Jste zde

RFID Smart Label a RFID vs. čárkový kód

Ať žije RFID a čárkový kód je mrtev, znělo někde ještě před několika lety. Dnes je však situace jiná. Čárkové kódy a RFID spojily síly a daly vzniknout chytrým etiketám (nálepkám), tzv. RFID Smart Labels. Ty pak dále zvyšují vyhledatelnost nejen celých produktů, ale i jejich částí a jejich zdrojů. Výhodou RFID Smart Label je zároveň bezdrátová (neviditelná) i pouhým okem viditelná identifikace v rámci jedné tenké samolepící etikety.

V každém odvětví je stále důležitější identifikace a snadná vyhledatelnost nejen jednotlivých produktů ve skladech, ale i celých beden, palet nebo kontejnerů při přepravě a jiné manipulaci. Zvláště to platí v oblasti potravinářství. Zde je dokonce od roku 2005 pro potravinářské firmy v zemích EU povinné zajistit a zavést komplexní postupy a systémy pro tzv. vyhledatelnost (traceability). Důvodem k tomuto nařízení je požadavek na rychlé a snadné zjištění a doložení původu každého výrobku i surovin, ze kterých je vyroben (kde byly suroviny nakoupeny, kdo a kdy je vyrobil, komu je prodal, jejich šarže atd.) To vše nejen pro potřeby koncové kontroly, ale i pro potřeby každého potravinářského podniku, který konkrétní produkt dále zpracovává a upravuje nebo třeba jen balí, přepravuje nebo prodává. To se také týká i obalového materiálu, který s produktem přichází do styku a tím na něj také působí.

 

Na první pohled chytré RFID etikety (RFID Smart Labels) vypadají jako ty obyčejné, ale z rubové potištěné strany se skrývá RFID tag.

K tomuto účelu se v poslední době začaly nasazovat a používat speciální etikety / štítky obsahující čárkové kódy UCC/EAN-128 (rozšířený typ klasických čárkových kodů Code-128), normálně čitelný text pro základní okamžitou identifikaci bez pomoci přístrojů a RFID chip / transpodér (RFID tag). Pro ně se zavedlo a začalo používat označení RFID Smart Labels. Někdo řekne, že je to zbytečně složité, ale prostě informace uložené v RFID tagu nelze bez příslušného zařízení (čtečky) získat a mohou nastat situace, kdy je nutné provést identifikaci a není k dispozici nic jiného než naše oči nebo již všude zavedené čtečky čárkových kódů.

Čárkové kódy a RFID tak nejsou přímí soupeři, ale spíše "spolupracovníci", kteří se budou patrně ještě dlouho bok po boku objevovat na prodávaných výrobcích. Je to něco podobného jako vzájemná koexistence textu v elektronické podobě na CD a napsaného textu na papíře.

 

Stručné připomenutí "Co je RFID a RFID tag"

I když o RFID (Radio Frequency IDentification) již bylo napsáno hodně, pro pochopení dalších pasáží článku je asi vhodné připomenout co je RFID. Jde o bezdrátový přenos různých uživatelem definovaných informací (malého počtu dat) na krátké vzdálenosti (max. několik metrů) mezi speciálním čtecím/zapisovacím RFID terminálem a RFID tagem (transpodérem), malým placatým nositelem informací o objektu, na kterém je umístěn. Prakticky je RFID tag realizovaný speciálním elektronickým chipem pevně přilepeným a připojeným k na podložce natištěné, vyleptané či napařené anténě, která je mnohonásobně větší. Tento celek je obvykle upevněný na nějaké nosné podložce (nosiči) nebo vložený do ochranného pouzdra.


 

Nejběžnějším typem RFID tagu, obvykle využívaným pro identifikaci objektů, je tzv. pasivní tag, který neobsahuje žádný zdroj el. energie, jakými jsou například baterie či akumulátor. K napájení a tak jeho aktivaci slouží energie získaná z radiové vlny vyslané čtečkou. To znamená, že komunikace je navázána jen když to vyžaduje čtečka a po zbytek doby tag jen nečinně spí. Tagem vyslaná a čtečkou přijatá data se zpracovávají a předávají nadřazenému zařízení (systému), obvykle tvořeného nějakou formou PC.

 

Princip komunikace RFID čtečky a RFID tagu - čtečka vysílá radiovou vlnu, z které tag čerpá energii, kterou následně využije pro přečtění dat a jejich přenos do čtečky prostřednictvím modulace přijímané vlny.

