RFID Teknolojisi Nedir? | Kapsamlı Rehber

Endüstri 4.0 devrimi ile beraber birçok sektörde dijitalleşme hareketi başlamıştır. Gerek zamandan, gerekse de iş gücünden kazanmak adına gelişen teknolojilerden faydalanmak, kurum ve kuruluşlar için büyük önem arz etmektedir. Bununla birlikte günümüzde “hız” kavramının ehemmiyeti de yadsınamaz bir gerçektir. Kurum/kuruluşların gerçekleştirilecek olan faaliyetlerinde ‘en kısa süre zarfında’ hedefe ulaşmaları, kendilerini rakiplerinden sıyrılmalarına sebep olmaktadır. Elbette ki bu durum yalnızca ilgili kurum için avantaj sağlamayacaktır. Aynı zamanda “son kullanıcı” olarak nitelendirebileceğimiz tüketiciler için de kaliteli bir deneyim olanağı sağlar.

Günlük hayatımızın vazgeçilmez ihtiyaçları arasında yer alan sektörler de, RFID teknolojisini bünyelerine entegre etmiştir. Yaşanan teknolojik gelişmeler listesi içerisinde RFID’de bulunmaktadır. Hatta durum öyle ki RFID, teknoloji anlamında birçok yenilikçi gelişmenin de tetikleyicisi pozisyonundadır. Peki, RFID nedir, ne işe yarar, gelecekteki etkisi ve maliyetleri nedir? Sorularının yanıtını, rehber niteliğindeki bu içeriğimde bulacaksınız. Öyleyse soru geliyor… Keşfetmeye hazır mısınız?

RFID Nedir?

Türkçe karşılığı ile “Radyo Frekansı ile Tanımlama” anlamına gelmektedir. Bu teknolojinin isminden de anlaşılacağı üzere herhangi bir müdahale olmadan frekanslar aracılığı ile tanımlama yapılabilmektedir. Bu da RFID’nin kullanım avantajları arasında yer alır. Bununla birlikte RFID teknolojisi, yeni bir buluş değildir. Tarihi incelendiğinde, 2. Dünya Savaşı yıllarında ortaya çıkmıştır. Maliyeti sebebiyle uzun yıllar boyunca başka alternatifler(barkod sistemi gibi) kullanılmıştır. Fakat teknolojinin gelişimi ve sektör bazında hedeflerin değişimi nedeniyle RFID’nin önemi, daha net anlaşılmaktadır. Öyle ki, uzun vadede sağladığı maddi ve iş kazancı sebebiyle emsallerine göre çok daha avantajlı bir konumda yer alıyor.

RFID, 3 temel ögeden oluşur. Bunlar; (etiket içerisindeki)çip, okuyucu ve antendir. İlgili ürün üzerine yerleştirilen etiketler aracılığıyla tedarik sürecinde radyo frekansları ile sorgulama yapılabilmesini sağlar. Böylece ilgili ortam içerisinde etiketlerden yayılan frekansların, okuyucu aracılığı ile tanınmasını sağlar. Bu da, gerek iş gerek zaman yönetiminde büyük bir hız kazandırmaktadır. Peki, bu nasıl mümkün olabiliyor? Üstelik herhangi bir manuel müdahale bulunmadan… RFID etiketleri, üzerine tanımlanan verileri RFID okuyucusuna göndermek üzere anten vasıtası ile iletimi sağlar. Bu veri bütününü alan RFID okuyucusu da, aldığı verileri organize ederek sistemin bağlı bulunduğu ana bilgisayara iletir. Dolayısıyla son kullanıcının veya denetleyici kişinin, sürecin her anından bizzat haberi olması sağlanır. Bu sayede herhangi bir olası sorun halinde anlık olarak müdahale edilebilmektedir. Bu durum da, sürecin en az iş gücü ile en fazla yararı sağlamasına sebebiyet verir.

Tüm bunlarla birlikte RFID birçok alanda halihazırda aktif olarak kullanılmaktadır. Tabii bunun içerisinde savunma sanayi ve teknoloji çalışmaları da dahil olduğundan bazı yasal düzenlemeler yapılmıştır. Avrupa Standartları’na göre 865 ila 868 MHz frekans aralığında 2 Watt’a değin güç seviyeleri ile kullanılması uygun görülmüştür. 2007 yılından itibaren ülkemizde bu standartlara uyumlu bir karar açıklaması ile RFID’nin kullanım gücünü 2 Watt olarak güncellemiştir(2004 yılında ilk alınan karara göre bu güç yalnızca 0.5 Watt seviyesindedir)(Bkz: tr.wikipedia.org/wiki/RFID).

