wersja mobilna
Online: 749 Piątek, 2016.12.09

Technika

RuBee - nowy pomysł na bezprzewodowe etykiety

poniedziałek, 20 listopada 2006 13:13

Na rynku bezprzewodowej identyfikacji od jakiegoś czasu niepodzielnie dominuje technologia RFID. Tymczasem trwają zaawansowane prace nad nowym standardem, mogącym odebrać RFID część pola zastosowań. Ten standard to RuBee.

RuBee, albo inaczej IEEE P1902.1, to nowy sposób na oznaczanie towarów, wypromowany przez firmę Visible Assets. O ile nazwa RuBee, pochodząca podobno od tytułu piosenki zespołu Rolling Stones, określa dostępne już na rynku znaczniki, to standard IEEE P1902.1 jest dopiero rozwijany.

Na rynku bezprzewodowej identyfikacji od jakiegoś czasu niepodzielnie dominuje technologia RFID. Tymczasem trwają zaawansowane prace nad nowym standardem, mogącym odebrać RFID część pola zastosowań. Ten standard to RuBee.

RuBee, albo inaczej IEEE P1902.1, to nowy sposób na oznaczanie towarów, wypromowany przez firmę Visible Assets. O ile nazwa RuBee, pochodząca podobno od tytułu piosenki zespołu Rolling Stones, określa dostępne już na rynku znaczniki, to standard IEEE P1902.1 jest dopiero rozwijany.

RuBee czy RFID?

Dostępne już produkty, jak i dalsze plany produkcyjne, pozwalają wykazać wady i zalety nowego rozwiązania, w kontekście technologii RFID. Jednakże należy pamiętać, że RuBee nie jest systemem alternatywnym do RFID, a jedynie technologią, która pozwoli wprowadzić znaczniki tam, gdzie dotychczasowy system nie dawał sobie rady. Te różne obszary zastosowań wynikają z dwóch podstawowych cech, jakimi kierowali się konstruktorzy projektujący RuBee. Po pierwsze, nowe znaczniki wykorzystują pole magnetyczne, podczas gdy zwykłe tagi RFID bazowały na polu elektrycznym. Po drugie, RuBee wykorzystuje niską częstotliwość 132kHz. Ponieważ pole magnetyczne znacznie lepiej przenika przez metal i ciecze, korzystające z niego nadajniki będą charakteryzowały się większym zasięgiem. Niska częstotliwość nie wymaga drogiej i nowoczesnej elektroniki, ani wysokiej ilości energii do zasilenia taga. Obecnie dostępne znaczniki aktywne są budowane w technologii półprzewodnikowej 4µm i przewidziane są do pracy przez 10 lat, korzystając z wbudowanej baterii litowej o wielkości drobnej monety. Niestety, niska częstotliwość pracy ma także swoje wady, gdyż ogranicza szybkość transferu, jaką mogą osiągać znaczniki RuBee. Elementy komunikują się z maksymalną przepustowością 9600bps, z czego część pasma wykorzystywana jest przez zastosowany protokół transmisji. Oznacza to także mniejszą szybkość skanowania grupy znaczników.

Obecne zastosowania RFID

Rozwój technologii RFID jest widoczny głównie za oceanem. Najnowsze dane wskazują, że sprzedaż takich znaczników w 2005r. wyniosła 565 milionów sztuk, a pierwszy kwartał 2006r. zakończył się 104% wzrostem w stosunku do analogicznego okresu roku 2005. Głównymi odbiorcami bezprzewodowych tagów są urzędy wydające paszporty i inne dokumenty o zwiększonym poziomie zabezpieczeń. Drugim istotnym zastosowaniem jest produkcja bezprzewodowych kart płatniczych – w tym także znaczników samochodowych, umożliwiających zautomatyzowane naliczanie opłat za przejazd autostradami.

