Nesneler İzlenebilir ve Yönetilebilirmi?Çözüm: RFID

M. Erkan YÜKSEL

Şafak DURUKAN ODABAŞIBilgisayar Mühendisliği Bölümü

İstanbul Üniversitesi

İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Avcılar Kampüsü, 34320 Avcılar- İSTANBUL

Giriş

RFID:

Firmaların uygulamalarını geliştirmelerinde,

İş süreçlerinin planlamasında ve yönetilmesinde,

Üretim noktasından son tüketiciye dek uzanan işlemlerin her aşamasında,

Farklı alanlardaki iş sistemlerinin kontrol ve takibinde

kullanımaktadır.

RFID’de Amaç

Dinamik bir bilginin oluşturulması, toplanması ve yönetilmesi

Veri toplama, hizmet dağıtımı ve sistem yönetimi gibi işlemlerin insan müdahalesi olmadan gerçekleştirilmesi

Hata oranının azaltılıp servis hızı ve kalitesinin artırılması

Bu sunumda,

RFID teknolojisi,

RFID sistemleri için donanım gereksinimleri, temel sistem yapıları ve çalışma prensibi,

– Etiket, - Okuyucu, - Sogulayıcı

– Anten, - Denetleyici, - RFID Yazılımı

EPCGlobal, RFID Ağı ve verdiği hizmetler

RFID (Radyo Frekanslı Tanımlama)

Mikroişlemci ile donatılmış bir etiket taşıyan,

Etikette taşıdığı bilgiler ile nesnelerin hareketlerinin izlenebilmesine imkan veren,

Radyo frekansları ile çalışan

otomatik tanıma sistemidir (Auto-ID).

Veri ve enerji transferi, etiket ve okuyucu arasında

herhangi bir temas olmadan

RFID Temel Sistem Yapısı

RFID veri toplama donanımı ve yazılımı olarak adlandırılır. 5 temel bileşenden oluşur:

RF Etiket Anten OkuyucuSorgulayıcı Denetleyici

RFID Etiket

Bir mikroçip, çipe bağlı bir anten ve bunların üzerini kaplayan koruyucu film tabakasından oluşur.

Elektronik veri taşıyıcıları olarak kullanılır

RFID etiketindeki mikroçip 64 bit'den 8 MB'a kadar veri depolama özelliğine sahiptir.

Üzerinde bulunduğu nesneye ait tüm verileri kolayca taşıyabilir

RFID Etiket

Enerji kaynağına göre: Pasif (pilsiz)ya da Aktif (pilli)

Şekil 1: RFID Etiket ve bileşenleri

RFID Anten

Okuyucu-okuyucu veya okuyucu-etiket arasında haberleşmeyi sağlar.

Düşük güçlerde en iyi sinyali alımlarıÖzel koşullara uyum sağlamaları Farklı boy, şekil ve frekans aralıklarında tasarım

Düzlem yayın yapan: En uzun okuma mesafesinde, maksimum kazanç için tek bir eksende yoğunlaşır

Dairesel yayın yapan: Okuyucunun ürettiği UHF enerjiyi daha uzun mesafelere eşit bir şekilde dağıtır.

RFID Okuyucu

RFID etiket üzerindeki antenden sinyal alarak etiket bilgisini okuyabilen,

Radyo frekansı aracılığıyla üzerindeki antenden etikete sinyal yayan,

Gerektiğinde etikete yeni bilgilerin yazılmasını sağlayabilen bir donanımdır.

RFID etiketlerinin varlığını tanımak için kullanılır.

RFID Okuyucu

Anten aracılığı ile RF enerjisi gönderir. Etiketteki anten enerjiyi toplar, Etiket bu enerjiyi indiksüyon yoluyla elektrik enerjisine çevirir. Elektrik enerjisi, antene bağlı etiket verisini saklayan yarı iletken çipi besler. Etiket mors koduna benzer bir şekilde anten direncini yükselterek ve düşürerek kimliği okuyucuya geri gönderir

RFID Denetleyici

Üzerinde veritabanı yazılımı ya da uygulama yazılımı çalışan bir bilgisayar ya da sunucu

RFID sisteminin “beyinler”idir ve RFID arakatman yazılımını kontrol eder.

Çoklu sorgulayıcıları ağ ortamında birbirine bağlamak ve merkezi olarak bilgileri işlemek için kullanılır.

Sorgulayıcılar tarafından toplanan bir alandaki bilgileri kullanır.

