” ระบบ RFID คืออะไร และ ใช้งานอย่างไร “
ระบบ RFID คือ อะไร? หลาย ๆ คนอาจจะยังไม่รู้จักเทคโนโลยี RFID (อาร์เอฟไอดี) วันนี้ Easetrack จะมาสรุปไว้ให้ครบจบในบทความเดียว ที่จะช่วยไขคำตอบว่า สิ่งนี้คืออะไร? และ ใช้งานอย่างไร? และ RFID นี้ ได้เข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันของเราอย่างไรบ้าง โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมธุรกิจ ถ้าพร้อมแล้วมาทำความรู้จักสุดยอดเทคโนโลยีคลื่นวิทยุนี้กันเลย
RFID คืออะไร?
หากสรุปให้เข้าใจแบบง่ายๆ ระบบ RFID คือ การระบุเอกลักษณ์ด้วยคลื่นวิทยุ โดยย่อมาจาก Radio Frequency Identification หรือเรียกได้ว่าเป็นระบบเก็บข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่มความสามารถในการคำนวณและการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล และส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแทนการสัมผัส เป็นการนำคลื่นวิทยุมาเป็นพาหะเพื่อใช้ในการสื่อสารข้อมูล เป็นรูปแบบหนึ่งของการสื่อสารแบบไร้สายที่ใช้หลักการของการเชื่อมต่อด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถติดตามข้อมูลของวัตถุว่า คืออะไร ผลิตที่ไหน ใครเป็นผู้ผลิต ผลิตอย่างไร ผลิตวันไหน และเมื่อไร ประกอบไปด้วยชิ้นส่วนกี่ชิ้น และแต่ละชิ้นมาจากที่ไหน รวมทั้งตำแหน่งที่ตั้งของวัตถุนั้น ๆ
RFID ทำงานอย่างไร?
ทุกระบบ RFID ประกอบด้วยองค์ประกอบสามส่วน: เสาอากาศ หรือ แอนเทนนา, ตัวรับส่งสัญญาณ, และตัวส่งสัญญาณ (Transponder) โดยเมื่อเสาอากาศและตัวรับส่งสัญญาณถูกนำมารวมกัน เรียกว่าชุดอ่าน RFID (RFID reader หรือ interrogator) ซึ่งมี RFID reader อยู่ด้วยกัน 2 ประเภทคือ fixed readers และ mobile readers ชุดอ่าน RFID เป็นอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย อาจจะเป็นอุปกรณ์พกพาหรือติดตั้งถาวร โดยใช้คลื่นวิทยุในการส่งสัญญาณเพื่อเปิดใช้งานแท็ก (tag) เมื่อแท็กถูกเปิดใช้งาน มันจะส่งคลื่นกลับไปยังเสาอากาศหรือแอนเทนนา แล้วถูกแปลงเป็นข้อมูล
ตัวส่งสัญญาณ (Transponder) ตั้งอยู่ในแท็ก RFID โดยระยะการอ่านแท็ก RFID จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่น ประเภทของแท็ก, ประเภทของชุดอ่าน RFID, ความถี่ของ RFID และสิ่งรบกวนในสภาพแวดล้อมรอบข้างหรือจากแท็ก RFID และชุดอ่าน RFIDอื่น ๆ เมื่อแท็กมีแหล่งจ่ายพลังงานที่แรง จะมีระยะในการอ่านที่ยาวขึ้นได้ด้วย
RFID แท็กและสมาร์ทลาเบล (Smart Label) คืออะไร?
