RFID – РадиоЧастотная Идентификация



Решения

RFID – РадиоЧастотная Идентификация

Радиочастотная идентификация (РЧИ), или как ее называют за рубежом RFID (Radio Frequency Identification) – это самая современная технология идентификации, предоставляющая существенно больше возможностей по сравнению с другими.
В ее основе лежит технология передачи с помощью радиоволн информации, необходимой для распознавания (идентификации) объектов, на которых закреплены специальные метки, несущие как идентификационную, так и пользовательскую информацию.

Основные преимущества технологии РЧИ (RFID)

  • Не требуется прямая видимость радиочастотной метки, чтобы считывать из нее информацию, поэтому rfid-метка может располагаться внутри упаковки (если она не металлическая), обеспечивая ее скрытность и сохранность
  • Высокая скорость чтения меток, которая может достигать 1000 шт в сек.
  • Возможно практически одновременное чтение большого количества меток с применением функции антиколлизии
  • Возможно изменение информации в метке, если она относится к классу «чтение-запись» (Read/Write)
  • Возможность чтения и записи метки на расстоянии
  • Долговечность. Для операций «только чтение» срок жизни метки практически неограничен
  • Высокая степень безопасности, которая обеспечивается применением уникального идентификатора метки, присваемого на заводе при ее изготовлении, а также шифрованием данных, записываемых в метку
  • Устойчивость к воздействию окружающей среды, поскольку метку всегда можно поместить в любую защитную полимерную оболочку

Из чего состоит RFID система

sxema.gif

  • Метки (tag) или транспондеры – устройства, способные хранить и передавать данные. В памяти меток содержится их уникальный идентификационный код. Метки некоторых типов имеют перезаписываемую память
  • Считыватели (reader) – приборы, которые с помощью антенн получают информацию из меток, а также записывают в них данные
  • Антенны используются для наведения электромагнитного поля и получения информации от меток, попавших в это поле
  • Система управления считывателями (middleware) – программное обеспечение, которое формирует запросы на чтение или запись меток, управляет считывателями, объединяя их в группы, накапливает и анализирует полученную с rfid-меток информацию, а также передает эту информацию в учетные системы

Как работает RFID-система

Перед началом работы системы метка должна быть нанесена или закреплена на предмет (объект), который необходимо контролировать. Объект с меткой должен пройти первичную регистрацию в системе с помощью стационарного или переносного считывателя. В контрольных точках учета перемещения объекта необходимо разместить считыватели с антеннами. На этом подготовительная фаза завершена.

Контроль за перемещением объекта будет заключаться в чтении данных метки в контрольных точках, для чего метке достаточно попасть в электромагнитное поле, создаваемое антенной, подключенной к считывателю. Информация из считывателя передается в систему управления и далее в учетную систему, на основании которой формируется учетный документ. При групповом чтении меток данные всех прочитанных меток попадают в один учетный документ, фиксирующий перемещение объектов.

Как устроены RFID-метки

350.gif

Rfid-Метка представляет собой миниатюрное запоминающее устройство. Она состоит из микрочипа, который хранит информацию, и антенны, с помощью которой метка передает и получает информацию. Иногда метка имеет собственный источник питания (такие метки называют активными), но у большинства меток его нет (эти метки называют пассивными) и энергию для работы получают от наведенного антенной электромагнитного поля и накапливает ее в конденсаторе. В памяти метки хранится ее собственный уникальный номер и пользовательская информация. Когда метка попадает в зону регистрации, эта информация принимается считывателем, специальным прибором способным читать и записывать информацию в метках.

Какие бывают RFID-метки

Технология RFID может быть реализована во многих областях. Для того, чтобы системы, основанные на этой технологии, эффективно работали в любой среде, было разработано множество меток самого различного исполнения. Их условно можно разделить по следующим признакам

1. По энергообеспечению

  • Активные – используют для передачи данных энергию встроенного элемента питания
  • Пассивные – используют энергию, излучаемую считывателем через антенну
  • Полупассивные – такие метки также имеют элемент питания, но он используется только для обеспечения работы микросхемы, а не для связи со считывателем, что существенно продлевает срок жизни батарейки.

2. По операциям чтения-записи

  • 'R/O' (Read Only – «только чтение») – данные записываются только один раз при изготовлении метки. Такие метки пригодны только для идентификации. Никакую новую информацию в них записать нельзя, и их практически невозможно подделать
  • 'WORM' (Write Once Read Many – «однократная запись и многократное чтение») – кроме уникального идентификатора такие метки содержат блок однократно записываемой памяти, которую в дальнейшем можно многократно читать
  • 'R/W' (Read and Write – «чтение и запись») – такие метки содержат идентификатор и блок памяти для чтения/записи информации. Данные в них могут быть перезаписаны большое число раз.

 3. По исполнению меток

  • Без клеевого слоя (инлей или вставка)
  • С клеевым слоем без поверхности для печати
  • С клеевым слоем и с поверхностью для печати
  • Стандартные пластиковые карты
  • Метки в виде кольца
  • Различные виды брелоков
  • В специальном корпусе для особых условий эксплуатации.

