RFID คืออะไร?

RFID ย่อมาจากคำว่า Radio Frequency Identification หรือ “การระบุข้อมูลด้วยคลื่นความถี่วิทยุ” ซึ่งหมายถึงการใช้คลื่นวิทยุในการถ่ายโอนข้อมูลและระบุตัวตนของวัตถุ สัตว์ หรือมนุษย์ โดยไม่จำเป็นต้องสัมผัสหรือเชื่อมต่อทางกายภาพกับสิ่งนั้นโดยตรง

ระบบ RFID โดยทั่วไปจะประกอบด้วย เครื่องอ่าน RFID (RFID Reader), แท็ก RFID (RFID Tags), และเสาอากาศ (Antennas) ซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อส่งและรับข้อมูลระหว่างกัน เทคโนโลยี RFID ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรม เช่น

• การดูแลสุขภาพ (Healthcare)
• การค้าปลีก (Retail)
• ธุรกิจบริการและโรงแรม (Hospitality)
• การผลิต (Manufacturing)

RFID มีหลักการคล้ายกับบาร์โค้ดที่ใช้กันทั่วไป แต่ ข้อแตกต่างที่สำคัญคือ RFID ไม่จำเป็นต้องสแกนในแนวสายตาเดียวกัน ทำให้สามารถอ่านข้อมูลจากแท็กได้แม้แท็กจะถูกซ่อนอยู่ภายในวัตถุหรืออยู่ในตำแหน่งที่มองไม่เห็นโดยตรง ในคู่มือสำหรับผู้เริ่มต้นใช้งาน RFID ฉบับนี้ เราจะพาคุณเรียนรู้คำถามพื้นฐานที่พบบ่อยที่สุดเกี่ยวกับ RFID เช่น

• RFID คืออะไร?
• RFID คือเทคโนโลยีแบบไหน?
• RFID ทำงานอย่างไร?
• RFID สามารถนำไปใช้งานด้านใดได้บ้าง?
  

RFID ทำงานอย่างไร?

การติดแท็กวัตถุด้วยแท็ก RFID (RFID Tags) ช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถระบุและติดตามสินค้าหรือทรัพย์สินได้โดยอัตโนมัติและมีความเฉพาะตัวสูง เทคโนโลยี RFID ใช้คลื่นวิทยุที่ส่งผ่านเสาอากาศ RFID ไปยังแท็กที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียง

เครื่องอ่าน RFID (RFID Reader) จะทำหน้าที่เพิ่มพลังงาน (amplify) และเข้ารหัสข้อมูลลงในคลื่นวิทยุ (modulate) จากนั้นจึงส่งพลังงานออกไปยังเสาอากาศผ่านสายเชื่อมต่อที่กำหนดความถี่ไว้ เพื่อกระจายคลื่นไปยังแท็ก RFID ที่อยู่ในพื้นที่ทำงาน

ความสามารถในการระบุแท็กแต่ละชิ้นได้อย่างแม่นยำเกิดขึ้นจาก “รหัสเฉพาะ” ที่บันทึกอยู่ในหน่วยความจำของแท็ก RFID ซึ่งรหัสนี้เป็นตัวบ่งชี้ที่ไม่ซ้ำกัน (Unique Identifier) ช่วยให้สามารถแยกวัตถุสองชิ้นที่หน้าตาเหมือนกันได้โดยง่ายผ่านการอ่านเพียงครั้งเดียว

RFID พัฒนาเทคโนโลยีการระบุตัวตน (Auto-ID) ไปอีกขั้น โดยทำให้สามารถอ่านข้อมูลจากแท็กได้โดยไม่ต้องเห็นแท็กโดยตรง (ไม่จำเป็นต้องอยู่ในระยะสายตา) และสามารถอ่านได้ไกลถึงกว่า 30 เมตร

เทคโนโลยี RFID ได้พัฒนามาไกลจากการใช้งานครั้งแรกเมื่อช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ในช่วงทศวรรษ 1930 ซึ่งใช้เพื่อระบุว่าเครื่องบินที่เข้ามานั้นเป็น “มิตรหรือศัตรู” (Friend or Foe) ปัจจุบัน RFID ไม่เพียงแต่พัฒนาให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นทุกปี แต่ต้นทุนในการติดตั้งและใช้งานระบบก็ลดลงอย่างต่อเนื่อง ทำให้ RFID เป็นเทคโนโลยีที่คุ้มค่าและมีประสิทธิภาพสูงขึ้นเรื่อย ๆ

RFID ใช้ทำอะไรได้บ้าง?

