เทคโนโลยี RFID

โครงสร้างของระบบแสดงตัวตนแบบ RFID เป็นโครงสร้างง่าย ๆ โดยมีส่วนประกอบย่อย ๆ เพียง 2 ส่วน คือ เครื่องลูกข่าย (Transponder) และเครื่องอ่านข้อมูล RFID ที่ติดตั้งเชื่อมต่ออยู่กับคอมพิวเตอร์ เพื่อทำหน้าที่ปรับปรุงระบบฐานข้อมูลเครื่องลูกข่าย หรือ Transponder อาจได้รับการออกแบบให้มีรูปแบบ

ต่าง ๆ ได้หลากหลาย ส่วนใหญ่เครื่องลูกข่ายจะถูกออกแบบให้มีขนาดและรูปร่างเหมาะสม แค่จะติดปะ หรือ ผูกอยู่กับสินค้าหรือวัตถุต่าง ๆ ที่ต้องการตรวจนับหรือติดตามโดยใช้เทคโนโลยีRFID โดยทั่วไปภายในเครื่องอ่านจะมีการติดตั้งวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั้งส่วนที่เป็นภาครับและภาคส่งคลื่นวิทยุ วงจรควบคุมการทำงาน Control unit และส่วนควบต่อ สำหรับติดต่อกับเครื่องลูกข่าย และต้องไม่ลืมว่าการติดต่อสื่อสารระหว่าง

เครื่องอ่านกับเครื่องลูกข่ายนั้นมิได้เป็นไปเพียงเพื่อการแลกเปลี่ยนข้อมูลเพียงอย่างเดียว แต่ยังรวมถึงการถ่ายทอดพลังงานผ่านคลื่นความถึ่วิทยุ เพื่อที่จะให้เครื่องลูกข่ายรับและแปลงสภาพไปเป็นพลังงานไฟฟ้าสำหรับป้อนให้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ภายในด้วย นอกจากนั้นเครื่องอ่านโดยทั่วไปยังได้รับการออกแบบให้มีอินเทอร์เฟซ หรือจุดเชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์ภายนอก ไม่ว่าจะเป็นมาตรฐาน RS 232 RS 485 ในอนาคตยังมีการเชื่อมต่อแบบ USB ให้ใช้งานง่ายขึ้น จุดเชื่อมต่อเหล่านี้ถือเป็นหัวใจในการนำข้อมูลที่ได้มาอ่านใช้ในการควบคุมหรือนำมาประยุกต์ใช้ในธุรกิจต่าง ๆ ในส่วนของเครื่องลูกข่ายจะทำหน้าที่เป็นตัวบันทึกข้อมูลของระบบ RFID จะมีส่วนทำหน้าที่เป็นตัวควบต่อสัญญาณ เพื่อแยกแยะข้อมูล สัญญาณนาฬิกา และพลังงานที่ส่งมากับคลื่นวิทยุออกจากกัน นอกจากนั้นเทคโนโลยี RFID ก็เป็นส่วนหนึ่งของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็น RFID ซึ่งภายในมีทั้งหน่วยความจำและประมวลผลบรรจุอยู่

คุณลักษณะการทำงานของ RFID (Operation Type)

อุปกรณ์ RFID ทั้งเครื่องลูกข่าย (Transponder) หรือเครื่องอ่าน (Reader) ไม่ว่าจะป็นรุ่นใดที่จำน่ายในท้องตลาดจะมีรูปแบบการทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งระหว่างการรับส่งข้อมูลแบบ Full Duplex (FDX) หรือ Half Duplex(HDX) กับแบบ Sequential (SEQ) มีหลักการทำงานที่แตกต่างกัน