Typická bloková struktura pasivního RFID tagu

Z pohledu bezdrátové komunikace se využívá několika různých frekvencí podle toho jaký má být komunikační dosah, jak může být velká anténa (anténa a příp. baterie hlavně určují velikost tagu) a v které části světa se RFID využívá. Obecně se může frekvence RFID systémů pohybovat již od nízkých hodnot 127 kHz, přes prakticky za standard považované, ale dost zarušené volné pásmo ISM, stále populárnější pásmo UHF, až do pásma SHF (až 5.875 GHz). Obecně nejčastěji se využívá frekvence 13.56 MHz příslušící do volného ISM pásma (Industrial Scientific Medical band), ale v poslední době se stále více začíná využívat pásma UHF (800 až 1000 MHz). Zde je však problém v tom, že zatímco frekvenci 13.56 MHz je díky celosvětově definovanému volnému pásmu ISM možné využívat kdekoliv, v pásmu UHF platí "jiný kraj, jiný mrav", takže RFID tagy určené například pro USA nelze přečíst v Evropě a obráceně. Každá země totiž má definované a povolené jiné frekvence pro RFID. O tomto problému však více někdy příště v dalším článku.

Provedení chytré RFID etikety

RFID etiketa (RFID Smart Label) je prakticky dvouvrstvá etiketa, kde její svrchní část je klasická potiskovatelná (tlakem, teplotou nebo inkoustem) a spodní část tvoří tag, který je vždy menší než samotná etiketa a je umístěn na silikonové (obvykle lepící) nosné podložce. Vše je pak před aplikací umístěno na nosné podložce (Release Coated Lliner), ze které se etiketa snímá, podobně jako u běžné etikety, a která umožňuje Smart etikety skladovat v kotoučích a snadno postikovat požadovanými údaji a čárkovými kódy. Před aplikací etikety je tedy tag uzavřen mezi podložku a podtištěnou horní vrstvu a tedy laik na první pohled nepozná rozdíl od běžné etikety.

RFID tagy využívané pro chytré etikety se podle použitého nosiče (podložky) dělí na :

  • suchý tag nebo inlay (suchá vložka) - tag umístěný pouze na polyesterovém nosiči bez lepidla

  • mokrý tag nebo wet-inlay (mokrá vložka) - tag umístěný na polyesterovém nosiči opatřený lepidlem

  • spojení papír-tag - tag opatřený svrchní papírovou vrstvou velikosti antény tagu, která již případně sama může realizovat etiketu. Tag pak již nemusí obsahovat silikonovou podložku

V současné době se chytré etikety (RFID Smart Labels) vyrábějí tak, že na silikonový nosič po sejmutí připravené horní potištěné části se vloží připravený RFID tag a opět překryje dříve odejmutou etiketou. Podle typu zvolené výrobní technlogie se využívá buď suchých nebo mokrých tagů (vložek).

 

Chytrá RFID etiketa (RFID Smart Label) je kombinací klasické potištěné etikety s čárkovým kódem a RFID vložky (RFID tag na silikonové podložce)

Vertikální struktura chytré etikety (RFID Smart Label) - horní krycí a potisknutelná plocha, RFID tag (chip+anténa), silikonová podložka, lepidlo, podložka (hladká či lakovaná)

 

Po sejmutí chytré RFID etikety z nosného papíru je na její spodní straně zřetelně vidět provedení RFID antény. Samotný chip umístěný v jejím středu je již sotva patrný.

Příklady použití RFID etikety

Patrně hlavní využití a budoucnost nasazení RFID chytrých etiket je na konci celého výrobního řetězce, tedy v prodejnách, kdy se výrobky (potraviny, drogistické a další podobné zboží) dostávají do kontaktu se zákazníky. Zde totiž každý produkt musí být mimo RFID tagu, který je důležitý hlavně pro potřebu prodávajícího (skladování výrobku, namarkování u pokladny, sledování datumu spotřeby apod.) a kontrolních instituce, také opatřený normálně čitelnou etiketou pro potřeby zákazníka, aby si mohl alespoň základní údaje přečíst i bez RFID čtečky.

Výsledkem by tedy například měl být stav, že by si již zákazník nikdy neměl odnést ani omylem žádný produkt s prošlou lhůtou spotřeby, protože například při zjišťování ceny výrobku u pokladny by se z RFID tagu přeneslo do kasy mimo ceny či identifikačního kódu i datum spotřeby a prodavačky či dokonce samotná pokladna by nedopustila prodání prošlého výrobku. Odpadly by tak dnes časté problémy a "kauzy" se zapomenutými výrobky v regálech s prošlým datem spotřeby, které si tak zákazník omylem koupí.