ตัวอย่างของการใช้งานเทคโนโลยี RFID มีมากมายและไม่มีที่สิ้นสุด การใช้งานครอบคลุมตั้งแต่ระดับกว้าง เช่น การติดตามสินค้าคงคลัง ไปจนถึงการจัดการห่วงโซ่อุปทาน และยังสามารถปรับให้เฉพาะเจาะจงได้ตามลักษณะของบริษัทหรืออุตสาหกรรมแต่ละประเภท

ประเภทของการประยุกต์ใช้ RFID มีตั้งแต่การติดตามทรัพย์สินทาง IT ไปจนถึงการติดตามสิ่งทอ และยังรวมไปถึงกรณีเฉพาะทาง เช่น การติดตามสินค้าที่ให้เช่า สิ่งที่ทำให้ RFID เหมาะกับการใช้งานเฉพาะด้านมากกว่าระบบทั่วไปอื่น ๆ คือ ความสามารถในการระบุวัตถุแต่ละชิ้นอย่างรวดเร็วและแม่นยำ ซึ่งเป็นข้อจำกัดของระบบแบบดั้งเดิมที่ RFID เข้ามาเติมเต็มด้านล่างนี้คือรายการตัวอย่างของการใช้งาน RFID ที่ประสบความสำเร็จในหลากหลายอุตสาหกรรม

• การจับเวลาในการแข่งขัน (Race Timing)
• การจัดการห่วงโซ่อุปทาน (Supply Chain Management)
• การติดตามยาและเวชภัณฑ์ (Pharmaceutical Tracking)
• การติดตามสินค้าคงคลัง (Inventory Tracking)
• การติดตามทรัพย์สินด้าน IT (IT Asset Tracking)
• การติดตามผ้าและสิ่งทอ (Laundry & Textile Tracking)
• การติดตามแฟ้มเอกสาร (File Tracking)
• การติดตามภาชนะหรือบรรจุภัณฑ์หมุนเวียน (Returnable Transit Item – RTI Tracking)
• การติดตามผู้เข้าร่วมกิจกรรม/งานแสดง (Event & Attendee Tracking)
• การควบคุมการเข้า-ออก (Access Control)
• การติดตามยานพาหนะ (Vehicle Tracking)
• ระบบเก็บค่าผ่านทาง (Tolling)
• การติดตามทารกในโรงพยาบาล (Hospital Infant Tracking)
• การติดตามสัตว์ (Animal Tracking)
• การติดตามเครื่องมือ (Tool Tracking)
• การติดตามเครื่องประดับ (Jewelry Tracking)
• การติดตามสินค้าคงคลังในร้านค้า (Retail Inventory Tracking)
• การติดตามท่อและขดลวด (Pipe and Spool Tracking)
• การติดตามในระบบโลจิสติกส์ (Logistics Tracking / Materials Management)
• ตู้บริการ DVD อัตโนมัติ (DVD Kiosks)
• การติดตามหนังสือและสื่อในห้องสมุด (Library Materials Tracking)
• การตลาดและแคมเปญประชาสัมพันธ์ (Marketing Campaigns)
• ระบบระบุตำแหน่งแบบเรียลไทม์ (Real-Time Location Systems)