การรับส่งการทำงานแบบ FDX/HDX เครื่องอ่านจะทำการส่งสัญญานข้อมูลออกตลอดเวลา เป็นการส่งพลังงานไฟฟ้าฝ่านทางคลื่นวิทยุไปจ่ายให้กับบรรดาเครื่องลูกข่ายที่อยู่ในบริเวณการใช้งาน และเนื่องจากความแรงของคลื่อนสัญญาณความถี่วิทยุทีเครื่องลูกข่ายส่งออกมามีกำลังส่งต่ำ ทำให้มีแนวโน้มว่าสัญญาณอาจส่งไปไม่ถึงเครื่องอ่าน หรืออาจส่งไปถึงแต่มีระดับสัญญาณรบกวนปะปนอยู่ด้วย เมื่อเทียบกับสัญญาณที่ถูกส่งออกมาจากเครื่องอ่าน ซึ่งมีแหล่งจ่ายไฟฟ้าเป็นของตนเองทำให้มีสัญญาณออกมาได้สูงกว่า จึงต้องมีมาตรการในการสร้างความแตกต่างของสัญญาณคลื่นวิทยุที่มีการส่งออกจากเครื่องลูกข่ายแต่ละเครื่อง ให้มีเอกลักษณ์ ที่แตกต่างกัน เพื่อให้เครื่องอ่านสามารถแยกแยะแหล่งที่มาได้อย่างถูกต้อง โดยใช้มอดูเลตสัญญาณแบบ Load Modulation

การรับส่งข้อมูลแบบ SEQ เป็นการสื่อสารระหว่างเครื่องอ่านและเครื่องลูกข่าย RFID ที่กำหนดให้เครื่องอ่านมีการหยุดสัญญาณคลื่นความถี่วิทยุเป็นช่วง ๆ ต่อเนื่อง หรือเป็นรายคาบเวลาสม่ำเสมอ ช่วงเวลาที่ไม่มีการส่งสัญญาณออกจากเครื่องอ่าน จะเป็นจังหวะให้เครื่องลูกข่ายทำการส่งสํญญาณกลับมายังเครื่องอ่าน ถือเป็นการสร้างฐานเวลา สำหรับใช้อ้างอิงภายในระบบสื่อสารแบบ RFID ที่ประกอบไปด้วยเครื่องอ่านและกลุ่มของเครื่องลูกข่ายที่มีความเที่ยงตรงมาก แต่การร้บส่งข้อมูลแบบนี้มีข้อจำก้ดอยู่ในการจ่ายพลังงานให้กับเครื่องลูกข่าย เนื่องจากในช่วงเวลาที่เครื่องอ่านหยุดส่งสัญญาณ บรรดาเครื่องลูกข่ายทั้งหลายก็จะไม่ได้รับพลังงานไฟฟ้าที่ส่งผ่านทางคลื่นวิทยุไปด้วย ทำให้ต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์เก็บประจุไฟฟ้าหรือแบตเตอรี่ขนาดเล็กไว้ในเครื่องลูกข่ายที่นำมาใช้กับการรับส่งข้อมูลแบบนี้

เทคโนโลยี RFID ย่อมาจากคำว่า Radio Freguency Indentification เป็นเทคโนโลยีที่สร้างขึ้น โดยมีเครื่องอ่านหรือเครื่องแม่ข่ายส่งสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ผ่านไปยังเครื่องลูกข่ายเพื่อทำการอ่านข้อมูลในเครื่อง RFID ปัจจุบันนำมาใช้ในการทำงานเช่นการทำงาน Smartcard ในโรงงานอุตสาหกรรม ในการพิมพ์ลายนิ้วมือ ในทางการแพทย์ ในปคุสัตว์ต่างๆ ดังต่อไปนี้

การประยุกต์ใช้ RFID ในรูปแบบ Smartcard โดยส่วนใหญ่จะมีลักษณะรูปแบบการใช้งาน Smartcard แบบไร้การสัมผัส เป็นไปในรูปแบบของบัตรพลาสติก (Plastic Card) เพื่อเป็นการพกพาบัตรได้อย่างสะดวกสบายพกพาได้ง่ายในปัจจุบันนี้ ในบัตรพลาสติกได้มีการพัฒนาเพื่อฝั่งหน่วยความจำและหน่วยประมวลผลลงไปในแผ่นบัตรต่างๆ บัตรอัจฉริยะเหล่านี้ที่นำมาใช้ในปัจจุบัน จะเป็นแบบ ATM SIM CARD ที่ใช้ในโทรศัพท์เครื่องที่ระบบต่าง ๆ เช่น GSM HAPPPY หรือ SIM NET แม้กระทั่งในบัตรประชาชนในปัจจุบัน

