T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
RFID READER İLE KİMLİK TANIMLAMA SİSTEMİ
196106 Alper ÇAKAL
210248 Emin Furkan TÖRÜNER
Yrd. Doç. Dr. YUSUF SEVİM
MAYIS 2012 TRABZON
T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
RFID READER İLE KİMLİK TANIMLAMA SİSTEMİ
196106 Alper ÇAKAL
210248 Emin Furkan TÖRÜNER
Yrd. Doç. Dr. YUSUF SEVİM
MAYIS 2012 TRABZON
LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU
Alper ÇAKAL ve Emin Furkan TÖRÜNER tarafından Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM yönetiminde hazırlanan “RFID READER İLE KİMLİK TANIMLAMA SİSTEMİ” başlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiş, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiştir. DANIŞMAN : Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM Jüri Üyesi 1 : Öğr. Gör. Oğuzhan ÇAKIR Jüri Üyesi 2 : Yrd. Doç. Dr. Ayten ATASOY Bölüm Başkanı : Prof. Dr. İsmail H. ALTAŞ
iii
ÖNSÖZ
Bu kılavuzun ilk taslaklarının hazırlanmasında emeği geçenlere, projemizde danışmanlık
yapan olan kıymetli hocamız Sayın Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM‘e ve bizden yardımlarını
esirgemeyen Öğr. Gör. Oğuzhan ÇAKIR’a şükranlarımızı sunmak istiyoruz. Ayrıca bu
çalışmayı destekleyen Karadeniz Teknik Üniversitesi Rektörlüğü’ne Mühendislik Fakültesi
Dekanlığı’na ve Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölüm Başkanlığı’na içten
teşekkürlerimizi sunarız. Her şeyden öte, eğitimimiz süresince bize her konuda tam destek
veren ailelerimize ve bize hayatlarıyla örnek olan tüm hocalarımıza saygı ve sevgilerimizi
sunarız.
MAYIS 2012
ALPER ÇAKAL
EMİN FURKAN TÖRÜNER
iv
İÇİNDEKİLER
Lisans Bitirme Projesi Onay Formu ……............................ii
Önsöz ……............................iii
İçindekiler ……............................iv
Özet …………………........vi
Semboller Ve Kısaltmalar ……............................vii
1. GİRİŞ 1
1.1. RFID Nedir? ……..............................1
1.1.1. RFID’nin Tarihçesi ……..............................1
1.1.2. RFID Sistemi Nasıl Çalışır? ……..............................2
1.1.3. RFID Ve Barkodun Karşılaştırılması ……..............................3
1.1.4. RFID Teknolojisi Neden Yaygın Değil? ……..............................4
1.1.5. RFID Teknolojisinde Güvenlik ……..............................4
1.1.5.1. Dinleme ......................................4
1.1.5.2. İzleme …..................................5
1.1.5.3. Aldatma ......................................5
1.1.5.4. Tekrar Eden Ataklar ……..............................5
1.1.5.5. Hizmeti Durdurma ......................................5
1.2. RFID Teknolojisi Ve Kullanım Alanları 7
1.2.1. Marketlerde Stok Kontrolü ......................................7
1.2.2. Sitelerde Güvenlik ......................................7
1.2.3. Kamu Binaları Giriş Çıkışı ......................................7
1.2.4. Hasta Takip ......................................7
1.2.5. RFID İle Büyük Baş Hayvan Tanımlama ......................................7
1.2.6. Pasaportlarda RFID Kullanımı ......................................8
1.2.7. Demirbaş Takip Sistemi ......................................8
1.2.8. Kuyumcu Sayım Satış ve Güvenlik Sistemi …..................................8
1.2.9. RFID Kullanan Şirketler ......................................9
1.3. Sistemin Blok Şeması 10
v
2. Teorik Altyapı 11
2.1. RFID READER’ın Pinlerinin Fonksiyonları ....................................11
2.2. RFID READER Sistem Elemanları ve Kartın Okunması ……….…….......14
2.2.1. Etiket ....................................14
2.2.2. Kart Okuyucu ....................................16
2.2.3. Etiket İle Okuyucu Arasındaki Çarpışma ……….…...................17
3. Deneysel Çalışmalar 19
3.1. EM4095 Entegresi ve 64 Bitin Oluşumu ....................................19
3.2. USB-PC Haberleşme Devresi ....................................21
3.3. PIC18F2550 Nedir ? Ne İşe Yarar ? ....................................23
3.4. Kimlik Tanımlama Arayüzü ....................................25
3.4.1. Veritabanın Hazırlanması ....................................25
3.4.2. Kimlik Tanımlama Sistemi ....................................25
4. Çalışma Takvimi 28
5. Standartlar 29
5.1. ISO 1443 Standardı ....................................29
5.2. ISO 15693 Standardı ....................................29
5.3. ISO 18000 Standardı ....................................29
5.4. ETSI 302-208 Standardı ....................................29
6. Malzeme ve Teçhizat Olanaklar 30
7. Sonuçlar 31
8. Yorumlar ve Değerlendirme 32
Kaynaklar ....................................33
Ekler ....................................34
Özgeçmiş ....................................36
vi
ÖZET
Radyo frekans tanımlama (RFID) sistemleri radyo frekanslarını kullanarak durağan ya da
hareket halinde bulunan canlılar ve nesneleri tekil ya da çoğul halde tanımlamak için
kullanılmaktadır. RFID sistemlerin uygulama alanlarına birçok örnek verilebilir. Ürünü
dağıtım zinciri, envanter muhasebesi ve kontrolü, hastane, hasta tanımlama, üretim, tedavi,
tıbbi kayıtların kontrolü, kütüphane, müze, gıda ve ilaç sanayinde son kullanma tarihlerinin
kontrolü, toplu taşıma araçları, hayvanların aşı kimliklerinin belirlenmesi ve e-pasaport
gibi sayısız uygulamalarıyla hayatımızda önemli bir yer edinmiştir.
Bu projede RFID-READER kart okuyucu yardımıyla kimlik tanımlama sisteminin nasıl
olduğuna dair fikirler edinildi. Kart okuyucudan gelen bilgileri bilgisayara göndermek için
PIC18F2550 kullanıldı. PIC18F2550’den gelen bilgileri USB haberleşmesiyle bilgisayar
ortamında ara yüz kullanarak kimliğin kime ait olduğu görüldü.
vii
SEMBOLLER KISALTMALAR
RFID Radio frequency identification
USB Universal Serial Bus
LF Low Frequency
HF High Frequency
UHF Ultra High Frequency
pf Pikofarad
nf Nanofarad
led Light Emitting Diode
PC Program Counter
AM Amplitude Modulation
MHz Megahertz
KHz Kilohertz
GHz Gigahertz
AM Amplitude Modulation
USB Universal Serial Bus
ID Identity
CLK Clock
MOD Modulation
TC Türkiye Cumhuriyeti
ABD Amerika Birleşik Devletleri
LCD Liquid Crystal Display
ISO Uluslararası Standart Organizasyonu
1. GİRİŞ
1.1. RFID NEDİR?
RFID’nin açılımı Radio Frequency Identification yani “Radyo Frekanslı Tanımlama”
şeklinde dilimize çevrilir. Nesneleri ve canlıları radyo dalgaları ile tanımlamak için
kullanılan bir teknolojidir. RFID; üzerinde mikroişlemcisi olan ve donanmış etiket taşıyan
nesnenin etikette kimlik ile hareketlerinin izlenmesine ve tanımlanabilmesine imkan verir
ayrıca radyo frekansları ile çalışır.
