Etykiety NFC w przemyśle i logistyce

Etykiety NFC stały się już codziennością w wielu środowiskach handlowych i przemysłowych. Znajdziemy je w systemach kontroli dostępu, opakowaniach, kartach płatniczych, a także w postaci zamienników tradycyjnych kluczy. Zależnie od modelu oraz zastosowanej technologii etykiety oferują różne poziomy zabezpieczeń. Co więcej, możne je konfigurować z poziomu smartfona. Etykiety składają się z microchipa oraz anteny, dzięki czemu potrafią przechowywać dane oraz inicjować działania z niewielkiej odległości, co ułatwia automatyzację i zarządzanie procesami przemysłowymi i domowymi.

W tym wpisie wyjaśniamy m.in., jak działają etykiety NFC, jakie są ich możliwe zastosowania oraz czym różnią się ich poszczególne rodzaje.

Etykiety NFC — definicja

Etykiety NFC (z ang. Near Field Communication, czyli komunikacja bliskiego zasięgu) to małe elementy wykonane z plastiku lub innych podobnych materiałów, które mogą zostać odczytane za pomocą urządzeń lub terminali z włączoną funkcją NFC. Technologia NFC działa zbliżeniowo, dlatego przesyła informacje wyłącznie między terminalami znajdującymi się w niewielkiej odległości, zasadniczo kilku centymetrów. Jest to wariant technologii RFID, który działa w pasmie wysokich częstotliwości (HF).

Ewolucja rozwiązań zbliżeniowych wykorzystywana jest do przesyłania różnego rodzaju danych. Etykiety NFC składają się zazwyczaj z warstwy samoprzylepnej lub nośnika fizycznego oraz chipa, który gromadzi informacje i wysyła podstawowe instrukcje do czytnika NFC. Ta możliwość otwiera drzwi do prostej i niedrogiej automatyzacji konkretnych funkcji. Co więcej, przemysłowe etykiety NFC są odporne na ekstremalne warunki, ułatwiają zarządzanie towarami lub maszynami i umożliwiają realizację takich zadań jak m.in. uwierzytelnienie produktów.

Działanie etykiet NFC

Tagi NFC przesyłają dane za pomocą fal radiowych. Dzięki temu dwa kompatybilne urządzenia, czyli etykieta oraz czytnik NFC, wymieniają dane między sobą. Najpierw czytnik NFC wysyła fale radiowe, które aktywują antenę odbiornika, następnie odbiornik odpowiada na sygnał, a czytnik weryfikuje informacje.

Jedną z zalet tego rodzaju chipów jest brak konieczności stosowania baterii, ponieważ czerpią energię bezpośrednio z czytnika NFC (np. smartfona czy kasownika). Czytniki są zaprojektowane tak, aby łączyć się tylko z jedną etykietą jednocześnie, co ogranicza prawdopodobieństwo przypadkowych transakcji i zapobiega zakłóceniom. Co więcej, w przypadku realizacji operacji wiążących się z wysyłką informacji poufnych, np. płatności, chipy wymieniają między sobą zaszyfrowane dane, aby zapewnić najwyższy poziom bezpieczeństwa.

Zastosowania etykiet NFC

Ze względu na charakteryzującą je łatwość obsługi oraz wszechstronność etykiety NFC znajdują wiele zastosowań w gospodarstwach domowych oraz w przemyśle. Oto najczęstsze z nich:

• Płatności mobilne. Jednym z najpowszechniejszych zastosowań etykiet NFC są płatności bezprzewodowe. Za pośrednictwem tej technologii drobne transakcje są realizowane natychmiastowo i bezpiecznie, bez konieczności udostępniania podpisów lub kodu PIN. Tak samo działają karty biletowe w środkach transportu publicznego.
• Dostęp oraz identyfikacja urządzeń i personelu. Obok płatności, jednym z najpowszechniejszych zastosowań tego urządzenia jest funkcja klucza elektronicznego. Po odpowiednim zaprogramowaniu umożliwiają personelowi dostęp do stref objętych kontrolą, bez konieczności użycia klucza fizycznego czy karty. Przykładem takiego zastosowania jest otwieranie drzwi lub bram garażowych.
• Monitorowanie i kontrola stanu produktu. Umieszczenie etykiet NFC na produktach lub opakowaniach pozwala operatorom magazynowym na sprawdzenie informacji o każdej jednostce asortymentowej zamówienia poprzez odczytanie etykiety za pomocą czytnika. Ponadto, w zależności od konfiguracji, etykiety NFC mogą rejestrować informacje o zdarzeniach, takich jak np. uszkodzenie zabezpieczenia.
• Protokoły bezpieczeństwa. Jeśli etykieta NFC jest zintegrowana z układami sterowania maszyny, może działać jak czujnik i aktywować bardziej złożone elementy zabezpieczające. Ponadto może pełnić funkcję informacyjną do wskazywania zagrożeń czy wymagań obowiązujących w strefach ryzyka lub zastrzeżonych, takich jak magazyny, co dodatkowo zwiększa ich bezpieczeństwo.

