การศึกษาเปรียบเทียบเทคโนโลยี RFID และ NFC

การศึกษาเปรียบเทียบเทคโนโลยี RFID กับ NFC

---

บทนำ

ใน ปัจจุบันเทคโนโลยี RFID (Radio Frequency Identification) ได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางเนื่องมาจากเทคโนโลยีนี้สามารถทำการระบุ เอกลักษณ์ด้วยคลื่นวิทยุ สามารถใช้ในการระบุเอกลักษณ์ของวัตถุได้จึงเป็นประโยชน์อย่างมากเมื่อเทียบ กับการระบุเอกลักษณ์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันเช่นระบบบาร์โค้ด นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยีที่มีความคล้ายคลึงกันเป็นอย่างมาก มีชื่อว่า NFC (Near Field Communication) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเทคโนโลยี RFID ที่ได้รับการพัฒนาต่อยอดขึ้นมา

จาก การที่ทั้งเทคโนโลยี RFID และ NFC มีความคล้ายคลึงกันมาก ทางผู้เขียนจึงมีความสนใจในการทำการสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับเทคโนโลยี RFID และ NFC มากไปกว่านั้นทางผู้เขียนได้ทำการศึกษาเทคโนโลยี RFID และ NFC และมีการนำเสนอในเชิงเปรียบเทียบอีกด้วย

วัตถุประสงค์

เพื่อสร้างความเข้าใจความเป็นมาของเทคโนโลยี RFID และ NFC

เพื่อเป็นแนวทางในการศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้งานเทคโนโลยี RFID และ NFC ในอนาคต

เพื่อศึกษาเปรียบเทียบการทำงานของเทคโนโลยี RFID และ NFC

ขอบเขต

ใน งานสืบค้นครั้งนี้ถือเป็นการสืบค้นเพื่อเน้นการนำเสนอในเรื่องเทคโนโลยี RFID และการนำไปประยุกต์ใช้ในอนาคต โดยในการสืบค้นครั้งนี้มีรายละเอียดดังต่อไปนี้

• เทคโนโลยี RFID
• เทคโนโลยีNFC
• ข้อเปรียบเทียบของเทคโนโลยี RFID และ NFC

แนะนำเทคโนโลยี RFID

เทคโนโลยี อาร์เอฟไอดี (RFID ย่อมาจากคำเต็มว่า Radio-frequency identification) จะเป็นวิธีการในการเก็บข้อมูลหรือระบุข้อมูลแบบอัตโนมัติ โดยทำงานผ่านการรับสัญญาณจากแท็กเข้าสู่ตัวส่งสัญญาณ ผ่านทางคลื่นวิทยุ แท็กของอาร์เอฟไอดีโดยปกติจะมีขนาดเล็กซึ่งสามารถติดตั้งเข้ากับผลิตภัณฑ์ สินค้า สัตว์ บุคคลได้ ซึ่งเมื่อตัวส่งสัญญาณส่งคลื่นวิทยุไป และพบเจอแท็กนี้ สัญญาณจะถูกส่งกลับพร้อมกับข้อมูลที่เก็บไว้ในแท็ก โดยตัวส่งสัญญาณนี้เองยังสามารถบันทึกข้อมูลลงในแท็กได้

แท็กอาร์ เอฟไอดีจะประกอบไปด้วยสองส่วนหลักคือ ส่วนวงจรไฟฟ้าที่เก็บข้อมูลและคำนวณการของข้อมูล และอีกส่วนคือส่วนเสาอากาศหรือตัวรับส่งสัญญาณ

RFID tag มีการทำงานบางส่วนที่สามารถทำงานได้ในขณะที่ไม่มีแบตเตอรี่ และมีแบตเตอรี่ นั้นคือการอ่านและเขียนบน EEPROM ผ่านทาง Low frequency radio