RFID, radyo dalgalarını kullanarak üzerindeki bir objenin kimlik bilgisini nümerik bir
seri numara olarak iletir. Bu kablosuz sistemler temas etmeden ve hatta görünür dahi
olmadan okuma imkanı vermektedir ki bu özelliği ile üretim ve barkot okuma imkanı
sağlamaktadır. RFID üretim ve barkot gibi geleneksel teknolojilerin kullanılamadığı zorlu
ortamlarda büyük kolaylıklar sağlamaktadır.
Birden çok tanımlama biçimi vardır. Ama en yaygın olanı; bir nesneyi ya da canlıyı
tanımlayan bir antene bağlanmış RFID etiketi içine kayıt edilebilecek diğer bilgiler de
eklenerek oluşturulan tanımlama şeklidir. Daha geniş bilgi için [1] e bakılabilir.
1.1.1. RFID’NİN TARİHÇESİ
RFID teknolojisinin kullanımı ise oldukça eskilere dayanır. İkinci Dünya Savaşı
yıllarında bile kullanılmıştır. Etiketlerin fiyatlarının yüksek olmasından ve kullanım
zorluğundan dolayı RFID teknolojisi uzunca bir süre şirketler tarafından kullanılamamıştır.
Leon Thremin, Sovyetler Birliği devleti adına 1946 yılında casusluk maksadıyla bir cihaz
icat etmiştir. Pasif bir devre elemanı olan bir diyafram vasıtasıyla, ortamdaki ses
dalgalarını kullanarak rezonans nüvesiyle, uzaktan yansıtılan radyo frekansını bu ses
dalgasının titrettiği diyafram sayesiyle modüle ederek dinleme cihazı yapmıştır. Bu bir
belirleyici etiket olmakla birlikte RFID’nin atası olarak kabul edilir.
Ama asıl kullanımın yaygınlaşması 1960-1970'li yıllara rastlar. Temelinde büyükbaş
hayvanların kontrolü, demiryolu vasıtaları ve bagaj gibi öğelerin takibi için kullanılmıştır.
Bu ilk kullanılan etiketlerde indüktif kuplajlı olarak üretilmiştir. Bu etiketler metal bobin,
cam ve antenden oluşan daha kompleks bir birime sahiptir. Sistemin okuyucu kısmı
tarafından oluşturulan manyetik alan endüktif kuplajlı etiketlere enerji verir. Kapasitif
2
kuplajlı etiketler ise maliyeti düşürmek adına üretilmiştir. Bu tip etiketlerde veriyi iletmek
için metal bobinin yerine karbon mürekkep kullanılmaya başlanmıştır. Motorola'nın
ürettiği BiStatix RFID etiketler bu sistemlerin başlangıcı olarak kabul edilebilir.
1.1.2. RFID SİSTEMİ NASIL ÇALIŞIR?
RFID “ Radio Frequency Identification” sistemi antenli bir çipli karttan üzerindeki
etiket (tag) ve antenli bir okuyucudan yayılan elektromanyetik dalgaları algılar. Algılama
işlemi ile mikroçipin devreleri harekete geçer ve dalgalardaki dijital veri entegre üzerinde
modülasyona uğrar. Bu bilgiler [2] de işlenmiştir.
RFID sisteminde kullanılan etiketler yani kartlar üç çeşittir. Bunlar; aktif kartlar, yarı-
aktif kartlar ve pasif kartlardır. Ayrıca bu etiketler 2 kilobyte bilgiyi içinde barındırabilir.
Bu etiketler mikroçip ve antenden oluşmaktadır. Aktif ve yarı-aktif etiketlerde ek olarak
devreyi besleyebilmek için batarya kullanılması zorunludur. Etiket; cam, plastik, silikon
gibi malzemeler tarafından korunur. Bu konu [3] de daha detaylı şekilde anlatılmıştır.
Aslında tüm etiketlerin çalışma prensibi aynıdır. Bilgi etiketin mikroçipine ihtiyaç
duyulduğunda okunmak üzere yerleştirilir. Etiketin anteni okuyucunun anteni vasıtasıyla
elektromanyetik enerjiyi bizzat alır. Bu aldığı elektromanyetik enerjiyi kullanarak
okuyucuya radyo dalgaları iletir. Okuyucu ise bu radyo dalgalarını alarak modülasyona
uğratır ve anlamlı işaret üretir.
Günümüzde endüktif ve kapasitif kuplajlı etiketler; masraflı ve boyut olarak büyük
yapıda oldukları için pek tercih edilmezler. Aktif, pasif ve yarı-aktif etiketler RFID
teknolojisi için daha optimum bir çözüm haline gelmiştir. Bu tip etiketlerde üretim daha az
masraf sarf etmektedir. Ayrıca her ürüne uyum sağlayabilecek şekilde ve boyutta olabilme
seçeneğini içinde barındırırlar. Aktif ve yarı-aktif etiketlerin dahili bir batarya vasıtasıyla
enerjiye ihtiyaç duydukları daha önce bahsedilmişti. Bu durum bu tür etiketlere ek olarak
da bir maliyet oluşturmaktadır. Aktif ve yarı aktif etiketler daha çok pahalı ürünler için
kullanılmaktadır ve ürünün daha uzak mesafeden okunabilmesinin sağlamaktadır. 850 ve
950 Mhz frekansları arasında yaklaşık 30 metre mesafede okuma yapabilme kapasitesine
sahiplerdir. Ayrıca bu mesafe 100 metreyi bulabilir.
Pasif etiketlerde ise herhangi bir batarya kullanımı söz konusu değildir. Bu da etikete ek
olarak enerji verilmesini gerektirecek bir durumu ortadan kaldırır. Aslında bu etiketler
3
enerji kaynağı olarak okuyucudan yayılan elektromanyetik alanı kullanır. Pasif etiketlerin
maliyeti aktif ve yarı-aktif etiketlere göre daha azdır. Ancak okuma mesafeleri de nispeten
daha azdır. Okuma mesafeleri değişmekle beraber en az fazla 6 metreye kadar çıkabilir.
RFID etiketlerinin maliyetini etkileyen bir başka unsur da etiketlin saklayabildiği bilgi
çokluğudur. Read-write, read only, WORM şeklinde üç farklı depolama şekilleri vardır.
Read-Write hem okunabilir hem yazılabilir etiketler için kullanılan bir tabirdir. Read only
şıkkında ise sadece okuma söz konusudur. WORM'da ise etiket bir kez yazılabilir ama
birden fazla okunabilir opsiyonundan bahsedilebilir.
Birçok etiketler 6-21 cent arası değişen bir fiyat aralığına sahiptir. Aktif ve yarı-aktif
etiketlerin maliyeti ise okuma mesafeleri, kayıt türleri, boyutları ve miktara bağlı olarak
çeşitlilik gösterebilir.
Bir RFID sisteminin en önemli donanımı kesinlikle okuyucu (reader) kısmıdır. RFID
Reader’ın manyetik alanına giren kartların ID’lerini alarak bunları ya kendi işler yada bir
arabirim vasıtasıyla manyetik alanına giren kartların işlenmesi için mikroişlemciye ya da
bilgisayara gönderir.
Radyo kanallar için birçok frekans kullanılır. Radyoda hangi kanal dinlenecekse o
frekans ayarlanır. RFID teknolojisinde de tıpkı bunun gibidir. RFID etiketi ile okuyucu
kısmının iletişim kurabilmesi için aynı frekansa ayarlanmalıdır. RFID teknolojisinde çok
fazla farklı frekans kullanılmaktadır. En yaygın olanları düşük frekans (125Khz) yüksek
frekans (13.56 Mhz) ve çok yüksek frekans ya da UHF (860-960 Mhz)’dır.
