Что такое метки RFID и как они связаны с Internet Of Things

RFID-метка: что это такое и как она работает

RFID-метка — это, как правило, небольшая по площади (в пределах 5-10 кв. сантиметров, но очень часто — много меньше), тонкая (не более 2-3 мм) и плоская (часто — гибкая) пластинка, которая содержит в себе специальный RFID-чип. В данном чипе могут быть зашифрованы различные полезные сведения об объекте, на котором размещена метка. Эти сведения могут быть считаны специальным RFID-сканером с достаточно большого (несколько метров, иногда — десятки метров) расстояния.

Аббревиатура RFID означает радиочастотную идентификацию (от английского выражения Radio Frequency IDentification).

Существуют, безусловно, разновидности меток, никак не подходящие под описанные критерии. Встречаются метки очень габаритные, круглые, квадратные — и не всегда «плоские» и «гибкие». Указанное выше описание меток крайне условно, но может быть актуальным в сценарии, когда, к примеру, работник склада, глядя на тот или иной товар или груз и видя, что к нему прикреплено что-то «плоское» и «гибкое», понял, что это именно RFID-метка. А если что-то прикреплено в принципе — предположил бы, что это также с высокой вероятностью RFID-метка.

RFID-сканер работает на специальной радиочастоте — и потому RFID-метки часто называют «радиометками». Считывание может быть осуществлено:

  • по принципу «радара» — когда радиосигнал, отправленный сканером на метку, возвращается с нее, «дополненный» считанной информацией;
  • по принципу «рации» — когда метка и считыватель отправляют сигнал друг другу (в этом случае используется особая разновидность метки — оснащенная автономным радиоизлучателем).

Метка, с которой данные считываются первым способом, называется «пассивной», а та, для которой предпочтителен второй вариант сканирования — «активной».

Рассматриваемое изделие можно в принципе отнести к числу самых дифференцированных электронных компонентов на рынке — с точки зрения сферы их применения и форм-фактора.

RFID – это «радар» относительно (или выраженно) «дальнего» обнаружения. А тот же NFC – стандарт исключительно ближнего радиуса действия. При этом, следует отметить, что некоторые протоколы, применяемые в рамках NFC, по существу аналогичны тем, что используются при обеспечении передачи данных в рамках RFID-инфраструктуры. Поэтому, общего между RFID и NFC, действительно, много, но это разные стандарты беспроводной передачи данных.

RFID метка в форме монеты или диска

Bluetooth – строго двусторонний формат обмена данными (когда радисигнал передают друг другу два равнозначных по функционалу устройства), а RFID характеризует выраженная разность «статуса» двух связываемых по радиканалу устройств — метки и сканера.

Непосредственно запись данных на RFID-метки осуществляется способом, оптимальным для конкретного форм-фактора метки. Как правило, большинство моделей считывателей приспособлены к записи данных на метки непосредственно через радиоканал. Если метка представляет собой пассивный идентификатор типа «наклейка», «бирка», «карточка» — запись данных на нее может быть осуществлена с помощью специального принтера.

Есть форм-факторы меток, объективно «не помещающиеся» в принтер. К таким решениям относятся практически все активные метки, а также пассивные, не соответствующие признакам «наклейки» и схожим с ним. Так, есть пассивные метки в виде болтов, винтов, дисков — прикрепляемых к идентифицируемым объектам. В таких случаях запись данных на метку осуществляется с помощью сканеров (иногда — специальных программаторов, адаптированных к определенным форм-факторам меток — например, тех, что представлены электронными ключами в виде карт).

Если говорить о конкретных типах данных, которые фиксируются на RFID-метке, то к числу ключевых можно отнести:

  • идентификационный номер метки;
  • блок данных, содержащий непосредственно информацию об объекте, к которому она прикреплена.

Радиометка — это достаточно сложный электронный компонент. В общем случае ее конструкция представлена:

  • чипом (на котором хранится записанная информация, а в некоторых случаях — и обрабатывается, если в чипе предусмотрены соответствующие вычислительные функции);
  • антенной (отвечающей за прием и передачу радиосигнала);
  • корпусом, в котором размещаются указанные электронные компоненты.

