Historia RFID

Identyfikacja radiowa (RFID) istnieje od ponad 80 lat i rozwinęła się w jedną z najpotężniejszych technologii dostępnych do śledzenia próbek i zarządzania aktywami. Składające się z czytnika i transpondera systemy RFID mogą zawierać wiele tagów (anteny sparowane z mikrochipem), które mogą wysyłać sygnały długofalowe, albo aktywnie, albo w odpowiedzi na sygnał emitowany przez nadajnik skanujący. Tagi te zrewolucjonizowały sektor przemysłowy i laboratoria biomedyczne, umożliwiając śledzenie w czasie rzeczywistym całych zapasów próbek, bez konieczności wyjmowania ich z magazynu.

Technologia II wojny światowej

Za pierwszy przypadek zastosowania technologii podobnej do RFID uważa się II wojnę światową (WWII). Radar, odkryty w 1935 roku przez Sir Roberta Alexandra Watsona-Watta, był wykorzystywany przez wojska amerykańskie, brytyjskie i niemieckie. Jednak sygnały radarowe używane do wykrywania nadlatujących samolotów nie były w stanie określić, czy samolot należał do aliantów czy do Niemiec.¹

Aby poradzić sobie z tym problemem, Niemcy kazali swoim pilotom toczyć samoloty po powrocie do bazy, co zmieniało sygnał radaru i ostrzegało załogi, że to faktycznie niemiecki samolot lecący z powrotem. Brytyjczycy posunęli się o krok dalej, wymyślając system Identify Friend or Foe (IFF), który składał się z nadajnika zainstalowanego na każdym samolocie, który nadawał sygnał w odpowiedzi na radar.¹

W 1946 roku Leon Theremin był inspiracją do opracowania radzieckiego narzędzia szpiegowskiego, które wykorzystywało technologię podobną do RFID. Theremin stworzył instrument muzyczny, na którym można było grać bez fizycznego dotykania go dzięki generowanym przez niego falom o częstotliwości statycznej. Zainspirowany tym Związek Radziecki ukrył antenę, która była aktywowana przez fale radiowe, w uroczystej pieczęci wręczonej ambasadorowi USA. Pieczęć przekazywała następnie dźwięk z otaczającego ją obszaru z powrotem do Sowietów. Ponieważ nie wymagała baterii ani przewodów, urządzenie pozostało niewykryte w gabinecie ambasadora przez 7 pełnych lat.²

Źródło: rfidjournal.com

RFID w latach 70.

Artykuł Harry'ego Stockmana z 1948 roku posłużył jako punkt zwrotny dla badań nad RFID w ciągu następnych dwóch dekad. Artykuł nosił tytuł "Communication by Means of Reflected Power" (Komunikacja za pomocą mocy odbitej). Propagował on ideę, że "...należy wykonać znaczną pracę badawczą i rozwojową, zanim zostaną rozwiązane pozostałe podstawowe problemy związane z komunikacją za pomocą mocy odbitej i zanim zostanie zbadane pole użytecznych zastosowań "³

.

Lata 50. i 60. ubiegłego wieku obfitowały w artykuły naukowe i prezentacje opisujące wykorzystanie technologii częstotliwości radiowych (RF) do wykrywania obiektów z dużych odległości. Pojawiły się systemy wykrywania kradzieży i nadzoru elektronicznego, które wykorzystywały technologię RF. Jednak RFID została oficjalnie opatentowana dopiero w 1973 roku, w wyniku przełomowego zastrzeżenia Mario W. Cardullo, który stworzył aktywny system znakowania RFID wykorzystujący pamięć wielokrotnego zapisu. W tym samym roku Charles Walton opatentował pasywny system RFID, który zaprojektował pasywny responder mogący odblokować drzwi bez klucza - technologię tę do dziś stosuje się w wielu pokojach hotelowych.¹

Choć były to pierwsze patenty, równolegle opracowywano inne systemy, przede wszystkim dla rządu USA. Departament Energii potrzebował śledzić materiały jądrowe, więc zlecił Narodowemu Laboratorium w Los Alamos opracowanie rozwiązania. Skomercjalizowane w latach 80. rozwiązanie polegało na umieszczeniu w ciężarówkach przewożących substancje jądrowe transponderów, które można było natychmiast odczytać spoza bram obiektów jądrowych, podając identyfikację kierowcy i dane dotyczące jego ładunku. Podobne systemy, które opierały się na falach o niskiej częstotliwości, zostały ostatecznie zaadaptowane przez Los Alamos jako pasywne tagi RFID do śledzenia dawek leków podawanych zwierzętom gospodarskim.¹