1.1.3. RFID VE BARKOTUN KARŞILAŞTIRILMASI
RFID ve barkot birbirleriyle benzerlik gösterseler de aslında farklı teknolojilerdir.
Aralarında en büyük fark ise barkot sisteminin line-of-side olarak adlandırılan bir teknoloji
kullanmasıdır. Bu teknolojide, tarayıcı sistemin barkot etiketini görmesi gerekmektedir. Bu
nedenle bu sistemin çalışabilmesi için tarayıcı barkoda tutulup okutulması gerekmektedir.
Barkot etiketinde darbe, çizilme ve benzeri hasar oluşursa etiketin okunması imkansız
hale gelmektedir. Barkot etiketleri malzemenin türünü belirlerken RFID etiketi
malzemenin kendisini tanımlayabilir. Örneğin aynı türdeki bir ürünle diğer bir ürün
arasında etiket olarak hiçbir fark yoktur yani barkot etiketi okutarak ürünün son kullanma
tarihi belirlenemez. Ancak RFID etiketleri bu isteği karşılayabilecek niteliktedir. Ayrıca
4
barkot etiketlerinin taşıdığı veriler güncellenemezken RFID etiketindeki veriler daha
sonradan güncellenip düzenlenebilir. Birden çok etiket okuma konusunda da barkot
teknolojisi dezavantajlıdır. Barkot tarayıcısı teker teker etiket okurken, RFID etiketleri aynı
anda birden fazla okunabilir.
1.1.4. RFID TEKNOLOJİSİ NEDEN YAYGIN DEĞİL?
RFID teknolojisinin uygulama sahasının genişlemesini engelleyen birçok faktör
bulunmaktadır. Bunlar şu şekilde sıralanabilir.
RFID teknolojisini kısıtlayan en önemli faktör bu sistemlerin maliyetli olmasıdır. Bu
sistemlerde kullanılan etiketlerin fiyatları barkotlara göre oldukça fazladır. Bu sebep,
düşük fiyatlı ürünlerde bu sistemin uygulanmasını zorlaştırmaktadır.
RFID teknolojisinin belirli bir standardı yoktur. Standartlarla alakalı birçok öneri
bulunmasına rağmen piyasaya hakim olacak kesin bir standart elde edilememektedir. Bu
sebeple RFID teknolojisine yapılan yatırımlara da balta vurulmaktadır.
RFID teknolojisindeki zaaflar da yapılacak yatırımların önünü kesmektedir. Bu zaaflara
radyo dalgalarının çakışması, ürünlerin çeşitliliği nedeniyle farklı etiketlerin kullanılması
gibi örnekler verilebilir.
1.1.5. RFID TEKNOLOJİSİNDE GÜVENLİK
Günümüzde birçok alanda kullanılan RFID teknolojisinin getirdiği kolaylıkla beraber
güvenlik sorunları ortaya çıkmıştır. Bu sorunun temeli etiket ile okuyucu arasındaki bilgi
aktarımının gözle görülebilir olmasıdır. Yeterli donanıma sahip kişi bu bilgiyi kolayca
kopyalayabilir ve ya üzerinde değişiklik yapabilir. Bu tür saldırılar RFID teknolojisinin
kullanıldığı önemli alanlarda kabul edilemez bir durum haline gelmiştir. Maruz kalınan
tehditleri ve saldırıları genel olarak beş bölüme ayırabiliriz. Bunlar; dinleme, aldatma,
izleme, saldırıyı tekrarlama, hizmeti durdurma şeklindedir.
1.1.5.1. DİNLEME
RFID etiketler, onlara uyumlu tüm okuyucuların okuyacağı şekilde dizayn edilirler.
Etiketler üzerlerinde bulundukları cismin ya da canlının onayını almadan menziline giren
herhangi bir okuyucuyla iletişime geçer ve cevap verir. Bu durumdan haberdar olan
saldırgan uzak mesafelerde okuma yapabilen bir okuyucuyla etiket içerisinde bulunan
5
bilgileri rahatça transfer edebilir. Bu konuda en çok güvenlik zaafı olan nesneler ise
pasaportlardır.
1.1.5.2. İZLEME
Konum olarak stratejik noktalarda bulunan RFID okuyucular kullanıcıların önemli
bilgilerini taşırlar. Burada söz konusu olan kullanıcıların haberi olmadan onların izlenme
durumlarıdır.
1.1.5.3. ALDATMA
Saldırganlar boş veya yazılıp silinebilen bir etiketi kullanarak orjinaline yakın RFID
etiketi üretebilir. Bu tür bir atak Johns Hopkins University ve RSA Security araştırmacıları
tarafından denenmiştir. Bu araştırmacılar sinyal dinleme yöntemiyle önce bir araba
etiketinin içindeki bilgileri kopyaladılar. Kopyaladıkları bu etiket ile araba için benzin alıp
daha sonra da arabayı kilitlediler.
1.1.5.4. TEKRAR EDEN ATAKLAR
Saldırganlar uygun bir RFID okuyucusuyla sinyalleri durdurup tekrar gönderirler. Bu
tür bir işlem pasaport kullanımının, temassız kartların, binaların giriş çıkış kontrollerini
sağlayan sistemlerin aksaklık vermesine sebep olur.
1.1.5.5. HİZMETİ DURDURMA
Bu yöntem sistemi durdurmaya veya yavaşlatmaya yönelik bir yöntemdir. Sistemin
bozulması için Faraday kafesi ya da sinyal boğma yöntemi kullanılır. [4] de bu bilgiler yer
almaktadır. Bu yöntemler radyo sinyallerinin RFID etiketlere erişimini engeller.
Bu tür durumların oluşmasını engellemek için güvenlik zaafına sahip olarak kabul
edilen etiket ile okuyucu arasında iletişimi sağlarken bilginin şifreli bir şekilde iletimi
sağlanabilir. Bu şekilde verinin havadan iletimi sırasında saldırganın bilgiyi ele geçirmesi
engellenmiş olur. Saldırgan bir şekilde etiketi taklit etse bile okuyucu bu etiketi şifreleme
sayesinde algılamayacak ve sistemin korunması sağlanacaktır. Bu tür bir yöntemle bina
giriş çıkışları veya kredi kartı ile ödeme sırasında herhangi olumsuz bir durum ortaya
çıkmayacaktır. Ancak şifreleme yapmadan önce uygulamanın niteliğine ve kapsadığı
uygulama alanına dikkat edilmelidir. Örneğin ürün tanıma gibi güvenlik unsurunun çok
gerekli olmadığı durumlarda şifreleme yöntemi ilave masrafı beraberinde getirir. Öte
6
yandan güvenlik gerektiren durumlarda maliyetten kaçınmaya çalışmak ileride çok daha
büyük sorunların ortaya çıkmasına neden olabilmektedir. Kısaca belirtmek gerekirse RFID
sistemlerinde güvenliğin ne kadar önemli olduğu bu sistemin kullanılacak olduğu alanın
niteliğine bağlı olarak değişkenlik gösterebilmektedir. Önce bu sistemin ne kadar güvenlik
unsuru içermesi gerektiği belirlenmeli, daha sonra da eğer gerekirse şifreleme yöntemine
başvurulmalıdır. Ayrıntılı bilgi için [5] ve [6] ya bakılabilir.