Указанные компоненты входят во все RFID-метки — активные и пассивные. Некоторые модели радиометок также включают дополнительные модули памяти и элемент питания — обеспечивающий работу таких модулей. Но, как правило, эти два электронных компонента размещаются в RFID-метках активного типа — тех, которые способны сами передавать радиосигнал (далее в статье мы ознакомимся с их спецификой подробнее — как и изучим особенности прочих категорий радиометок — пассивных и полупассивных).

Выше мы отметили, что радиометка конструктивно чаще всего представляет собой очень тонкое и плоское изделие, рассчитанное на малозаметное размещение на объекте (не приводящее к значительному увеличению его веса и габаритов), но это не всегда так. На современном рынке можно купить метку, приспособленную к размещению  на абсолютно любом объекте — с учетом ее форм-фактора или без.

Далее в статье мы рассмотрим специфику популярных форм-факторов RFID-меток подробнее, а сейчас — обозначим, подытоживая сказанное выше, что RFID-инфраструктура — это комплекс обмена информацией, который состоит из:

  • самих меток;
  • средств для записи (программаторов для активных меток, принтеров для печати пассивных меток) данных;
  • сканеров для считывания информации с меток.

Что такое метки RFID и как они связаны с Internet Of Things

Также многие эксперты считают, что неотъемлемой технологической частью такой инфраструктуры следует считать программное обеспечение, используемое:

  • для организации работы сканера;
  • для обработки данных и их последующего учета (в соответствии с требованиями законодательства и локальными нормативами, которые действуют на конкретном предприятии).

Применение RFID-меток считается все еще инновационной технологией, но оно имеет довольно долгую историю. Ознакомимся с основными событиями, характеризующими развитие данной технологии (и с тем, в каких сферах она находит применение сегодня).

Аббревиатура RFID расшифровывается, как радиочастотная идентификация. Система-идентификатор состоит из считывающего устройства (считыватель или ридер) и метки радиочастотной идентификации.

Принцип работы устройства:

  • на микрочип метки записывается информация;
  • антенна метки принимает сигнал от антенны сканера;
  • используя энергию своего внутреннего источника либо же энергию поля сканера, метка отсылает радиосигнал обратно;
  • сканер считывает послание метки и интерпретирует его.

В памяти меток содержится идентификационный код, а также чип, на который записываются данные и антенны для их передачи и получения новых. Когда метка попадает в зону регистрации, эта информация принимается считывателем.

Процесс начинается, если расстояние в среднем не более 0,05 – 8 метров. Существуют и RFID чипы дальней идентификации, которые ловят сигнал на расстоянии от 5 до 300 метров. В основном они используются в промышленных целях.

Дешевые считыватели и мусорный сигнал

  • RFID-Считыватель;
  • RFID-Метка;
  • Программное обеспечение.

Считыватель занимается генерированием и распространением электромагнитных волн в окружающее пространство. Данный сигнал принимается RFID-меткой, которая создает обратный сигнал, улавливающийся антенной считывающего устройства, затем полученная информация расшифровывается и обрабатывается электронным блоком.

Электронные метки бывают активными и пассивными. Активные идентификаторы снабжены собственным источником питания, дальность считывания таких устройств не зависит от энергии ридера. Пассивные метки не имеют своего источника питания, потому питаются от энергии электромагнитного сигнала, который распространяет считыватель. Дальность идентификации данных меток напрямую зависит от энергии, которую излучает ридер.

Что такое метки RFID и как они связаны с Internet Of Things

Каждый из этих видов устройств характеризуется своими преимуществами и недостатками. Пассивные метки хороши своим большим сроком эксплуатации, а также дешевизной в сравнении со своим активным аналогом. К тому же, пассивные идентифицирующие устройства не нуждаются в замене элементов питания. Недостатком устройства является необходимость в использовании более мощных считывателей.

Активные идентифицирующие устройства характеризуются высокой дальностью считывания информации в отличие от пассивных меток, а также возможностью распознавать и считывать данные при движении электронной метки на высокой скорости относительно считывающего устройства. Недостатком активных меток является высокая цена и громоздкость.

Типы RFID-идентификаторов в зависимости от рабочей частоты:

  • (ВЧ) Высокочастотные RFID-метки, работающие на частоте 13,56 МГц;
  • (УВЧ) Ультравысокочастотные RFID-метки, работающие в диапазоне частот 860-960 МГц. Данный диапазон используется в России, в Европе RFID-метки работают в диапазоне 863-868 МГц.

