzisiaj była zbyt droga, aby wejść do powszechnego użytku. Właśnie cena powodowała, że początkowo układy RFID były stosowane do identyfikowania dużych i drogich elementów, które transportowano na duże odległości, takich jak bydło, wagony kolejowe lub bagaż lotniczy. Pierwsze urządzenia RFID były zasilane dzięki wykorzystaniu zasady indukcji. Zbliżenie układu do odbiornika generującego pole elektromagnetyczne powodowało przepływ prądu i zasilanie układu, dzięki czemu możliwe stawało się wysłanie do odbiornika zapisanych informacji.

Indukcyjne układy RFID były stosunkowo drogim rozwiązaniem, w związku z czym wynaleziono ich pojemnościowe odpowiedniki. Nowa technologia miała spowodować, że znaczniki będą dużo tańsze. Rozwiązanie pojemnościowe opierało się na nadrukowaniu za pomocą specjalnego atramentu przewodzących ścieżek, które przenosiły informację. Taki nadruk można było następnie odczytać za pomocą dedykowanych czytników. Technologia pozwalała na zapisanie do 9. bitów danych, ale nie przyjęła się na rynku i w 2001 roku firma Motorola definitywnie zamknęła projekt BiStatix promujący to rozwiązanie.

Zarówno układy pojemnościowe jak i indukcyjne są drogie i dość duże w porównaniu ze stosowanymi dzisiaj rozwiązaniami. Obecnie spotykane układy RFID można podzielić na trzy rodzaje: pasywne, pół-pasywne i aktywne. Wszystkie te rodzaje składają się z mikrokontrolera i anteny nadajnika, a układy pół-pasywne i aktywne wyposażone są we własne źródło zasilania w postaci baterii. Nowoczesne rozwiązania pozwalają na zapisanie około 2 kb danych.

Ogólna zasada działania jest zawsze taka sama. Dane zapisywane są w pamięci układu i w momencie zbliżenia do anteny odbiornika zasilona zostaje antena samego układu RFID. Wykorzystując moc wbudowanej baterii, albo moc uzyskaną dzięki zbliżeniu do odbiornika wysłane zostają dane zapisane w układzie. Odbiornik zamienia otrzymane sygnały na użyteczne dla użytkownika informacje.

Układy aktywne i pół-pasywne posiadają własne baterie, przy czym pierwsze z nich są w całości autonomiczne i mają wystarczająco duże zasilanie, aby samodzielnie transmitować zapisane dane. Natomiast pół-pasywne znaczniki RFID wymagają dodatkowego zasilania od zbliżanego czytnika, aby wysłać informacje. Pasywne układy w całości opierają się na zasilaniu dostarczanym przez czytnik. Jak można się domyślić układy aktywne i pół-pasywne są droższe od całkowicie pasywnych i jednocześnie bardziej skomplikowane. Z tych powodów stosuje się je głównie w drogich produktach. Te układy mogą nadawać sygnał na odległość kilkudziesięciu metrów, a po wyposażeniu w dodatkowe baterie, nawet do ok. 10. metrów. Natomiast rozwiązania pasywne przeznaczone są do powszechnego stosowania w tanich produktach. Koszt takiego układu wynosi od ok. 20 do 70 groszy, a docelowo producenci dążą do zmniejszenia tej kwoty do ok. 15 groszy.

Obecnie technologia RFID stosowana jest w kilku dziedzinach naszego życia, ale docelowa wizja świata wypełnionego tymi znacznikami przedstawia się jak scenariusz klasycznego filmu science-fiction. Planowane jest stworzenie wielkiej sieci śledzącej cały cykl życia produktu, od zejścia z taśmy produkcyjnej aż po jego utylizację w zakładach recyklingu odpadów lub na wysypisku śmieci. Przyszłościowy system RFID składa się z trzech głównych elementów: układów RFID, czytników oraz sieci Internet.