1. เทคโนโลยี RFID ยังสามารถนำไปใช้ในการปคุสัตว์หรือการเกษตร โดยใช้ตัวไมโครชิฟฝั่งเข้าไปในใบหูของสัตว์ที่เลี้ยงไว้ ไม่ว่าจะเป็นสัตว์ที่เลี้ยงตามบ้าน เช่น สุนัข หมา แมว หรือเป็นสัตว์ที่เลี้ยงไว้ใช้งาน เช่น วัว ควาย ตัวสัญญาณในไม่โครชิฟ จะสามารถทำให้ทราบว่าสัตว์เลี้ยงที่เลี้ยงไว้หายไปไหน โดยให้การจับสัญญาณจากตัวแม่ข่ายหรือเครื่องเซอร์เวิร์ด ไปยังเครื่องลูกข่ายที่ติดไมโครซิฟจะสามารถค้นหาสัญญาณที่อยู่ในบริเวณนั้น ๆ และสามารถตามสัตว์เหล่านั้นกลับมาได้

2. สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในธุรกิจการค้าขาย โดยใช้รหัสบาร์โค้ด ในการติดแถบรหัสบารคดไว้เพื่อให้ ช่วยในการสแกนราคาสินค้าและเช็คราคาสินค้าต่าง ๆ ได้ถูกต้อง เช่นในการไปซื้อหนังสือจะมีรหัสบาร์โค้ดติดไว้ที่หนังสือและมีแถบการอ่านRFID เพื่อค้นหาในฐานข้อมูลว่าเป็นหนังสือประเภทไหนมีราคาเท่าไหร่ ทั้งยังช่วยในการตัดยอดบัญชีของสินค้าในสต๊อก ว่าจำหน่ายไปเท่าไหร่และยังคงเหลือสินค้าในสต๊อกเป็นจำนวนเท่าไหร่

3.. สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในกิจการของห้องสมุดที่มีนักศึกษาหรือผู้ที่สนใจเข้ามายืมหนังสือทำให้สามารถใช้บาร์โค้ดในการหาหนังสือ ทำให้ทราบรายละเอียดว่าใครเป็นผู้ยืมหนังสือออกไป จัดส่งเข้ามาเมื่อไหร่ หรืออยู่ในคลังหนังสือมีหนังสืออะไรบ้างที่อยู๋ ณ เวลานั้น ๆ สามารถเช็คคลังสินค้าของหนังสือในห้องสมุดได้

4. การใช้เทคโนโลยี RFID สำหรับเป็นกุญแจ หรือรหัสผ่านเข้าออกสถานที่ต่าง ๆ เป็นอีหนึ่งการประยุกต์ใช้งานที่พบเห็นกันแพร่หลายในปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นบัตรผ่านเข้าออกอาคารสำนักงาน โรงงาน โรงแรม หรือแม้กระทั่งพื้นที่หวงห้ามต่าง ๆ ในการออกแบบระบบ RFID แบ่งได้เป็น 2 ประเภทในการทำงาน คือ

• ระบบแบบออนไลน์ (Online System) เป็นระบบควบคุมการเข้าออกสถานที่ใช้สำหรับควบคุมการเข้าออกของผู้คนจำนวนมาก และมีจุดตรวจสอบไม่มาก เช่น การตรวจสอบการเข้าออกของพนักงานผ่านทางเข้าออกของบริษัท ซึ่งมีอยู่ไม่กี่จุด ในกรณีนี้อุปกรณ์อ่านข้อมูล ในระบบนี้จะได้รับการเชื่อมต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์จะทำหน้าที่บริหารจัดการ ฝ่านทางเครื่องข่ายสื่อสารข้อมูล เช่น LAN ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์จะมีฐานข้อมํลที่แจกแจงชัดเจนว่าเครื่องอ่านข้อมูลตัวใดยอมให้ผู้ใช้งานรายใดผ่านได้บ้างและบริหารจัดการแก้ไขสิทธิ์การผ่านเข้าออกต่าง ๆ สามารถกระทำได้จากส่วนกลาง จากนั้นจึงดาวโหลดข้อมูลเหล่านั้เนไปยังเครื่องอ่านข้อมูลแต่ละเครื่อง ทำให้ผู้ดูแลระบบไม่จำเป็นต้องเรียกคืนบัตรผ่านของพนักงานมาทำการแก้ไข นอกจากการเปลี่ยนแปลงข้อมูลเท่าที่จำเป็น เช่น เปลี่ยนชื่อหรือรหัสพนักงาน สำหรับรูปแบบของบัตรพนักงานที่ติดตั้งอุปกรณ์เครื่องลูกข่าย RFID ไว้ มีตั้งแต่ชนิดที่เป็นบัตรพลาสติกมาตรฐาน สายรัดข้อมือ หรือแม้กระทั่งนาฬิกา