เทคโนโลยี RFID นั้นเป็นเทคโนโลยีที่กำลังได้รับความสนใจอย่างมากทั่วโลกในขณะนี้ ด้วยเชื่อว่าจะเป็นเทคโนโลยีที่ส่งผลต่อการดำเนินชีวิตประจำวันและการดำเนิน ธุรกิจ เพราะเทคโนโลยีดังกล่าวสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็น ในระบบค้าปลีก ค้าส่ง การผลิต จนกระทั่งการบริหารจัดการ Supply Chain และระบบ Logistic ตลอดจนระบบรักษาความปลอดภัย (Security & Access Control) และคาดว่าจะเป็นเทคโนโลยีที่เข้ามามีบทบาททดแทนระบบบาร์โค้ด ด้วยคุณสมบัติของตัวชิปที่มีศักยภาพสูงกว่า

อาจกล่าว ได้ว่า เทคโนโลยี RFID เป็นระบบเก็บข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเพิ่มขีดความสามารถในการบันทึกและรักษาความปลอดภัยของข้อมูล และส่งกำลังโดยคลื่นแม่เหล็กหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแทนการสัมผัสทางกายภาพ

Application หลักของการใช้งานเทคโนโลยี RFID

ดร.นัย วุฒิ วงษ์โคเมท กรรมการผู้จัดการ บริษัท ไออี เทคโนโลยี จำกัด กล่าวว่า เทคโนโลยี RFID เป็นเทคโนโลยีที่มีประโยชน์และมี Application การใช้งานที่หลากหลาย โดยมีจุดเด่นที่สำคัญ คือ การเป็นชิปขนาดเล็กที่มี ID สามารถเก็บข้อมูลได้ เป็นชิปที่เอื้ออำนวยต่อการ Integrated ระบบต่างๆ ทั้งยังมี Security ที่ดี สามารถนำไปใช้กับการทำงานด้านการเงินและ e-Purchase ได้ ซึ่งหากระบบ RFID มีการ Integration ที่ดีจะสามารถลดต้นทุนการผลิตได้ เป็นอีก หนึ่งคุณสมบัติที่ดีของการนำเทคโนโลยี RFID มาประยุกต์ใช้ ทำให้เกิดความสะดวกสบายกับผู้ใช้งานและผู้บริโภค โดยเฉพาะเมื่อนำคุณสมบัติของเทคโนโลยี RFID มา เปรียบเทียบกับการใช้บาร์โค้ด ย่อมแสดงถึงการมี Reliability ที่ดีกว่า เพราะรหัสไม่เลือนหาย และมีหน่วยความจำที่สามารถเก็บข้อมูลไว้ในชิปได้นาน

ปัจจุบันการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี RFID สามารถ แบ่ง Application การใช้งานได้ 4 กลุ่มหลัก คือ

• Access Control เป็นลักษณะของ Personal Identification เกี่ยวกับการควบคุมการเข้า-ออกอาคารหรือสถานที่ต่างๆ
• Member Card เพื่อสนับสนุนการใช้งานด้าน Retail และ e-Purchasing
• Logistic และ Supply Chain Management
• Animal Tracking งานที่เกี่ยวข้องกับด้านการเกษตรและปศุสัตว์ ซึ่งประเทศไทยสามารถนำ เทคโนโลยี RFID มาประยุกต์ใช้งานได้เป็นอย่างดี

RFID เป็นเทคโนโลยีที่มีมานาน แต่ยังไม่แพร่หลาย เนื่องจากอุปกรณ์ที่ใช้ยังมีขนาดใหญ่ไม่สะดวกในการติดตั้งและใช้งาน ปัจจุบัน เทคโนโลยีนี้กำลังจะมีบทบาทมากขึ้นอย่างรวดเร็ว และเข้ามาเกี่ยวของกับชีวิตประจำวันของเราอย่างเลี่ยงไม่ได้ ส่วนประกอบของระบบRFID มี 2ส่วนดังนี้