ประเภทของ RFID แบ่งตามความถี่

เมื่อเริ่มเรียนรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยี RFID สิ่งสำคัญที่ควรทำความเข้าใจคือ ระบบ RFID ถูกแบ่งออกตามช่วงความถี่ ที่ใช้งานหลัก ๆ ออกเป็น 3 กลุ่ม ซึ่งแต่ละกลุ่มมีระยะการอ่านและคุณสมบัติที่แตกต่างกัน ในสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Spectrum) ความถี่ที่ใช้สำหรับการสื่อสารด้วย RFID มี 3 ช่วงหลัก ได้แก่ RFID ความถี่ต่ำ (Low Frequency - LF), RFID ความถี่สูง (High Frequency - HF) และ RFID ความถี่สูงพิเศษ (Ultra-High Frequency - UHF)

RFID ความถี่ต่ำ (LF – Low Frequency)

ช่วงความถี่ทั่วไป: 30 – 300 kHz
ช่วงความถี่หลักที่ใช้: 125 – 134 kHz
ระยะการอ่านข้อมูล: สัมผัสใกล้ถึงประมาณ 10 เซนติเมตร
ราคาต่อแท็ก RFID (โดยเฉลี่ย): 0.75 – 5.00 ดอลลาร์สหรัฐ
การใช้งานที่เหมาะสม: การติดตามสัตว์ (Animal Tracking), การควบคุมการเข้า-ออก (Access Control), กุญแจรถยนต์ (Car Key-Fob), แอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับของเหลวจำนวนมากหรือโลหะ
ข้อดี: ใช้งานได้ดีใกล้ของเหลวและโลหะ, มีมาตรฐานการใช้งานในระดับสากล
ข้อจำกัด: ระยะอ่านสั้นมาก, หน่วยความจำของแท็กจำกัด, ความเร็วในการส่งข้อมูลต่ำ, ต้นทุนการผลิตสูง

RFID ความถี่สูง (HF – High Frequency/NFC- Near Field Communication)

ช่วงความถี่หลักที่ใช้: 13.56 MHz
ระยะการอ่านข้อมูล: ใกล้ถึงประมาณ 30 เซนติเมตร
ราคาต่อแท็ก RFID (โดยเฉลี่ย): 0.20 – 10.00 ดอลลาร์สหรัฐ
การใช้งานที่เหมาะสม: ตู้ให้บริการ DVD อัตโนมัติ, หนังสือในห้องสมุด, บัตรประจำตัวประชาชน, ชิปสำหรับโป๊กเกอร์/เกม, แอปพลิเคชัน NFC (Near Field Communication)
ข้อดี: รองรับโปรโตคอล NFC มาตรฐานสากล, มีตัวเลือกหน่วยความจำขนาดใหญ่, มีมาตรฐานการใช้งานในระดับสากล
ข้อจำกัด: ระยะการอ่านยังค่อนข้างสั้น,  ความเร็วในการส่งข้อมูลยังต่ำเมื่อเทียบกับ UHF

RFID ความถี่สูงพิเศษ (UHF – Ultra-High Frequency)

ช่วงความถี่ทั่วไป: 300 – 3000 MHz
ช่วงความถี่หลักที่ใช้: 433 MHz, และ 860 – 960 MHz
ในช่วง UHF นี้ เทคโนโลยี RFID ถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก

• RFID แบบ Active – มีแบตเตอรี่ในตัว
• RFID แบบ Passive – ไม่มีแบตเตอรี่ในตัว

ความถี่สูงพิเศษ (Ultra-High Frequency - UHF): ความแตกต่างระหว่าง RFID แบบ Passive และ Active

RFID แบบ Active คืออะไร?

