RFID

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
EPC RFID-tunniste.

RFID (Radio Frequency IDentification), eli radiotaajuinen etätunnistus on menetelmä tiedon etälukuun ja -tallentamiseen käyttäen RFID-tunnisteita eli tageja. RFID-tunniste tai saattomuisti on pieni laite, joka voidaan sisällyttää tuotteeseen valmistusvaiheessa tai liimata siihen jälkikäteen tarralla. Eläimiin siru voidaan injektoida ihon alle tai kiinnittää siihen korvalapulla. RFID-tunnisteet sisältävät antennin voidakseen lähettää ja vastaanottaa radiotaajuisia kyselyitä RFID-lähetin-vastaanottimelta.

RFID-tunnisteiden historiaa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vaikka joidenkin mielestä ensimmäinen tunnettu laite on ollut Leon Thereminin Neuvostoliiton hallitukselle keksimä vakoilulaite vuodelta 1945, ensimmäinen todellinen RFID-laitteen käyttö on tapahtunut jo aiemmin. Toisen maailmansodan aikana Britanniassa käytettiin RFID-laitteita erottamaan saapuvat brittikoneet saksalaisista, koska tutka pystyi erottamaan vain koneen, ei sen tyyppiä.

Ensimmäisiä RFID:tä käsitteleviä tutkimuksia on Harry Stockmanin "Communication by Means of Reflected Power" vuodelta 1948. Stockmanin mukaan tarvittiin huomattavasti tutkimus- ja kehitystyötä, ennen kuin jäljellä olevat perustavanlaatuiset ongelmat "heijastetun käyttöjännitteen" kommunikaatiossa olisi ratkaistu ja ennen kuin sovellusten vaatima perustekniikka olisi hallussa. Tavoitteen saavuttaminen kesti kolmekymmentä vuotta, ja teknisiä harppauksia tarvittiin monilla muillakin eri aloilla.

Ensimmäiset kaupalliset sovellukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ensimmäisiä RFID-tekniikan kaupallisia sovelluksia oli 1980-luvun puolivälissä kaupallistettu RFID-aktiivitunniste automaattista tunnistusta varten tietulleissa. Tämä nykyään hyvin yleisen sovelluksen tekniikka kehitettiin alun perin Yhdysvaltain hallituksen tutkimusohjelmassa Los Alamosissa.

Los Alamosissa kehitettiin myös passiivitunnisteiden tekniikkaa lehmien tunnistukseen ruokinnassa. Sairaille lehmille tuli antaa lääkettä, mutta valvonta oli vaikeaa. Tiettyjen lehmien tuli saada vain tietty määrä tiettyä lääkettä. Ratkaisuna lehmien ihon alle kiinnitettiin passiiviset 125 kHz (LF-taajuusalue) RFID-tunnisteet. Järjestelmä on edelleen käytössä. LF-taajuusalue löysi sovelluksia myös avainkorteissa ja avaimenperissä.

1990-luvun alussa IBM patentoi UHF-taajuusalueella (860–930 MHz) toimivan RFID-järjestelmän. Korkeammat taajuudet mahdollistivat suuremman lukuetäisyyden ja nopeamman datansiirron. IBM myi patenttinsa 1990-luvun puolivälissä Intermecille, joka oli viivakoodijärjestelmiin erikoistunut yritys.

Suomessa RFID, jota silloin kutsuttiin saattomuistiksi, tuli 80-luvun puolivälin jälkeen kaupallisesti saatavaksi ja ensimmäisiä sovelluksia on jo silloin tehty erilaisiin teollisuuden kuljetinjärjestelmiin. Tällaisia ovat esimerkiksi FMS-järjestelmät, joissa on suljetussa kierrossa lavoja, ja siltanosturit, joissa vaunut voivat ohjautua eri radoille. Näissä järjestelmissä on tyypillisesti kierrossa 100-1000 tunnistetta.

Tekniikka[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

RFID-ratkaisut koostuvat kolmesta peruskomponentista: tagi (tag, transponder), lukija (receiver/reader, interrogator) ja antenni sekä tagissa että lukijassa. Muuntelemalla komponenttien tehoa, kokoa, antennimallia, toimintataajuutta ja tallennuskapasiteettia voidaan RFID:tä käyttää moniin eri käyttötarkoituksiin. RFID:tä käytetäänkin enenevissä määrin muun muassa teollisuudessa viivakoodin sijaan. RFID:n etuna on, että se ei vaadi suoraa yhteyttä lukijan ja tagin välille.

Yksinkertaisuudessaan tiedonsiirto tapahtuu seuraavasti: Tieto on tallennettuna tagin mikrosiruun, josta on yhteys tagin antenniin; siru- ja antenni-yhdistelmää kutsutaan RFID-tagiksi. Antenni mahdollistaa sirun tiedon välittämisen RFID-lukijalle. Lukija muuntaa sirulta saamansa radiosignaalin (radio waves) digitaaliseen muotoon, joka voidaan välittää edelleen tietokoneelle käsiteltäväksi.[1]

RFID-tunnisteet voivat olla joko aktiivisia, passiivisia tai puoli-passiivisia. Passiivisilla RFID-tunnisteilla ei ole omaa virtalähdettä. Laitteen käyttöön vaadittava erittäin pieni sähkövirta indusoituu antenniin saapuvasta radiotaajuisesta skannauksesta, jonka avulla tunniste pystyy lähettämään vastauksen. Virta- ja hintavaatimuksista johtuen passiivisen RFID-tunnisteen vastaus on lyhyt, tyypillisesti ID-numero. Oman virtalähteen puuttuminen tekee laitteesta varsin pienen: on olemassa kaupallisesti saatavilla olevia tuotteita, jotka voidaan sijoittaa ihon alle. Pienin kaupallinen tuote vuonna 2004 on 0,4 mm × 0,4 mm ja ohuempi kuin paperiarkki, eli käytännössä lähes näkymättömän kokoinen. Passiivisten tunnisteiden lukuetäisyydet vaihtelevat 10 mm ja 5 metrin välillä.

