ข้อมูลองค์ความรู้โดย
ภควัต รักศรี
ตำแหน่ง ผู้จัดการงานวิจัยสู่เชิงพาณิชย์ มจพ.
พิสูจน์เอกลักษณ์ของทุกสิ่งกับ RFID
ลงประกาศเมื่อ 16:00:08 08/09/2010ในอดีต RFID เริ่มจากเป็นเทคโนโลยีทางการทหารที่ใช้สัญญาณวิทยุเข้ารหัส เพื่อระบุว่าเครื่องบินที่บินผ่านน่านฟ้าว่าเป็นของฝ่ายเดียวกันหรือฝ่ายศัตรู เรียกว่า IFF ( Identification of Friend or Foe) ซึ่งอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นมาในเวลานั้นทำหน้าที่เป็นเครื่องมือดักจับสัญญาณ และต่อมามันก็กลายเป็นกระแสโลกเมื่อเข้ามาสู่ภาคของทางพลเรือน ที่นำมาใช้เป็นตัวระบุเอกลักษณ์สิ่งของต่างๆนับเป็นเทคโนโลยีที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้งานได้หลายรูปแบบ เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ความสะดวกรวดเร็ว และความมั่นคงปลอดภัยในกระบวนการต่างๆ
ภาพ Identification Friend or Foe Crypto Solutions Supporting the Customer’s Needs
ที่มา www.gdc4s.com/.../images/mica_homepage.jpg
ว่าแต่ RFID คืออะไร ? ทำไมมันจึงเป็นเทคโนโลยีที่มีบทบาทและความสำคัญเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
RFID ย่อมาจากคำว่า Radio Frequency Identification คือ ระบบเก็บข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ นำคลื่นวิทยุมาเป็นคลื่นพาหะในการสื่อสาร มีลักษณะเป็นป้ายอิเล็กทรอนิกส์ (RFID Tag) ที่ซึ่งนำไปฝังไว้ในหรือติดอยู่กับวัตถุต่างๆ ทำงานโดยใช้เครื่องอ่านที่สื่อสารกับป้ายด้วยคลื่นวิทยุจากระยะห่างในการอ่านและเขียนข้อมูล ระหว่างอุปกรณ์สองชนิด ที่เรียกว่า แท็ก (Tag) และตัวอ่านข้อมูล ( Reader หรือ Interrogator/ Self Check-Out) เพื่อติดตามและบันทึกข้อมูลที่ติดอยู่กับป้าย โดยไม่จำเป็นต้องอาศัยการสัมผัส (Contact-Less) หรือต้องเห็นวัตถุนั้นๆ ก่อน เพื่อระบุเอกลักษณ์ของวัตถุแต่ละชิ้น
ภาพ Radio Frequency Identification tags are everywhere
ที่มา hacknmod.com/tag/rfid-projects/
โดยมีลักษณะการทำงานเช่นเดียวกับระบบรหัสแท่ง(Barcode) แต่รองรับการใช้ได้หลากหลายกว่า สามารถบันทึกหรืออ่านข้อมูลที่ต้องการได้มาก เช่น บอกได้ว่ามันคือ ยี่ห้ออะไร ราคาเท่าไหร่ ผลิตที่ไหน ใครเป็นผู้ผลิต ผลิตอย่างไร ผลิตวันไหน และเมื่อไหร่เป็นต้น จึงมีการนำ RFID มาประยุกต์ใช้งานในด้านต่างๆ เช่น ระบบโลจิสติกส์ การควบคุมการเข้าออกสถานที่ด้วยบัตรอนุญาตและระบบเปิดต่างๆ แทนการใช้กุญแจ การตรวจสอบย้อนกลับในงานปศุสัตว์ ระบบคมนาคม เป็นต้น แต่ว่าราคาต่อของ Tag เมื่อเทียบกับต้นทุน บาร์โค้ดที่มีเพียงหมึกที่พิมพ์แท่งรหัสเท่านั้น ถือว่าสูงกว่ามาก จึงเหมาะกับสิ้นค้าบางชนิดที่สู้ราคาไหวเท่านั้น