RFID Etiketleri

Bu etiketlerin bünyesinde bir anten ve buna bağlı çalışabilecek bir entegre devre mevcuttur. Bununla birlikte ilgili parçaları birbirine bağlayan ve yapısının bozulmadan çalışması için üzerinde bir de koruyucu plaka formunda madde bulunur. Bu plaka, aynı zamanda dış etkenlere karşı da etiketin güvence altında olmasını sağlar. Genel itibari ile plastik veya kağıt maddelerden oluşan RFID etiketleri, kullanılacağı alana göre de farklı malzemelerden oluşabilmektedir. Örneğin, kimlik kartlarında bulunan RFID etiketleri, plastik maddeden oluşmaktadır.

RFID etiketleri birçok sektörün içerisinde, farklı branşlardaki hizmet sağlayıcılar tarafından da kullanılmaktadır. Dolayısıyla bu etiketleri birbirinden ayıran özellikleri de segmente etmek mümkündür. RFID etiketler kendi içerisinde 3 farklı türde incelenmektedir. Bunlar;

• Pasif Etiketler,
• Yarı Pasif Etiketler,
• Aktif Etiketler.

Şeklindedir. Her birinin kendine özgü özellikleri bulunmaktadır. Detaylı bir inceleme ile hangisinin ne amaçla ve nasıl kullanıldığını keşfedebiliriz.

Pasif RFID Etiketler

Günümüzde temel bazda en çok tercih edilen ve kullanılan RFID etiketi türüdür. Maliyet olarak, diğerlerine nazaran çok daha uygundur. Bu da onun kullanım oranına doğrudan etki etmektedir. Herhangi bir güç kaynağına ihtiyaç duymaksızın radyo frekansları aracılığı ile veri transferini yaparlar. Proximity(turnikelerde, yemekhanelerde, geçiş kontrollerinde temassız olarak kullanılabilen) kartlar, pasif RFID etiketlere güzel bir örnektir. Uygulama alanı menzili olarak maksimum 10 metredir.

Yarı Pasif RFID Etiketler

Buradaki kilit nokta, pasif RFID etiketlerinin faal olması ve iletişimin başlaması için gerekli enerji, okuyucu tarafından temin edilmektedir. İletişimin iki ana unsurundan birine zorunlu kıldığı için(RFID okuyucusuna) “yarı pasif” çatısı altında değerlendirilir. Aynı zamanda veri transferinin ve dolayısıyla iletişimin sorunsuz bir şekilde çalışması için dahili bir enerji kaynağına ihtiyaç duyar. Bu bir batarya veya pil olabilmektedir. Maliyet olarak, pasif RFID etiketlerden pahalı, aktif RFID etiketlerden ucuzdur. 100 metrenin üzerinde bir kullanım menziline sahiptir.

Aktif RFID Etiketler

İletişimin sağlanması için hem bir verici hem de bir güç kaynağı bulundurur. Güç kaynağı sayesinde gerekli enerjiyi temin edip, çip devrelerini aktif hale getirir. Akabinde buna bağlı olarak okuyucuya radyo sinyallerini iletmeye başlar. İletişim olarak pasif ve yarı pasif etiketlerin “yanıtlama” niteliğine ek olarak, aktif etiketlerde “başlatma” özelliği de bulunmaktadır. Sunduğu performans ve bünyesinde bulundurduğu envanterler nedeniyle en maliyetli RFID etiketi türüdür. Palet takibi gibi lojistiğin bel kemiği alanlarda kullanılmaktadır.

RFID Frekans Türleri

Bu teknolojiyi kullanan etiketlerin radyo frekansları ile iletişim kurduğunu belirtmiştim. Bununla birlikte RFID etiketleri, kullanım alanlarına göre genel itibari ile 125 kHz – 960 MHz aralığında çalışır. Ancak elbette ki bu etiketlerin okunma mesafesi, yoğunluğu/sıklığı ve RFID okuyucusunun gücü/enerjisi ile değişkenlik gösterebilmektedir. Frekans aralıklarını kendi içerisinde 5 grupta sınıflandırabiliriz. Bunlar;

• Düşük Frekans(LF – Low Frequency)
• Yüksek Frekans(HF – High Frequency)
• Ultra Yüksek Frekans(UHF – Ultra High Frequency)
• Mikrodalga(Microwave)
• Ultra Geniş Band(UWB – Ultra Wideband)

Şeklindedir. Frekans aralıklarına göre değerlendirecek olursak da;

– LF: 125 kHZ – 134 kHZ

– HF: 13.56 MHZ

– UHF: 860 MHz– 960 MHz

– Mikrodalga: 2,45 GHz – 5,8 GHz

– UWB: 3,1 GHz – 10,6 GHz

Biçimindedir. Tüm bunlarla birlikte gerek kanunlar, gerekse de maliyetler neticesinde mikrodalga ve UWB frekans türleri yerel işletmeler tarafından kullanılamamaktadır. Dolayısıyla RFID etiketlerinde en çok tercih edilen frekans türleri LF, HF ve UHF’dir.