Puolipassiivinen RFID-tunniste sisältää virtalähteen, mutta ei omaa lähetintä. Omalla virtalähteellä saavutetaan kuitenkin passiivista tunnistetta suurempi toimintasäde ja mahdollistetaan laajennettu toiminnallisuus, mukaan lukien tietojen säilyttäminen tunnisteen omassa muistissa (ROM, WORM).

Aktiiviset RFID-tunnisteet puolestaan sisältävät virtalähteen ja niillä voi olla pidempi kantomatka sekä suurempi muisti kuin passiivisilla tunnisteilla. Ne voivat myös tallentaa lähetin-vastaanottimen lähettämiä lisätietoja. Tällä hetkellä pienimmät aktiiviset RFID-tunnisteet ovat suunnilleen kolikon kokoluokkaa, mutta ohuempia. Monilla aktiivisilla tunnisteilla lukuetäisyydet ovat kymmeniä metrejä ja pariston ikä useita vuosia.

Koska passiiviset tunnisteet ovat paljon halvempia valmistaa, on suurin osa RFID-tunnisteista passiivisia. Vuonna 2004 passiivisen tunnisteen hinta oli n. 0,25 €. Tavoitteena oli saada tunnisteiden hinnat n. 0,05 euroon, jotta RFID-tekniikasta tulisi kannattavaa ja laajasti käytettyä.

Nykyään käytetään yleisesti neljänlaisia RFID-tunnisteita, jotka eroavat käytetyn radiotaajuuden perusteella: matalan taajuuden tunnisteet (125–134 kHz), korkean taajuuden tunnisteet (13,56 MHz), UHF-tunnisteet (868–956 MHz) ja mikroaaltotunnisteet (2,45 GHz).

Näistä ainoastaan taajuus 2,45 GHz on käytettävissä kansainvälisesti, sillä se on vapaasti hyödynnettävällä ISM-taajuusalueella. Tämän taajuuden suurin sallittu säteilyteho Yhdysvalloissa on 4 W, kun Euroopassa maksimi on 0,5 W, joten Euroopassa ainoan sallitun taajuuden teho voi jäädä liian alhaiseksi monille sovelluksille.[2]

Viestintävirasto hyväksyi muutoksen UHF-taajuusalueen RFID-lukijoiden tehorajoituksiin, ja 4. helmikuuta 2005 voimaan tulleen muutoksen jälkeen Suomessakin voidaan käyttää 2 W:n teholla toimivia UHF-lukijoita aikaisemman 0,5 W:n sijasta. Muutos mahdollistaa pidemmän lukuetäisyyden sovellukset.

Vuonna 2005 valmistui eurooppalainen standardi 866 MHz:n UHF-taajuudelle.[3]

RFID-lukijalla on kolme tehtävää: tuottaa sähkömagneettisella kentällään passiiviselle tai puolipassiiviselle tunnisteelle tiedon lähettämiseen tarvittava energia, ottaa vastaan tunnisteen lähettämä tieto ja prosessoida se. Lukuetäisyyden määrittää sekä lukijan että tunnisteen antennien koko ja lukijan lähettämän sähkömagneettisen kentän voimakkuus. Antennin kokoon vaikuttaa ainoastaan se, miten pienenä tunniste halutaan pitää, mutta lukijan kentän voimakkuutta rajoitetaan maakohtaisilla rajoituksilla.[4] Tämän vuoksi eri maissa käytetyt RFID-järjestelmät eivät välttämättä ole yhteensopivia.

Vaikka lukijaa kutsutaankin lukijaksi, voi se myös muuttaa, lisätä tai poistaa sähkömagneettisen kenttänsä avulla tunnisteella olevaa tietoa, mikäli tunnisteen muistiominaisuus on RW. Esimerkkinä toimii autonvalmistus, jossa tunnisteeseen sisällytetään eri tuotantovaiheissa tietoa siitä, mitä valmistuvalle autolle on jo tehty.

Sekä tunniste että lukija sisältävät antennin, jonka avulla tietoa siirretään tunnisteelta lukijalle ja päinvastoin. Antennin rakenne ja sijoittelu vaikuttavat antennin lähetysalueen suuruuteen, ulottuvuuteen ja tiedonsiirron tarkkuuteen. Esimerkiksi tunnisteen lineaarisesti polarisoitu antenni antaa pyöreätä antennia epätarkempia lukutuloksia tilanteissa, joissa tunnisteen ja lukijan antennit eivät ole kohdistettuina toisiinsa.

Lukijan antenniominaisuudet vaihtelevat myös suuresti riippuen käyttötarkoituksesta. Kädessä pidettävässä lukijassa itse lukija ja antenni on yhdistetty samaan laitteeseen, kun taas esimerkiksi isossa varastotilassa yhden lukijan antenneja voi olla ympäri varastoa.[5]

Nykyiset käyttökohteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Taajuusalueet liittyvät olennaisesti RFID-järjestelmiin. Tunniste ja lukija keskustelevat keskenään radioteitse juuri tietyllä taajuudella. Järjestelmät käyttävät joko korkeaa tai matalaa taajuutta. Taajuuksilla on myös omat erityispiirteensä, jotka vaikuttavat lukuetäisyyteen ja läpäisykykyyn. Lukija voi kommunikoida tagin kanssa kahdella eri tavalla: matalilla taajuusalueilla käytetään induktiivista kytkentää ja korkeammilla taajuusalueilla käytetään sähkökenttään perustuvaa kytkentää. Taajuusalueiden käyttöä kontrolloi Suomessa Viestintävirasto, joka myös asettaa rajoitteita ja vaatimuksia RFID-laitteistoille.[6]

Matalan taajuuden (LF) RFID-tunnisteita käytetään yleisesti eläinten tunnistukseen, oluttynnyrien jäljittämiseen, autojen käynnistyksen- ja varkaudenestojärjestelmissä sekä joissakin kulunvalvontajärjestelmissä. Lemmikkieläimiin istutetaan yleensä pieni tunniste, jotta ne voidaan katoamistapauksissa palauttaa omistajilleen. Yhdysvalloissa käytetään kahta RFID-taajuutta: 125 kHz (alkuperäinen standardi) ja 134,5 kHz (myöhempi standardi).

