🥇Seest, kuidas RFID tänapäeva maailmas toimib. Osa 1: RFID igapäevaelus

Rohkem RFID-silte jumal RFID-silte!

Alates artikli avaldamisest RFID-siltide kohta on möödunud pea 7 aastat. Neid aastaid reisimise ja erinevates riikides viibimise jooksul, on taskutesse kogunenud tohutus koguses RFID silte ja nutikaarte: kaitstud kaardid (näiteks load või pangakaardid), suusapassid, ühistranspordipiletid, ilma milleta Hollandis näiteks kindlasti ei saa, ja kõige muud.

Ühesõnaga, kõikide nende asjade seas, mis on esindatud KDPV-l, on aeg asju selgeks teha. Uues artiklis RFID ja nutikaartide kohta jätkan pikale veninud juttu turust, tehnoloogiatest ja tõeliselt mikro-kiipidest, ilma milleta pole meie igapäevaelu enam kuigi mõeldav, alates kaupade liikumise kontrollimisest (näiteks karusnahad) kuni pilvelõhkujate ehitamiseni. Lisaks on selle aja jooksul tulnud uusi mängijaid (näiteks Hiina), kes lisaks juba täitsa ära tüütanud NXP, millest tasub rääkida.

Nagu tavaliselt, jaguneb jutt temaatilisteks osadeks, mida ma oma jõudude, võimaluste ja varustuse kättesaadavuse järgi üles laen.

Eessõna

Nii et võib-olla on paslik meenutada, et siltide avamine oli minu hobi jätk, mis puudutas elektronmikroskoopiat ja nVidia kiibi lõikamist kauguses juba 2012. aastal. Artiklis räägiti põgusalt RFID-siltide tööteooriast, samuti avati ja analüüsiti mitmeid tollal kõige levinumaid ja kergesti kätte saadavaid silte. Selle artikli juurde ei saa täna suurt midagi lisada: endiselt on kolm (neljandat) kõige levinumat standardit

LF (120-150 kHz), HF (13.65 MHz – enamus silte töötab just selles sagedusalas), UHF (sisuliselt on siin kaks sagedusala 433 ja 866 MHz), millele järgneb veel paar vähem tuntud ; samad tööpõhimõtted – kiibi toidetakse raadiosagedustega ja töötlus signaalist infoga vastuvõtjani.Üldiselt näeb RFID-silt välja umbes nii: alus, antenn ja ise kiip.

Texas Instrumentsi Tag-it silt

Kuid nende siltide rakendamise "maastik" on kodustes tingimustes tõsiselt muutunud.

Kui 2012. aastal oli NFC (

Near-Field Communication)) oli nutikas asi nutitelefonis, mille kasutamisest ei saanud aru, kuidas ja kus. Suured tootjad, nagu Sony, reklaamisid aktiivselt NFC-d ja RFID-d seadmete ühendamiseks (näiteks esimesel Sony Xperia-l oli võimalus seadmeid magilise puudutusega ühendada – Vau! Šokeeriv sisu!) ja olekute muutmiseks (näiteks, kui tulid koju, skaneerisid märki, telefon lülitas heli sisse, ühines WiFi-ga jne), mis, minu arvates, ei olnud eriti populaarne.

Siiski, 2019. aastaks kasutavad kõik, kes vähegi viitsivad, wireless-kaarte (nt sama NFC), telefone, millel on virtuaalsed kaardid (minu õde nõudis oma telefonivahetuse ajal NFC-d) ja muid elu lihtsustajaid selle tehnoloogia alusel. RFID on saanud meie igapäevaelu lahutamatuks osaks: ühekordsed bussipiletid, kaardid paljusid kontoritesse ja teistesse hoonetesse pääsemiseks, mini-rahakotid organisatsioonide sees (näiteks CamiPro EPFL-is) „ja nii edasi, ja nii edasi, ja nii edasi“.

Just seetõttu ongi kogunenud tohutult märgiseid, millest igaühte tahaks avada ja vaadata, mis seal sees peidus on: kelle kiip on paigaldatud? Kas see on kaitstud? Milline antenn seal on?

Aga kõik järjekorras…

Just need pisikesed silikoni tükid on teinud meie maailma selliseks, nagu me seda täna tunneme.

