1

PRIMJENA RFID TEHNOLOGIJE U

POMORSTVU

2

• RFID (Radio Frequency Identification) –

tehnologija

• U širem smislu, u RFID sustave spadaju svi sustavi koji

koriste radio frekvencijske valove za prikupljanje

informacija za identifikaciju i praćenje objekata ili osoba.

• U užem smislu pod RFID sustavom podrazumijevamo

sustav koji se sastoji od RFID čitača, antene, sustava za

obradu podataka i RFID transponder (tag) koji je nosilac

informacija za identifikaciju objekta.

• RFID tehnologija omogućava funkcioniranje sustava bez

izravne optičke vidljivosti i po bilo kakvim vremenskim

uvjetima kao i istovremeno očitavanje više proizvoda.

• U standardizaciju RFID tehnologije uključene su:

Međunarodna organizacija za standardizaciju

(ISO – International Organization for Standardization)

EPC (Electronic Product Code) global.

• EPC global je odgovoran za definiranje

specifikacija za sve aspekte RFID tehnologije.

• Distribucija i kontrola dodjeljivanja EPC brojeva

u nadležnosti je međunarodne organizacije GS1

(Global standard one) i odgovarajućih

nacionalnih GS1 organizacija (kod nas GS1

Hrvatska).

3

4

1. RFID transponder (tag)

RFID je tehnologija koja upotrebljava svojstva interakcije označenog objekta u elektro-magnetskom ili elektrostatičkom polju određene frekvencije.

Osnovne komponente transpondera su mikročip, memorija i antena zaliveni u kućište otporno na utjecaj okoline.

Kućište može biti u obliku diska, staklenog kućišta, plastičnog kućišta, privjeska za ključeve, kartice, sata, etikete, naljepnice, ili nekog specifičnog oblika za određenu namjenu.

Postoji nekoliko podjela transpondera i to:

5

6

• po načinu napajanja:

pasivne,

polupasivne i

aktivne transpondere,

• po mogućnosti zapisivanja podataka na

transponder:

RO (read only),

WORM (write once read many ) i

RW transponder (read write).

Različiti RFID transponderi

7

8

Aktivni tag Pasivni tag

9

Aktivni tagovi

vlastito napajanje –Baterija

velika udaljenost čitanja

životni vijek –ovisan o bateriji (5 -7 g.)

otporni

skuplji

Pasivni tagovi

nemaju vlastito napajanje

kraći domet(0.2 do 10m)

potrebna veća energija čitača/antena!

nema održavanja!

jeftiniji

problem materijala

metal reflektira, voda apsorbira val!

Osobine

10

• po frekventnom području:

Low Frequency – 100 - 500 kHz, najniže cijene, najkraći domet signala (0,3 m) i najmanja brzina očitavanja i prijenosa;

High Frequency – 10 - 15 MHz, u nižem ili srednjem cjenovnom rangu, kratkog do srednjeg dometa signala (1 m), srednje brzine očitanja i prijenosa i

Ultra High Frequency – 433 - 915 MHz i 2.45 GHz, najvećeg dometa signala (100 m), veće brzine prijenosa ali i cijene.

Opseg korištenja RIFD tehnologije je od 30 KHz do 5.8 GHz.

11

• Ovisno o tipu transpodera memorijski prostor je različit i to:

jedan bit (sustavi za elektroničko praćenje artikala),

128 bita u kojoj je upisan serijski broj i po mogućnosti kontrolne bitove (cyclic redundancy check),

512 bita u kojoj je upisan serijski broj, podatke o označenom objektu, upute za daljnje postupke u nekom procesu ili rezultate ranijih akcija nad objektom.

12

• Za upis podataka u memoriju koriste se programatori kao što su:

SATO,

CipherLab iz serije 8500, 9400 i 9500,

prijenosni programatori - CipherLAB CPT8500 i CPT9500, Zebra R170Xi i itd.