Najłatwiej powyższą wizję prześledzić na konkretnym przykładzie. Wyobraźmy sobie, że zdejmując z półki sklepowej karton soku, do naszego telefonu zostaje automatycznie wysłana informacja o dacie jego produkcji i terminie przydatności do spożycia. Ta sama informacja zostaje jednocześnie wyświetlona na półce. Wychodząc ze sklepu mijamy wbudowane w drzwiach czytniki RFID, które skanują zawartość naszego koszyka. Informacja o kupionych produktach wysyłana jest automatycznie do naszego banku, który obciąża nasze konto odpowiednią sumą pieniędzy. Jednocześnie magazyn sklepu otrzymuje dane o rodzaju i ilości kupionych przez nas produktów, dzięki czemu sklep może na bieżąco kontrolować stan swoich zasobów. Po powrocie do domu wkładamy sok do lodówki, która również wyposażona jest w czytnik RFID i poinformuje nas automatycznie, gdy zbliżał się będzie koniec terminu ważności soku lub innego produktu. Możemy sobie wyobrazić, że taka automatyczna lodówka mogłaby być zaprogramowania do automatycznego tworzenia listy
zakupów na podstawie nabywanych przez nas codziennie produktów lub sugerować brakujące składniki niezbędne do ugotowania jakiejś potrawy. Wykorzystanie Internetu do połączenia wszystkich czytników RFID w sieć ma również pozwolić na tak trywialne rzeczy jak dostarczanie nam gazetki promocyjnej lokalnego sklepu przygotowanej specjalnie dla nas, dzięki uwzględnieniu informacji przesłanych do sklepu przez naszą lodówkę.

Znakowanie zwierząt za pomocą układów RFID nie jest żadną nowością. Jest stosowane również w Polsce od wielu lat. W układzie zapisywane są informacje o właścicielu, adresie, a czasami również o historii chorób zwierzaka. Wciąż jednak pojawiają się głosy, które przypominają, że przeprowadzone w 199. roku badania wykazały, że elektroniczne implanty mogą powodować raka - tak było w przypadku myszy laboratoryjnych.

W przypadku znakowania ludzi, sprawa jest jeszcze bardziej kontrowersyjna. Najsłynniejszą usługą tego typu jest oferowane przez amerykańską firmę VeriChip Corporation znakowanie ludzi za pomocą układów elektronicznych. W oferowanych przez firmę znacznikach zapisywany jest numer identyfikacyjny, który powiązany jest z bazą danych VeriChip, zawierającą informacje o pacjencie oraz historię jego chorób. Cena usługi zależna jest od ilości informacji, które chcemy zapisać w bazie danych. Układ wszczepiany pacjentom może być w prosty sposób odczytany np.: w szpitalu, gdy klient ulegnie wypadkowi. W praktyce jednak nie wszystkie szpitale wyposażone są w czytniki RFID, a niektórzy lekarze po prostu nie sprawdzają nawet czy pacjent posiada wszczepiony układ RFID. Może się więc okazać, że na darmo daliśmy się „oznakować”.

Wszczepianie ludziom elektronicznych układów identyfikacyjnych musi budzić kontrowersje. Gdy tylko pojawia się dyskusja na temat technologii RFID podnoszą się liczne głosy krytyki, w dodatku nie można odmówić im racji. Tworzenie sieci układów elektronicznych, które są połączone między sobą od razu nasuwa na myśl orwellowskie skojarzenia. Przeciwnicy podnoszą przede wszystkim kwestię braku kontroli nad przekazywanymi informacjami. Łatwo można wyobrazić sobie sytuację, w której ktoś nieupoważniony uzyskuje dostęp do informacji o naszych chorobach, dokonanych zakupach lub innych informacji, których nie chcielibyśmy zdradzać obcym ludziom.

Dodatkowego smaku całej sprawie nadaje fakt, że hakerzy kilkukrotnie udowodnili już, że możliwe jest przechwycenie informacji wysyłanych przez układ RFID lub podmiana danych w takim układzie. W ten sposób można np.: zawyżać ceny produktów, a w efekcie nawet szantażować klientów. Spory zasięg niektórych rodzajów układów RFID powoduje również powstanie obaw o śledzenie nas np.: w drodze ze sklepu do domu. W dodatku śledząca osoba może posiadać dokładne informacje o produktach, które zakupiliśmy.

Źródło: HowStuffWorks.com