Способы записи информации на идентификатор (метку):

  • ReadOnly-устройства — идентификаторы, на которые можно записать информацию лишь единожды, дальнейшее изменение или удаление информации невозможно;
  • WORM-устройства — RFID-метки, которые позволяют однократно записывать и многократно считывать данные. Изначально в памяти устройства не хранится никакой информации, все необходимые данные вносит пользователь, но после записи перезаписать или удалить информацию невозможно;
  • R/W-устройства – идентификаторы, которые позволяют многократно считывать и записывать информацию. Это наиболее прогрессивная группа устройств, так как подобные метки позволяют перезаписывать и удалять ненужную информацию.

Технология RFID широко используется в производстве, розничной торговле, системах управления и контроля доступом, системах защиты от подделки документов и других областях. Она позволяет экономить время и сводит к минимуму использование ручного труда.

В логистике радиометка может быть применена в целях:

  1. Контроля перемещения транспортных средств и людей на различных участках управления потоками.

Данная опция позволяет упорядочить производственный процесс, исключить или свести к минимуму неэффективные действия работников, отвечающих за решение тех или иных задач на производстве. При необходимости она дополняется контролем доступа — который также может быть осуществлен с применением радиометок на ТС (либо переносимых работниками).

  1. Оперативной идентификации транспортных средств.

Что такое метки RFID и как они связаны с Internet Of Things

Она может быть осуществлена, к примеру, для определения типа груза, за которым явился работник, находящийся за рулем «отсканированного» автомобиля. Этот груз — предназначенный для перевозки на данном целевом ТС, быстро готовится к отправке, как только транспондер, размещенный на автомобиле, сработает при его появлении в той или иной контролируемой зоне.

  1. Оперативной или плановой идентификации грузов.

Производиться такая идентификация может в целях учета грузов (на операциях приемки или отгрузки), контроля их перемещения на различных участках управления потоками, при инвентаризациях и прочих сверках.

Обычный для современной логистической компании сценарий применения RFID-меток может состоять из следующих основных этапов:

  1. Первичной идентификации транспортных средств, прибывших в контролируемую зону.

Это могут быть принадлежащие логистической фирме (или ее подрядчикам) автомобили, которые привезли тот или иной груз на терминал. Первичная идентификация осуществляется посредством размещения RFID-метки на лобовом стекле машины (или в ином ее месте, на котором размещенная метка легко считывается). Ответственные работники, получив сигнал, что приехала машина (с таким-то грузом) готовятся встретить ее должным образом в оперативные сроки.

  1. Мониторинга производственных операций, которые осуществляются с задействованием прошедшего идентификацию (установку RFID-метки) транспортного средства.

Так, может отслеживаться перемещение машины в зоны разгрузки, погрузки (если предполагается последующая перевозка груза из текущего терминала в другой или на иной адресат). Непосредственное отслеживание может быть осуществлено с помощью разных типов считывателей — стационарного (размещаемого на различных участках производственных помещений), или мобильного (размещенного на спецтехнике — кране, перегружателе).

  1. Проверки комплектности производственных операций, которые требовалось осуществить водителю ТС, что прошло идентификацию с помощью радиометок.

Если выяснится, что автомобиль произвел все необходимые производственные операции (что надо — выгрузил, загрузил, отметился, где требуется), то санкционируется его дальнейшее использование (выезд с контролируемой зоны). Если какие-то операции не произведены, то инициируется их повторное произведение (либо пропуск — если их невыполнение не критично). То, какие операции пропущены, легко «вычислить», проанализировав перемещение ТС на контролируемой зоне по записям с RFID-меток.

Очевидно, что применение радиометок в логистике — в рамках рассмотренной нами схемы или при задействовании альтернативных подходов, предполагает значительное ускорение процесса управления грузовыми потоками — в сравнении со схемой без RFID-меток (то есть, с ручной идентификацией ТС). На многих производствах такое ускорение может достигать 100% (относительно процедур, выполняемых без автоматизированной идентификации с помощью радиометок) и даже больше.