Mõned sõnad kiipide avamise kohta

Tuletan meelde, et kiibi kätte saamiseks tuleb toodet deprotsessida teatud keemiliste reagentidega. Näiteks eemaldada kest (tavaliselt on see kaart või ümmargune plastmärgis, mille sees on antenn), hoolikalt eraldada kiip antennist, puhastada kiip liimist/isolaatorist, mõnikord eemaldada antenni osi, mis on kindlalt kinnitatud kontaktpindade külge, ja alles siis näha kiipi ja selle kompositsiooni.

Deprotsessimine – keeruline tunne.

Viimaste aastate jooksul on chipide kinnitamiseks kasutatavad materjalid olnud uskumatu täiustuse all. Ühelt poolt on see tõstnud chipide kinnitamise usaldusväärsust ja vähendanud defektide arvu; teisalt ei ole chippe nüüd enam võimalik lihtsalt atsetooni või kontsentreeritud väävelhappega keetmise teel puhastada, et lahustada või põletada orgaanikat. Peame leidma keerulisi happe segu, et eemaldada mittevajalikud kihid, kahjustamata samas chipi metallisatsiooni.

Deprotsessimise raskused: kui liim chipilt ei lahustu mingil juhul... Siin ja edaspidi LM – laser mikroskoopia, OM – optiline mikroskoopia

Või siis nii…

Mõnikord, muidugi, on veidi rohkem õnne ja chipist saab isegi isolatsioonikihiga suhteliselt puhas, mis ei mõju kuigi palju pildi kvaliteedile:

NB: kontsentreeritud happed ja lahustid peavad olema käsitletud hästi ventileeritud ruumis, ja parem on isegi õues! Ära proovi seda kodus, köögis kordama!

Praktiline osa

Kuidas ma juba artikli alguses märkisin, esitatakse igas osas erinevad tüübid või mitmed sildid: transpordi (ühistransport ja suusakaardid), kaitstud (peamiselt nutikardid), "igapäevased" jne.

Alustame täna kõige lihtsamate siltidega, mida võib kohata praktiliselt igal pool. Nimeta neid "igapäevaste siltideks", kuna neid võib leida praktiliselt igalt poolt: maratoni numbrist kuni konverentsi ja kaubaveoni.

Selles artiklis käsitletud sildid on esile tõstetud sinise katkise joonega

Kaugtoimivad UHF sildid

Paljud Habra lugejad tegelevad ja armastavad sporti. Viimase paar aastaga on ilmunud selge trend osaleda erinevates jooksumaratonides, poolmaratonides ja isegi maratonides. Medalite nimel on mõnikord isegi 10 km ei ole vale joosta.

Tavaliselt antakse ürituse alguses osalejanumber koos väikeste vahtplastist sisetükkidega külgedel, mille taga – oh õudust – peitub kurikuulus RFID-silt. Paranoikute jaoks on tõeliselt oluline olla üliettevaatlik sellistel üritustel! Tegelikult ei ole. Kuna sarnastes võistlustes kasutatakse mass-starti, on vajalik igas osalejas aega alates stardijoone ületamisest kuni finišini. Erilise raami kaudu stardis ja finišis läbides vallandab iga osaleja nähtamatu sekundimeetri.

Sildid näevad välja umbes järgmisel viisil:

Kogemus on näidanud, et isegi Šveitsis on vähemalt kaks silti, mida kasutatakse sellistes massiüritustes. Need erinevad antennide (nii-öelda kitsas ja lai) ja kiibi konstruktsiooni poolest. Tõsi, mõlemal juhul on tegu täiesti tavalise kiibiga, ilma kaitseta, ilma igasuguste lisanditeta ja ilmselgelt väikese mäluga. Ja nagu kogemus on näidanud, on need ühest tootjast – IMPINJ.

Mul on raske öelda, kas kiibile salvestatakse midagi, tõenäoliselt on see lihtsalt identifitseerimiseks. Kui tead rohkem – kirjuta kommentaaridesse!

IMPINJ kiip ja lai antenn

See silt on juba saanud osaks meistriklassidest. Rohkem RFID sildist Monza R6 Ameerika tootjalt IMPINJ saab lugeda siit (pdf).

LM (vasakul) ja OM (paremal) pildid 50-kordse suurendusega.
HD pilti saab alla laadida siit

Teine ajakirja jälgimise süsteem tundub keerulisem kui Monza R6 kiip, samas pole kiibil mingit märgistust, mistõttu on neid raske võrrelda.