• EPC sustav šifriranja koristi 64 i 96 bitni standard

Header (8 bita/256 kombinacija) – opisuje vrstu EPC-

a koja se koriste

EPC Manager Number (28 bita / 268.435.456

kombinacija) – predstavlja proizvođača ili neku drugu

tvrtku koja je odgovorna za upravljanje ili kreiranja

slijedeća dva elementa EPC-a

Object Class Number (24 bita / 16.777.216

kombinacija) – identificira vrstu proizvoda

Serial Number (36 bita / 68.719.476.736 kombinacija)

– odnosi se na određeni jedinstveni proizvod neke

vrste proizvoda i predstavlja jedinstveni broj koji se

pojavljuje samo jednom – jedinstveni EPC.

13

14

2. RFID čitač

• Glavna komponenta RFID sustava.

• RFID čitač može biti fiksan ili prenosi.

• Osnovne komponente čitača su:

upravljačka jedinica (mikroupravljač),

antena i

komunikacijsko sučelje (RS-232 i/ili RS485, USB, WiFi i TCP/IP).

15

RFID antene

16

17

Komponente RFID sustava

18

19

3. RIFD SUSTAVI

ČITAČ

Računalo

RF

modulUpravljački

modul

TransponderTCP/IP

802.11

WiFi

USB

RS 485

RS 232

MREŽA RAČUNALA

20

4. Mobilni RFID sustavi

• Pod mobilnim RFID sustavom podrazumijeva se korištenje RFID mobilnog uređaja (mobilni telefon ili PDA – Personal Digital Assistant) u javnoj mobilnoj telekomunikacijskoj mreži.

• Mobilni uređaj u sebi ima ugrađen RFID čitač koji je u suglasnosti s EPC standardom.

• Mobilni RFID sustav se sastoji od: EPC transpondera, mobilnih RFID uređaja i EPC (Electronic Product Code) računalne mreže.

• EPC računalna mreža temelji se na Internet infrastrukturi.

21

• Arhitektura EPC računalne mreže sastoji se od tri glavna elementa:

ONS (Object Naming Service) sustav je globalni sustav koja sadrži adrese na kojemu EPC-IS sustavu nalaze se podatci o proizvodu s RFID transponderom.

EPC-IS (EPC Information Services) sustav je baza podataka koju formira proizvođač i ona sadrži detaljan opis svakog proizvoda (datum proizvodnje, sastavnice proizvoda, isporuke, transport itd).

• EPC DS (EPC-Discovery Services) sustav

je baza podataka u kojoj se nalazi

cjelokupna povijest EPC transpondera,

odnosno čuvaju se podaci o svakoj

izvršenoj promjeni proizvoda od

proizvodnje do prodaje.

22

Mobilni RFID uređaj

EPC

transpnder

Lokalni ONS sustav

EPC-IS sustav

EPC DS sustav

EPC globalna računalna mreža

23

24

Procedura traženja tehničkih podataka r/d u M-RFID mreži.

Mobilni telefon ONS server EPC IS serverEPC transponder EPC DS server

Čitanje (EPC)QNS upit (EPC)

URL informacija

Detaljne informacije o proizvodu

• Podaci koji se spremaju u transponder grupiraju se

u:

statičke podatke (Static Data Store) koje opisuju

zajedničke podatke o fizičkim osobinama

proizvoda (duljina, šerina, visina itd),

dinamičke podatke (Instance Data Store) kao što

je serijski broj

podaci koji opisuju zajedničke podatke u

dobavnom lancu (History Data Store).

25

26

• Velike informatičke kompanije vide veliku

primjenu RFID tehnologije u svim granama

gospodarstva i sve više razvijaju hardverske i

softverske komponente.

• Oracle, IBM i Microsoft udružuju se u razvoju

softvera za upravljanje RFID podacima.

• Microsoft izrađuje softverske aplikacije glede

integracije RFID podataka sa bazama podataka

i njihova povezanost u računalne mreže.