Ближайший аналог радиометок — это штрих-код (и его аналоги — например, QR-код). Он также может быть применен в целях идентификации того или иного объекта на выбранном участке производственного цикла. При этом, «радиометки» и штрих-коды крайне сильно различаются (не считая, очевидно, технологических различий между ними):

  1. По приспособленности к применению в качестве носителя данных, который может быть прочитан при наличии физических препятствий между ним и сканирующим устройством.

Штрих-код должен быть обязательно в зоне видимости сканера. Радиометка может быть прочитана, даже если между ней и радиосканером есть какое-то препятствие, создающее помехи прямой видимости (понятное дело, небольшое — но все же оно может быть).

  1. По объему кодируемых данных.

Современные радиометки способны размещать у себя в памяти данные объемом до нескольких мегабайт. Обычные штрих-коды — разве что, десятки байт. Более технологичные QR-коды — как правило, не более 4 килобайт (что также не сопоставимо с емкостью RFID-меток).

  1. По приспособленности ко многократному записыванию данных.

RFID-метка — это, по сути, «флешка», которая может выступать носителем многократно перезаписываемых данных. Штрих-коды и QR-коды — одноразовые.

  1. По максимальному расстоянию до сканера.

Отдельные экземпляры радиметок могут считываться с расстояния в несколько десятков метров. Штрих-коды и QR-коды — как правило, считываются максимум с нескольких метров (чаще — десятков сантиметров).

  1. По приспособленности к обеспечению одновременной идентификации нескольких объектов.

Многие современные радиосчитыватели имеют уникальную функцию — по одновременному прочтению данных с радиометок в количестве, составляющем несколько сотен единиц. С учетом отсутствия необходимости обеспечения прямой видимости между сканером и метками это дает возможность человеку, осущестляющему сканирование, «обработать» буквально за несколько секунд целый склад с вещами.

В случае с использованием штрих-кодов каждое изделие ему придется «обслуживать» по отдельности. Это займет в разы больше времени.

  1. По степени защищенности от подделок.

Многие (отметим, что все же далеко не все) современные RFID-метки приспособлены к шифрованию данных. То есть, прочитаны они могут быть только со сканера, который настроен определенным образом. «Левый» сканер их не прочтет. Кроме того, будет затруднено их копирование в случае получения доступа к объектам. В свою очередь, любой штрих-код или QR-код можно очень легко скопировать.

Таким образом, технологические преимущества инновационных радиометок над традиционными штрих-кодами очевидны. Но, вместе с тем, RFID-метки пока что значительно уступают классическим решениям по стоимости: об этом мы сказали выше, рассматривая практические схемы внедрения меток в ритейле. Штрих-коды почти бесплатны, радиометки же могут стоить едва ли не дороже идентифицируемого объекта.

Рассмотрим теперь подробнее специфику основных технологических разновидностей самих меток, принтеров и сканеров для них.

Что такое метки RFID и как они связаны с Internet Of Things

Есть разные основания для классификации RFID-меток. Так, распространено их деление на категории:

  1. По максимальной дальности расположения от сканера:
  • метки ближней идентификации (рассчитанные на сканирование с расстояния не более нескольких десятков сантиметров);
  • метки средней по дальности идентификации (сканируются с расстояния 20 — 500 см);
  • метки для удаленной идентификации (сканируются с расстояния 5 — 300 м).
  1. По степени приспособленности к формированию исходящих радиопотоков (мы уже отчасти знакомы с этой классификацией):
  • пассивные (не приспособлены к систематическому формированию таких потоков);
  • активные (приспособлены к систематическому формированию таких потоков);
  • активно-пассивные (приспособлены к формированию таких потоков при наличии ряда ограничений).

Основой данной технологии являются методы, получившие широкое распространение в радарных и радиосистемах. Собственно, сокращение RFID образовано от названия Radio Frequency IDentification, в переводе на русский — радиочастотная идентификация.
Система радиочастотной идентификации состоит из двух основных компонентов:
Закрепляется на объекте, который должен пройти процедуру идентификации.
Конструкция меток определяет спектр ее использования, а чип который находится внутри метки — возможный функционал.