ระบบ RFID แท็กประกอบด้วยวงจรรวม (IC), เสาอากาศ (antenna) และฐานหรือตัวรองรับ (substrate) ส่วนของ RFID แท็กที่เข้ารหัสข้อมูลสิ่งแตกต่างเรียกว่า RFID inlay
RFID แท๊ก แบ่งเป็น 2 ประเภทหลักดังนี้
- Active RFID: RFID แท็กแบบนี้มีแหล่งพลังงานของตัวเอง โดยมักเป็นแบตเตอรี่
- Passive RFID: RFID แท็กแบบนี้รับพลังงานจากเสาอากาศหรือแอนเทนนาที่ใช้ในการอ่าน โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากเสาอากาศจะส่งไปยังแท็กให้สะท้อนสัญญาณกลับ
ยังมี RFID แท็กแบบ semi-passive ซึ่งหมายถึงแบตเตอรี่ทำงานในวงจรไฟฟ้า ในขณะที่การสื่อสารถูกจ่ายโดยชุดอ่าน RFID
การใช้พลังงานต่ำและหน่วยความจำ non-volatile ที่ถาวรขนาดเล็กมีบทบาทสำคัญในระบบ RFID ทุกระบบ โดยทั่วไป RFID แท็กเก็บข้อมูลไม่เกิน 2,000 KB รวมถึงหมายเลขระบุ/serial number แท็กสามารถเป็นแบบ read-only หรือ read-write ซึ่งในกรณีนี้ข้อมูลสามารถถูกเพิ่มเข้าไปโดยชุดอ่าน RFID หรือข้อมูลที่มีอยู่สามารถถูกเขียนทับได้
ระยะการอ่าน RFID แท็กขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่น ประเภทของแท็ก, ประเภทของชุดอ่าน RFID, ความถี่ของ RFID และการรบกวนในสภาพแวดล้อมรอบข้างหรือจาก RFID แท็กอื่น ๆ ระยะการอ่านของแท็ก RFID แบบ Active จะยาวกว่า RFID แท็กแบบ Passive เนื่องจากมีแหล่งจ่ายพลังงานทำให้มีแรงที่ส่งมากขึ้น
ประเภทของ RFID
หลัก ๆ อยู่ 3 ประเภท คือ:
- ระบบ RFID ความถี่ต่ำ (Low frequency RFID): ระบบนี้มีความถี่ระหว่าง 30 KHz ถึง 500 KHz โดยความถี่ที่มักใช้คือ 125 KHz ระบบ LF RFID มีระยะการส่งข้อมูลสั้น ๆ โดยทั่วไปอยู่ที่ระหว่างหลายนิ้วถึงน้อยกว่าหกฟุต
- ระบบ RFID ความถี่สูง (High frequency RFID): ระบบนี้มีความถี่ระหว่าง 3 MHz ถึง 30 MHz โดยความถี่ที่มักใช้คือ 13.56 MHz ระบบ HF RFID มีระยะการส่งข้อมูลที่ระหว่างหลายนิ้วถึงหลายฟุต
- ระบบ RFID ความถี่สูงสุด (Ultra-high frequency RFID): ระบบนี้มีความถี่ระหว่าง 300 MHz ถึง 960 MHz โดยความถี่ที่มักใช้คือ 433 MHz และสามารถอ่านข้อมูลได้จากระยะที่มากกว่า 25 ฟุต
- ระบบ RFID ความถี่ไมโครเวฟ (Microwave RFID): ระบบนี้ทำงานที่ความถี่ 2.45 GHz และสามารถอ่านข้อมูลได้จากระยะที่มากกว่า 30 ฟุต
ความถี่ที่ใช้จะขึ้นอยู่กับการใช้งาน RFID โดยระยะการอ่านที่ได้จาก RFID อาจแตกต่างจากที่คาดหวัง เช่น เมื่อกระทรวงการต่างประเทศประกาศว่าจะออกหนังสือเดินทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้แถบชิป RFID ดังนั้นแปลว่าว่าชิปจะสามารถอ่านได้เพียง 4 นิ้วเท่านั้น อย่างไรก็ตาม กระทรวงการต่างประเทศประกาศในไม่ช้าว่า พบเครื่องอ่าน RFID สามารถอ่านข้อมูลจากแท็ก RFID ได้มากกว่า 4 นิ้วและไกลถึง 33 ฟุตในบางครั้ง หากต้องการระยะการอ่านที่ยาวกว่านี้ ก็สามารถใช้แท็กที่มีพลังงานเพิ่มเติม ซึ่งจะสามารถเพิ่มระยะการอ่านได้ถึง 300 ฟุตขึ้นไป
ระบบ RFID vs. ระบบ barcodes
การใช้ RFID แทนบาร์โค้ดกำลังเป็นที่นิยมเพิ่มมากขึ้น เทคโนโลยี RFID และบาร์โค้ดใช้งานในลักษณะเดียวกันในการติดตามสินค้า แต่ความแตกต่างสำคัญระหว่างทั้งสองมีดังนี้:
ระบบ RFID
- สามารถระบุวัตถุระบุได้โดยไม่ต้องมองเห็นโดยตรงในระดับแนวสายตา
- สามารถสแกนสินค้าได้จากระยะหลายนิ้วถึงฟุตตามประเภทของแท็กและเครื่องอ่าน
- ข้อมูลสามารถอัปเดตแบบเรียลไทม์
- ต้องมีแหล่งจ่ายพลังงาน
- เวลาในการอ่านสินค้าน้อยกว่า 100 มิลลิวินาทีต่อแท็ก