• IBM i SUN sve više razvijaju postojeće i kreiraju

nove aplikacije i infrastrukturu.

27

• Raznovrsnost RFID sustava omogućuje izrazito veliki broj primjena i to:

identifikacija i praćenje robe,

zaštita od krađe,

krivotvorenju proizvoda,

lociranju raznih pokretnih objekata, uključujući ljude i životinje,

pomorskim procesima,

proizvodnim procesima itd.

28

Primjena RFID tehnologije u

pomorskim organizacija

29

1. Kontrola pristupa

primjena u sustavima za kontrolu pristupa u organizacije i ustanove,

kontrolu radnog vremena zaposlenika,

kontrolu putnika na putničkim brodovima,

kontrolu časnika u službi (zapovjedni most, kontrolna prostorije za ukrcaj tankova tereta i goriva i sl.),

kontrolu nazočnosti studenata na predavanjima i vježbi i sl.

30

• Za realizaciju sustava kontrole pristupa potrebno je imati

dva RFID čitače,

transpondere (privjesak za ključeve, kartice i sl.),

osobno računalo i

programsku podršku (sustavni i aplikacijski softver).

31

2. Nadzor i praćenje kontejnera u pomorskom prijevozu

• Sustav za nadzor i praćenje kontejnera obuhvaća cjelokupni proces prijevoza kontejnerskog tereta uključujući RFID tehnologiju, GSM (Global System for Mobile Communication) prijenos, GPRS (General Packet Radio Service) praćenje i GIS (Geographic Information System) sustav te sintezu i analizu prikupljenih podataka.

32

KONTJNER_1

RFID_čip

KONTJNER_N

RFID_čip

KONTJNER_3

RFID_čip

KONTJNER_2

RFID_čip

GSM upravljačka kutija

ZAPOVJEDNI CENTAR BRODA

RAČUNALNA MREŽA

BRODARA, ŠPEDITERA ILI

VLASNIKA TERETA

BROD

Blok shematski prikaz sustava nadzora i praćenja kontejnera

33

• Njemačka tvrtka Schenker AG koristi RFID

tehnologiju na redovnoj liniji Hamburg –

Hong Kong.

• U probnoj fazi kompanija je u deset od

svojih kontejnera, poznatih pod nazivom

SCHENKERsmartbox, ugradila specijalne

senzore kao dodatak RFID tehnologiji.

• Azijsko Pacifička ekonomska zona (Asia-

Pacific Economic Cooperation) koristi

RIFD tehnologiju u carinskoj službi za

kontrolu kontejnera.

• Luka Kaohsiung koristi RFID tehnologiju u

svim fazama manipuliranja kontejnera u

luci i na brodu.

34

35

• Postoje tvrtke kao što tvrtka Avanti koje pružaju web uslugu (24/7) praćenja kontejnera od „vrata do vrata“ koristeći RFID tehnologiju.

• Na http://www.rfidjournalevents.com/map.php može se vidjeti koje sve tvrtke i luke koriste RFID tehnologiju u svoje informacijsko komunikacijske sustave.

Primjena RIFD tehnologije u

prijevozu kontejnera luka-luka

36

Označavanje kontejnera RFID

transponderima

Viljuškar s RFID čitačem

LUKA - Lučki informacijski sustav popraćen RFID

komponetama

Identifikacija vozača

Identifikacija transportnog sredstva

Identifikacija kontejnera

VPN mreža

VPN mreža

VPN mreža

Nadzor i praćenje kontejnera u brodskom prijevozu

(Operatori Informacijskih servisa)