LF: Düşük Frekans

125 ila 134 kHZ frekans aralığında aktif olduklarından kullanım menzilleri de kısadır. Frekans aralıklarına da bağlı olarak 10-20 cm aralığında bir okuma menzili söz konusudur. Maliyet açısından değerlendirecek olursak, bu anlamda düşük bütçelerle kullanılabilir. Kontrollü giriş-çıkış(erişim kontrolü) uygulamalarında sıklıkla bu frekans aralığındaki RFID etiketler kullanılmaktadır. Özellikle kısa menzilli olmasından dolayı güvenlik bakımından da avantaj sağlamaktadır(erişim kontrolü için). Düşük frekanslı etiketler yapıları gereği “düşük veri okuma” durumu mevzubahistir. Dolayısıyla bunu LF’nin dezavantajı kategorisinde değerlendirebiliriz.

HF: Yüksek Frekans

Günlük hayatımızda da en çok karşılaştığımız, RFID etiketlerinde sıklıkla kullanılan frekans aralığıdır. Kimlik kartlarımızda, kredi kartlarımızda, kütüphanelerde, yemekhanelerde ve daha onlarca varlık izleme(havaalanı bagaj bölgeleri gibi) alanlarında kullanılmaktadır. Düşük frekanslı etiketlere nazaran daha yüksek veri okuma kapasitesine sahiptir. Bu da HF’nin tercih edilebilirliğini arttıran unsurlardan biridir. Ancak! Her RFID etiketi, her alanda veya mekanda kullanılmamaktadır. Özellikle hastane gibi hassas tıbbi cihazların yoğunlukta olduğu alanlarda yüksek frekanstaki RFID etiketlerinin kullanılması sorunlara yol açabilir. HF’nin bir diğer dezavantajı ise RFID okuyucusu tarafından ayarlanmış bir frekans aralığında çalışması koşulu bulunur. Aksi durumda problemlerle karşılaşılması(hizmetin sağlanamaması gibi) kuvvetle muhtemeldir.

UHF: Ultra Yüksek Frekans

Lojistik, ürün takip ve izleme, kargo depoları vb. alanlarında sıklıkla kullanılan etiket türü UHF’dir. Menzil olarak diğerlerine oranla çok daha geniş bir alanda(100 metre ve üzeri) okuma kapasitesine sahiptir. Bununla beraber maliyetinin de uygun olması UHF’nin tercih edilebilirlik seviyesini yükselten sebeplerden bir diğeridir. UHF’nin bulunduğu ortamda sıvılar ve metaller yoğunlukta ise etiket içerisindeki çip ve okuyucu arasında parazitler oluşabilmektedir. Bunun önüne geçmek adına paraziti engelleyen, izole edilmiş UHF etiket kaplamaları da bulunmaktadır. Ancak bu uygulama çok yüksek maliyetlere sebep olduğundan pek tercih edilememektedir. UHF’nin dezavantajları olarak ele alınabilir.

RFID Etiket Çip Türleri

İletişim sürecinin sorunsuz bir biçimde çalışması için hem etiketin içerisindeki çipin ve entegre devrenin, hem de RFID okuyucusunun faal olduğundan emin olunmalıdır. Bununla birlikte RFID etiket içerisinde 2 farklı türde çip bulunabilir. Bunlar;

• Read Only
• Read Write

Olarak değerlendirilir. Read Only(Sadece Okuma), fabrika çıkışı olarak çipin hafızası üzerine tanımlanan veriyi ifade eder. Dolayısıyla sonradan bu verinin değiştirilmesi söz konusu değildir. Statik bir yapıdadır. Depolama alanları ise oldukça kısıtlıdır(96 bit). Tabii tüm bunlara bağıl olarak maliyetleri de aynı oranda düşük seviyededir.

Read Write(Okuma Yazma) etiket çipi türünde hem okunabilir hem de yazılabilir hafıza mevcuttur. Bu da ilgili verilerin sonradan değiştirilmesine olanak tanır. Böylece dinamik bir yapıda olan çip ile sonrasında yapılacak başka bir faaliyet içinde kullanılabilmektedir. Ayrıca Read Only çip türüne kıyasla çok daha fazla depolama alanına sahiptir. Read Write türünde 32 KB ila 128 KB aralığında bir veri depolaması yapılabilir(çipin özelliğine göre değişkenlik gösterir.). Bu denli interaktif bir çip türünün doğal olarak maliyeti de yüksektir.