O ile w przypadku technologii RFID HF jest to kilkadziesiąt, a dla UHF nawet kilkaset tagów na sekundę, to RuBee nie można czytać szybciej niż 6 znaczników w ciągu sekundy. Kwestia szybkości wygląda zupełnie inaczej, gdy pod uwagę brać zapis danych do znacznika. Aktywne RuBee korzystają z pamięci RAM podtrzymywanej za pomocą baterii, przez co ich zapis nie wymaga ani dłuższych czasów oczekiwania ani też znacznie większej energii. Wykorzystywany w RFID EEPROM jest też droższym nośnikiem danych, niż wymagające zasilania pamięci stosowane w RuBee. Z tego powodu, producent RuBee mógł sobie pozwolić na zintegrowanie średnio 256-512 bajtów, a niekiedy nawet 5kB pamięci. Całość obsługiwana jest przez 4-bitowe procesory, pozwalające na wzajemną wymianę danych. Transmisja za pomocą pola magnetycznego ma jeszcze jedną konsekwencję. Pole to zanika szybciej niż pole elektryczne – tj. z sześcianem odległości od nadajnika. Ogranicza to zasięg znaczników RuBee, ale sprawia także, że są znacznie mniej narażone na szumy, które także tłumione są szybciej, niż bywa to z szumami typowo elektrycznymi. W związku z ograniczonym zasięgiem znaczników, istnieje możliwość tworzenia hybrydowych tagów, które czytane z bliska będą nadawać falami złożonymi głównie z pola magnetycznego, podczas gdy odpytywane z większej odległości, odpowiedzą zgodnie z parametrami RFID. Poza układami aktywnymi, w trakcie projektowania są także pasywne znaczniki RuBee. Visible Assets planuje wypuścić je na rynek późną jesienią 2006r. W przeciwieństwie do pasywnych RFID, nie będą one komunikować się poprzez rozpraszanie pola generowanego przez czytnik. Aby zeskanować taki znacznik, konieczne będzie zastosowanie czytnika wyposażonego w dodatkowy kanał częstotliwości, w którym przesyłana będzie energia, potrzebna do naładowania odpytywanego układu. Ten, po zgromadzeniu odpowiedniej energii wykorzysta ją, by aktywnie nadać odpowiedź.

Co określi IEEE?

Układy pasywne będą także uwzględnione we wspomnianym już wcześniej standardzie P1902.1. Ponadto, w ramach standardu znajdzie się znacznie więcej urządzeń, niż tylko same znaczniki RuBee. Plany zakładają wprowadzenie całej gamy urządzeń współpracujących, dzięki którym system będzie bardziej wszechstronny. Chyba najważniejszym z założeń jest implementacja komunikacji peer-to-peer. Oznacza to, że poszczególne znaczniki będą mogły komunikować się ze sobą, tworząc tym samym dosyć dużą sieć. Z racji swej popularności, protokół IP zostanie wykorzystany jako mechanizm komunikacji sieciowej. Co jednak może wydawać się dziwne, źródła donoszą, że będzie to IPv4, a nie najnowszy IPv6. Zastosowanie tego drugiego pozwoliłoby na tworzenie znacznie większych rozmiarów sieci, co przy pomyśle masowego znakowania towarów pozwoliłoby uniknąć problemów z powtarzaniem się numerów. Co więcej, w ramach standardu zostaną określone parametry akcesoriów takich jak routery i czytniki, służące do komunikacji z RuBee. Twórcy chcą, by sieci RuBee zachowywały się jak część sieci internetowej. W tym celu konieczne będą modemo-routery, łączące ze sobą sieć zgodną z ethernetem, taką jak np.: 802.11x z siecią P1902.1. Dostęp do danych zapisanych w poszczególnych znacznikach odbywałby się za pomocą przeglądarki internetowej, a wyświetlane strony generowane by były na podstawie formularzy XML. Aby ułatwić odnajdywanie i zdalny dostęp do odpowiednich znaczników, planuje się wprowadzenie systemu TLD (Top-Level-Domain), przypominającego nieco funkcjonalnością ethernetowy DNS (Domain Name Server).

Kwestia bezpieczeństwa ma być rozwiązana poprzez wprowadzenie możliwości szyfrowania przesyłanych danych, za pomocą otwartych standardów. Jednak jeszcze nie podjęto w tej sprawie wiążących decyzji. Kompletny standard powinien ujrzeć światło dzienne pod koniec 2007r.