องค์ประกอบหลักของระบบ RFID
1.แผ่นป้ายที่ผนึกติดกับวัตถุ ใช้ระบุข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุชิ้นนั้นหรือเรียกว่า Tags (RFID Tag)ศัพท์เทคนิคเรียกว่า Transponder, Transmitter & Responder ประกอบด้วยไมโครชิป และขดลวด ซึ่งทำหน้าที่เหมือนเสาอากาศที่คอยรับ-ส่งสัญญาณ Tags มีทั้งที่ใช้แบตเตอรี่ (Active RFID)ซึ่งมีหน่วยความจำภายในขนาดใหญ่ได้ถึง 1 เมกะไบต์ ขนาดใหญ่ราคาค่อนข้างแพง และแบบที่ไม่ใช้แบตเตอรี่ (Passive RFID)เพราะมีวงจรกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำขนาดเล็กเป็นแหล่งจ่ายไฟในตัวอยู่แล้ว มีหน่วยความจำขนาดเล็ก ประมาณ 32 – 128 บิต ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และราคาถูก
ภาพ Passive RFID tags
ที่มา www.cisco.com
2. เครื่องอ่านสัญญาณและบันทึกข้อมูล (RFID Reader) ศัพท์เทคนิคเรียกว่า Transceiver, Transmitter & Receiver ทำหน้าที่เขียนหรืออ่านข้อมูลใน Tags ด้วยสัญญาณความถี่วิทยุ มีส่วนประกอบหลัก คือ ส่วนรับและส่งสัญญาณวิทยุ ส่วนสร้างสัญญาณพาหะ ขดลวดที่ทําหน้าที่เป็นสายอากาศ วงจรจูนสัญญาณ หน่วยประมวลผลข้อมูล และส่วนติดต่อกับคอมพิวเตอร์
ภาพ Handheld RFID Reader with WiFi and Bluetooth
ที่มา korico414.en.ec21.com
การทำงานของระบบ RFID
ภาพ This is how RFID works, step by step (according to the diagram)
ที่มา www.rotil.nl/.../images/rfid_globaal.png
ตัว Reader จะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาตลอดเวลา (Radio Frequency) มาที่ตัว Tag เพื่อบันทึกหรือตรวจจับว่ามี Tag เข้ามาอยู่ในบริเวณสนามแม่เหล็กไฟฟ้าหรือไม่ ถ้าเกิดว่าในบริเวณสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามี Tag เจ้าขดลวดที่รอบตัวนั้นนอกจากทำหน้าที่เป็นสายอากาศ (Antenna) ของ Tag ก็จะได้รับคลื่นที่เกิดจากการเหนี่ยวนำของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แล้วจะแปลงความถี่กลับมาเป็นสัญญาณไฟฟ้าเพื่อใช้เลี้ยงวงจรของตัว Tag เพื่อให้ Tag เริ่มทำงานอ่านหรือบันทึกข้อมูลในหน่วยความจำใน จากนั้นก็จะส่งข้อมูลกลับด้วยการเหนี่ยวนำคลื่นความถี่ไปยังที่ Reader อีกครั้ง เพื่อทำการถอดรหัสสัญญาณออกมาเป็นข้อมูลให้นำไปใช้งาน
ย่านคลื่นความถี่ที่ใช้ในระบบ RFID
คลื่นพาหะที่ใช้งานกันในระบบ RFID อาจแบ่งย่านความถี่ ISM (Industrial-Scientific-Medical) ออกได้เป็นย่านหลักๆได้แก่
ภาพ the unlicensed Industrial-Scientific-Medical (ISM)
