Széchényi 2020

Az RFID/NFC technológia továbbfejlesztési lehetőségei az "Internet of Things" koncepciói mentén

TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0014


Future RFID projekt bemutatása

Megvalósítás helye: Eger Eszterházy Károly Főiskola
Megvalósítás időpontja: 2014-12-31


A tervezett kutatás 9 jól elkülöníthető részfeladatra bontható (R1 - R9).

 

 

R1. Kritikák - az IoT-vel szembeni kritikák elemzése

Az IoT technológia elterjedésének egyik legfőbb akadálya, hogy a társadalom idegenkedik az olyat technológiákkal szemben, melyeknél visszaköszön az orwelli „Big Brother is Watching You" rémkép megvalósulása. Ahhoz tehát, hogy a technológia – az egyébként benne rejlő számos személyes, társadalmi és gazdasági előny miatt – mégis elterjedhessen, elemezni kell a létező kritikákat, akár keresni újabb ellenérveket, mindezt azonban abból a célból, hogy a jogos aggályok megnyugtató módon elháríthatók legyenek, az akadályok megszűnjenek.

E célból rendszerezzük a kritikai felvetéseket, és jogi, technológiai vagy közgazdasági válaszokkal bizonyítjuk, hogy az IoT iránya lehet olyan, amely nem fenyeget a kritikákban megfogalmazott veszélyekkel.

 

R2. Digitális tulajdonjog – a személyiségi és tulajdonjogok érvényesülése

Az „Internet of Things" világában az objektumokon, speciális esetben élőlényeken elhelyezett RFID címkék a világhálón keresztül elérhető információkat szolgáltatnak arról, hogy az adott címke az adott időben éppen hol tartózkodik. Az emberekhez – akár közvetlenül, akár valamely használati tárgyán keresztül – kötődő címkék hollétéről keletkező információ azonban súlyosan sértheti a személyiségi jogokat.

A kutatás-fejlesztésnek tehát ezen a területen igen fontos feladatai vannak. Számos előnnyel jár ugyanis az új technológia minél szélesebb körű alkalmazása, ugyanakkor az elterjedés csakis abban az esetben várható, ha az emberek által elfogadható mértékben korlátozni lehet a személyiségi jogok sérelmét. A kutatás tárgya olyan RFID/NFC címkék új viselkedési módjainak kidolgozása és vizsgálata, amelyek – amellett, hogy a jelenlegi vagy a közeljövőben bevezetendő szabványoknak megfelelnek – a tulajdonosuk által szabályozható módon válaszolnak, illetve nem válaszolnak az őket „letapogató" antennák jeleire.

A projekt jelen kutatási feladata nem pusztán a személyiségi jogok érvényesülési lehetőségeit vizsgálja, hanem általánosan az adatok feletti rendelkezési jogok érvényesíthetőségét.

 

R3. Megbízhatóság – az objektumok megbízható azonosítása

Számos alkalmazási környezetben a legfontosabb elvárás, hogy az azonosítandó objektum bizonyostulajdonságairól megbízható információval rendelkezzünk. A jelen pályázati felhívás egyik fő célja, hogy a hazai résztvevők felkészüljenek az Európai Unió „Horizon2020" kutatási és innovációs keretprogramjában való részvételre. A keretprogram egyik kiemelt kihívása az élelmezésbiztonság. Az e területen egyik legfontosabb elérendő cél, hogy az élelmiszerek rendelkezzenek olyan egyedi azonosítással, amelyek segítségével megbízható információt lehet szerezni származásukról, minőségükről, stb. (e-Pedigré). Természetesen az információkat még a vásárlást megelőzően a lehető legkényelmesebb módon kell elérhetővé tenni (pl. NFC-képes mobiltelefonnal). A téma kutatása megfelelő módszerek kidolgozását teszi lehetővé, és felkészülést jelenthet az ilyen rendszer bevezetésére, illetve felhalmozott tudást biztosít a majdani bevezetés gyakorlati részletei tekintetében. Aktualitást ad a kutatási téma hazai meghonosításának a közelmúltban bejelentett Darányi-terv, mely szerint a jövőben a hazai mezőgazdasági termékek megkülönböztetett előnyben részesülnének a silány minőségű külföldiekkel szemben. A jelen javaslatban kutatott módszerek gyakorlati haszna jelentősen túlmutat az élelmiszerbiztonság kérdésén, mert eredményei számos más területen hasznosíthatók (pl. gyógyszerbiztonság, állatazonosítás, stb.).

 

R4. Egységesítés – az interoperabilitás és széles körű elterjedés érdekében

Az RFID/NFC technológia azonban különböző frekvenciákon és protokollok segítségével nyújt információt az objektumokról a magasabb hálózati rétegek felé. A kutatás egyik célja olyan réteg (layer) rendszerszintű tervezése, amely kiküszöbölve a technológia alacsonyszintű különbségeit, a magasabb rétegek felé egységesen kezelhető információt továbbít. A kutatási tevékenység kiterjed az EPC-alapú RFID/NFC címkék IPv6 rendszerbe illesztési lehetőségeinek vizsgálatára. Jelenleg is számos kutatóhely foglalkozik e területtel, de megállapítható, hogy a pillanatnyilag létező javaslatok mindegyike jelentős hátrányokkal jár, azaz nem tekinthetők a probléma teljes megoldásának. Célunk olyan módszerek kutatása, melyek a létező szabványokhoz illeszkedve vagy azok kiterjesztésére tett javaslatokkal küszöbölik ki a hátrányokat.