1. RFID Tags หรือ Transponder
2. เครื่องอ่าน Reader หรือ Interrogator

พื้น ฐานของ RFID คือความต้องการให้ สิ่งมีชีวิต วัตถุ หรือ เจ้าของวัตถุ ที่มีฉลากหรือป้าย RFID ติดอยู่สามารถแจ้งข้อมูล ประวัติ หรือ ลักษณะเฉพาะ ของตัวเองให้ผู้อื่น ที่มีเครื่องอ่านRFID ทราบได้ผ่านทางคลื่นวิทยุโดยอัตโนมัติ RFID คอการใช้ไอซีประเภทไมโครชิปใสไว้ในป้ายหรือฉลาก ซึ่งไมโครชิปจะเก็บข้อมูลที่สำคัญและจำเป็นไว้ และส่งสัญญาณข้อมูลออกมาด้วยความถี่วิทยุที่กำหนดไว ไปยังเครื่องรับหรือเครื่องอ่านข้อมูลRFID ที่อยู่ในระยะส่ง แผ่น ป้ายหรอฉลากที่ระบุข้อมูลไว้ในไมโครชิปนี้ เราเรียกว่า RFID Tags หรือ Transponder แผ่นป้ายระบุข้อมูล (RFID Tags) ประกอบด้วยแผงวงจรไมโครชิปกับเสาอากาศขนาดเล็ก(แบบไดโพล) ที่ฝังเป็นส่วนหนึ่งของแผนป้ายระบุข้อมูล

รูปที่1 RFID Microchip และ RFID Tags

RFID tags แบ่งได้เป็นสองประเภท ได้แก่ 1. Active RFID tags และ 2. Passive RFID tags

1. Active RFID tags ต้องใช้แหล่งกำเนิดไฟฟ้า (แบตเตอรี่) ที่ติดตั้งอยู่ภายในเพี่อการทำงาน ข้อสังเกต คือ ราคาแพง, มีขนาดใหญ่กว่าแบบPassive, อายุการใช้งานจำกัด, ไม่ตองใช้เครื่องอ่านที่มี กำลังสูง

2. Passive RFID tags ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ในการทำงาน

ข้อสังเกต คือ ราคาถูก มีน้ำหนักเบา เล็ก ไม่จำกัดอายุการทำงาน และต้องใช้เครื่องอ่านที่มีกำลังสูงอีกด้วย เครื่องอ่านสัญญาณ (RFID Reader) มีทั้งแบบอยู่กับที่และแบบพกพา จะประกอบไปด้วยภาครับและภาคส่งสัญญาณวิทยุ ส่วนควบคม และเสาอากาศ ความถี่ที่สร้างขึ้นจะมีขนาดเท่ากับความถี่ที่ RFID Tags สามารถตอบสนองได้ โดยอาศยทฤษฎีการเหนี่ยวนำสัญญาณไฟฟ้า เมื่อคลื่นสัญญาณ กระทบกับแผ่นป้ายระบุข้อมูล (RFID Tags) เพื่อให้แผ่นป้ายระบุข้อมูล (RFID Tags) ส่งข้อมูลของตัวเองกลับมายังเครื่องอ่านสัญญาณ (RFID Reader) จากนั้นจะแปลงสัญญาณที่ได้รับให้อยู่ในรูปดิจิตอลเพื่อใช้ประมวลผลทาง คอมพิวเตอร์หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ต่อไป

รูปที่ 2 แสดงการทำงานของ RFID

แนะนำเทคโนโลยี RFID

Near Field Communication (หรือ NFC) เป็นเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายระยะสั้นที่ใช้ได้ดีกับโครงสร้างพื้นฐานแบบไร้ สัมผัส ช่วยสนับสนุนรองรับการสื่อสารระหว่างเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ในระยะใกล้ๆ NFC ถูกพัฒนาขึ้นโดย Sony และ NXP โดยใช้คลื่นความถี่ 13.56 MHz. บนพื้นฐานมาตรฐาน ISO 14443 (Philips MIFARE and Sony’s FeliCa) ปัจจุบันบริษัททั้งสองได้ร่วมมือกับบริษัทผู้ลิตและพัฒนาโทรศัพท์เคลื่อนที่ จัดตั้งเป็น NFC Forum เพื่อให้เกิดการใช้งานในรูปแบบต่างๆมากขึ้น ในระยะเริ่มแรกมีบริษัทโทรศัพท์มือถือชั้นนำของโลกประกาศนำเทคโนโลยีนี้มา ใช้กับโทรศัพท์มือถือแล้ว เช่น Nokia, Samsung, Motorola เป็นต้น