7
1.2. RFID TEKNOLOJİSİ VE KULLANIM ALANLARI
1.2.1. MARKETLERDE STOK KONTROLÜ
Ürünlerin üzerine RFID etiketleri yapıştırılır. Ürünlerin kayıtlı olduğu bilgisayarda
arayüz programı tasarlanır. RFID okuyucu ile ürünlerin sayısını, çeşidini ve depoya ne
zaman girip ne zaman çıktığı belirlenebilir.
1.2.2. SİTELERDE GÜVENLİK
Yine her aracın ya da her kişiye ait kimlik kartı verilir ve bunlar sistemlerde kaydedilir
kimlik kartları siteye giriş çıkışta ya da eve giriş çıkışta anahtar gibi kullanılır. Site içi
otopark kullanımında kullanılabilir. Böylece dışarıdaki yabancı bir kimsenin güvenliği
tehdit etme gibi durum söz konusu olamaz.
1.2.3. KAMU BİNALARI GİRİŞ ÇIKIŞI
Kamu binalarında yoklama yerine bu sistem kullanılabilir. Her bir personel sabah 8:00
de giriş yaparken ve akşam 5:00’te çıkış yaparken kartını kullanarak işe ne zaman geliş
saati ve çıkış saati sistemde görülebilir. Böylece personellerin hem iş performansı artarken
hem de yabancıların binaya kaçak girişleri engellenmiş olur.
1.2.4. HASTA TAKİP
RFID teknolojisinin hastanelerde kullanımı, doktorların hasta bilgilerine hızlı
ulaşmasını sağlar. Böylelikle hem doktorların yanlış hastaya müdahalesi engellenmiş olur
hem de hemşirelerin hastaya yanlış ilaç vermesinin önüne geçilmiş olur. Yatan hastaların
hastaneye girişinden itibaren bilekliklerine takılan bilekliklere hastanın genel bilgilerinin
yüklenmesi ile başlayan süreç hastanın hastane içerisindeki tüm evrelerinin takibinde
devam eder.
1.2.5. RFID İLE BÜYÜK BAŞ HAYVAN TANIMLAMA
Dünyada özellikle Avrupa Birliğinde tüm ithal edilen büyük baş hayvanlarda RFID
etiketi bulundurmak zorundadırlar. Her bir büyük baş hayvanın çiftlikten kesimhaneye
getirilinceye kadar tüm evrelerinin takibini sağlamaktadır.
Ayrıca elektronik cüzdan, kimlik tanıma, otomatik ödeme,üyelik kartları, eğlence
biletleri,araç immobilizer, elektronik anahtar, güvenlik alanları, otobüs ve metroda akıllı
8
biletler, üniversite kartları, otomatik yol/köprü geçiş-ödeme, fabrika otomasyonu, parça
izleme, parkmetre gibi alanlarda da kullanılabilir.
1.2.6. PASAPORTLARDA RFID KULLANIMI
Özellikle son dönemlerde bu yöntem oldukça sık kullanılmaktadır. 11 eylül
saldırılarından sonra elektronik pasaport ve e-pasaport kullanımı yaygınlaşmaya
başlamıştır. E-pasaport ile havaalanlarında işlem hızının artması, sınırlarda güvenliğin
sağlanması amaçlanmıştır. E-pasaportta çip tanımlama numarası, fotoğraf ve dijital
ortamda imza yöntemleri kullanılmaktadır bu da pasaportu kopyalamayı imkansız hale
getirir.
Bu yöntemin pasaportlarda kullanımı, güvenlik açısından önemli bir hale gelmekle
beraber çok fazla kişisel bilgi taşıması sebebiyle de bir güvenlik zaafı oluşturur. E-pasaport
kullanıcısının dışındaki bir kişiye geçtiği takdirde, bu kişi etiketi RFID çipine okutmak
kaydıyla çok rahat bir şekilde özel bilgileri edinebilir. E-pasaporttan yayılan dalgaları bir
şekilde okuyarak bilgiler çalınabilir. Ancak bu güvenlik zaafının önüne geçmek için
metalik bir anti-kopyalayıcı alet kullanılır. Bu alet pasaportun kullanılmadığı esnada
kopyalama yapılmasına olanak vermemektedir. Okumanın gerçekleşmesi için e-pasaportun
kapağının açık olması ve okuyucunun kullanılan çipe yaklaşık 10 santimetre uzaklıkta
olması gerekmektedir. Sinyal hırsızlığını önlemek içinse pasaportlar sinyal vermeyen bir
korumanın içinde muhafaza edilmektedir.
1.2.7. DEMİRBAŞ TAKİP SİSTEMİ
Hemen hemen her iş yerinde belirlenen demirbaş olarak kullanılan malzemeler vardır.
Bunlar otel demirbaşlarının takibi, bir işyerinin büro malzemelerinin takibi şeklinde
olabilir.
1.2.8. KUYUMCU SAYIM SATIŞ VE GÜVENLİK SİSTEMİ
Kuyumcularda bulunan ürünlerin barkot sistemini kullanmadan RFID teknolojisinden
faydalanarak anlık olarak sayılması, satışa sunulması, satışı henüz yapılmamış ürünlerin
çalınmasının engellenmesi sağlanabilir. Ayrıca personelin performans takibi ve sadakati de
bu sistemle ölçülebilir.
9
1.2.9. RFID KULLANAN ŞİRKETLER
Günümüzde daha verimli bir çalışma ortamı sağlamak için binlerce şirket RFID
teknolojisini kullanmaktadır. Golf sopalarının üretimini yapan Club Car firması üretim
biriminde bu teknolojiyi kullanmaktadır. Dünyanın sayılı fıstık üreticilerinden olan
Paramount Farms şirketi de üretim aşamasında verimliliği arttırmak adına RFID
teknolojisini kullanmaktadır. NYK Logistics gibi birçok taşıma firması da bu sistemi
kullanarak daha verimli bir çalışma ortamı sağlamaktadır.
10
1.3. SİSTEMİN BLOK ŞEMASI
Sistemin blok şeması Şekil 1.1 de görüldüğü gibidir. Bu projede kullanılan etiket pasif
şekilde çalışan proximity karttır. Bu kimlik kartı, RFID okuyucu modülden yayılan
elektromanyetik dalgalar sayesinde birbirleriyle haberleşme yaparlar. Kullanıcı kimlik
kartında seri data okuyucu tarafından okunur, modüle edilir ve PIC18F2550 içinde
gömülen program sayesinde kimliğin kime ait olduğu saptanır. Daha sonra bilgisayar
ortamında yazılan arayüz sayesinde ise bu kimlik bilgileri bilgisayarda görülebilmektedir.
Şekil 1.1. Sistemin blok şeması
11
2. TEORİK ALTYAPI
2.1. RFID READER’IN PİNLERİNİN FONKSİYONLARI
RFID Reader çıkışındaki 2x5 pinlerinin fonksiyonları;
Out :EM4095 devre çıkış sinyali
RYD/CLK :Saat frekansı pini ve bayrak
SHD :RFID Reader’ın uyku moduna girmesi için gerekli olan yüksek gerilim pini
MOD :Antende sinyal modülasyonun başlaması için gerekli yüksek gerilim pini
Şekil 2.1 de RFID Reader’ın pinleri gösterilmiştir.
Şekil 2.1. RFID Reader’ın pinleri (OUT, RYD/CLK, SHD, MOD, VCC, GND)
Kartın üzerine yazılı olan numaralar kartın seri numarasıdır, yazılan programa göre
LCD ya da bilgisayarda görüntülenen sayı dizisi ise kartın ID numarasıdır. Güvenlik gereği
karta ID numarası yazılmamıştır. Kart özellikleri [7] de gösterilmiştir. Şekil 2.2 de projede
kullanılan RFID Reader gösterilmektedir.