Ustalanie standardów

W 1999 roku naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) założyli centrum Auto-ID, którego celem było ujednolicenie formatu informacji zakodowanych w RFID. Grupa ta stworzyła wcześniej elektroniczny kod produktu (EPC) dla znaczników RFID, który zawierał cztery pola: numer wersji, numer producenta, numer produktu i numer seryjny. Ideą EPC było połączenie przedmiotu oznaczonego etykietą RFID z bazą danych, przy użyciu systemu nazw obiektów (ONS) podobnego do systemu nazw domen (DNS). Pierwszy test tej technologii przeprowadzono na kuchence mikrofalowej, w której zainstalowano czytnik RFID, który mógł odczytywać etykiety RFID dołączone do dań gotowanych w mikrofalówce. Kuchenka odczytywała etykiety, identyfikowała bazę danych poprzez ONS i pobierała instrukcje gotowania, które pozwalały mikrofalówce ugotować potrawę.⁴

Koszty produkcji znaczników RFID były wówczas wysokie. Dlatego też centrum Auto-ID skupiło swoją uwagę na obniżeniu tych kosztów, aby RFID stało się realnym rozwiązaniem identyfikacyjnym dla handlu detalicznego i innych branż. Przyjęto dwa środki: pierwszym było zmniejszenie rozmiaru chipa, a drugim znalezienie procesu produkcyjnego, który obsługiwałby chipy o małych rozmiarach. Aby zmniejszyć rozmiar chipa, zminimalizowano informacje dostępne na chipie. Dlatego większość istotnych danych była przechowywana w bazie danych, a znacznik służył jako lokalizator łączący element z bazą danych. Pozwoliło to na obniżenie kosztów - do produkcji chipów potrzeba było mniej materiałów, a tagi można było wykorzystać do bardziej wszechstronnych zastosowań.⁴

Kolejnym krokiem było znalezienie odpowiedniej metody produkcji tak małych chipów. Warunki niezbędne do zapewnienia precyzji podczas obsługi maleńkich chipów musiały być również ekonomiczne; jednak tradycyjne roboty z tamtych czasów nie były w stanie sprostać temu zadaniu. Zamiast tego, grupa Auto-ID współpracowała z Alien Technology w celu opracowania procesu przepływu płynów, który wykorzystywał wibracje do montażu chipów. Pozwoliło to na produkcję chipów RFID poprzez masowy montaż równoległy, drastycznie obniżając koszty produkcji.⁴

RFID dzisiaj

Technologia RFID jest obecnie powszechnie stosowana do śledzenia przedmiotów w niemal każdym sektorze, od laboratoriów biomedycznych po lotnictwo, inżynierię i logistykę. Ma wiele zalet w porównaniu z konwencjonalnymi kodami kreskowymi, w tym przechowywanie znacznie większej ilości informacji i jednoczesny odczyt wielu znaczników bez konieczności wyjmowania przedmiotów z magazynu. Koszty zostały jeszcze bardziej obniżone dzięki zastosowaniu nanorurek węglowych do produkcji chipów.⁵

Wraz z dalszym rozwojem technologii RFID, stanie się ona w końcu tańsza i bardziej przyjazna dla użytkownika, zapewniając aktualność i dobre zarządzanie zapasami i przepływem pracy.

LabTAG firmy GA International jest wiodącym producentem wysokiej jakości etykiet specjalnychoraz dostawcą rozwiązań identyfikacyjnych stosowanych w laboratoriach badawczych i medycznych, a także w instytucjach opieki zdrowotnej.

Referencje:

1. Roberti M. The History of RFID Technology. RFID Journal. https://www.rfidjournal.com/articles/view?1338. Opublikowano w 2005 roku.
2. https://www.paragon-id.com/en/inspiration/history-radio-frequency-identification-technology. Paragon ID. https://www.paragon-id.com/en/inspiration/history-radio-frequency-identification-technology.
3. Historia RFID. Global Venture. https://www.globalventurelabels.com/history-of-rfid/.
4. Wehr J. A History of the EPC. SecureIDNews. https://www.secureidnews.com/news-item/a-history-of-the-epc/. Opublikowano w 2005 roku.
5. Crepaldi P, Pimenta T. Rozdział wprowadzający: RFID: Udana historia. In: Radio Frequency Identification. IntechOpen; 2017:1-5. doi:10.5772/intechopen.69602