Korkean taajuuden (HF) RFID-tunnisteita käytetään kirjastoissa ja kirjakaupoissa kirjojen jäljittämiseen, kuormalavojen, lentolaukkujen ja vaatteiden jäljittämiseen sekä rakennusten kulunvalvontaan. Korkeataajuiset tunnisteet ovat laajasti käytettyjä erilaisissa tunnusmerkeissä korvaamassa magneettiraitoja. Näitä tunnusmerkkejä tarvitsee vain pitää tietyn matkan päässä lukijasta, jotta tunnisteen haltija voidaan tunnistaa. 13,56 MHz:n teknologia on käytännön standardi henkilön tunnistukseen ja tuotteiden alkuperämerkintöihin Suomessa.

VHF-alueen (350-433Mhz:n ISM-taajuus) tunnisteita käytetään tyypillisesti konttien ja yleisemmin arvotavaran seurantaan. Uusin sovellus on Isossa-Britanniassa testauskäytössä oleva järjestelmä, jossa kaikkiin ajoneuvoihin on tulevaisuudessa tarkoitus asentaa RFID-tunniste. Sovellukseen on valittu juuri VHF-tekniikka, joka mahdollistaa jopa vajaan 100 metrin lukuetäisyyden ja paremman läpäisyn kuin UHF-taajuudet. Myös Suomessa on tarkoitus asentaa kaikkiin ajoneuvoihin RFID-tunnisteet (kts. ITS-Finlandin Älykkään liikenteen kehittämisstrategia 2005-2010).

UHF-alueen RFID-tunnisteita käytetään yleisesti logistiikkasovelluksiin, kuten kuormalavojen ja konttien jäljityksessä, sekä ajoneuvojen ja perävaunujen jäljitykseen rajatuilla alueilla kuten satamissa. Suomessa käytetään taajuutta 868 MHz.

Mikroaaltoalueen RFID-tunnisteita käytetään ajoneuvojen pitkän matkan pääsynvalvontaan, mistä esimerkkinä toimii General Motorsin OnStar-järjestelmä. Mikroaaltotaajuuden lukijoita ja tunnisteita käytetään mm. lähes kaikissa Suomen satamissa ajoneuvojen kulunvalvontaan, lukuetäisyyden ollessa yli kymmenen metriä. Tekniikan etuina ajoneuvojen tunnistamisessa ovat mm. lukuvarmuus sekä käyttöönoton helppous.

Myös tienkäyttömaksuja kerätään RFID-tunnisteiden avulla esimerkiksi Kalifornian FasTrak-järjestelmässä. Tunniste luetaan, kun kulkuneuvo ohittaa tullipisteen, ja maksu laskutetaan käyttäjän prepaid-tililtä. Järjestelmän avulla liikenne nopeutuu tullinkeruukohteissa. VTT on liittänyt 100 km/h kulkevaan autoon RFID-tunnisteen, jonka luku onnistui tienposkesta. Näin ollen liikkeellä oleva bussi voisi jättää jo ohittamilleen pysäkeille tiedon, että kyseinen vuoro on jo mennyt.

Antureita, kuten maanjäristysanturit, voidaan etälukea RFID-lähetin-vastaanottimen avulla yksinkertaistaen näin datan etätiedonkeruuta.

Tammikuussa 2003 Michelin ilmoitti aloittaneensa testit renkaisiin liitetyillä RFID-lähetin-vastaanottimilla. Arviolta 18 kuukautta kestävän koejakson jälkeen valmistaja kaavaili tarjoavansa RFID:llä varustettuja renkaita autonvalmistajille. Tunnisteiden pääasiallinen tarkoitus on jäljittää renkaat niiden elinkaaren aikana.

Kortteihin istutettuja RFID-tunnisteita käytetään laajalti elektronisessa rahassa, kuten Octopus Card Hongkongissa ja Alankomaissa, joiden avulla hoidetaan maksut joukkoliikennevälineissä. Suomessa mobiilimaksaminen on toteutettu ainakin pääkaupunkiseudun matkakorttijärjestelmässä, joka perustuu RFID-tekniikkaan.

Ihon alle käteen sijoitettava RFID-siru ennen istutusta.

Yhdysvalloissa on joissakin osavaltioissa asennettu vangeille rannekellon kokoisia lähettimiä, jotka havaitsevat mikäli vanki yrittää poistaa lähettimen. Tällöin lähetin lähettää hälytyksensä vankilan tietokonejärjestelmälle.

Alun perin eläimille suunniteltuja ihon alle istutettavia RFID-siruja on istutettu myös ihmisiin. Siruilla voidaan valvoa pääsyä muun muassa rakennuksiin, tietokoneelle, potilastietoihin ja jopa pyrkiä ehkäisemään kidnappauksia. Kehon tilaa tarkkaileviin antureihin yhdistettynä tunnisteella voidaan tarkkailla potilaiden tilaa. Eräs barcelonalainen yökerho käyttää jopa ihon alle istutettavia RFID-siruja VIP-asiakkaidensa tunnistamiseen, jotta he voivat maksaa tunnisteen välityksellä juomansa. Méxicon kaupungin poliisilaitos on istuttanut n. 170 poliisilleen Verichip-tunnisteen mahdollistaakseen heille pääsyn poliisin tietokantoihin, ja mahdollisesti jäljittämään heidät kidnappaustilanteissa. Jotkut tosin tuomitsevat sirun käytön "pedon merkkinä"[7]. Vaikka ei uskoisikaan uskonnollisten ryhmien väitteisiin "pedon merkistä", on hyvä huomioida RFID-sirujen riskit väärinkäytöstapauksissa. Tietokantaan murtautuneet käyttäjät voivat kyetä jäljittämään sirujen kantajia sekä tarkastelemaan heidän rahaliikennettään.