ที่มา www.eepn.com/images/Articles/36910.jpg
ย่านความถี่ต่ำ 100-500 kHz ความถี่มาตรฐานที่ใช้งานทั่วไปคือ 125 kHz เป็นย่านความถี่ที่แพร่หลายทั่วโลก มีระยะการรับส่งข้อมูลใกล้ ต้นทุนไม่สูง มีความเร็วในการอ่านข้อมูลต่ำ พบใน ปศุสัตว์,ระบบคงคลัง และรถยนต์ เป็นต้น
ย่านความถี่กลาง 10-15 MHz ความถี่มาตรฐานที่ใช้งานทั่วไปคือ 13.56 MHz พบใน สมาร์ทการ์ด เป็นต้น
ย่านความถี่สูงย่านความถี่สูง 850-950 MHz, 2.4-5.8 GHz ความถี่มาตรฐานที่ใช้งานทั่วไปคือ 2.45 GHz เหมาะกับงานที่มีระยะการสื่อสารข้อมูลในระยะไกล มีความเร็วในการอ่านข้อมูลสูง ราคาแพง พบใน รถไฟ, ระบบเก็บค่าผ่านทาง เป็นต้น
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งาน RFID
ภาพ RFID Gate Reader
ที่มา www.future-store.org
อย่างแรกกับสิ่งใกล้ตัว นั้นก็คือ ตัว Reader ที่เห็นติดตามทางเข้าออกในห้างสรรพสินค้านั้น จากในภาพ ถ้าหากมีการนำสินค้าที่ยังไม่ได้ชำระเงินออกมา เจ้าตัว Tag ที่ติดอยู่กับสินค้า จะถูกตัว Reader ตรวจจับด้วยคลื่นวิทยุ ซึ่งไม่ว่าจะซ่อนหรือปกปิดก็ไม่รอดพ้นการตรวจจับไปได้ รับรองว่าจะมีเสียงร้องเรียก รปภ. ดังไปทั่วร้านแน่นอน
ภาพ RFID Ear Tag Information Selections
ที่มา www.hy-smart.com
ระบบ Animal Tracking ในการระบุตัวสัตว์และเก็บข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับสัตว์ เพื่อประโยชน์ในด้านการตรวจสอบย้อนกลับ โดยทำการติดอุปกรณ์ RFID แบบเป็นรายตัวหรือเป็นกลุ่ม เพื่อประโยชน์ในการตรวจสอบสายพันธุ์ การให้อาหาร วันที่ฉีดยา และการควบคุมโรคติดต่อในสัตว์ได้การติดตามสัตว์ เช่นในกรณีเกิดโรคระบาดก็สามารถต้นตอแหล่งที่มาของโรคเป็นไปได้สะดวก ทำให้การควบคุมทำได้รวดเร็ว
ภาพ RFID technology in Wal-Mart
ที่มา www.baselinemag.com
ในด้านการจัดการโลจิสติกส์และห่วงโซ่อุปทาน Wal-Mart สุดยอด ซูปเปอร์สโตร์ ในอเมริกาได้ตั้งกฏไว้ว่าสินค้าที่จะไปวางขายที่นั่น ต้องมี RFID ที่สามารถส่งคลื่นวิทยุเข้าไปอ่านข้อมูลสินค้าได้ทั้งหมด ทำให้การการตรวจสอบข้อมูลต่างๆนั้น ประหยัดเวลาในการตรวจสอบสินค้าได้อย่างมาก ระบบรวดเร็วและปลอดภัยยิ่งขึ้น สามารถแยกได้ว่าสินค้าใดต้องส่งไปที่ไหนต่อ ช่วยในการจัดการสินค้าในคลังสินค้าได้อย่างดี
ภาพ An integrated RFID Card Reader
ที่มา www.procontrol.hu
บัตรผ่านเข้าออกประตูที่ไม่ต้องเสียบการ์ดอ่านข้อมูล ทำเพียงแตะหรือแสดงผ่านหน้าเครื่องอ่านเท่านั้น พบได้ทั่วไปตามอาคารทั่วไป
ภาพ RFID Library Management
ที่มา www.cbb-middleware.com