Gdzie zastosować RuBee?

Niezależnie od prac organizacji IEEE, powstają coraz to nowsze pomysły na wykorzystanie możliwości RuBee. Podstawowym przeznaczeniem znaczników było umieszczenie ich wszędzie tam, gdzie zarządza się wartościowymi przedmiotami, albo też wysokie są koszty poniesionych błędów operacyjnych. RuBee, z racji swych niskich przepustowości, nie nadaje się do umieszczania na każdym egzemplarzu produktu w sklepie, ale może się sprawdzić w roli znacznika identyfikującego opakowania zbiorcze, stojące w magazynach i hurtowniach. Mogłoby to rozwiązać problem, jaki występuje w przypadku znaczników RFID. Okazuje się bowiem, że skuteczność odczytów tychże znaczników jest bardzo różna. Przedstawiciele sieci sklepów Wal-Mart twierdzą, że sukcesem kończy się u nich 95% odczytów, podczas gdy niektóre inne firmy skarżą się, że wartość ta mieści się w okolicy 75%. Tak słabe, a zarazem różne wyniki, są spowodowane różnymi warunkami zewnętrznymi, w jakich odczytywane są znaczniki. Przeszkodą mogą być same metalowe półki magazynowe, silnie tłumiące sygnał RFID. Urządzenia RuBee mogą ominąć ten problem, pozwalając jednocześnie zaoszczędzić na kosztach urządzeń odczytujących. Wynika to z faktu, że RuBee implementuje sieci peer-to-peer, więc każdy znacznik może być także czytnikiem. Jednym z ciekawszych pomysłów jest produkcja „inteligentnych” półek, komunikujących się ze sobą i odczytujących dane dotyczące towarów znajdujących się na nich.

Z punktu widzenia właścicieli sklepów, znaczniki RuBee mogą być także dobrym sposobem na złodziei, praktykujących dotąd owijanie kradzionych przedmiotów w folie aluminiową, co często pozwalało na ominięcie sklepowych zabezpieczeń. W przypadku znaczników wykorzystujących głównie pole magnetyczne, otoczenie produktu folią praktycznie nic nie da, a więc nie pozwoli złodziejowi bezkarnie ukraść towar.

Ta wysoka skuteczność odczytów i niewrażliwość na typowe zakłócenia sprawia, że RuBee będzie dobrym elementem systemów klasy „sześć sigma”. W związku z powyższym, należy oczekiwać wielu pomysłów na aplikacje w lotnictwie, medycynie, automatyce przemysłowej, a nawet w wojsku. Co więcej, ponieważ fale magnetyczne nie są pochłaniane przez tkanki, nie ma przeciwwskazań, do implantacji tego typu urządzeń do wnętrza ludzkiego ciała. Jednym z takich pomysłów jest budowa wszczepianych sensorów glukozy, które komunikowałyby się z otoczeniem zgodnie ze standardem P1902.1.

Czy RuBee ma szanse?

Pomimo niezaprzeczalnych zalet, trudno określić, jakie są prawdziwe szanse, aby RuBee współistniało wraz z technologią RFID na podobnych rynkach. Starsza z obu technik ma już kilka lat, ale jak dotąd praktycznie brak przykładów jej implementacji w polskich sklepach czy zakładach. Tymczasem RuBee jest na razie technologią pojedynczej firmy, która dopiero co sprzedała licencję jednemu z japońskich zakładów i współpracuje z kilkoma innymi, w celu budowy odpowiednich akcesoriów i oprogramowania. Warto jednak zauważyć, że wśród wspierających RuBee wymienia się takie firmy jak HP, Intel, IBM, Sony, Panasonic czy Motorola. Co więcej, swoje zainteresowanie tą technologią wyraziły europejskie koncerny handlowe, wśród których znalazły się Metro Group, Carrefour i Tesco. Może się więc okazać, że pomimo późniejszego startu, technika RuBee dotrze do Polski szybciej niż stanie się to z klasycznym już RFID.

Marcin Karbowniczek