Esimerkkejä toteutuksesta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Teollisuus: Suuri RFID:in läpimurto tapahtuu teollisuuden ja yritysten logistisiin ongelmiin ja haasteisiin vastaamisessa. Hyötyjä on mahdollista saavuttaa prosessien tehostumisena, hävikkien vähentymisenä, työtehokkuuden kasvamisena ja asiakaspalvelun parantumisena. RFID-tageillä voidaan logistiikassa seurata ajantasaisesti tavaraliikennettä, varastokiertoa sekä tehdä automaattista tunnistamista. Logistiikan suunnittelu ja ohjaus on mahdollista kohdistaa yksittäiseen tuotteeseen, ja esimerkiksi viallisten tuotteiden jäljitettävyys helpottuu.[8] RFID-tekniikkaa voidaan soveltaa muun muassa logistiikassa konttiliikenteen tunnistuksessa. Kontista, joka sisältää tagin, voidaan helposti selvittää sen ID-numero, sisältö ja oven lukitus.[9] Pian on mahdollista myös valvoa kontin sisältöön ja kuljetusten laatuun vaikuttavia asioita, kun tagin avulla saadaan tietoa lämpötilasta, kosteudesta, tärinästä, korroosiosta ja pilaantumisesta.[10]

Kaupat: Päivittäistavarakaupassa tuotteiden tunnistaminen perustuu vielä pitkälti viivakoodeihin, eikä RFID:iin perustuvia järjestelmiä ole laaja-alaisesti käytössä. Varmasti tunnetuin RFID-käyttöönotto kaupan alalla on Wal-Mart -kauppaketjun käsialaa. RFID-ratkaisun toivottiin tuovan pienempien palkkakustannusten, paremman varastonhallinnan ja parempien edellytytysten reagoida markkinoiden muutoksiin kaltaisia hyötyjä [11]. Wal-Martin ja muiden kauppaketjujen ongelmana ovat muun muassa kadotetut tai väärään paikkaan toimitetut tuotteet sekä se, että kuljetuslavallisissa ei välttämättä ole aina täsmälleen tilattua määrää tuotteita. Ongelmien ratkaisemiseksi voidaan käyttää RFID:tä, joka mahdollistaa kuljetuslavojen seurannan ja yksittäisten tuotteiden tunnistamisen lavoilta ilman, että pakkauksia pitää avata laskutoimitusta varten. Tutkimukset osoittavat, että tuotteet on loppuunmyyty elintarvikemyymälöistä ja tavarataloista keskimäärin 7 % ajasta; jotkin suosituimmat tuotteet ovat loppuunmyytyjä 17 % ajasta. Tämä tarkoittaa myyntimenetyksiä, kun kaupat tilaavat tuotteita liikaa tai vain suosituimpia tuotteita.[11]. RFID-järjestelmän avulla Wal-Martin on mahdollista seurata kuljetuslavoja, pakkauksia ja jopa yksittäisiä tuotteita. Esimerkiksi tilanteessa, jossa kauppaan saapuu lavallinen muropaketteja, voidaan RFID-järjestelmän avulla nopeasti määrittää montako yksittäistä muropakettia lavalla on. Tämä tieto välitetään automaattisesti varastonhallintajärjestelmään, jolloin myymälänhoitaja pystyy seuraamaan tuotteiden menekkiä ja tilaamaan tarvittaessa luotettavan tiedon pohjalta lisää tuotteita.

Muut: Tavalliset kuluttajat tulevat tulevaisuudessa törmäämään enenevissä määrin RFID-tagillisiin tuotteisiin ja järjestelmiin. RFID-tunnistamiseen pohjautuvia ratkaisuja on käytössä jo erilaisissa kulunvalvontajärjestelmissä, autojen käynnistyksenestojärjestelmissä, kirjastojärjestelmissä, tietullijärjestelmissä sekä joukkoliikenteen matkakorttijärjestelmissä.

RFID-tekniikkaa on nähty jo muun muassa Nokian bluetooth-matkapuhelimissa. Tämä ns. NFC (Near Field Communication) -tekniikka mahdollistaa tiedon välittämisen kahdensuuntaisesti matkapuhelimen ja taustajärjestelmän välillä. NFC-tageja voidaan lukea matkapuhelimella tai vastaavasti matkapuhelimella voidaan koskettaa RFID-lukijana toimivaa laitetta. Teknologiaa arvellaan voitavan hyödyntää lähitulevaisuudessa arkipäiväisessä elämässä muun muassa erilaisissa maksutapahtumissa, joita kuluttaja voi kontrolloida matkapuhelimensa avulla esimerkiksi julkisissa kulkuneuvoissa tai kaupan kassalla.[12]

Passit: Suomessa on vuodesta 2006 alkaen myönnetty biometrisiä passeja jotka sisältävät mikrosirun ja antennin, joiden avulla lukijalaite lukee sirun tietoja. Suomessa käyttöön otettavat biometriset passit sisältävät ICAO:n määrittelemän standardin mahdollistamat tietoturvaominaisuudet, jotka estävät passin etälukemisen salaa. Sirun ja lukijan välinen tietoliikenne on salattu, eikä sirua ole mahdollista vaihtaa toiseen. Sormenjälkien tallentaminen biometriseen passiin otetaan Suomessa käyttöön vuonna 2009. Biometrisellä passilla pyritään vaikeuttamaan passien väärentämistä ja siihen liittyvää kansainvälistä rikollisuutta sekä nopeuttamaan suurien matkustajamäärien tunnistamista. Biometrinen passi on myös edellytys viisumivapauden säilyttämiselle Yhdysvaltoihin.[13]