ห้องสมุดดิจิตอล ใช้เทคโนโลยี RFID เพื่อความสะดวกในการยืมหรือคืนหนังสืออัตโนมัติ ช่วยให้การตรวจสอบหนังสือบนชั้นมีความสะดวกรวดเร็ว และยังป้องกันการขโมยหนังสือได้อีกด้วย
การประยุกต์ใช้งาน RFID จะมีลักษณะการใช้งานที่คล้ายกับบาร์โค้ด (Barcode) แต่สามารถรองรับความต้องการได้มากกว่าดังนี้
* สามารถให้ข้อมูลสินค้าได้มากกว่า เช่น Barcode จะบอกได้เพียงลักษณะจำเพาะของสินค้า แต่ RFID จะบอกได้ครอบคลุมทั้ง ผลิตเมื่อใด มาจากโรงงานไหน เก็บที่คลังสินค้าที่ไหน นั้นคือบอกได้แต่ต้นทางจนถึงปลายทาง ซึ่งจะช่วยในการบริหารห่วงโซ่อุปทาน (Supply Chain Management) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
* อ่านค่าข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูง กว่าการอ่านข้อมูลจากแถบบาร์โค้ดหลายเท่า
* อ่านค่าข้อมูลจากป้าย (Transponder/Tag) ได้พร้อมกันหลาย ๆ ป้าย
* อ่านค่าได้โดยไม่จำเป็นต้องนำไปจ่อในมุมที่เหมาะสมกับเครื่องอ่านอย่างบาร์โค้ด (Non-Line of Sight) ไม่ต้องอยู่ในตำแหน่ง face to face เพราะ RFID ส่งสัญญาณวิทยุออกมายังเครื่องรับ ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีการสัมผัสโดยตรงเหมือนบาร์โค้ดหรือแถบแม่เหล็ก
* มีความแม่นยำในการอ่านข้อมูล ซึ่งเทคโนโลยี RFID นั้นความถูกต้องจะสูงประมาณ 99.5 เปอร์เซ็นต์ ขณะที่บาร์โค้ดอยู่ที่ 80 เปอร์เซ็นต์
* สามารถเขียนทับข้อมูลได้ จึงทำให้ลดต้นทุนในการใช้ป้าย เพราะสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
* แก้ปัญหาของการอ่านข้อมูลซ้ำที่อาจเกิดขึ้นจากระบบบาร์โค้ด
* ความเสียหายของป้ายชื่อ (Tag) น้อย เพราะไม่จำเป็นต้องติดป้ายไว้ภายนอกบรรจุภัณฑ์
* มีความปลอดภัยสูง และยากต่อการปลอมแปลงและลอกเลียนแบบ
* คงทน ทั้งต่อความเป็ยกชื้น แรงสั่นสะเทือน การกระทบกระแทก
* สามารถอ่านค่าข้อมูลได้ระยะไกล
* สามารถอ่านค่าได้แม้ในสภาพที่ทัศนวิสัยไม่ดี เช่น มองไม่เห็นวัตถุ หรือวัตถุกำลังเคลื่อนที่อยู่ เช่น สินค้าที่กำลังเคลื่อนที่อยู่บนสายพานการผลิต
* สื่อสารผ่านตัวกลางได้หลายชนิด เช่น น้ำ พลาสติก กระจก หรือวัสดุทึบแสงอื่นๆ ที่บาร์โค้ดไม่สามารถทำไม่ได้
ข้อจำกัดของระบบ RFID
* ไม่สามารถใช้ข้ามระบบความถี่ได้ จึงมีความพยายามสร้างเครื่องอ่านที่สามารถอ่านข้อมูลและแปลสัญญาณจาก RFID ของคลื่นที่แตกต่างกันและในสิ่งแวดล้อมที่ต่างกัน
* มาตรฐานของผู้ผลิต ต่างก็มีมาตรฐานเป็นของตัวเอง ทำให้ไม่สามารถนำ Tag จากผู้ผลิตรายหนึ่งมาใช้กับตัวอ่านข้อมูลของผู้ผลิตอีกรายหนึ่ง จึงต้องมีการพัฒนาระบบมาตรฐานขึ้นมา
* ราคาค่อนข้างสูง ทำให้กำกัดอยู่เฉพาะสินค้าบางชนิดเท่านั้น
ที่มาจาก www.vcharkarn.com