• ระบบแบบออฟไลน์ (offline System) เหมาะสำหรับใช้กับสถานที่ซึ่งมีจุดตรวจสอบจำนวนมาก แต่มีผู้คนที่ใช้อยู่ไม่กี่คน เช่น ห้องพักในโรงแรม ในกรณีนี้แขกหรือพนักงานของโรงแรมจะได้รับบัตรพลาสติกที่บรรจุชิปเซ็ต RFID ซึ่งบัตรแต่ละใบจะมีโปรแกรมข้อมูลแสดงประเภทลักษณะที่สามารถตรวจสอลจากเครื่องรับได้ชัดเจน เช่น "สำหรับแขก" "สำหรับพนักงานทำความสะอาด" "สำหรับพนักงานเสริฟ์" ฯลฯ ส่วนตัวเครื่องลูกข่ายที่ติดตั้งอยู่ตามประตูทางเข้าห้องพักหรือห้องอื่น ๆ ภายในโรงแรมนั้นไม่จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนกลางเหมือนเช่นกรณีของระบบแบบออนไลน์ การกำหนดสิทธิ์และเงื่อนไขในการผ่านเข้าสู่ห้องต่าง ๆ นั้นจะทำโดยการเขียนโปรแกรมลงในบัครพลาสติกด้วยเจ้าหน้าที่แผนกต้อนรับของโรงแรม ทันทีที่แขกของโรงแรมเข้าพัก เจ้าหน้าที่จะทำการลงทะเบียนและโปรแกรมรายละเอียดสิทธิ์ในการใช้บัตรผ่านให้กับแขกแต่ละคน เช่น "ห้องพัก 125" "ห้องซาวน่า" "ห้องออกกำลังกาย" เป็นต้น เมื่อแขกหรือพนักงานนำบัตรดังกล่าวไปแสดงผ่านเข้าไปทางเครื่องรับRFID ที่ห้องพักหรือห้องอื่น ๆ ที่มีการระบุแสดงไว้ ในบัตรก็จะสามารถผ่านเข้าไปในห้องดังกล่าวได้

5.. การใช้งานในธุรกิจขนส่ง เป็นที่ยอมรับว่าระบบขนส่งที่มีประสิทธิภาพและมีเครือข่ายที่ซับซ้อนมากในทวีปยุโรป การวางรางรถไฟเพื่อการขนส่งระหว่างประเทศต่าง ๆ ทำให้สามารถย่นย่อระยะทางในการคมนาคมขนส่งได้ แต่ในขณะเดียวกัน มาตรฐานระบบสัญญาณ (Signaling) และระบบรักษาความปลอดภัยของขบวนและระบบไฟในแต่ละประเทศมีความแตกต่างกัน ทำให้ต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่ติดต่อสื่อสารหลาย ๆ มาตรฐานเข้าไปในหัวรถจักรและตู้โดยสาร หรือตู้สินค้าต่าง ๆ ทำให้เกิดต้นทุนเพิ่มขึ้น ยิ่งไปกว่านั้นในบางกรณีอาจถึงกับต้องมีการเปลี่ยนขบวนตู้โดยสารเมื่อเดินทางข้ามพรมแดนระหว่างประเทศ เพียงเพราะว่าตู้โดยสารจากประเทศหนึ่งไม่สามารถติตต่ดสื่อสารกับระบบสัญญาณและระบบรักษาความปลอดภัยของระบบรางในประเทศหนึ่งได้ ทำให้เสียเวลา ดังนั้นสหภาพยุโรปจึงตัดสินใจนำระบบควบคุมและรักษาความปลอดภัยของระบบรางระบบรถไฟเป็นมาตรฐานสากล ชื่อว่า ETCS (European Train ConTrain Control System) ซึ่งจะช่วยให้การเดินทางข้ามพรมแดนของขบวนรถไฟเป็นไปได้อย่างต่อเนื่อง