Aplikacijski servisi

Komunikacijski servisi

Kontejnerski term

inal

• Implementacija programske i hardverske

komponente RFID tehnologije u integrirane lučke

informacijske sustave, lučkom menadžmentu i

ostalim tvrtkama i ustanovama omogućit će da:

provjere je li kontejner utovaren na polaznoj lokaciji

dosljedno prate kontejner, sigurnost i integritet

kontinuirano nadzire tijek prijevoza kontejnera,

odnosno vrše "virtualnu inspekciju"

značajno smanje vjerojatnost otvaranja kontejnera

tijekom prijevoza i tranzita

37

izbjegnu se kašnjenja i preusmjeravanja

kontejnera

osigura ispunjavanje nacionalnih i

međunarodnih pravila i propisa u mani-

puliranju kontejnerima u multimedijalnom

transportu

ubrza proces isporuke preko dobavnog

lanca

38

RTLS -Real-time location system

39

40

Autoindustrija Elektronika

41

RFID u logistici

RFID u rukovanju otpadom, ambalaža,knjige

i dokumenti, temperatura i

42

43

Računalstvo u oblacima

• Razvojem IT, njenim širenjem i povećanjem

brzina pristupa, omogućeno je da se određeni

zadatci obavljaju s udaljenosti.

• To znači da korisnik može umjesto ulaganja u

novi hardver i softver s postojećim računalnim

resursima dobiti uslugu za koju je potreba

naprednija platforma.

• Taj se način pružanja usluga naziva računalstvo

u oblacima (cloud computing).

44

• Najjednostavnija definicija kaže da je računalstvo u

oblacima model računalstva u kojem se usluge

postavljaju na internet i korisnici im pristupaju

prema određenim uvjetima.

45

Osobno računala

Mobitel

Prijesno računaloBaza podataka

Udaljeni poslužitelj

• U literaturi se navode tri tipa usluga koje se

postavljaju na oblak, i to:

program kao usluga (Software as a service, SaS)

platforma kao usluga (Platform as a service, PaS),

infrastruktura kao usluga (Infrastructure as a

service, IaS).

46

• SaS definira da korisnik samo plaća pristup i

korištenje programa koji se izvodi na udaljenom

računalu.

• Primjer g-mail za obične korisnike ne

predstavlja oblak, ukoliko tvrtka iznajmi domenu

i poslužitelja za elektroničku poštu od Googlea,

tada se govori o računalstvu iz oblaka.

47

• Kod oblika PaS i IaS korisnici iznajmljuju infrastrukturu i

sami određuju kako će je koristiti.

• PaS - definira da korisnik sam razvija i postavlja vlastite

programe u oblak.

• IaS - korisnik iznajmljuje neki oblik virtualnog računala

koji se izvodi u oblaku.

48

• Kod primjene računalstva u oblaku moguća je

osjetna ušteda na troškovima poslovanja IT

resursa i to:

bez troškova kupovine novih računalnih resursa

bez troškova održavanja ili nadogradnje

hardvera i softvera

nije potreban prostor za smještaj računalnih

resursa

nema zapošljavanje jako skupih informatičara

nema redundancije u bazama podataka

nema čekanja na uska grla u lokalnoj mreži …

49

• Najveća prednost računalnog oblaka jeste

korištenje po potrebi. Korisnik iznajmi i plati

uslugu na nekoliko minuta ili sati, pritom odredi

koji mu resursi trebaju i otpusti te resurse čim

završi.

• Najvažniji nedostaci računalnog oblaka jesu

raspoloživost i sigurnost.

• Sve velike informatičke tvrtke poput Microsofta, Googlea,

Amazona ili VMWarea, daleko su napredovale u

kreiranju svojih ponuda za računalstvo u oblacima.

50

• Poznatiji oblici računalstva u oblacima su:

• Google App Engine - korisnici sami razvijaju svoje

web-aplikacije koje postavljaju na Googleovu

infrastrukturu. Usluga je besplatna za određenu

količinu iskorištenih resursa, a ako korisnici žele više

resursa, onda ih plaćaju nakon korištenja.

• Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) - je primjer

oblaka koji pruža infrastrukturu kao uslugu. Korisnici

plaćaju pristup virtualnim računalima koja operacije

izvode u oblaku.