การประยุกต์ใช้งานส่วนใหญ่มักนำ NFC มาใช้กับการชำระเงินที่ต้องการความรวดเร็วและมีมูลค่าไม่สูง ซึ่งจะทำให้ โทรศัพท์เคลื่อนที่ สามารถใช้เพื่อการชำระเงิน โดยวิธีการแตะบนเครื่องอ่านหรือเครื่องชำระเงิน เช่น การให้บริการในร้านอาหารจานด่วน ร้านขายสินค้า ระบบการซื้อขายตั๋ว และระบบการแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบ peer-to-peer เช่น เพลง เกม และรูปภาพ การชำระเงินค่าโดยสารในระบบขนส่งมวลชน เป็นต้น การชำระเงินแบบไร้สัมผัสนี้ก่อให้เกิดการชำระเงินที่ง่ายและรวดเร็ว ลดการเข้าคิวชำระเงินในร้านค้า ห้างสรรพสินค้า และร้านสะดวกซื้อต่างๆ

ซึ่ง ความที่ RFID เป็นเทคโนโลยีที่มี Applications การนำไปใช้ที่กว้างมากแบ่งแยกกันไปตามย่านของความถี่เช่นถ้าเป็นย่าน LF ก็จะเป็นในพวกปศุสัตว์ ถ้าเป็นย่าน HF ก็จะเป็นพวก security access, transportation, cash card และถ้าเป็นย่าน UHF ก็จะเป็นทางด้าน logistics, supply chain, warehouse ต่างๆ

NFC หรือ Near Field Communications ปัจจุบันมีมาตรฐานคือ ISO 18092 ซึ่งตัว chip NFC ที่ available กันอยู่ทั่วไปทุกวันนี้ก็มักจะสามารถ interop กับ มาตรฐานของ RFID ย่าน 13.56MHz พวก ISO 14443 A&B และ ISO 15693 ได้ เมื่อนำ NFC เข้าไปใช้ในมือถือ ก็จะมี applications อยู่หลักๆที่พูดกันอยู่สามสี่ตัวก็คือ เรื่องของ payment, ticketing, smart poster และ peer-to-peer communications ระหว่างมือถือด้วยกัน โดยในแบบ payment มือถือก็จะต้องมีแบตเตอรี่เพราะจะต้องมีการ access และประมวลข้อมูล credit/debit และ applications ต่างๆบน SIM card ส่วนการใช้มือถือเป็น e-Ticket นั้นไม่ต้องมีแบตเตอรรี่ก็ได้ โดยใช้พลังงานจาก external reader ตามหลักของ RFID ทั่วไป สำหรับ smart poster ตัวมือถือก็จะทำตัวเองเป็น RFID reader แล้วไปอ่าน poster ที่มี RFID tag ฝังอยู่ ซึ่งข้อมูลที่อ่านก็อาจจะอยู่ในรูปของ URL พอมือถืออ่านมาแล้วก็ทำการ launch browser แล้วไปที่ URL ที่อ่านได้เลย
มาดูทางเทคนิคกันบ้าง เพื่อจะใช้ NFC ในมือถือนั้นจะต้องมีอยู่สองส่วนด้วยกัน คือ