Kirjastot: Suomalaisten kirjastojen RFID-tageja hallinnoi Kansalliskirjasto. Kirjastoissa RFID-tageja voidaan käyttää muun muassa lainaukseen, kulunvalvontaan, inventointiin ja tietokoneille kirjautumiseen. Sillä voidaan korvata viivakoodi ja hävikinestotarrat ja se on liitettävissä myös kirjastokortteihin, joissa on mikrosiru. Kansalliskirjaston mallin mukaisesti RFID-tag koostuu kolmesta osasta: pakollisesta osasta sekä strukturoidusta ja strukturoimattomasta lisäosasta: Pakollinen osa: Sisältää muun muassa käyttötavan, nide- tai henkilönumeron ja omistajakirjaston maa- ja kirjastotunnuksen. Tämä osa on kirjoitussuojattu. Strukturoitu lisäosa: Tähän osaan voidaan sisällyttää muun muassa palautusautomaatteja ohjaavia tietoja (esim. helposti särkyvä tallennetyyppi) ja hankintavaiheessa tarvittavia tietoja, jotka sovitaan kirjaston ja toimittajan välillä (esim. toimittajatunnus, tilausnumero). Näitä tietoja voidaan tarvittaessa kirjoittaa uudelleen. Strukturoimaton lisäosa: Kansainvälisestä käytännöstä poikkeavat määritykset tulee sisällyttää tähän osaan, jotta varmistetaan tunnisteen yhteensopivuus kaikkien eri järjestelmien kanssa. Tämän lisäosan elementeistä päätetään kansallisessa työryhmässä. Suomessa tällainen elementti on esim. MARC-formaatin mukainen tallennetyyppi.[14] Tätä tietomallia on käytetty muun muassa Teknillisen korkeakoulun kirjaston RFID-hankkeessa, jossa kurssikirjojen lukusalikappaleet siirrettiin asiakkaiden itsepalvelukäyttöön.[15]

Lääketeollisuus ja sairaalat: Lääketeollisuus hyödyntää RFID-tekniikkaa lääkkeiden aitouden varmistamiseen. Esimerkiksi Pfizerin Viagra-lääkepurkkeihin on liimattu HF-alueen 13,56 MHz:n taajuuden RFID-tagit. Lisäksi lähetyslaatikot on merkitty UHF-alueen RFID-tageilla. Järjestelmän avulla jälleenmyyjät voivat varmistua myytävän Viagran aitoudesta. Saatuaan tuotteet jälleenmyyjät lukevat lääkepurkit RFID-lukijalla. Jos tuotteen tiedot eivät täsmää, järjestelmä ilmoittaa siitä.[16] Sairaaloissa tageihin syötetään potilaan nimi ja suunnitellun leikkauksen suunnitelma, jonka jälkeen tagi sijoitetaan potilaan sairauskertomukseen. Sairauskertomuksessa olevan tagin avulla leikkaussalissa on mahdollista tarkistaa potilaan tiedot ja tehtävät toimenpiteet ja verrata niitä paperiseen sairauskertomukseen.[17] RFID:n avulla on myös mahdollista pitää listaa leikkausinstrumenteista; näin vältytään ikävistä tilanteista, joissa potilaan sisälle on jäänyt esimerkiksi neuloja.[18]

Kulunvalvonta: RFID-tekniikkaa hyödynnetään jo joidenkin yritysten kulunvalvonnassa ja tulevaisuudessa sen odotetaaan tulevan myös yksityishenkilöiden käyttöön. Visiona on, että yhdellä RFID-avaimella voitaisiin mahdollistaa pääsy useisiin eri fyysisiin tiloihin. Avainkäyttöisessä tunnisteessa ei ole omaa virtalähdettä, joten se on passiivinen tunniste. Kuuluu korkeampien taajuuksien tunnisteisiin, joiden taajuus on 13,56 MHz. Ne saavat virtansa lukijan muodostamasta sähkökentästä ja hyödyntävät sitä myös tiedon siirtämisessä. Näiden tunnisteiden lukuetäisyys on maximissaan 1-1,5 m. Tunnisteet maksavat halvimmillaan 0,05 €. Tunniste sisältää yhden, ainutlaatuisen sarjanumeron, jota ei voi muuttaa. Saman tunnisteen tiedot voidaan lisätä usean eri taustajärjestelmän tietokantaan, mikä mahdollistaa kulkuoikeudet useisiin eri tiloihin (kuten koti, työ, koulu). Jottei avaimen tiedot päädy vääriin käsiin, käytetään tietojen salauksessa julkisen avaimen salausmenetelmää. RFID vaatii hyvin monen tason standardointia: mm. teknologia, tietosisältö, yhdenmukaisuus, sovellukset. Korkeiden taajuuksien tunnisteille on ollut ISO/IEC 15693 standardit käytössä jo vuodesta 1999 ja ISO/IEC 18000-3 standardi julkaistiin 2006 vuoden alkupuoliskolla.[19]

Lemmikkieläimet: Passiivisella RFID-tunnisteella toimivia mikrosiruja on alettu käyttää yleisesti lemmikkieläinten tunnistukseen ja mikrosirutus on 2000-luvun aikana laajalti korvannut Suomessa lemmikkieläimillä tunnistusmerkintänä aiemmin käytetyn tatuoinnin. Ihon alle tyypillisesti eläimen niskaan asetettavilla mikrosiruilla merkitään tyypillisimmin koiria, kissoja, hevosia ja frettejä. Suomessa valtakunnallista koirarekisteriä ylläpitävä Suomen Kennelliitto on päättänyt että vuoden 2009 alusta lähtien kaikki liiton rekisteriin merkittävät koirat on pakollista tunnistusmerkitä ennen rekisteröintiä. Eläinten maasta vientiä ja tuontia valvovan Eviran mukaan 3.7.2011 alkaen rajan yli kuljetettavan eläimen on oltava tunnistusmerkitty mikrosirulla (EU asetus n:o 998/2003). Mikrosirun tulee olla ISO 11784-standardin mukainen ja käyttää HDX- tai FDX-B-tekniikkaa.