Proximity Kart Teknik Özellikleri:
125 KHz
Manchester kod formatlı
12
64 bit hafıza
Çift yüz termal baskı yapılabilir
Şekil 2.2. RFID Reader
RFID okuyucu, radyo dalgalarını kullanarak kimlik kartları okur. Modülün üzerinde
modülasyon yapmak için özel bir EM4095 entegresi mevcuttur. EM4095 entegresi anten
için bir sürücü gibi AM modülasyonu/demodülasyonu yapar. Bu entegre 64 bitlik data
çıkışı vermektedir. Şekil 2.3 de sistemin çalışmasının ayrıntılı blok şeması gösterilmiştir.
Şekil 2.3. RFID Reader’ın çalışma ilkesi
13
Öncelikle kart okuyucu tarafından elektromanyetik alan oluşturulur. İçinde anten ve
mikroçip bulunan kart bu alan içine girdiğinde, kart okuyucuya sinyal gönderilir. Bu
sinyali alan okuyucu sinyali EM4095 entegresine gönderir. Gönderilen sinyal modüle
edilerek çıkışa aktarılır. Çıkıştaki sinyal ise PIC18F2550 aracılığıyla bilgisayara gönderilir.
Bilgisayarda gelen bu veriyi işleyerek bize sonucu verir.
14
2.2. RFID READER SİSTEM ELEMANLARI VE KARTIN OKUNMASI
2.2.1. ETİKET
Etiket olarak adlandırılan kısım kart okuyucuya iletilecek olan veriyi taşıyan kısımdır.
Bu parça genel olarak elektromanyetik dalgalar aracılığıyla kullanılan bir anten ve bir de
mikroçipten oluşur. Mikroçip ve anten plastik, seramik veya cam bir kılıf içinde
saklanırlar. Kullanılan proximity kart içindeki anten ve mikroçip plastik kılıf içindedir.
Etiketler kullandıkları gücün kaynağına göre aktif, pasif ve yarı aktif olarak 3 gruba
ayrılırlar.
Aktif etiketlerde mikroçipin çalışması için bir güç kaynağı bulunur. Güç kaynağı
sayesinde çevreden bir tetiklemeye ihtiyaç olmadan kendi işlemlerini başlatabilir. Aktif
etiketlerde çok daha fazla veri işleme ve depolama kapasitesi mevcuttur. Bunun sonucunda
şifreleme ve güvenlik açısında pasif etiketlere göre daha iyidirler. Aktif etiketlerin
menzilleri çok daha geniştir. Bu etiketler 30 metre mesafeye kadar işlem yapabilirler. Şekil
2.4 te projede kullanılan pasif etiketli kartlar görülmektedir.
Şekil 2.4. Proximity kart
Aktif etiketler güç kaynağı bulunmasına rağmen pasif etiketler güç kaynağı
bulundurmazlar. Bundan dolayı kart okuyucudan etikete gelmekte olan elektromanyetik
dalga ile beslenirler. Kart okuyucuya tekrar veri gönderilmesi gerektiğinde kart
okuyucudan gelen elektromanyetik dalgayı kullanırlar. Pasif etiketler elektromanyetik
dalgalar ile beslendiğinden dolayı sınırlı bir gücü vardır. Bu sebeple gönderilecek olan
veri sınırlıdır. Genel olarak seri numarası ya da bizim kullanılan kartta olduğu gibi kimlik
15
bilgileri gönderilmektedir. Pasif etiketlerde gönderilecek olan veriyi kuvvetlendirecek
güçlerinin olmamasından dolayı menzilleri diğerlerine göre daha sınırlıdır. Düşük güç
kullanımından dolayı fazla güç harcayan mikroişlemci gibi birimlerin bulunması
imkansızdır. Bu sebeplerden dolayı pasif etiketler, aktif etiketler gibi veri depolama ve
işleme yetenekleri yoktur. Bu bilgiler [8] de ayrıntılı şekilde gözükmektedir.
Birde aktif ve pasif etiketlerin ikisinin de özelliklerini bir arada barındıran yarı aktif
etiketler vardır. Bunlarda güç kaynağı bulunur fakat sadece kendi mikroçip ve devrelerinin
ihtiyacını karşılamak üzere kullanır. Kart okuyucu ile pasif etiketlerdeki gibi
elektromanyetik dalgalar üzerinden haberleşirken kendi dahili güç kaynağını kullanmazlar.
İşlem ve bellek kapasitesi pasif etiketlere göre daha yüksektir. Fakat maliyetleri yüksektir.
Cevap verme süresi pasif etiketlerden daha yüksektir.
Tablo 2.1 Pasif, aktif, yarı aktif etiketlerin özellikleri
Özellik Pasif Etiket Aktif Etiket Yarı aktif etiket
Güç Tüketimi Az Çok Orta
Menzil Kısa Uzun Kısa
Maliyet Düşük Yüksek Orta
Bellek Kapasitesi Düşük Yüksek Yüksek
İşlem Kapasitesi Düşük Yüksek Yüksek
Cevap Süresi Yavaş Hızlı Hızlı
Tablo 2.1 den de görüldüğü üzere projede kullanılan pasif etiketlerin aktif etiketlere
göre güç tüketimi azdır, menzili kısadır, bellek ve işlem kapasitesi sınırlıdır, cevap verme
süresi ise yavaştır. Fakat maliyeti diğer etiketlere göre düşüktür.
16
2.2.2. KART OKUYUCU
Kart okuyucunun başlıca görevleri; elektromanyetik dalgalar aracılığıyla etiketi
uyarmak etiketten gönderilen veriyi okumak ve bir mikroişlemci aracılığıyla bu bilgileri
bilgisayara göndermektir. Bu sistem de ileri ve geri kanal olmak üzere iki tip kanal vardır.
Kart okuyucudan karta giden kanala ileri kanal, karttan okuyucuya tekrar dönen kanala ise
geri kanal denir. İleri kanal kullanılırken okuyucu etikete elektromanyetik dalga gönderir
bu durumda etiket pasif konumdan aktif konuma geçer. Etiket geri kanalı kullanarak içinde
bulundurduğu bilgiyi gönderir. Projede kullanılan kart okuyucu modülü Şekil 2.5 de
gösterilmiştir.
Şekil 2.5. RFID Kart okuyucu
Kart ile okuyucu haberleşirken karttan gelen bilgiler olduğu gibi gönderilmezler. Başka
kartlardan gelen işaretlerden etkilenmemesi ve girişim olmaması istendiğinden dolayı veri
kodlama yapılır. Kullanılan kart okuyucu Manchester kod formatlıdır.
Veri gönderme işlemi yapılırken kodlamadan sonra modülasyon yapılır. Modülasyona
uğrayacak olan sinyal taşıyıcı bir sinyal üzerinde taşınır. Kullanılan sistemde analog
modülasyon çeşitlerinden AM modülasyonu yapılır. Fakat bunun yanında sayısal
modülasyonu kullanan sistemler de vardır.
17
Tablo 2.2 RFID sisteminin farklı frekanslardaki özellikleri
LF HF VHF Mikrodalga
Çalışma
Frekansı
125-134
KHz
13.56
MHz
433-954
MHz
2.45
GHz
Okuma mesafesi 0.5 metre 1metre 4-5 metre >5 metre
Ülke
ABD,
Avrupa,
Japonya, Kanada
ABD, Avrupa,
Singapur, Güney
Kore
ABD, Kanada,
Çin, Japonya,
Yeni Zelanda,
Tayvan
ABD, Japonya,
Avrupa, Kanada
Tablo 2.2 den de görüldüğü gibi bu sistemi, her ülke farklı frekansta kullanmaktadır.