1. มือถือจะต้องเป็น NFC phone คือจะต้องมี built-in antenna และ NFC chip

2. จะต้องมี secure chip ที่ใช้เก็บข้อมูลที่ต้องการ security สูงๆเช่น credit/debit information, banking applications, etc. ซึ่งในกรณีนี้ก็มีอยู่สองแบบด้วยกัน แบบแรกคือมี chip ต่างหากเพื่อใช้เก็บข้อมูลเหล่านี้ กับอีกแบบหนึ่งคือเอาไปเก็บใน SIM card ซึ่งแบบหลังนี้เป็นอะไรที่ทางฝั่งของ mobile operators ต่างๆต้องการ

ใน ตลาดตอนนี้มือถือที่ support NFC ทุกยี่ห้อก็เริ่มทำกันบ้างแล้ว ที่เห็นตั้งแต่แรกก็ของ nokia ตั้งแต่รุ่น 3220 และ 5140 ที่เป็นแบบ module เพิ่มเติมเอามาเสียบเพิ่มมาจนถึงล่าสุดรุ่น 6131 ที่ built-in nfc มาเลย อีกอันที่เห็นก็คือของ benq T80 ที่ทาง Chungwa Telecom ทำ trial อยู่ ของ nokia 6131 ยังเป็น sim ธรรมดาอยู่ แต่ใช้ secure chip ในการเก็บข้อมูล ผมคิดว่าในอนาคตน่าจะเป็นแบบเก็บใน SIM มากกว่าคือเป็น NFC-supported SIM ซึ่งตอนนี้ทั้ง NXP กับ Gemalto ก็ตกลงหันมาร่วมมือกันพัฒนามาตรฐาน SWP หรือ Single Wire Protocol เพื่อใช้ในการติดต่อสื่อสารระหว่าง NFC chip กับ NFC-SIM

รูปที่ 3 แสดงความสามารถของ NFC

NFC vs Mobile Payment

Mobile Payment หรือ การชำระเงินด้วยโทรศัพท์เคลื่อนที่ผ่านระบบ Contactless เป็นที่นิยมและประสบความสำเร็จเป็นอย่างมากในประเทศ ญี่ปุ่น โดยผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่รายใหญ่ NTT Docomo ภายใต้ชื่อบริการ Osaifu-Keitai ซึ่งเป็นโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่มีฟังก์ชั่น การทำงานเสมือน กระเป๋าเงิน, credit card, ID card และ อื่นๆอีกมากมาย โดยใช้ contactless IC card ที่ชื่อว่า Felica พัฒนาโดยบริษัท Sony ติดไปกับเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่เลย

ที่ ประเทศญี่ปุ่นผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่เป็นคนกำหนดและควบคุม คุณสมบัติ ของเครื่องและให้ผู้ผลิตเครื่องผลิตตาม แต่ในไทยคงต้องดูกันว่า ต้องใช้เวลาอีกนานเท่าใด จึงจะประสบความสำเร็จ ปัจจัยหลักๆที่ควรคำนึงถึง อาทิเช่น

• Timing หรือระยะเวลาที่กว่าจะมาแพร่หลายจนทำให้เป็นอีกมาตรฐานหนึ่งของเครื่อง โทรศัพท์เคลื่อนที่นั้นเมื่อใด ซึ่งมีผลต่อจำนวนเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่จะรองรับมาตรฐาน NFC (Near Field Communication) ในท้องตลาด
หมายเหตุ : เนื่องด้วยระบบการจัดจำหน่าย และวางคุณสมบัติเครื่องโทรศัพท์ ไม่ได้มาจากทางผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ อย่างเช่นในญี่ปุ่น ความร่วมมือที่จะผลักดันให้เกิดบริการดังกล่าวจึงแตกต่างกัน
( GSMA ซึ่งเป็นสมาคมการค้าด้านอุตสาหกรรมโทรศัพท์เคลื่อนที่ระดับโลกสมาคมหนึ่ง ได้ออกมาขอให้ผู้ผลิตเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ใส่ NFC function ในเครื่องรุ่นใหม่

• ราคาเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่โดยเฉลี่ย

• End to End Payment System : อุปกรณ์ Reader ณ จุดชำระเงินที่รองรับเทคโนโลยีดังกล่าวมีแพร่หลายมากน้อยเพียงใด อย่างในกรณี DoCoMo ยอมลงทุนเพิ่มความสะดวกในการชำระเงินมากยิ่งขึ้น โดยเปิดให้บริการบัตรเครดิต ของตนเองในชื่อ “DCMX” และสร้างระบบ mobile credit platform ที่ชื่อว่า “iD” เพื่อรองรับการชำระเงินด้วย “Osaifu-Keitai” แถมยังเปิดระบบ “iD” ให้กับบัตรเครดิตอื่นๆมาใช้ร่วมได้ด้วย ในช่วงเปิดตัวเริ่มแรกนั้น ก็มีอุปกรณ์ “iD”ที่เป็นเครื่องอ่านบัตรเครดิตเพื่อรับชำระเงินถึง 320,000 จุด ซึ่งจำนวนของจุดชำระเงินเป็นปัจจัยที่สำคัญที่ทำให้บริการนี้แพร่หลาย

รูปที่ 4 แสดงตัวอย่างของอุปกรณ์ NFC

อย่าง ไรก็ตามกระแสการชำระเงินผ่านโทรศัพท์เคลื่อนที่ด้วยระบบ Contactless เป็นบริการที่น่าสนใจมาก นี่คงเป็นอีกเหตุผลนึงที่ทาง True เล็งเห็นการทำ Touch SIM ขึ้นมาก่อน โดยการผูกติดส่วนของ contactless chip กับ SIM card แทน ไม่รอคุณสมบัติที่มากับเครื่อง ก็เป็นความคิดสร้างสรรค์ที่ดีเพื่อนำออกมาสู่ตลาดก่อน ถึงแม้จะยังจำกัดเฉพาะอุปกรณ์ reader ของทาง Touch SIM อยู่ก็ตาม แต่ในอนาคตถ้าต่อไป NFC เป็นมาตรฐานที่แพร่หลาย เชื่อว่าแต่ละผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่คงจับมือร่วมกับธนาคารและนำ เทคโนโลยีที่เป็นมาตรฐานดังกล่าวมาใช้ร่วมกัน

รูปที่ 5 แสดงความสามารถในการนำไปประยุกต์ใช้งาน NFC

ข้อเปรียบเทียบของเทคโนโลยี RFID และ NFC

ความ ที่ RFID เป็นเทคโนโลยีที่มี Applications การนำไปใช้ที่กว้างมากแบ่งแยกกันไปตามย่านของความถี่เช่นถ้าเป็นย่าน LF ก็จะเป็นในพวกปศุสัตว์ ถ้าเป็นย่าน HF ก็จะเป็นพวก security access, transportation, cash card และถ้าเป็นย่าน UHF ก็จะเป็นทางด้าน logistics, supply chain, warehouse ต่างๆ หากเราพูดกันถึงย่าน HF (13.56MHz) ก็จะมีเรื่องของ NFC หรือ Near Field Communications ซึ่งจริงๆถ้าไม่ได้ตามความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอย่างต่อ เนื่องก็อาจจะไปแปลตรงๆ แล้วก็นึกว่าเป็นการพูดถึง Near Field กับ Far Field ที่เป็นการแยกแยะ mechanism ในการทำงานของ RFID ที่ใช้ inductive coupling กับ backscattering ตามลำดับ และก็คงจะนึกว่า Near Field Communications ก็คือ RFID ในย่าน 13.56 MHz นั่นเอง ซึ่งก็จะกลายเป็นคนละความหมายของคนที่พูดถึง NFC ไป เพราะ NFC นั้นจะหมายถึง 2-way communications ในแบบ short range ที่ใช้เทคโนโลยี RFID โดยมักจะ focus ไปที่การนำไปใช้ในมือถือเป็นหลักก่อน และ application ก็หลากหลายมากตั้งแต่ใช้จ่ายเงิน ซื้อตั๋วต่างๆ ขึ้นรถไฟฟ้า access เข้าประตู เป็นต้น