ช่วงความถี่หลักที่ใช้: 433 MHz (สามารถใช้ 2.45 GHz ได้ ซึ่งอยู่ในกลุ่มความถี่สูงมาก – Extremely High Frequency)
ระยะการอ่านข้อมูล: ประมาณ 30 – 100+ เมตร
ราคาต่อแท็ก RFID แบบ Active (โดยเฉลี่ย): 15.00 – 50.00 ดอลลาร์สหรัฐ
การใช้งานที่เหมาะสม: การติดตามยานพาหนะ, อุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์, การทำเหมืองแร่, งานก่อสร้าง, การติดตามทรัพย์สิน, การติดตามตู้บรรทุกสินค้า, การติดตามเครื่องมือในไซต์งานก่อสร้าง
ข้อดี: ระยะการอ่านข้อมูลไกลมาก, ค่าใช้จ่ายโครงสร้างพื้นฐานต่ำกว่าระบบแบบ Passive, หน่วยความจำภายในแท็กมีขนาดใหญ่, ความเร็วในการส่งข้อมูลสูง
ข้อจำกัด: ราคาต่อแท็กราคาแพง, มีข้อจำกัดในการขนส่ง (เนื่องจากมีแบตเตอรี่ในตัว), ซอฟต์แวร์ที่ใช้ร่วมกันอาจมีความซับซ้อน, มีการรบกวนสูงจากโลหะและของเหลว, มีมาตรฐานการใช้งานในระดับสากลน้อยกว่าประเภทอื่น

 RFID แบบ Passive คืออะไร?

ช่วงความถี่หลักที่ใช้: 860 – 960 MHz
ระยะการอ่านข้อมูล: ใกล้ถึงประมาณ 25 เมตร
ราคาต่อแท็ก RFID แบบ UHF Passive (โดยเฉลี่ย): 0.08 – 20.00 ดอลลาร์สหรัฐ
การใช้งานที่เหมาะสม: การผลิต, อุตสาหกรรมยา, การจัดเก็บค่าผ่านทาง, การติดตามสินค้าคงคลัง, การจับเวลาในการแข่งขัน, การติดตามทรัพย์สิน, การจัดการห่วงโซ่อุปทาน, การติดตามทรัพย์สินด้าน IT, การติดตามเครื่องมือ, การจัดการผ้า/ซักรีด, การจัดการห้องสมุด, การควบคุมการเข้า-ออก, การเพิ่มประสบการณ์ของผู้ใช้งาน (User Experience)
ข้อดี: ระยะการอ่านข้อมูลไกล, ราคาต่อแท็กราคาต่ำ, มีให้เลือกหลายขนาดและหลายรูปทรง, มีมาตรฐานการใช้งานทั่วโลก, ความเร็วในการส่งข้อมูลสูง
ข้อจำกัด: ราคาของอุปกรณ์ (เช่น เครื่องอ่าน) ค่อนข้างสูง, ขนาดของหน่วยความจำในแท็กมีจำกัด, อ่อนไหวต่อการรบกวนจากโลหะและของเหลว

RFID แบบ Passive

ช่วงความถี่ของ RFID แบบ UHF Passive ที่กว้างในระดับ 860 – 960 MHz ได้รับการยอมรับว่าเป็น “มาตรฐานสากล” อย่างไรก็ตาม การนำมาใช้ในช่วงหลังทำให้ช่วงความถี่นี้ถูกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มย่อยหลัก ๆ คือ

• 865 – 868 MHz (ETSI – ยุโรป)

สถาบันมาตรฐานโทรคมนาคมแห่งยุโรป (European Telecommunications Standards Institute – ETSI) คือหน่วยงานกลางที่กำหนดมาตรฐานการสื่อสารในยุโรป รวมถึงการสื่อสารผ่านคลื่นวิทยุ ตามข้อกำหนดของ ETSI อุปกรณ์และแท็ก RFID ที่ใช้ในยุโรปจะสามารถใช้งานได้เฉพาะในช่วงความถี่แคบ ๆ ระหว่าง 865 – 868 MHz เนื่องจากส่วนที่เหลือของช่วง 860 – 960 MHz ได้ถูกจัดสรรไว้สำหรับการสื่อสารรูปแบบอื่นแล้วดังนั้น หากคุณซื้ออุปกรณ์หรือแท็ก RFID ที่ระบุว่า ETSI หรือ EU จะหมายถึงมาตรฐานของยุโรปนั่นเอง

• 902 – 928 MHz (FCC – สหรัฐอเมริกา)