 

R5. Lokalizáció - RFID-alapú helymeghatározás lehetőségei

A lokalizációs kutatási területünk az RFID technológia eredeti felhasználási célját kívánja kiterjeszteni. Eredetileg ugyanis az RFID címkével ellátott objektum jelenléte/hiánya egy viszonylag nagy – több méteres vagy több tízméteres kiterjedésű – területre állapítható meg. Az antennák és protokollok intelligensebbé tételével és ezt a tulajdonságot kihasználó middleware réteggel az RFID technológia alkalmassá tehető objektumok pontosabb lokalizálására is. Ennek következtében számos új – jelenleg még akár ismeretlen – felhasználási terület nyílik meg a technológia előtt. A kutatásban sor kerül az antenna karakterisztikák dinamikus változtatási lehetőségeinek vizsgálatára, és olyan algoritmusok kidolgozásra, amelyek a teret redundánsan lefedő intelligens antennák érzékeléseiből a lehető legpontosabban meghatározzák az egyes objektumok elhelyezkedését.

A téma kutatásának következtében az EPCGlobal RM (Reader Management) standardjának olyan irányú kiterjesztésére teszünk javaslatot, amelyben a lokációs képesség a ReaderDevice (interrogátor) szintje helyett a ReadPoint (antenna) objektum szintjén jelenik meg. Ezen felül fastruktúrájú általános modellt dolgozunk ki, melynek eredményeként a globális pozícionálás emulálható beltéri környezetben.

 

R6. Szenzorok – smart szenzorok illeszthetősége

Az RFID technológiában jelenleg csak a saját tápellátással rendelkező transzponderek esetén alkalmaznak szenzorokat. Ugyanakkor legnagyobb számban a passzív – saját energiaellátással nem rendelkező – transzponderek terjednek. Ezzel párhuzamosan rohamosan terjed a szenzorok hétköznapi és üzleti alkalmazása. A szenzoradatok magasabb rendszerrétegek felé továbbításának ma már léteznek szabványai (IEEE 1451 sorozat - Smart szenzorok). Célunk annak lehetőségét vizsgálni, hogy a létező szabványokat figyelembe véve, illetve azok következő generációjához javaslatokat megfogalmazva a passzív transzponderekhez milyen körülmények között és módon kapcsolhatók különböző szenzorok ad-hoc jelleggel (az állandó megoldás ma már az EPCGlobal C3 szabványának megfelelően létezik). A smart szenzorok alapvető előnye ugyanis éppen abban rejlik, hogy „öndefiniáló" és konfigurálható képességüknek köszönhetően ad-hoc kapcsolódásra is képesek (Plug and Play). A fizikai kapcsolódás lehetőségeinek kutatásán túl szükségessé válik a C1G2 kommunikációs protokoll új funkcióinak definiálása. Ehhez kihasználható, hogy a jelenlegi szabvány – nagyon helyesen – későbbi felhasználásra szabadon hagyja újabb parancsok definiálásának lehetőségét. Ebben a részfeladatban megfogalmazott kutatási feladat jól illeszkedik a transzponderek és szenzorok jelenleg is tapasztalható konvergenciájának folyamatához.

 

R7. Hibrid technológiák - az RFID/NFC technológia kombinálása más technológiákkal

Adott környezetben nagyszámú transzpondert elhelyezve az elfogadható válaszidő érdekében igen fontos szempont a kollízió csökkentése. A jelenlegi EPCGlobal C1G2 protokoll (LLRP) a SELECT eljárással redukálja az INVENTORY folyamatban résztvevő transzponderek számát. Ugyanakkor lehetséges más – pl. optoelektronikai megoldással – a transzponder szelekcióját meghatározni. Az ilyen duális módszernek egyúttal a transzponder energiaellátása szempontjából is lehet jelentősége, mert a többletenergiával távolabbról vagy kisebb szenzitivitású olvasóval is megvalósulhat a válaszadás. A részfeladat kutatási témája a lehetséges megoldások keresése és ezek szabványos beilleszthetőségének vizsgálata.

 

R8. ROI – általános ROI-számítási modellalkotás

Az RFID rendszerek megtérülésének számítása kulcsfontosságú a technológia mind szélesebb körben történő elterjedésének. Az üzleti szféra számára ugyanis elengedhetetlen, hogy egzakt számításokkal alátámasztott módon igazolható legyen a beruházások elfogadható időn belüli megtérülése, és az azt követő időben kimutatható üzleti haszna. Jelenleg léteznek ugyan számítások konkrét alkalmazásokra, de hiányzik egy általános számítási modell, amely a technológiai és közgazdasági peremfeltételeket és trendeket a lehető legszélesebb körben veszi figyelembe a technológiai alternatívákkal történő összehasonlítást is beleértve.

 

R9. Alkalmazási területek - az IoT technológia alkalmazásának jövőbeni lehetséges területei

A projekt kutatási eredményeinek felhasználásával célszerű és kívánatos olyan tanulmányt készíteni, amely áttekinti a lehetséges alkalmazások körét. Ezek közül lesznek olyanok, amelyek ma is létező alkalmazási területek, de az eredmények hatására elfogadhatóbbá, pontosabbá, megbízhatóbbá esetleg minőségileg magasabb szintűvé válnak a nyújtott szolgáltatások. Lesznek ezeken felül olyan alkalmazási területek is, amelyeken jelenleg valamely létező akadály miatt nem jelenhetett meg a technológia, de éppen a projekt eredményeinek hatására megnyílik az alkalmazás lehetősége.