Sistemde kullanılan frekans arttıkça okuma mesafesi de dolaylı olarak artmaktadır.
Endüstride bu farklı amaçlar için kullanılabilir. Örneğin bir şirkette kullanılan araçları
görmek amacıyla araç takip sistemi kullanılabilir.
2.2.3. ETİKET İLE OKUYUCU ARASINDAKİ ÇARPIŞMA
Kart okuyucunun oluşturduğu manyetik alan içinde birden fazla etiket varsa, kart
okuyucu bu etiketler ile aynı zaman içinde haberleşecektir. Kart okuyucu tarafındaki bu
sinyal karmaşası çarpışma olarak adlandırılır.
İki türlü çarpışma olabilir. Birincisi birden fazla etiketin olduğu fakat sadece bir
okuyucunun bulunduğu çarpışma, ikincisi ise birden fazla okuyucunun fakat sadece bir
etiketin bulunduğu çarpışmadır. Her bir etiket ile okuyucu arasındaki iletişimi farklı
zamanlarda yaparak bu sorun çözülebilir.
Şekil 2.6 da üç kartın aynı anda sadece bir kart okuyucu ile haberleşmesi gösterilmiştir.
Bu durumda çarpışma meydana gelir. Hiçbir kart okunmaz. Daha ayrıntılı bilgi için [9]
daki bilgiler incelenebilir.
19
3. DENEYSEL ÇALIŞMALAR
3.1. EM4095 ENTEGRESİ VE 64 BİTİN OLUŞUMU
EM4095 entegresi antenden gelen sinyali modüle ederek çıkışa aktarır. Sadece okuma
modunda SHD pini giriş olurken, hem yazma hem okuma modunda SHD ve MOD pini
giriş olarak mikroişlemci tarafından ayarlanmalıdır. EM4095 entegresinde ANT1 ve ANT2
pinleri kart okuyucunun antenlerine bağlanmıştır. EM4095 entegresine ait bilgiler [7] de
ayrıntılı bir şekilde gösterilmektedir.
Şekil 3.1 de EM4095 entegresinin çıkışları gösterilmiştir. Gerekli bağlantılar
yapıldığında entegre seri data üretecektir.
Şekil 3.1. EM4095 entegresi
MOD pini yüksek gerilim, SHD pini düşük gerilim olarak mikroişlemci tarafından
ayarlandığında kart, manyetik alan içine girdiği zaman DEMOD_OUT pininden osiloskop
üzerinde Şekil 3.2 de görüldüğü gibi 64 bitlik seri data verir. Data 125 KHz de üretildiği
için sadece bazı osiloskoplarda görülür.
21
3.2. USB-PC HABERLEŞME DEVRESİ
Kartı okuyucuya okuttuğumuzda çıkıştan elde edilen sinyalin bilgisayara gönderilmesi
gerekir. Bu gönderme işlemini PIC18F2550 yapar. 20 MHz’lik kristal ile çalışan bu devre
kart okuyucu ile bilgisayar arasında aracı olarak görev yapar.
Devre bread board üzerinde gerçekleştirildi. Kart okuyucudan çıkan OUT, SHD,
RYD/CLK ve MOD uçları PIC18F2550’nin RA0, RA1, RA2, RA3 uçlarına sırasıyla
bağlandı. Kart okuyucunun VDD ve GND uçları da bread board üzerinde gerekli yerlere
bağlandı.
Bread board da gerekli devreyi kurmak için gerekli olan elemanlar Tablo 3.1 de
listelendiği gibi alındı.
Tablo 3.1 Haberleşme devresinde kullanılan elemanlar
Eleman Adı Adet
15pF kondansatör 2
2K direnç 1
Kırmızı led 1
20 Mhz kristal 1
450nF kondansatör 1
PIC18F2550 1
USB kablosu 1
Bread board 1
Osilator olarak 20 Mhz kullanıldı. Aynı şekilde bilgisayara takılacak olan USB’nin D+,
D-, VDD, GND uçları bread board üzerinde PIC ile birleştirildi.
Mikroişlemcinin de besleme ve toprak uçları bread board üzerinde gerekli yerlere
bağlandı. Bu arada USB’den gelen besleme ve toprak uçları arasına gürültüyü ve
çalışamaya engel olabilecek gerilim kayıplarını önlemek amacıyla 450nF’lık kondansatör
bağlandı.
22
Şekil 3.3. Projenin ISIS 7 Professional çizimi
Şekil 3.3 te görülen devre, bilgisayarda ISIS’te çizildi. Mikroişlemcinin RA0 ucu giriş
RA1, RA2, RA3 uçları ise çıkış olarak ayarlandı. Bilgisayar da yapılan devre daha sonra
bread board üzerinde Şekil 3.4 te görüldüğü gibi gerçekleştirildi.
Şekil 3.4. Bread board üzerinde gerçekleştirilen devre
23
3.3. PIC18F2550 NEDİR? NE İŞE YARAR?
Günümüz teknolojisinde elektronik cihazların bilgisayarlarla kontrolü amaçlanmıştır.
Bu ihtiyaç neticesinde bazı özel mikroişlemciler üretilmiştir. PIC18Fxxx Microchip
Technology firması tarafından üretilmektedir.
Mikroişlemcilerde PIC18F2550 ve PIC18F4550 serileri bilgisayarlar ile USB üzerinden
haberleşme kabiliyetleri vardır. Bu PIC’leri kullanarak bilgisayardan USB’ye bağlı
herhangi bir donanım ile bağlantı kurulabilir, kontrol edilebilir. Bilgisayara gelen veriler
işlenebilir kaydedilebilir. Ya da kullanılan arayüz programı ile veriler işlenerek kimlik
tanımlama sistemi oluşturulabilir. PIC18F2550 28 bacaklı olmasına rağmen 18F2550 40
bacaklıdır. 18F4550 biraz daha gelişmiş olup 18F2550 mikroişlemcisi ile aynı işi görürler.
Projede PIC18F2550 daha uygun görüldüğü için kullanıldı. Mikroişlemcinin
beslemeleri USB den gelen VDD ve GND uçları ile sağlanır. Mikroişlemcinin bilgisayar
ile haberleşmesini D+ ve D- uçları sağlar. Bu uçlar USB de doğru olarak bağlanır. Daima
USB den gelen yeşil uç D+, beyaz uç D- olmaktadır.
Şekil 3.5. PIC18F2550 ve pinleri
Şekil 3.5 de görüldüğü gibi USB ye 15. (D+) ve 16. (D-) bacaklar bağlandı.
Projede mikroişlemcide kullanılan bazı kodlar ve uygulamaları aşağıda verilmiştir.
24
usb_init(): Bu komut USB aygıtı gerekli olan işlemler için hazırlar. USB donanım
bilgisayara takılana kadar sonsuz bir döngü içinde emir bekler.
usb_task(): Bu komutta ise mikroişlemci bilgisayara USB ile bağlandığında donanım hazır
konuma getirilir. Bilgisayar ile mikroişlemci iletişimi kesildiğinde, bu komut aygıtı
resetler.
usb_enumerated(): USB donanım PC’ye bağlandığında USB aracılığıyla aygıt
numaralandırılır. 1-127 arasında bir numara verilir. Donanım tanımlayıcısı okunur.