คณะกรรมาธิการกลางกำกับดูแลกิจการสื่อสารของสหรัฐอเมริกา (Federal Communications Commission – FCC) เป็นหน่วยงานที่กำหนดมาตรฐานการสื่อสารในประเทศสหรัฐอเมริกา FCC ระบุว่าอุปกรณ์และแท็ก RFID ที่ใช้งานในสหรัฐอเมริกา จะต้องทำงานภายในช่วงความถี่ 902 – 928 MHz เช่นเดียวกับยุโรปที่จัดสรรคลื่นในช่วงอื่นให้กับการใช้งานประเภทอื่น อุปกรณ์หรือแท็ก RFID ที่ได้รับการรับรอง FCC หรือที่ระบุว่าใช้ช่วงความถี่ของอเมริกาเหนือ (North American Frequency Range หรือ NA) สามารถใช้งานได้ทั่วทั้งทวีปอเมริกาเหนือ

• ความถี่วิทยุในประเทศอื่น ๆ

เนื่องจาก ETSI และ FCC เป็นสองมาตรฐานสากลหลักที่ได้รับการยอมรับเป็นกลุ่มแรก ทำให้หลายประเทศเลือกใช้อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือสร้างมาตรฐานของตนเองขึ้นในช่วงความถี่ย่อยจากทั้งสองกลุ่ม ตัวอย่างเช่น อาร์เจนตินา เลือกใช้ช่วงความถี่ตาม FCC คือ 902 – 928 MHz ส่วน อาร์เมเนีย เลือกใช้ช่วงย่อยเฉพาะของ ETSI คือ 865.6 – 867.6 MHz แม้ว่าการพูดถึงมาตรฐานระดับประเทศจะเน้นที่ช่วงความถี่ แต่ในแต่ละประเทศยังมีข้อกำหนดอื่น ๆ เพิ่มเติม เช่น ปริมาณกำลังส่งคลื่นที่อนุญาต (ERP หรือ EIRP), พื้นที่ที่สามารถใช้ RFID ได้, จำนวนครั้งของการเปลี่ยนความถี่อัตโนมัติ (Frequency Hopping), ความจำเป็นต้องขอใบอนุญาตก่อนใช้งาน

ส่วนประกอบของระบบ RFID

แม้ว่าแต่ละระบบ RFID อาจแตกต่างกันไปตามประเภทของอุปกรณ์และความซับซ้อนของการออกแบบ แต่ระบบ RFID แบบดั้งเดิมที่ติดตั้งแบบถาวร (Fixed RFID System) โดยทั่วไปจะประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก 4 อย่างดังนี้ เครื่องอ่าน (Readers), เสาอากาศ (Antennas), แท็ก (Tags), สายเชื่อมต่อ (Cables)

อย่างไรก็ตาม อาจมีข้อยกเว้นในบางกรณี โดยเฉพาะเมื่อระบบนั้นใช้เครื่องอ่านแบบพกพา (Mobile/Handheld) หรือแบบ USB ซึ่งเป็นเครื่องอ่านแบบรวม (Integrated Reader) ที่รวมเอาเครื่องอ่าน เสาอากาศ และสายเชื่อมต่อไว้ในอุปกรณ์เดียว ระบบ RFID ที่เรียบง่ายที่สุดจะประกอบด้วยเครื่องอ่านแบบมือถือ (ซึ่งมาพร้อมเสาอากาศในตัว) และแท็ก RFID ซึ่งเหมาะสำหรับงานทั่วไปหรือการใช้งานภาคสนามสำหรับระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น มักประกอบด้วย เครื่องอ่านที่มีหลายพอร์ต (Multi-Port Readers), ตัวกระจายสัญญาณเสาอากาศ (Antenna Hubs หรือ Multiplexers), กล่องควบคุม GPIO, อุปกรณ์เสริมอื่น ๆ เพื่อเพิ่มความสามารถ เช่น ไฟแสดงสถานะ (Stack Lights), เสาอากาศและสายสัญญาณหลายชุด, แท็ก RFID จำนวนมาก, และชุดซอฟต์แวร์ที่ครบสมบูรณ์สำหรับการประมวลผลและจัดการข้อมูล