Potentiaalisia käyttökohteita[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

RFID-tunnisteita pidetään usein kansainvälisen tuotekoodin (UPC, Universal Product Code) tai EAN-viivakoodin korvaajina, koska RFID-tunniste voi sisältää sähköisen tuotekoodin (EPC, Electronic Product Code), joka tarjoaa tärkeitä etuja verrattuna vanhaan viivakooditekniikkaan. EPC-numerot ovat riittävän pitkiä, jotta jokaisella tunnisteella voi olla oma uniikki koodi, kun UPC-koodit ovat rajoittuneet yhteen koodiin tuotetta kohden. EPC-numeron yksilöitävyys mahdollistaa, että yksittäinen tuote voidaan paikantaa sen liikkuessa paikasta toiseen. Tämä voi auttaa yrityksiä taistelemaan varkaita ja tuotehävikkiä vastaan. RFID:tä on myös ehdotettu käytettäväksi itsepalvelukaupoissa korvaamaan kassahenkilöt automaattisella järjestelmällä. RFID-tunnisteet nollattaisiin kassalla maksun tapahduttua joko luottokortilla tai koneen vastaanottamalla käteisellä rahalla.

RFID-tageillä on kaksi erityistä etua verrattuna perinteisiin printattuihin viivakoodeihin: Ensinnäkin RFID-tagi kantaa yksilöllistä tunnistetta, kun taas viivakoodi vain osoittaa tuotteen laadun. Esimerkiksi viivakoodi printattuna pakkaukseen ilmaisee vain, että pakkaus sisältää aamumuroja sekä valmistajan. RFID-tagissä on sarjanumero, joka erottaa juuri sen muropakkauksen maailman kaikista muropakkauksista. Tämä sallii hyvin tarkan kontrollin tuotejakelussa. Koska RFID-tagi sisältää tuotteen koko historian, voivat yritykset virtaviivaistaa niiden tuotanto- ja jakeluprosessit aivan uudella tavalla. Toiseksi RFID-tagi voidaan lukea radiotaajuudella ilman näkökontaktia. Useissa tapauksissa se voidaan lukea jopa esteen läpi. Viivakoodilukijan täytyy sitä vastoin olla lähikontaktissa lukeakseen viivakoodin tarkasti. Jotta viivakoodi voidaan lukea, täytyy tuote vetää ohi viivakoodilukijasta. RFID-tagi voidaan lukea pelkästään asettamalla se lukijan lähiympäristöön, itse asiassa lukijalla on mahdollista lukea satoja RFID-tageja samaan aikaan. Tämä taas tarkoittaa lisätehokkuutta ja tarkkuutta tuotteiden käsittelyssä.[20]

RFID-teknologian edistämiseen on toivottu vetoapua myös terveydenhuollon ja lääketeollisuuden piiristä, joille tekniikka tarjoaisi lukuisia sovelluskohteita sairaalavarusteiden identifioinnista ja jäljityksestä lähtien. Lisäksi voitaisiin ajatella identifioitavan ja paikannettavan potilaat esimerkiksi RFID-rannekkeen avulla. RFID-tunnisteen avulla voitaisiin myös päästä käsiksi potilaan terveystietoihin, varmistaa oikea lääkitys sekä yhdenmukaisissa tietojärjestelmissä, taata hoidon jatkuvuus (esimerkiksi ulkomailla). Ihonalaisilla tunnisteilla voitaisiin jopa kerätä tietoa potilaan terveydentilasta. Saksalaisessa Klinikum Saarbrücken -sairaalassa on esimerkiksi aloitettu kokeilu, jossa potilaat tunnistetaan RFID-tekniikkaa hyväksikäyttäen.[21]

Lääketeollisuudelle RFID tarjoaisi mahdollisuuden taistella esimerkiksi tuoteväärennöksiä vastaan. Jos lääkevalmiste ei olisi identifioitavissa RFID:n avulla, voitaisiin esittää epäily koskien tuotteen alkuperää.

Järjestö nimeltä EPCglobal työskentelee luodakseen kansainvälisen standardin RFID:n ja UPC-koodin käytölle minkä tahansa tavaran tunnistamiseksi tuotantoketjussa, koskien kaikkia tuotantoaloja sekä maita.

Puhelinnumeron sisältävä tunniste voidaan liittää vaikka kuvaan tai mainokseen. VTT on kehitellyt menetelmiä, joilla puhelimessa oleva lukulaite lukee tunnisteessa olevan numeron vain kohdetta osoittamalla. Vuoden 2007 alussa Nokia julkaisi 6131 NFC -puhelinmallin, joka on ensimmäinen massamarkkinoille suunnattu päätelaite, joka sisältää lähikenttäviestintäominaisuudet.

Länsi-Uudellamaalla 12 kunnan alueella jätehuoltoa hoitava Rosk'n Roll Oy on toteuttanut vuoden pituisen pilotin, jossa jäteastioihin ruuvatut RFID-tunnisteet voidaan lukea RFID-lukijan sisältävillä, Xpress-On-kuorilla varustetuilla Nokian 5140 -puhelimilla. Tuotantokäyttöön järjestelmä tuli marraskuussa 2004. Nokialta on myös saatavissa erikseen Nokia Mobile RFID Kit.[22] Vastaavia toteutuksia löytyy myös muilta huollon ja huolinnan aloilta. Reslink Solutions Oy on toteuttanut palveluyhtiö Rentokil Initial Oy:lle mobiilin RFID-teknologiaan perustuvan työn raportointi- ja monitorointipalvelun.

VTT on kehittänyt tekniikkaa, jolla muoville ja paperille voidaan tuottaa elektronisia sekä optisia komponentteja kirjapainoista tutulla tekniikalla. Tulevaisuudessa RFID-tunniste voitaisiin lisätä tuotteeseen jo pakkauslinjalla.

Monia kaukaa haettuja käyttökohteita on ehdotettu, kuten jääkaappi jäljittämässä sisältämiensä ruokien päivämääriä, mutta harvat niistä ovat edenneet edes protyyppiasteelle.