Tanımlayıcı donanımın özelliklerini içeren veridir. Bu komut, donanım bilgisayar
tarafından numaralandırıldığında 1 verir. Eğer donanım numaralandırılmış ise bilgisayar ile
donanım aralarında paket gönderip alabilir.
Şekil 3.6 da projede kullanılan Microchip firmasının ürettiği PIC18F2550
gösterilmektedir. PIC18F2550'ye ait bilgiler [10] da ayrıntılı şekilde gösterilmiştir.
Şekil 3.6. PIC18F2550
25
3.4. KİMLİK TANIMLAMA ARAYÜZÜ
3.4.1. VERİTABANIN HAZIRLANMASI
Öncelikle Microsoft SQL programında sisteme kaydolacak kişiler için veritabanı
oluşturuldu. “Ad”, ” Soyad”, “Doğum yeri”, ”Doğum tarihi”, “Fakülte”, “Bölüm”, “Sınıf”,
”Alan”, “Program” gibi değişkenler program içerisinde tablo olarak yazıldı. “Numara”
haricinde bütün değişkenler nvarchar(50) olarak atanıp resim varbinary(MAX) olarak
atandı. Numara da ise programda sayısal bir değer girileceği için int olarak atandı. Şekil
3.7 de Microsoft SQL programından hazırlanmakta olan veritabanı gösterilmiştir.
Şekil 3.7. Microsoft SQL programında oluşturulan veri tabanı
3.4.2. KİMLİK TANIMLAMA SİSTEMİ
Her bir kartı okuttuktan sonra kart okuyucudan gelen bilgiler bilgisayara
PIC18F2550 tarafından gönderildi. Böylece her kartın seri no bilgileri bilgisayarda
görüldü. Microsoft Visual Studio’da oluşturulan arayüzde, kart okuyucudan gelen seri
numarasına göre kimlik bilgileri kaydedildi. Böylece kart her okutulduğunda seri
numarasına karşılık gelen kimlik bilgileri ekranda görülecektir.
26
Şekil 3.8. Arayüz programında görülen kimlik bilgileri
Şekil 3.8 de görüldüğü gibi her kartın seri numarasına karşılık gelen kimlik bilgileri
arayüz programın da görüldü.
Ayrıca sistemdeki veri tabanına yeni bir kart eklemek için Şekil 3.9 da olduğu gibi
başka bir arayüz oluşturuldu. Böylece çok sayıda kişinin kullanabileceği bir sistem
tasarlandı.
28
4. ÇALIŞMA TAKVİMİ
Proje için öngörülen 8 aylık çalışma takvimi Tablo 10 da gösterilmiştir. Proje planlaması bu tabloya göre yapılmıştır.
Tablo 10. Çalışma takvimi
Aylar İş Paketi Adı / Yapılacak İş Tanımı
EKİM Projenin belirlenmesi
Projenin belirlenmesi
Projenin belirlenmesi
ID Okuma sistemine karar verildi
KASIM Bu sistem hakkında araştırma yapıldı.
RFID READER ile yapılmasına karar verildi.
RFID READER sistemi araştırıldı.
RFID READER çıkışları araştırıldı.
ARALIK ID kimlik kartı araştırıldı.
RFID READER alındı.
USB-PC haberleşmesi araştırıldı.
PIC18F2550 malzemesi araştırıldı.
ŞUBAT USB-PC haberleşme devresi yapıldı.
Kullanılacak arayüz programı araştırıldı.
Veri tabanı araştırıldı.
Veri tabanı Visual C++’de yapılmasına karar verildi.
MART Veri tabanı şablonu oluşturuldu.
4 adet kimlik bilgisi için veri tabanı oluşturuldu.
Her ID kartı seri numarasıyla veri tabanı eşleştirildi.
Sistem genel olarak kontrol edildi.
NİSAN 3 adet USB-PC haberleşme devresi yapıldı.
ID kartından gelen data çıkışı PC’de gözlendi.
Arayüz programıyla her ID veri tabanına kaydedildi.
Her kullanıcının kimlik bilgileri itinayla veri tabanına kaydedildi.
MAYIS Sistem genel olarak kontrol edildi.
Her ID kartı okutulduğunda kimlik bilgileri PC’de gözlemlendi.
29
5. STANDARTLAR
RFID teknolojisinde; ETSI 302-208, ISO 14443, ISO 15693, ISO 18000 gibi mühendislik standartlarını kullanılmıştır.
5.1. ISO 1443 Standardı
Bu standart, kart ve okuyucu arasındaki veri transferi protokollerini kapsar. 13.56 MHz
frekansta çalışan temassız kartlar için oluşturulmuştur. Okuma mesafesi 10 cm'dir.
5.2. ISO 15693 Standardı
Bu standart için de 13.56 MHz frekans çalışma aralığı geçerlidir. Ancak 1 ile 1.5 metre
arasında iletişim sağlayabilme özelliğine sahiptir.
5.3. ISO 18000 Standardı
7 bölümden oluşmaktadır. 18000-1 genel tanımlamalar için kullanılmaktadır. 18000-2
135 KHz ve altındaki frekans aralıkları içinde çalışmaktadır. 18000-3 ise 13.56 MHz
frekans bandında haberleşme yapmaktadır. 18000-4, 2.45 GHz frekansına sahiptir. 18000-
5 5.8 GHz haberleşme ile alakalı protokoldür. 18000-6 860 MHz ile 960 MHz arasında
kullanılır. Son olarak ise 18000-7 433 MHz haberleşme bandındadır.
5.4. ETSI 302-208 Standardı
Günümüzde Avrupa Birliği bu standardı kullanmaktadır. Bu standarda göre yapılmış
okuyucular yaklaşık 2W güç üretmektedir. Bu sınır vericiler için güvenlik sınırları
içerisindedir
Büyük şirketler ve firmalar RFID teknolojisine daha çok bütçe ayırmaktadır. Herhangi
bir çevre sorunu bulunmamaktadır. Bu teknolojideki ürünler son derece uzun ömürlüdür.
Sistemde kullanılan etiket ömrü oldukça fazladır. Maliyet açısından ucuzdur. Seri üretimi
oldukça yaygındır. Sistemde kullanılan elektromanyetik dalgaların sağlığa zararı yoktur.
RFID sistemleri üzerine yapılan saldırıların büyük kısmı etiketler üzerinden gerçeklenir.
Bu saldırılarla etiket içerisinde yer alan kimlik, sayı, para ve benzeri değerlerin
değiştirilmesi sağlanabilir. ID kartların kopyalanması oldukça zordur.
30
6. MALZEME VE TEÇHİZAT OLANAKLAR
Projede kullanılan malzeme listesi Tablo 2 de görüldüğü gibi alınmıştır.