Etykiety RFID, do których należą etykiety NFC stanowiące podkategorię technologii bliskiego zasięgu, mogą być wykorzystywane w instalacjach logistycznych do sprawnego identyfikowania stref i przeprowadzania inwentaryzacji. System zarządzania magazynem Easy WMS Mecaluxu monitoruje i optymalizuje wszystkie procesy oraz zasoby magazynu, a także jest kompatybilny z technologią odczytu etykiet RFID. Może odczytywać dane z kodów GS1-128 czy HIBC i przechwytywać unikalne informacje. Integruje się również z wiodącymi na rynku systemami ERP czy różnorodnymi automatycznymi systemami składowania oraz z robotami wykorzystywanymi w intralogistyce.

Różnice między rodzajami etykiet NFC — materiały, chipy i zastosowania

Etykiety NFC można klasyfikować na różne sposoby, w zależności od ich specyfikacji technicznej oraz przyszłych zastosowań. Te niewielkie urządzenia różnią się pojemnością pamięci oraz szybkością działania — warto poznać te zmienne przed podjęciem decyzji o ich wdrożeniu. Standardy NFC Forum wyróżniają pięć typów etykiet:

• Typ 1. Najtańsze etykiety NFC oferują pojemność pamięci między 96 B a 2 KB. Działają z prędkością 106 kb/s, dzięki czemu świetnie sprawdzają się w zastosowaniach, które nie wymagają rozbudowanej infrastruktury, np. karty wizytówkowe, URL czy zwięzłe komunikaty tekstowe.
• Typ 2. Działają z tą samą prędkością co typ 1, ale pojemność ich pamięci wynosi między 48 a 144 B. Są wykorzystywane do nieco bardziej złożonych zadań, takich jak sprzedaż biletów czy transakcje o niskiej wartości, ze względu na ich wysoką kompatybilność i niezawodność.
• Typ 3. W tym przypadku zarówno pojemność pamięci, jak i prędkość działania są większe. Osiągają zakres od 1 do 9 KB w przypadku pamięci, a prędkość transferu wzrasta z 212 kb/s do 424 kb/s. Ten rodzaj wykorzystywany jest w systemach płatniczych, identyfikacyjnych oraz w biletach.
• Typ 4. Pozwala na pracę z dużymi ilościami informacji oraz wyróżniają się większą wszechstronnością i wydajnością. Gromadzą między 4 a 32 KB danych i mogą działać z różnymi prędkościami, np. 105, 212 czy 424 kb/s. Doskonale sprawdzają się w przypadku zaawansowanych biletów cyfrowych oraz w zastosowaniach o podwyższonym poziomie bezpieczeństwa.
• Typ 5. Dzięki pojemności pamięci rzędu od 192 do 3584 B oraz prędkości transferu sięgającej 106 kb/s pozwalają na odczyt z nieco większej odległości niż standardowe etykiety NFC. Tym samym stanowią optymalne rozwiązanie do zarządzania aktywami, ponieważ umożliwiają jednoczesny odczyt wielu nośników.

Przemysłowe etykiety NFC muszą być odporne na trudne warunki panujące w określonych środowiskach roboczych, np. w fabrykach. Wobec tego w przypadku środowisk charakteryzujących się dużą wilgotnością, wysoką temperaturą lub narażeniem na substancje chemiczne stosuje się żywiczne etykiety NFC (do najczęstszych należą etykiety epoksydowe). W przypadku zastosowania na maszynach, narzędziach lub urządzeniach przemysłowych warto rozważyć zastosowanie antymetalowych etykiet NFC, które są dostosowane do działania na nośnikach metalowych, gdzie standardowe tagi mogłyby nie działać.

Czy etykiety NFC są bezpieczne?

Zasadniczo etykiety NFC uznawane są za bezpieczne, chociaż ich niezawodność zależy od zastosowanego modelu i jego specyfikacji. Te najbardziej zaawansowane są wyposażone w systemy zabezpieczeń wykorzystujące algorytmy szyfrowania oraz uwierzytelnienie kryptograficzne, co skutecznie zapobiega ich klonowaniu czy nieautoryzowanemu dostępowi do przechowywanych informacji.

W przypadku płatności zbliżeniowych za pomocą kart bankowych wykorzystany jest chip EMV, którego technologia opracowana przez Europay, MasterCard i Visa generuje unikatowy kryptogram na potrzeby każdej transakcji.

Etykiety NFC i ich potencjał rozwoju

Etykiety NFC już przyczyniły się do usprawnienia realizacji operacji logistycznych i handlowych. Umożliwiają też identyfikację oraz kontrolę dostępu. Oczekuje się, że omawiana technologia nadal będzie się rozwijać i oferować konsumentom pełniejsze doświadczenia dzięki interaktywnym opakowaniom, zapewniającym szczegółowe informacje o produktach. Integracja etykiet ze sztuczną inteligencją może umożliwić głębszą analizę zachowań użytkowników. Z kolei w połączeniu z technologią blockchain etykiety NFC mogą ukształtować łańcuchy dostaw, w których ruch każdego artykułu jest bezpiecznie rejestrowany.