RFID Denetleyici

Ürün stoğunu tutma ve yeni ürün stoğuna ihtiyaç duyulduğunda tedarikçileri uyarma,

Sistem boyunca nesnelerin hareketlerini izleme, düzenli olarak yönlendirme. (üretim uygulamalarında bantlı taşıyıcı sistemler)

Kimlik denetimi, doğrulama ve yetkilendirme verme (anahtarsız giriş sistemleri),

Hesap oluşturma (POS ugulamaları)

Arakatman Yazılımı

RFID sistemini, RFID sistem ağındaki hizmetleri, RFID sistemleri arasında dolaşan bilgiyi, RFID bilgi sistemleri arasındaki iletişimi,

yönetir. verinin kullanımı etkili ve faydalı yapılır, veri hacmi küçültülür veri ağ içerisinde seçilerek iletilir

Sistemin Çalışma Prensibi

Şekil 2: RFID sisteminin çalışma şeması

EPCGlobal

Bir nesnenin küresel olarak, anında otomatik tanımlama ve takibini sağlamak için:– RFID teknolojisini, – var olan iletişim ağı altyapısını– Elektronik Ürün Kodunu (EPC)

birleştiren, – tedarik zincirinin gelişmiş etkinlik ve görünürlüğünü

sağlayan; – RFID sistemleri için standartlar geliştiren

yeni bir küresel ağ sistemidir

EPCglobal Ağı

EPCglobal Ağı =– {ID Sistemi + EPC + Middleware + DS + ONS + EPCIS}

EPCglobal ağınının verdiği hizmetler:– Benzersiz kimlikler atama– Öğeleri bulma, belirleme, kimliklendirme– Olayları toplama ve filtreleme– Olayları depolama ve kuyruklama– EPC bilgisini konumlandırma– Ağ için bir referans mimari sağlama

RFID Ağı ve Servisler

Elektronik Ürün Kodu (EPC) Veri toplama donanımı. (RFID sistem bileşenleri) RFID Sistem Ağı Servisleri

Keşif Servisleri (DS) Güvenlik Servisleri (SS) Nesne Adlandırma Servisi (ONS) EPC Bilgi Servisleri (EPCIS)

Arakatman yazılımı (Olay yöneticisi)

Elektronik Ürün Kodu (EPC)

Bir nesne tanımlama standardıdır Her bir nesneyi tek tek tanımlayabilmek için

kullanılır. Bir nesnenin özgün EPC numarası

– fiziksel olarak üzerine iliştirilmiş, bir mikro yonga ve antenden meydana gelen RFID etikette saklanır.

EPC

Bellek kapasitesi: 64, 96, 128, 256-Bit

EPC 4 bölümden oluşur:

– Önek (8 bit): kodun sürüm numarasını

– Nesne kod yönetici numarası (28 bit)

– Nesne sınıfı (24 bit): ürünün cinsini

– Seri numarası (36 bit)

EPC

Şekil 3: 96 bitlik bir EPC ve temel bileşenleri

RFID Sistem Ağı Servisleri

Güvenlik servisi: EPC bilgisi depolama, veri erişimi için kimlik denetimi, şifreleme ve yetkilendirme mekanizmaları sağlar.

Keşif servisleri: Kullanıcıların belirli bir elektronik ürün kodu ile ilgili veri bulmalarını ve bu veriye erişim izni istemelerini sağlar.

Nesne adlandırma servis (ONS)

RFID Sistem Ağ İlkeleri

Şekil 4: RFID Sistem Ağ Servisleri İlkeleri

Keşif Hizmetleri

RFID sistemindeki denetleyicilerin, sunucuların, servis ve hizmet sağlayıcıların varlığını keşfetme,

Bu sistem yönetim cihazları arasında elektronik ürün kodlarını çeşitlerine, sınıflarına ve alanlarına göre haritalama/adresleme

için yöntemler sağlar

Nesne Adlandırma Servisi (ONS)

Nesne hakkındaki verinin sağlandığı ilgili EPCIS sunucularını bulmak

Hızlı ve güvenli global veritabanı araması yapmak

İşlemleri gerçek zamanda gerçekleştirmek

EPC ile EPC hakkında bilgi içeren EPCIS örnekler dizisi arasında adresleme mekanizması sağlamak

için kullanılan genel bir hizmettir.

DNS servisi ile çok benzerdir.

EPC Bilgi Hizmetleri (EPCIS)

Kullanıcıların ticari ortaklarla RFID sistem ağları üzerinden EPC ile ilgili veri değişimi, veri paylaşma ve yakalama için bir standart ara birim tanımlar.

Nesneler tedarik zinciri boyunca hareket ettikçe kaydedilmiş verileri alan, nesne yer bilgisi tutan bir servis arabirimi içeren ve EPC ile ilgili verinin semantiğine odaklanan bir hizmet birimidir.

Firmalara uygulamalar üzerinde rekabet etmek ve işlevsellik eklemek için esneklik sağlar.

Örnek Bir RFID Sistem Ağı

Sonuç

RFID sistem uygulamaları:

Barkod, contact memory gibi Auto-id teknolojilerinin yetersiz kaldığı alanlarda

Kullanıcılara daha fazla avantaj sağlamak için

Firmaların/kurumların nesneler ve veriler üzerinde daha etkin, güvenli ve hızlı işlemler yapmalarını sağlamak için

kullanılmaktadır.

TEŞEKKÜRLER !!!