Tablo 2:Malzeme ve teçhizatlar
Sıra No Yapılacak iş / Alınacak malzeme vs. Miktar/Sayı
Birim Fiyatı (TL)
Toplam (TL)
1 RFID READER kart okuyucu 1 76 76
2 ID kart 4 5 20
3 PIC18F2550 1 25 25
5 15pF Kondansatör 2 0.5 1
6 20 Mhz Kristal 1 1.5 1.5
7 Kırmzı Led 1 0.1 0.1
8 220 nF kondansatör 1 0.1 0.1
31
7. SONUÇLAR
Bu projeyle RFID sistemi hakkında bilgiler edinildi. RFID'nin günümüzdeki kullanım
alanları nelerdir sorusuna yanıt bulundu. Bu teknolojiyle en fazla rekabet eden teknolojinin
barkot teknolojisi olduğu görüldü. RFID’nin barkoda göre avantajlarının ve
dezavantajlarının neler olduğu incelendi. Bu teknolojinin yoğun bir şekilde
kullanılmamasının nedenleri irdelendi. Bu teknolojiyi kullanarak bir kimlik kart kontrol
sistemi yapılmasına karar verildi. Okuyucu kısmı ve etiket kısmı sipariş verilerek hazır
halde alındı. RFID okuyucu ve etiket haberleşmesinin nasıl olduğu hakkında bilgiler
edinildi. USB haberleşmesi yapılacağı için ise PIC18F2550 kullanıldı. Daha sonra bu
bilgileri ayırt etmek için C dilinde yazılacak program üzerinde epey uğraşıldı. Projenin
uygulamaya tam geçememesi konusunda burada tıkama yaşandı. Bilgisayar ortamında
oluşturulan arayüz ortamı Visual Studio programıyla bilgisayar mühendisliği okuyan
arkadaşlardan yardım alındı. Veritabanı oluşturuldu. Bu çalışmada veritabanı farklı şekilde
oluşturularak sistem kayıt işlemi de yapacak hale getirilebilir. Böylece çok fazla etiket bu
sistemde kullanılabilir. Örneğin ders ve sınav giriş çıkışlarında bu sistem uygulanabilir. Bu
şekilde yapılan uygulamayla yeni gelen öğrenciler için de kayıt imkanı son derece kolay
olur. Böylece sınavda ve derste öğrencilerden imza alınması yerine son derece kullanımı
kolay ve pratik bir çözüm getirilmiş olur.
32
8. YORUMLAR VE DEĞERLENDİRME
RFID sisteminin başka kullanılabileceği alanlar önerilecek olursa şu şekilde
sıralanabilir.
Depremden dolayı enkaz altında kalan insanları kurtarabilmek için bu teknoloji
kullanılabilir. Örnek verilecek olursa depreme ansızın yakalanan insanlar için yatağa RFID
etiketi konulabilir. Böylece enkaz altındaki insanlar daha kolay bulunabilir.
Dağcılıkla uğraşan insanların bu teknolojiyi kullanması da son derece faydalı olabilir.
Bir çığ düşme durumunda ve ya tipiye yakalanma durumunda uzak mesafeli RFID
sistemleriyle insanlar rahatça bulunabilir.
33
KAYNAKLAR
[1] (2012) homepage on teknopalas. [Online].Available: http://rfid.teknopalas.com/?cat=9
[2] (2012) rfid teknolojisi ve kullanım alanları homepage on belgeler. [Online].
Available:http://www.belgeler.com/blg/2kbk/rfid-teknolojisi-ve- kullanim-alanlari
[3] The rfid-turkiye website.[Online].Available:http://www.rfid-turkiye.com [4] (2012)The faraday cage homepage on wikipedia.[Online]. Available:
http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday_cage,2008 [5] Monnerat, M., Vaudenay, S., Vuagnoux,M.,2007, About Machine-Readable
Travel Documents, Journal of Physics:Conference Series, Volume 77, Issue 1, pp.012006 (2007).
[6] Bono, S., Green, M., Stubble, A., Juels,A., Rubin, A., Szydlo, M., 2005,
Securityanalysis of a cryptographically enabled RFID device, 14th USENIX Security Symposium, July 31-August 5, 2005, Baltimore, MD,USA.
[7] (2012) es rfid manual v100 homepage on ebookbrowse.[Online].Available:
http://ebookbrowse.com/es-rfid-manual-v100-pdf-d107088194 [8] (2012) radyo frekansı ile tanımlama homepage on mutaydin.blogspot.[Online].
http://mutaydin.blogspot.com/2011/04/radyo-frekans-ile-tanmlama-rfid.html [9] (2012) Homepage on itü [Online].Avalaible: http://web.itu.edu.tr/~orssi/thesis/2008/KaanBulut_bit.pdf [10] “PIC18F2550 data sheet” Microchip Technology Inc., Arizona, USA
34
EKLER
EK1 : Standartlar ve Kısıtlar
1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.
RFID teknolojisi dağıtım zinciri, envanter muhasebesi ve kontrolü, hastane, hasta
tanımlama, üretim, tedavi, tıbbi kayıtların kontrolü, kütüphane, müze, gıda ve ilaç
sanayinde son kullanma tarihlerinin kontrolü, toplu taşıma araçları, hayvanların aşı
kimliklerinin belirlenmesi ve e-pasaport gibi sayısız uygulamalarıyla hayatımızda önemli
bir yer edinmiştir.
2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?
Hayır bu sistem var olan ve çözümü olan bir sistemdi.
3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız?
Mikroişlemciler
4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?
RFID teknolojisinde; ETSI 302-208, ISO 14443, ISO 15693, ISO 18000 gibi mühendislik
standartlarını kullanılmıştır.
5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?
a) Ekonomi
Barkot sistemine göre maliyeti daha fazladır. RFID etiket fiyatları 6 ile 21 cent
arasında değişmektedir.
b) Çevre sorunları:
Herhangi bir çevre sorunu bulunmamaktadır. Kullanılan sistemler standartlara
uygundur.
c) Sürdürülebilirlik:
Proje günlük yaşamda kullanılabilir ve kullanım alanları arttırılabilir.
35
d) Üretilebilirlik:
Üretilebilirliği kısıtlayan en önemli faktör bu sistemin maliyetidir.Sadece ürünün
türünü belirlemek gibi daha basit kullanım söz konusuysa barkot sistemi
kullanılması daha uygundur. Marketlerde ürün tanıma sistemleri barkot okuma
sistemleridir.
e) Etik:
Projemiz etik açıdan hiçbir problemi olmamaktadır.
f) Sağlık:
RFID teknolojisi frekans aralığı kullanılan alanlarda sağlığa uygun şekilde
seçilmiştir.
g) Güvenlik:
En büyük güvenlik sorunu RFID etiketlerinin kopyalanabilmesi ve sistemde
kullanılabilmesidir. Bu sorunu gidermek için değişik şifreleme yöntemleri
kullanılır.
h) Sosyal ve politik sorunlar:
Herhangi bir politik ve sosyal sorunu bulunmamaktadır.
Not: Gerek görülmesi halinde bu sayfa istenilen maddeler için genişletilebilir.
Projenin Adı RFID READER İLE KİMLİK TANIMLAMA
SİSTEMİ
Projedeki Öğrencilerin
adları
Alper ÇAKAL Emin Furkan TÖRÜNER
Tarih ve İmzalar
36
ÖZGEÇMİŞ
ALPER ÇAKAL
5 Temmuz 1990 tarihinde Antalya'da doğdu. İlköğretim öğrenimini 2004’te Korkuteli
Pansiyonlu İlköğretim Okulu'nda tamamladı. Lise hayatını 2007’de Burdur Bucak Adem
Tolunay Fen Lisesi'nde bitirdi. Lisans öğrenimini ise KTÜ Elektrik-Elektronik
Mühendisliği bölümünde sürdürmektedir.
EMİN FURKAN TÖRÜNER
Emin Furkan Törüner 1989 yılında Kilis’te doğdu. İlköğrenimini 2003 yılında Ünler
İlköğretim Okulu’nda tamamladı. Liseyi 2007 yılında Gaziantep Anadolu Lisesi’nde
bitirdi. Lisans öğrenimini ise 2012‘de KTÜ Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümünde
tamamlayacaktır.
Mayıs 2012