UFO kiip 'tundmatult' tootjalt

Kuidas selgub selle kiibi ümber toimuvast tantsust: tootja on sama — IMPINJ ja kiibi koodnimi on Monza 4. Rohkem saab lugeda siit (pdf)

LM (vasakul) ja OM (paremal) pildid 50-kordse suurendusega.
HD pilti saab alla laadida siit

Lähedusalade sildid transpordis ja logistikateenustes

Jätkame, RFID-silte rakendatakse edukalt transpordis ja logistikateenustes automaatseks/ poolautomaatseks kaupade arvestuseks.

Näiteks, kui tellisin RayBan prille, oli karbi sees paigaldatud selline RFID silt. Kiip on tähistatud kui SL3S1204V1D 2014. aastast ja toodetud NXP poolt.

Üks kaasaegsete RFID-de töö keerukusi on kiibi puhastamine liimijääkidest ja isolatsioonist…

Teavet sildist saab lugeda siit (pdf). Sildi klass/standard – EPC Gen2 RFID. Muide, dokumendi lõpus on huvitav jälgida muudatuste logi, mis näitab osaliselt sildi turule toomise protsessi. Kasutusalade seas on inventeerimine jaemüügis ja moealas. Seega, järgmine kord, kui ostate suhteliselt kallist eset (200$+), vaadake ringi, võib-olla leiate sarnase sildi ka.

LM (vasakul) ja OM (paremal) pildid 50-kordse suurendusega.
HD otsustas mitte teha...

Teine näide – veel üks kast (aga ma ei mäleta, kust see mul on), mille sisepinnale oli kleebitud selline „toote“ silt.

Kahjuks ma ei leidnud dokumendid selle konkreetse kiibi kohta, kuid NXP veebisaidil on pdf õdekiip SL3S1203_1213. Kiip on valmistatud standardi EPC G2iL(+) kohaselt ja see näib olevat kaitstud sissetungi eest (tamper alarm). See toimib lihtsalt, kui OUT-VDD ühendus katkeb, aktiveerub alarm ja silt läheb mittetöötavaks.

Kas on midagi lisada? Kirjutage kommentaaridesse!

LM (vasakul) ja OM (paremal) pildid 50-kordse suurendusega.
HD pilti saab alla laadida siit

Konverentsid ja näitused

Iseloomulik näide RFID kasutamisest inimese kiireks identifitseerimiseks on erinevad passid konverentsidel, näitustel ja muudel üritustel. Sel juhul ei pea osaleja jätma oma visiitkaarti või vahetama kontakte traditsioonilisel viisil, piisab, kui tuua pass lugeja lähedale ja kogu kontaktinfo edastatakse automaatselt. Ja see lisaks traditsioonilisele registreerimisele ja näitusele sisenemisele.

Sildi sees, mille sain tööstusnäituselt IMAС, oli ümmargune antenn NXP MF0UL1VOC kiibiga, teisisõnu uus MIFARE põlvkond. Üksikasjalikku teavet saab leida siit (pdf).

Üks iseloomulikke näiteid nuti-passide kasutamisest IMAС näitusel

LM (vasakul) ja OM (paremal) pildid 50-kordse suurendusega.
HD pilti saab alla laadida siit

Muide, neile, kes soovivad näha mitte ainult riistvara, vaid ka tarkvaralist osa sildist – allpool on esitatud ekraanipildid programmilt NFC-Reader, kus on samuti näha sildi tüüpi ja klassi, mälu mahtu, krüpteerimist jne.

Üllatavalt kaitstud kiip

Lõpetuseks tahan mainida viimast silti, mis sattus analüüsi esimeses kogumis „igapäevaseid” silte. See on mulle jäänud juba koostöö ajast Prestigioga. Silti peamine eesmärk on teostada mingit eelnevalt seadistatud toimingut, näiteks nutikodu ökosüsteemis (valgust sisse lülitada, muusika esitamine jne). Milline oli minu üllatus, et, esiteks, selle avamine osutus tõeliselt lõbusaks ettevõtmiseks, ja teiseks, sees ootas mind üllatus üllatuste seas täiesti kaitstud kiibi näol.

No mis teha, pean selle edasi lükkama paremate aegade jooksul, kui jõuame kaitstud kiibide juurde – me tuleme tagasi. Muide, kellel on huvi põhjalikumalt tutvuda RFID kaitse ja kasutamise võimalustega erinevates valdkondades – soovitan seda suhteliselt uut esitlust.