- มีเซ็นเซอร์ที่แนบกับเสาอากาศ ซึ่งมักจะอยู่ในฝาพลาสติกและมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าบาร์โค้ด
ระบบ Barcodes
- ต้องมีการมองเห็นโดยตรงเพื่อยิงสแกน
- ต้องอยู่ใกล้กับสิ่งของเพื่อสแกน
- ข้อมูลเป็นแบบอ่านอย่างเดียวและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้
- ไม่จำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายพลังงาน เวลาในการอ่านมากกว่าครึ่งวินาทีต่อแท็กหรือมากกว่า
- พิมพ์บนผิวภายนอกของวัตถุและมีความเสียหายมากกว่า
ระบบ RFID vs. ระบบ NFC
ระบบ Near-Field Communication หรือ NFC ช่วยให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์โดยใช้เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายระยะใกล้ด้วยความถี่สูง โดย NFC รวมอินเตอร์เฟซของบัตรสมาร์ทการ์ดและเครื่องอ่านเข้าด้วยกันในอุปกรณ์เดียว
ระบบ RFID
- ไปในทิศทางเดียว
- ระยะการรับส่งสัญญาณถึง 100 เมตร
- LF/HF/UHF/ไมโครเวฟ
- การสุ่มตัวอย่างอย่างต่อเนื่อง
- อัตราบิตจะแตกต่างกันไปตามความถี่
- อัตรากำลังแตกต่างกันไปตามความถี่
ระบบ NFC
- การส่งสัญญาณเป็นแบบสองทิศทาง
- ระยะรับส่งสัญญาณน้อยกว่า 0.2 ม
- 13.56 เมกะเฮิรตซ์
- ไม่มีการสุ่มตัวอย่างอย่างต่อเนื่อง
- อัตราบิตจะสูงสุด 424 Kbps
- อัตรากำลังน้อยกว่า15 มิลลิแอมแปร์
ความท้าทายของ RFID
RFID มีปัญหาหลัก 2 ประการคือ:
ระบบอ่านทับซ้อนกัน (Reader Collision) คือการที่สัญญาณอ่าน RFID เครื่องหนึ่ง ชนกันหรือรบกวนกันเอง กับระบบอ่าน RFID ระบบที่สอง สามารถป้องกันได้โดยใช้โปรโตคอลการป้องกันการชนระบบอ่านเพื่อให้ RFID ทำการส่งไปยังอ่านที่เหมาะสมตามคิวของมัน
ระบบของแท็ก (Tag Collision) คือเมื่อแท็กมากเกินไปทำให้อ่าน RFID สับสนโดยการส่งข้อมูลในเวลาเดียวกัน การเลือกใช้อ่าน RFID ที่รวบรวมข้อมูลแท็กทีละอันจะป้องกันปัญหานี้
ความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัวของ RFID
ข้อกังวลด้านความปลอดภัยหรือความเป็นส่วนตัวของ RFID ทั่วไปคือ ใครก็ตามที่มีเครื่องอ่านที่เข้ากันได้สามารถอ่านข้อมูลแท็ก RFID ได้ แท็กมักจะสามารถอ่านได้หลังจากที่สินค้าออกจากร้านค้าหรือห่วงโซ่อุปทาน นอกจากนี้ยังสามารถอ่านได้โดยที่ผู้ใช้ไม่ทราบ โดยใช้เครื่องอ่านที่ไม่ได้รับอนุญาต และหากแท็กมีหมายเลขซีเรียลที่ไม่ซ้ำกัน แท็กนั้นก็สามารถเชื่อมโยงกับผู้บริโภคได้ แม้ว่าจะเป็นข้อกังวลเรื่องความเป็นส่วนตัวสำหรับบุคคล แต่ในด้านการทหารหรือทางการแพทย์ สิ่งนี้อาจเป็นข้อกังวลด้านความมั่นคงของชาติหรือเรื่องชีวิตหรือความตาย
เนื่องจากแท็ก RFID ไม่มีพลังในการคำนวณมากนัก จึงไม่สามารถรองรับการเข้ารหัสได้ เช่น อาจใช้ในระบบการตรวจสอบความถูกต้องแบบตอบสนองความท้าทาย อย่างไรก็ตาม ข้อยกเว้นประการหนึ่งคือแท็ก RFID ที่ใช้ในหนังสือเดินทางโดยเฉพาะ ได้แก่ การควบคุมการเข้าถึงขั้นพื้นฐาน (BAC) ที่นี่ ชิปมีพลังในการคำนวณเพียงพอที่จะถอดรหัสโทเค็นที่เข้ารหัสจากเครื่องอ่าน ซึ่งพิสูจน์ความถูกต้องของเครื่องอ่าน
ทุกคนคงจะเห็นแล้วว่า RFID นั้นถือเป็นเทคโนโลยีที่ใกล้ตัวมากๆ และมีบทบาทในชีวิตประจำวัน รวมถึงบทบาทของสิ่งนี้ก็กระจายอยู่ในแวดวงธุรกิจต่างๆ เช่นกัน และเชื่อว่าในอนาคตเทคโนโลยีนี้ จะถูกนำมาพัฒนาให้ตอบสนองกับทุกการใช้ชีวิตให้เราได้สะดวกสบายยิ่งขึ้นอย่างแน่นอน
ขอบคุณที่มา: RFID (radio frequency identification)
แปลโดย: Easetrack