RFID Okuyucular

Herhangi bir RFID’nin kullanılacağı sistemde, olmazsa olmaz bir ekipman konumundadır. Öyle ki, iletişimin RFID etiketleri ile beraber organize edilmesi için radyo dalgalarını hem iletir hem de alır. RFID okuyucu türleri;

• Sabit Okuyucular,
• Bütünleşik/Entegre Okuyucular,
• Mobil/El Tipi Okuyucular.

Olarak 3 sınıfta değerlendirilebilir.

Sabit RFID okuyucuları, genellikle iletişim sahasının büyük olduğu ve birden çok kontrolün yapılması gerektiği alanlarda tercih edilmektedir. RFID etiketlerinden gelen veriyi şifreleyip okur. Bu işlemlerin gerçekleştiği esnada isminden de anlaşılacağı üzere sabit bir konumdadır. 2 ve 2’nin katları şeklinde 32 adet antene değin bağlantı noktasını destekleyebilecek potansiyele sahiptir. Sabit RFID okuyucularının çalışması için genel itibari ile Ethernet kablosuna ihtiyaç duyar. Fakat gelişen teknoloji ile beraber bu okuyucu türlerinde de önemli güncellemeler yaşanmıştır. Hatta Wi-Fi RFID okuyucuları sayesinde kablolu ağların getirdiği donanım yoğunluğu sorunundan sıyrılıp, kablosuz ağ üzerinden de sorunsuz bir şekilde çalışabilmektedir.

Mobil/El tipi RFID okuyucular, sürekli bir hareket halinde olunması gereken durumlarda iletişimin aksamadan devam etmesi için kullanılabilmektedir. Bu okuyucunun içerisine yerleştirilen okuyucu ve anten ile alan fark etmeksizin çalışmalar yürütülebilir. Bluetooth veya Wi-Fi yordamıyla çalışabilmektedir.

Bütünleşik/Entegre RFID okuyucular, içerisinde yerleşik bir anten bulundurur. Diğer RFID okuyucu türlerine nazaran maliyeti daha düşük seviyelerdedir. Genel itibari ile 865 MHz frekans bandında çalıştıklarından UHF türüne dahil olmaktadır. En çok tercih edilen frekans aralığında olduklarından da bu okuyucular rağbet görmektedir.

RFID Teknolojisinin Kullanım Alanları

Bu teknoloji, her ne kadar geçmişte maliyetleri nedeniyle yaygın olarak kullanılmasa da günümüzde durum böyle değildir. Özellikle gelişen teknolojinin getirdiği yeni güncellemeler ve tedarik sürecindeki revizeler nedeniyle artık çok daha uygun maliyetle RFID teknolojisi kullanılabilmektedir. Öyle ki, günlük yaşantımızda bu teknoloji ile sıklıkla karşılaşmaktayız. Bu yazıyı okuyana kadar belki de daha öncesinde dikkatine varamadığımız karşılaşmalardan söz ediyorum :). Kategoriler halinde durumu ele alacak olursak, RFID teknolojisi;

• Takip ve Tanımlama
  • Tedarik takibi,
  • Ürün takibi,
  • Geri dönüşüm,
  • Hayvan takibi(hayvancılık sektörü),
  • Toplu/perakende ödemeler…
• Ödeme ve Depolama Sistemleri
  • Hızlı geçiş sistemleri gibi elektronik geçiş sistemleri,
  • Temassız kredi/banka kartları,
  • Akbiller(otobüs-metro kartları),
  • Tiyatro, konser biletleri…
• Giriş Kontrolleri
  • Bina-site girişleri için gerekli erişim kartları,
  • Araç çalıştırma sistemleri(keyless go veya kartla çalışan araçlar),
  • Personel takip ve giriş sistemleri…
• Sahteciliğe Karşı Güvenlik Sistemleri
  • Kullandığımız kağıt paralar,
  • Jetonlar,
  • Reçeteli ilaçlar…

Tüm bunlarla birlikte RFID teknolojisinin kargo gibi lojistik sistemlerine olumlu anlamda çok büyük etkisi bulunmaktadır. Önceleri manuel yapılan yöntemler artık yerini teknolojinin getirdiği nimetlere bırakıyor… Amazon’un ‘hızlı kargo’ yetkinliği sizce neye borçludur? Bu denli hayatımıza nüfuz etmiş RFID teknolojisinin sizce güvenlik zafiyetleri var mıdır? İpucu vermek gerekirse, tabii ki. İpucundan daha fazlası oldu sanırım :). Ancak daha fazlasını(ayrıntılarını merak edenlere) istiyorsanız takipte kalmaya devam edebilirsiniz. Sağlıkla ve güvenle kalın…