Standardointi[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

RFID-standardointi sisältää EPC-tagien eri valmistajien välisen sekä toimintaperiaatteiden yhteensopivuuden. ISO on kehittänyt RFID-standardointia määrittelemällä ISO 18000 -ilmarajapintastadardisarjan ja kaikille käytettäville eri RFID-taajuuksille oman ilmarajapintaprotokollan. Vuonna 2006 hyväksytty ISO 18000-6c (UHF) -standardi perustuu EPC Gen2 -standardiin.[23] RFID-teknologiaan on liitoksissa olennaisesti EPC-koodi (Electronic Product Code). Kyseessä on globaali numerointistandardi, joka varmistaa että jokainen EPC-koodattu RFID-tagi on yksilöllinen.

EPC-standardointi on 2000-luvulla edennyt nopeasti. RFID-teknologian standardoinnista on vastannut vuodesta 2003 lähtien GS1:n perustama voittoa tavoittelematon EPCGlobal-organisaatio, jonka vastuulla on myös viivakoodien EAN-koodien hallinnointi. Viime vuosien aikana on luotu maailmanlaajuiset EPC-teknologiastandardit. Yhtenä merkittävimmistä on tunnisteen ja lukijan välisen toiminnan määrittelevä Gen2-standardi (EPCglobal's second-generation EPC protocol), joka sisältää parannuksia lukijoiden keskinäiseen häirintään liittyviin ongelmiin. Standardi mahdollistaa sen, että siihen tukeutuvat RFID-lukulaitteet ja -tagit toimivat tulevaisuudessa RFID-sovellusten komponentteina. EPC-visiossa jokaisella tuotteella on oma koodi, joka sisältää siitä yksilöllistä tietoa. EPC-koodattujen tuotteiden liikkeistä voitaisiin kerätä tietoa ja pitää tietoja yllä EPC-tietojärjestelmässä.

RFID-teknologian edelleen jatkuva nopea kehitys voi jossain määrin lisätä ns. teknologiariskiä (tilannetta, jossa on investoitu olemassa olevaan teknologiaan, josta ei odotuksista poiketen tule standardia, tai jossa yhteensopivien tuotteiden kehitys joko hiipuu tai jopa loppuu kokonaan). Teknologiariskiä lisäävät myös RFID-ekosysteemin hajanaisuus ja todella nopea kehitys. Monet RFID-laiteteknologiaa kehittävät yritykset ovat kehittäneet suljettuja, ei-standardoituja tuotteita, joiden IPR-oikeudet ovat ainoastaan niillä itsellään. Nämä tuotteet voivat olla jopa kilpailevia standardoituja tuotteita parempia (esim. pidempi lukuetäisyys, parempi lukuvarmuus...). Ei-standardoidun tuotteen valinta kasvattaa teknologiariskin todennäköisyyden moninkertaiseksi ja pahimmassa tapauksessa yrityksen käsiin voi jäädä muutamassa vuodessa käyttökelvottomaksi jäävä järjestelmä.[24]

Yksityisyys[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

RFID-tekniikkaan liitetään vahvasti yksityisyydensuojan loukkaamiseen liittyviä kysymyksiä, joita voidaan tarkastella teknisestä, lainsäädännöllisestä, eettisestä sekä talouden ja markkinoiden näkökulmasta. Kuluttajan yksityisyydensuojan kannalta voidaan pohtia esimerkiksi, voidaanko RFID-tageja lukea ihmisten tietämättä siitä? Kuinka tuotteen sisältämä RFID-tagi voidaan irrottaa tai lukeminen estää ostamisen jälkeen? Voidaanko RFID:n ja pankki- tai luottokorttitunnisteen avulla muodostaa käyttäjästä esimerkiksi kuluttajaprofiili markkinoinnin tarpeisiin ilman ostajan lupaa?

Kuluttajien yksityisyydensuoja saattaa heiketä, kun tuotteissa aletaan käyttää RFID-tageja. RFID-tagit voivat olla niin pieniä ja upotettu tuotteisiin, että kuluttaja ei välttämättä edes tiedä kantavansa niitä. Tageja voidaan skannata salaa lukijalaitteella tietyn matkan päästä ilman minkäänlaista ilmoitusta esim. henkilölle, joka on ostanut tuotteen, jossa on RFID-tagi. Tageja skannaamalla on siis mahdollista kerätä arkaluontoista tietoa yksilöstä ilman lupaa.

Suurena huolena on se, että tuotteisiin liitetyt RFID-tagit pysyvät toiminnassa myös sen jälkeen kun tuotteet on ostettu ja viety kotiin ja niitä voidaan siten käyttää esimerkiksi valvontaan tai johonkin muuhun tarkoitukseen kuin mihin ne on alun perin tarkoitettu.[25]

Yksi tapa kuluttajien suojaamiseen on varmistaa, että kuluttajat eivät kanna voimassa olevia RFID-tageja tavaroissa, joita he ostavat. EPCGlobal UHF -standardi tukee kill codeja RFID-tageissä. Standardissa tageille on määritelty erityinen kill-komento, joka inaktivoi tagin. Standardi vaatii, että 32-bittinen salasana lähetetään tagille ennen kuin lukija voi inaktivoida sen, näin itsetuhokomennon suorittanut tagi ei enää vastaa lukijan signaaleihin, joten se ei ole enää luettavissa.[26] RFID-teknologian yleistyminen arkipäiväiseksi asiaksi vaatii että se saavuttaa kuluttajien luottamuksen.

Tietoturva[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Luottamukselliseksi tarkoitettuja tietoja ihmisistä, yrityksistä ja esineistä pitää suojata varkauksilta tai kolmannen osapuolen vahingonteoilta tai väärinkäytöksiltä. RFID-järjestelmässä on neljä erikseen suojattavaa kohtaa: tagilla säilytettävä tieto, lukijan muistissa oleva tieto, tagin ja lukijan välinen tiedonsiirto ja tietoa käsittelevä järjestelmä esim. palvelin [27].