• Microsoft Windows Azure – je skup komercijalnih

usluga, a korisnik postavlja vlastite aplikacije u

oblak.

51

• Računalstvo u oblacima ima velike perspektive u

pomorstvu, posebno za brodare i njihove

agente, iz razloga što nije potrebno ulaganje u

suvremenu IT-u za obavljanje nekih zadataka.

• U budućnosti će proizvođači softverske

aplikacije, kao na primjer programa za proračun

stabiliteta broda, iznajmiti ga i napraviti proračun

stabiliteta broda nakon svakog ukrcaja/iskrcaja

tereta.

52

Primjena cloud computing-a u brodskoj

kompaniji

• Korištenjem usluga cloud computing-a smanjuju se troškovi za upravljanje informatičkim resursima bez obzira na veličinu brodske kompanije ili stope rasta.

• Implementacija cloud computinga koristi standardne informatičke resurse koji se nalaze u oblaku.

• Za krajnjeg korisnika potrebna je sigurna i pouzdana internetska veza.

53

• Informatičke tvrtke usko povezane sa pomorskom industrijom nude softverske aplikacije za korištenje usluga iz oblaka, odnosno softverske aplikacije za upravljanje kompanijom i njihovom flotom brodova.

• Tvrtka MESPAS AG iz Switzerland proizvela aplikaciju Mespas R5 - softver kao usluga.

• Mespas R5 je softverska aplikacija koja pokriva glavne funkcije u smislu tehničkog upravljanja flotom brodova i to:

upravljanje imovinom

nabavom

posadom

54

Princip rada mespas R5

55

• Osoblje u kompaniji imaju pristup centralnoj bazi

podataka u realnom vremenu putem sigurne

internetske veze bez obzira gdje se nalaze.

• Posada broda ima pristup centralnoj bazi

podataka u offline modu rada.

• Baza podataka sadrži sve podatke o floti i nalazi

se na centralnom serveru u oblaku.

• Redovita sinkronizacija podataka i informacija

osigurava da posada broda i osoblje u uredima

kompanije rade i koriste iste podatke i

informacije.

• Tok podataka između ureda kompanije, brodova

i dobavljača odvija se preko Mespas R5. MIPRO 2014 56

• Aplikacija Mespas R5 sadrži informacijski sustav

- Planned Maintenance system - PMS, koja

omogućava preventivno i korektivno održavanje.

• Prednosti koja pruža aplikacija Mespas R5 su:

niži operativni troškovi (nema potrebe za kupnju,

upravljanje i održavanje informatičkih resursa,

automatsko ažuriranje hardvera i softvera i

poboljšana kvaliteta održavanja)

transparentnost poslovanja (pregled stanja u

realnom vremenu)

poboljšana učinkovitost izvršavanja brodskih

procesa (jasne i precizne upute posadi broda)

57

brza implementacija i ažuriranje softvera sa

malom količinom prijenosa podataka (uvijek se

radi sa najnovijom verzijom softvera)

središnja pohrana podataka (automatska

sinkronizacija podatka brod-kopno) i koja je

dostupna svim relevantnim ljudima te

jednostavna skalabilnost (nema ograničenja

rasta)

58

• Minimalni zahtjevi za korištenje Mespas R5 su:

na brodu - veza brod – kopno i brodski server

(industrijski dizajn) koji je spojen na brodsku

računalnu mrežu

u uredima brodske kompanije - internet konekcija

(>500kbit/s)

• Za uspostavljanje komunikacijskog kanala kada je

brod u području van dometa radiostanica koriste se

satelitske veze ili veze preko satelitskog interneta.

• Najnovija mogućnost koju pruža Inmarst je

širokopojasna mreža Global Xpress (Inmarst GX).

• Inmarst GX je globalna mreža koja omogućava brzinu

prijenosa podataka u dolaznom smjeru do 50Mbps,

dok su odlazne brzine do 5Mbps. 59