Частоты и стандарты

Сегодня RFID-системы используют четыре частотных диапазона: 125-150 кГц, 13,56 МГц, 862-950 МГц и 2,4-5 ГГц. Чем объясняется выбор этих диапазонов частот? Это те частоты, для которых в большинстве стран разрешено вести коммерческие разработки. Для примера отметим, что диапазон 2,45 ГГц – это частоты, на которых работают беспроводные устройства стандарта Bluetooth и Wi-Fi. Для каждого из упомянутых частотных диапазонов действуют свои стандарты со своей степенью проработки. Наиболее общие их характеристики представлены в таблице.


Название диапазона

Рабочая частота

Стандарт

Приложения

Низкие частоты (LF)

125-150 кГц

ISO 14223
ISO 11784 /11785
ISO 18000-2

Применяются в системах контроля доступа, для идентификации животных, а также достаточно широко используются, например, в автомобильных иммобилайзерах

Высокие частоты (HF)

13.56 МГц

ISO 14443
ISO 15693
ISO 10373
ISO 18000-3

Применяются в системах контроля доступа, платежных системах, а также для идентификации товаров в складских системах и книг в библиотечных системах

Сверхвысокие частоты (UHF)

860-960 МГц

2.4-5 ГГц

U-CODE
ISO 18000-6

ISO 18000-4

Отличительной особенность является повышенная дальность и высокая скорость чтения. Областью применения являются системы логистики и учета движения товаров по цепочке поставок.

Отличительной особенность является высокая дальность и высокая скорость чтения

Какие бывают считыватели ?

Приборы для чтения и записи данных в метках(считыватели) можно разделить на:

  • Ручные – носимые на руках
  • Мобильные – установленные на транспортных средствах
  • Стационарные – установленные на неподвижных объектах

Ручные считывателиMC9090-G_RFID.jpg

Как правило, такие считыватели совмещены с терминалами сбора данных. Обладают меньшей дальностью действия (чтения и записи) поскольку ограничены мощностью источника питания. При наличии в терминале сбора данных беспроводной связи может быть постоянный обмен данными с учетной системой. Ручные считыватели способны также записывать данные в метку (например, информацию о произведенной операции).

Мобильные считыватели902_Mobile_RFID_Readers.jpg

Поскольку такие считыватели имеют более мощный источник питания, то дальность и скорость чтения у них больше чем у ручных. При этом они также могут быть оснащены беспроводной связью, обеспечивая работу в режиме реального времени.

Стационарные считывателиXR440.jpg

Этот вид считывателей обеспечивают максимально возможные показатели по дальности и быстродействию. Они подключаются к системе по сети Ethernet. Эти считыватели могут работать с антеннами различных типов.

Какие бывают антенны

Антенна является важнейшим элементом RFID – системы. Все выпускаемые антенны можно классифицировать (в зависимости от частоты):
  • По дальности действия (короткого, среднего и дальнего радиуса)
  • По исполнению (настольные, стационарные и портальные)
  • По направлению поляризации (левосторонняя, правосторонняя, двухсторонняя)
  • По скорости работы (обычные, быстродействующие)

Только правильно подобранные и настроенные антенны могут обеспечить бесперебойную работу считывателя с метками, достигая максимально возможных результатов.

Применение rfid технологии

Сфера применения RFID-технологии постоянно расширяется. Основными областями применения технологии радиочастотной идентификации сегодня являются:

  • Складское хозяйство
  • Логистика и управление цепочками поставок от производителя к потребителю в режиме реального времени
  • Идентификация движущихся объектов в реальном масштабе времени (учет автотранспорта, вагонов в движущихся железнодорожных составах)
  • Идентификация автотранспортных средств на стоянках, парковках, автовокзалах
  • Автоматизация идентификации на сборочных конвейерах в промышленном производстве
  • Системы контроля доступа в помещениях и сооружениях
  • Обеспечение пассажиров электронными билетами
  • Экспресс-доставка посылок
  • Обработка и доставка багажа на авиалиниях
  • Автомобильные охранные системы
  • Проверка транзакции платежных систем на достоверность
  • Предотвращение подделки различных категорий товаров
  • Маркировка (идентификация) имущества, документов, библиотечных материалов
  • Автоматизированные автомобильные заправочные станции
  • И др.
На складе с помощью RFID в реальном времени автоматически отслеживается перемещение товаров, существенно ускоряются основные процессы приемки и отгрузки, повышается производительность, надежность и прозрачность операций с одновременным снижением влияния человеческого фактора.
На производстве
с помощью RFID производится учет движения полуфабрикатов и готовой продукции в реальном времени, контролируются технологические операции и качество получаемого продукта. Продукция получает своеобразный «электронный паспорт», что позволяет работать над ее качеством на новом уровне.
В индустрии
потребительских товаров и розничной торговли RFID-системы отслеживают товар на всех этапах цепи поставки, от производителя до прилавка. Товар вовремя выставляется на полку, не залеживается на складе и отправляется в те магазины, где на него более высокий спрос.

В библиотеках
с помощью этой технологии автоматически контролируется все движение книжного фонда. Для этого каждая единица книгафонда должна быть промаркирована и читатели должны получить электронные читательские билеты. Читатель зарегистрировавшись на входе выбирает необходимые ему книги и производит запись их к себе на электронный читательский билет. Незаписанные на читательский абонемент книги невозможно вынести из зала, т.к. считыватели на выходе следят за этим.
Кроме уже существующих способов применения RFID, которые будут совершенствоваться и далее, есть множество областей, готовых принять технологию. Ежедневно появляются сообщения о новых способах применения технологии.

Потенциал применения RFID – огромен.