 

Dalším využitím RFID Smart Labels jsou různé identifikační vysačky, vizitky a letáky, kde na svrchní straně uvedené jen základní údaje jsou doplněné podrobnějšími informacemi uloženými v RFID tagu. V budoucnu, kdy se budou RFID chipy již určitě vyznačovat velkou pamětí, by pak mohly existovat i třeba chytré návody a knihy, kde by mimo psaného textu byla k dispozici jeho elektronická verze a i další informace na tagu, podobně jako dnes některá hudební CD mají v sobě také uloženy soubory s texty či klipy pro PC (tzv. enhanced CD).

Bohužel takovému masovému použití RFID, kde by tag byl součástí každé etikety každého výrobku, stále brání vysoká cena tagu, i když se rok od roku snižuje. Proto se zatím RFID využívá a bude i v nejbližší budoucnosti, zvláště v ČR, jen spíše na úrovni identifikace celých kontejnerů, palet, krabic a přepravek než na úrovni samotných jednotlivých výrobků, jako například na každé lahvi vína, piva či mléka, nebo na přední straně časopisu, jako je tomu dnes u čárkových kódů. Z pohledu většího časového horizontu však k tomu určitě vývoj směřuje. Dokladem toho stavu jsou v současné době například nasazení plastových přepravek s RFID tagy firmy Alfa Plastik v rámci výroby pekárenské společnosti PENAM nebo identifikace spotřeby papírových pytlů společnosti Mondi ve společnosti Lafarge Cement. Zde jsou RFID tagy umístěny na paletách s pytli a načteny při jejich přepravě při průjezdu vysokozdvižného vozíku čtecí RFID bránou.

 

Typická RFID Smart Label dle požadavků zákonů Evropské Unie (textové označení, RFID chip, čárkové kódy)

RFID vs. natištěný čárový kód

Praktické výhody RFID proti etiketám s čárkovými kódy:

  • není nutná přímá viditelnost etikety (zboží naházené v krabici)
  • větší čtecí dosah
  • větší odolnost proti vlivům jako vlhkost, sluneč. záření, mechan. otěr
  • možnost současného snímání více etiket
  • možnost průběžné změny a doplňování údajů
  • poskytuje i další informace než jen kód výrobku

Výhody čárkových kódů proti RFID:

  • možnost bezpečné identifikace produktu i bez elektronické čtečky
  • nulový vliv elmag. rušení na čtení
  • v případě mech. poškození etikety (např. přestřižení), možnost alespoň částečné identifikace
  • zatím levnější implementace na etiketu (tisk společně s etiketou nebo následný dotisk)

Jak lze z následného výčtu výhod obou dnes nevyužívanějších identifikačních principů zjistit, prakticky poskytují vždy to, co ten druhý zástupce neumožňuje. Proto je jejich spojení v rámci chytrých RFID etiket (RFID Smart Labels) vcelku logické, pokud musí být zajištěna 100% dohledatelnost a identifikace nějakého objektu. Zatímco totiž lze v nejhorším případě kód čárkového kódu do PC naťukat ručně, při problému se čtením RFID tagu, ať již vlivem poruchy čtečky nebo poškození tagu, data jinak získat a do systému zadat nelze.

Závěr

Rádiová identifikace RFID jistě má světlou budoucnost s odhledem na množství údajů, které mohou obsahovat a méně časově nákladnému čtení. Na druhou stranu nejde bez elektroniky produkt nijak ověřit a přiřadit. Proto si také myslím, stejně jako mnoho dalších odborníků, že nějakou dobu v budoucnu bude identifikace alespoň koncových kusových prodávaných výrobků zajištěna právě chytrými etiketami, využívající RFID i popisky s čárkové kódy. K tomu budou přispívat i jistě stále se zpřísňující zákony a normy, které by měli zamezit vzniku různých kauz ohledně zkažených či poškozených produktů. Pomocí chytrých etiket lze i v případě nějaké reklamace z uložených dat zjistit, kdy byla provedena nevhodná manipulace s produktem, která způsobila jeho zkázu a tedy lze jednoznačně určit viníka (výrobce, dopravce či skladující a prodávající firma).

Antonín Vojáček

DOWNLOAD & Odkazy

Hodnocení článku: