Radio Frequency Identification (RFID)

Apa itu RFID? 

Radio Frequency Identification disingkat RFID adalah terminologi umum untuk teknologi non-kontak yang menggunakan gelombang radio untuk mengidentifikasi orang atau objek secara otomatis (Saputra, 2008). RFID mampu mengidentifikasi berbagai objek secara simultan dalam jarak dekat, tanpa diperlukan kontak secara langsung. Pemanfaatan teknologi RFID saat ini banyak digunakan di bidang keamanan, administrasi, maupun industri.

RFID merupakan sebuah teknologi penangkapan data yang memanfaatkan frekuensi radio dalam sistem kerjanya yang dapat digunakan secara elektronik untuk mengidentifikasi, melacak dan menyimpan informasi yang tersimpan dalam Tag RFID. RFID digunakan untuk mengidentifikasi suatu objek sangat erat hubungannya dengan pengambilan data. RFID dipilih karena lebih fleksibel, mudah digunakan, dan sangat cocok untuk operasi yang bersifat otomatis. RFID tidak memerlukan kontak langsung maupun jalur cahaya untuk dapat beroperasi, dapat berfungsi pada berbagai variasi kondisi lingkungan, dan menyediakan tingkat integritas data yang tinggi.

RFID adalah teknologi penangkapan data yang dapat digunakan secara elektronik untuk mengidentifikasi, melacak dan menyimpan informasi yang tersimpan dalam tag. RFID terdiri dari beberapa komponen dasar, Tranponder Tag RFID berguna sebagai ID (identitas), reader melakukan pembacaan Tag RFID dan antena yang berfungsi sebagai media perambatan sinyal. RFID diletakkan pada suatu benda atau suatu objek yang akan diidentifikasi. Tiap-tiap RFID tag memiliki data angka identifikasi (ID number) yang unik, sehingga tidak ada RFID tag yang memiliki ID number yang sama.

Teknologi RFID didasarkan pada prinsip kerja elektromagnetik, dimana komponen utama dari RFID tag adalah chip dan tag antena, dimana chip berisi informasi dan terhubung dengan tag antena. Informasi yang berada atau tersimpan dalam chip ini akan dikirim atau terbaca melalui gelombang elektromagnetik setelah tag antena menerima pancaran gelombang elektromagnetik dari reader antena. RFID reader ini yang sekaligus akan meneruskan informasi pada aplication server.

Komponen RFID 

Teknologi RFID didasarkan pada prinsip kerja elektromagnetik, dimana komponen utama dari RFID tag adalah chip dan tag antena, dimana chip berisi informasi dan terhubung dengan tag antena. Informasi yang berada atau tersimpan dalam chip ini akan dikirim atau terbaca melalui gelombang elektromagnetik setelah tag antena menerima pancaran gelombang elektromagnetik dari reader antena. RFID reader ini yang sekaligus akan meneruskan informasi pada aplication server. Menurut Saputra (2008), diagram sederhana sistem RFID seperti gambar di bawah ini:

RFID Tag 

RFID Tag dapat berupa stiker, kertas atau plastik dengan beragam ukuran. Dalam setiap Tag terdapat chip yang mampu menyimpan sejumlah informasi tertentu. Sebuah Tag yang dipasang tidak menggunakan sumber energi seperti batere sehingga dapat digunakan dalam waktu yang lama. Ketika tag ini terdeteksi oleh medan yang dihasilkan oleh pembaca RFID yang kompatibel, tag akan mentransmisikan informasi yang ada pada chip tag kepada pembaca RFID, sehingga proses identifikasi objek dapat dilakukan.

Tag RFID adalah device yang dibuat dari rangkaian elektronika dan antena yang terintegrasi di dalam rangkaian tersebut. Rangkaian elektronik dari tag RFID umumnya memiliki memori sehingga tag ini mempunyai kemampuan untuk menyimpan data. Memori pada tag terdapat beberapa jenis sel. Beberapa sel menyimpan data Read Only, misalnya serial number yang unik yang disimpan pada saat tag tersebut diproduksi. Sel lain pada RFID mungkin juga dapat ditulis dan dibaca secara berulang. Tipe memori itu sendiri yaitu read-only, read-write, atau write-onceread-many.

Antena biasanya dipasang secara permanen (walau saat ini tersedia juga yang portable) bentuknya pun beragam sekarang sesuai dengan keinginan kita. Antena yang lebih besar mengindikasikan rentang pembacaan yang lebih jauh. Antena yang terpasang pada chip mengirimkan informasi ke reader RFID. Biasanya rentang pembacaan diindikasikan dengan besarnya antena. Pada saat Tag melewati wilayah sebaran antena, alat ini kemudian mendeteksi wilayah Scanning. Selanjutnya setelah terdeteksi maka chip yang ada di-Tag akan terjaga untuk mengirimkan informasi kepada antena.

a. Jenis-jenis RFID Tag 

Berdasarkan catu daya yang digunakan, tag dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu:

1. Tag Aktif 

Tag aktif yaitu tag yang catu dayanya diperoleh dari baterai, sehingga akan mengurangi daya yang diperlukan oleh pembaca RFID dan tag dapat mengirimkan informasi dalam jarak yang lebih jauh. Tag versi ini biasanya memiliki kemampuan baca tulis, dalam hal ini data tag dapat ditulis ulang atau dimodifikasi. Tag aktif dapat menginisiasi komunikasi dan dapat berkomunikasi pada jarak yang lebih jauh, hingga 750 kaki, tergantung kepada daya baterainya. Kelemahan dari tipe tag ini adalah harganya yang mahal dan ukurannya yang lebih besar karena lebih komplek. Semakin banyak fungsi yang dapat dilakukan oleh tag RFID maka rangkaiannya akan semakin komplek dan ukurannya akan semakin besar.