Tagilla olevaan tietoon pääsee käsiksi kahdella tapaa: lukijan luvaton käyttöönotto tai lukijan väärentäminen. Tagilla olevan tiedon väärinkäytön, muuttamisen ja tuhoamisen voi estää esimerkiksi käyttämällä vain luku -tyyppisiä tageja. Tagien tiedon salaamiseen on myös kehitetty ratkaisuja, mutta koska ne vaativat myös tagilta kehittyneempiä muistiominaisuuksia niin ne myös samalla nostavat RFID-ratkaisun hintaa.

Tagilta lukijalle radioaaltojen avulla siirrettävä tieto on myös vaarassa hyväksikäytölle ja häirinnälle. Tietoa voidaan siepata ilmasta väärennetyllä lukijalla, lukijoille voidaan syöttää väärennettyä tai vahingollista tietoa tai tiedonsiirtoa voidaan häiritä esimerkiksi palvelunestohyökkäyksellä sähkömagnetiikkaa käyttäen. Muita häiriötä aiheuttavia tekijöitä ovat mm. nesteet (kuten vesi), metalli, folio, ilmankosteus, äärimmäiset lämpötilat, moottorit, langattomat laitteet kuten matkapuhelimet ja pda:t, langattomat tietokoneet ja verkot sekä langattomat puhelimet [28].

Lukija voi käsitellä tagin lähettämää tietoa muistissaan ennen kuin se lähettää sen eteenpäin tietoa käsittelevälle laitteelle. Lukijan voidaan näin ollen katsoa olevan kuin tietokone, jonka sisältö pitää myös suojata. Lukijan ja tietokoneen tai palvelimen sekä niiden välisen liikenteen suojaamiseen pätevät samat säännöt kuin esimerkiksi yrityksen sisäverkon suojaamiseen.

RFID:n tulevaisuus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kustannusten alentuminen yleistänee RFID:n käyttöä. Lähitulevaisuudessa jotkut RFID-tagit saattavat maksaa isoina tilauksina vain 0,05–0,10 dollaria. Näin ollen RFID-tekniikka lähestyy kustannuksiltaan viivakoodien tasoa. RFID-tunnistuksen uskotaan tulevaisuudessa siirtyvän enemmän mikrotasolle, jolloin eri tapahtumia (väärennöksen ja viallisen tuotteen jäljitys) voidaan paremmin kohdistaa yksittäiseen tuotteeseen. RFID:tä voidaan hyödyntää jakelukanavan hallintavälineenä. Sillä voidaan osin korvata manuaalisia prosesseja, joilla seurataan tuotteita varastoissa ja lastauslaitureilla. (Verkotettu) RFID-portti lastauslaiturilla pystyy lähettämään tietoa ohimenevästä kontista taustajärjestelmään. Tämä saa aikaan esim. rahtikirjan automaattisen valmistumisen, joka nopeuttaa jakelua. RFID on keino automatisoida jakelukanavan hallintaa, joka tarkoittaa myös rahan säästöjä ja parempaa laadunvalvontaa.[29]

Kuluttajasovelluksissa RFID:tä voidaan käyttää esimerkiksi älylaitteisiin, laitteiden ja asusteiden personointiin sekä helpottamaan maksutapahtumia vähittäistavarakaupoissa. Lisäksi se helpottaa tuotteiden palautusta: kuluttajalla ei tarvitse olla kuittia palauttaessaan tuotetta kauppaan.[29]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. What is RFID? RFID Journal.
  2. Markku Sipilä: Communications Technologies, The VTT Roadmaps 2002. VTT. Viitattu 7.9.2007. (englanniksi)
  3. Eurooppalainen RFID-standardi UHF-taajuudelle 1.2.2005. Finn-ID. Viitattu 7.9.2007.
  4. Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields, s. 10, Health Physics 74 (4). 1998.
  5. TechEncyclopedia. RFID Reader
  6. Määritä nimeke!
  7. Määritä nimeke!
  8. RFID-tunnistus logistiikan kehittämisessä
  9. Laiva on lastattu VTT Impulssi 2008.1, s. 20.
  10. Määritä nimeke! VTT Impulssi 2/2006.
  11. a b RFID Field Guide, Deploying Radio Frequency Identification Systems. Manish Bhuptani, Shahram Moradpour. Sun Microsystems Press, A Prentice Hall Title. 2005, s. 143
  12. VTT tuo kosketuspalvelut matkapuhelimiin 7.9.2007. VTT.
  13. Sisäasiainministeriö: Biometriahanke
  14. RFID-tietomalli kirjastoille Kansalliskirjasto.
  15. Määritä nimeke!
  16. Määritä nimeke! 26.1.2007. RFIDLab.
  17. RFID medical devices - Opportunities and challenges 19.10.2005. WTN News.
  18. RFID Medical Equipment Stays In Trash, Not Patient Wired Blog. 26.4.2007. (englanniksi)
  19. RFIDjournal.com, [http://www.hightechaid.com/standards/18000.htm Hightechaid.com
  20. A primer on RFID RSA Laboratories.
  21. Satu Summa: Rfid tunnistaa potilaat saksalaissairaalassa 20.4.2005. Sanoma Magazines Finland. Viitattu 7.9.2007.
  22. Nokia Mobile RFID Kit Nokia. Viitattu 7.9.2007.
  23. Logistiikan RFID-Teknologiakatsaus AINO-julkaisuja 30B/2006.
  24. RFID-tunnistuksen parhaat käytännöt RFIDLab.
  25. Ari Juels: RFID Security and Privacy: A Research Survey 28.9.2005. RSA Laboratories.
  26. Privacy Gets on the Agenda RFID Journal. 1.4.2005.
  27. RFID Field Guide, Deploying Radio Frequency Identification Systems. Manish Bhuptani, Shahram Moradpour. Sun Microsystems Press, A Prentice Hall Title. 2005, s. 161-162
  28. RFID Field Guide, Deploying Radio Frequency Identification Systems. Manish Bhuptani, Shahram Moradpour. Sun Microsystems Press, A Prentice Hall Title. 2005, s. 49
  29. a b RFID, a Vision of the Future RSA Laboratories.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]