2. Tag Pasif 

Tag pasif yaitu tag yang catu dayanya diperoleh dari medan yang dihasilkan oleh pembaca RFID. Sebagai gantinya, tag merespon emisi frekuensi radio dan menurunkan dayanya dari gelombang-gelombang energi yang dipancarkan oleh reader. Sebuah tag pasif minimum mengandung sebuah indentifier unik dari sebuah item yang dipasangi di tag tersebut. Rangkaiannya lebih sederhana, harganya jauh lebih murah, ukurannya kecil, dan lebih ringan. Kelemahannya adalah tag hanya dapat mengirimkan informasi dalam jarak yang dekat dan pembaca RFID harus menyediakan daya tambahan untuk tag RFID. Dalam keadaan yang sempurna, sebuah tag dapat dibaca dari jarak sekitar 10 hingga 20 kaki. Harga tag pasif lebih murah dibandingkan harga versi lainnya. Perkembangan tag murah ini telah menciptakan revolusi dalam adopsi RFID dan memungkinkan penggunaannya dalam skala yang luas baik oleh organisasi-organisasi pemerintah maupun industri.

3. Tag Semi-pasif 

Tag semi-pasif adalah versi tag yang memiliki catu daya sendiri (baterai) tetapi tidak dapat menginisiasi komunikasi dengan reader. Dalam hal ini baterai digunakan oleh tag sebagai catu daya untuk melakukan fungsi yang lain seperti pemantauan keadaan lingkungan dan mencatu bagian elektronik internal tag, serta untuk memfasilitasi penyimpanan informasi. Tag versi ini tidak secara aktif memancarkan sinyal ke reader. Sebagian tag semi-pasif tetap diam hingga menerima sinyal dari reader. Tag semi pasif dapat dihubungkan dengan sensor untuk menyimpan informasi untuk peralatan keamanan kontainer. Rentang baca yang di-jangkau tag semi-pasif dapat mencapai 100 kaki.

b. RFID Class 

RFID dikelompokkan menjadi lima kelas, yaitu sebagai berikut:

1. CLASS0/1-Read Only, Factory programmed. Jenis ini adalah jenis tag paling sederhana, dimana data di tulis sekali ketika di-manufaktur. Lalu memori di-non aktifkan dari segala bentuk pembaruan (updates). 
2. CLASS II- Write Once Read Only, Factory or User programmed. Dalam kasus ini tag diproduksi tanpa adanya data yang tertulis di dalam memori. Data dapat ditulis oleh manufaktur tag, atau oleh pengguna untuk satu kali. Setelah itu tag tidak dapat lagi diprogram, tetapi hanya dapat dibaca. 
3. CLASS III-Read Write. Jenis ini merupakan jenis tag yang fleksibel, dimana pengguna mempunyai akses untuk menulis dan membaca data kedalam memori tag. 
4. CLASS VI-Read Write with on board sensors. Tag jenis ini mempunyai sensor on-board untuk merekam parameter seperti temperatur, tekanan udara dan pergerakan, yang dapat direkam dengan menuliskannya kedalam memori tag. Pembacaan parameter dilakukan ketika terhubung dengan reader, tag bisa dari jenis aktif atau semi-pasif. 
5. CLASS V-Read Write with integrated transmitters. Jenis tag ini seperti miniatur radio, yang dapat berkomunikasi dengan tag dan peralatan lain, tanpa harus adanya reader. Hal ini berarti tag ini aktif dengan power dari baterai sendiri.

RFID Reader 

RFID reader merupakan komponen pengidentifikasi pada sistem RFID. RFID reader menggunakan teknologi yang memungkinkan reader dalam melacak dan mengidentifikasi keberadaan tag. Reader memiliki dua tugas, yaitu menerima perintah dari software aplikasi dan berkomunikasi dengan RFID Tag. RFID reader juga menjadi penghubung antara software aplikasi dengan antena yang akan meradiasikan gelombang radio ke tag RFID. Gelombang radio yang diemisikan oleh antena berpropagasi pada ruangan di sekitarnya. Akibatnya data dapat berpindah secara wireless ke tag RFID yang berada berdekatan dengan antena.

Menurut bentuknya, RFID reader dapat berupa reader bergerak seperti peralatan genggam, atau stasioner seperti peralatan point-of-sale di supermarket. RFID Reader dibedakan berdasarkan kapasitas penyimpanannya, kemampuan pemrosesannya, serta frekuensi yang dapat dibacanya. RFID Reader akan membaca ID number dan aplikasinya disimpan oleh RFID Tag. RFID reader harus kompatibel dengan RFID tag agar RFID tag dapat dibaca.

a. Prinsip Kerja RFID Reader 

Perpindahan data terjadi ketika sebuah tag di-dekatkan pada sebuah reader dikenal sebagai coupling. Perbedaan frekuensi yang digunakan oleh RFID tag aktif dengan RFID tag pasif menyebabkan perbedaan metode perpindahan data yang digunakan pada kedua tag tersebut. Perpindahan data pada RFID tag pasif menggunakan metode magnetic yang terjadi pada frekuensi rendah.

Ketika medan gelombang radio dari reader didekati oleh tag pasif, koil antena yang terdapat pada tag pasif ini akan membentuk suatu medan magnet. Medan magnet ini akan menginduksi suatu tegangan listrik yang memberi tenaga pada tag pasif. Pada saat yang sama terjadi suatu tegangan jatuh pada beban tag. Tegangan jatuh ini akan terbaca oleh reader. Perubahan tegagan ini berlaku sebagai amplitude modulasi untuk bit data. Ilustrasi prinsip kerja RFID Reader dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

b. Frekuensi Radio RFID 

Pemilihan tipe frekuensi pada RFID dapat ditentukan oleh tipe aplikasinya. Aplikasi tertentu lebih cocok untuk salah satu tipe frekuensi dibandingkan dengan tipe lainnya karena gelombang radio memiliki perilaku yang berbeda-beda menurut frekuensinya. Contohnya, gelombang LF memiliki kemampuan penetrasi terhadap dinding tembok yang lebih baik dibandingkan dengan gelombang dengan frekuensi yang lebih tinggi, tetapi frekuensi yang lebih tinggi memiliki laju data (data rate) yang lebih cepat.

Sistem RFID menggunakan rentang frekuensi yang tak berlisensi dan diklasifikasikan sebagai peralatan industrial scientific-medical atau peralatan berjarak pendek (short-range device) yang diizinkan oleh Federal Communications Commission (FCC). Peralatan yang beroperasi pada bandwidth ini tidak menyebabkan interferensi yang membahayakan dan harus menerima interferensi yang diterima. FCC juga mengatur batas daya spesifik yang berasosiasi dengan masing-masing frekuensi.

Terdapat empat jenis frekuensi radio yang digunakan pada sistem RFID, yaitu sebagai berikut: 

1. Band LF berkisar dari 125 KHz hingga 134 KHz. Band ini paling sesuai untuk penggunaan jarak pendek (short-range) seperti sistem anti pencurian, identifikasi hewan dan sistem kunci mobil.
2. Band HF beroperasi pada 13.56 MHz. Frekuensi ini memungkinkan akurasi yang lebih baik dalam jarak tiga kaki dan karena itu dapat mereduksi risiko kesalahan pembacaan tag. Sebagai konsekuensinya band ini lebih cocok pada tingkat item pembacaan (item-level reading). Tag pasif dengan frekuensi 13.56 MHz dapat dibaca dengan laju 10 to 100 tag perdetik pada jarak tiga kaki atau kurang. Tag RFID HF digunakan untuk pelacakan barang-barang di perpustakaan, toko buku, kontrol akses gedung, pelacakan bagasi pesawat terbang, pelacakan item pakaian. 
3. Band UHF beroperasi di sekitar 900 MHz. Frekuensi ini dapat dibaca dari jarak yang lebih jauh dari tag HF, berkisar dari 3 hingga 15 kaki. Tag ini lebih sensitif terhadap faktor-faktor lingkungan daripada tag-tag yang beroperasi pada frekuensi lainnya. Band 900 MHz muncul sebagai band yang lebih disukai untuk aplikasi supply disebabkan laju dan rentang bacanya. Tag UHF pasif dapat dibaca dengan laju sekitar 100 hingga 1000 tag perdetik. Tag ini umumnya digunakan pada pelacakan kontainer, truk, trailer, terminal peti kemas. 
4. Tag yang beroperasi pada frekuensi gelombang mikro, biasanya 2.45 GHz dan 5.8 GHz, mengalami lebih banyak pantulan gelombang radio dari obyek-obyek di dekatnya yang dapat mengganggu kemampuan reader untuk berkomunikasi dengan tag.

Middleware 

Middleware adalah prasarana yang diperlukan di antara RFID dan database serta software sistem informasi manajemen yang ada. Interrogator adalah prasarana untuk membaca dan juga menulis label secara remote. Middleware terdiri dari hardware computer dan software pemroses data terkoneksi ke pusat penyimpanan data atau sistem informasi manajemen. Platform middleware menyediakan sistem operasi, penyimpanan data, dan software yang mengkoversi masukan dari banyak label menuju pelacakan atau identifikasi data yang terlihat jelas.

Daftar Pustaka

• Saputra, F.H. 2008. Sistem Absensi Menggunakan Teknologi RFID. Jakarta: Universitas Indonesia.