  • выполнение команд от программного обеспечения или контроллера, и их оповещение о событиях;
  • определение меток, находящихся в пределах радиуса действия считывателя (функции взаимодействия с множественными метками, такие как индивидуализация и предотвращение пересечения сигналов);
  • по­лучение идентификационных номеров меток, определение данных, до­ступных на метке;
  • чтение данных с метки и запись на метку;
  • выполнение специальных команд, например, «уничтожение» (пер­манентная деактивация метки), в целях сохранения конфиденциальности;
  • запись и чтение дополнительных элементов метки (например, акти­вация и считывание показаний датчиков, привязанных к метке, или активация светодиода для визуального информирования об активации);
  • выполнение
    криптографических функций (если таковые поддержи­ваются системой);

Считывающие устройства в исполнениях с поддержкой только , реже но существуют считыватели поддерживающие , и есть даже
Технология производства полупроводников хорошо развита, и хотя некоторый прогресс еще возможен, ожидать крупных проры­вов в виде значительного снижения стоимости или снижения энер­гопотребления не стоит. В настоящее время бюджетные кремние­вые RFID-метки стоят порядка пяти рублей за единицу при заказе крупнооптовой партии.
В последнее время системы радиочастотной идентификации быстро раз­виваются, одним из свидетельств этого является расширение использования бесконтактных смарт карт в качестве электронных билетов для общественного пассажирского транспорта. Хотя 5 лет назад подобное было трудно себе даже представить, сегодня по всему миру уже используются миллиарды таких бес­контактных билетов. Также быстро расширялось и применение бесконтактных систем идентификации.

Читайте ещё про NFC:  Как платить Samsung Pay с помощью телефона вместо карты в магазине и интернете

История развития RFID-технологии

Первые прототипы RFID-меток были разработаны еще в 40-е годы прошлого века. Так, известный советский изобретатель Лев Термен — создатель музыкального инструмента терменвокс, в тот период времени разработал уникальное подслушивающее устройство «Буран». В его составе присутствовали два электронных компонента — датчик, который работал автономно, и устройство для считывания сигнала с него. По функциональному назначению их можно считать принципиально схожими с RFID-меткой и соответствующим сканером.

Вместе с тем, активное развитие технологий считывания данных с устройств, соответствующих по ключевым критериям признакам RFID-метки, стало трендом только в 70-е и 80-е годы 20-го века. В конце 80-х о радиометках стали всерьез говорить, как о потенциальной замене традиционным штрих-кодам. В начале 90-х многие ведущие мировые корпорации стали прилагать заметные усилия к коммерциализации технологии.

В 1998-м радиметки были применены в качестве дополнительных идентификаторов в составе паспортов в Малайзии. В 2003-м в США крупнейшие бизнесы и ведомства стали говорить о необходимости маркировки товаров с помощью радиометок — и установить соответствующее требование для поставщиков. В 2006-м году Московский метрополитен внедряет билеты, идентифицируемые с помощью радиометок. В 2010-м крупнейшая торговая сеть Wal-Mart внедряет RFID-метки в качестве идентификаторов одежды.

Сейчас радиометки задействуют крупнейшие российские и мировые промышленные, торговые, сервисные корпорации — как инструментарий:

  • идентификации товаров, материалов, готовой продукции;
  • идентификации гражданских лиц, персонала;
  • обеспечения платежей на транспорте;
  • идентификации документов, удостоверяющих личность;
  • инструментария для контроля доступа.

Система RFID

Так или иначе, в современной экономике RFID-метки чаще всего находят применение (и имеют наибольший потенциал в плане роста востребованности):

  1. В сфере грузоперевозок.

«Радиометки» здесь используются в качестве идентификаторов средств транспорта, с помощью которых осуществляются перевозки, тех же контейнеров, отдельных емкостей, партий грузов. Метка может использоваться при приемке или отправке груза, перемещении — как инструмент контроля над соответствующими операциями.

  1. В розничной торговле.

В рознице RFID-метки чаще всего применяются в процессе проведения складских операций, реже — непосредственно в торговом зале. Отметим, что все более распространенным становится использование «радиометок» как инструмента обеспечения безопасности продаж: метка размещается на одежде, и при попытке ее «вынести» из магазина срабатывает сигнал на датчике.

  1. В библиотечном деле.

Здесь RFID-метки могут задействоваться для ускорения идентификации посетителей библиотек, а также в качестве элементов ускорения обработки различных книжных каталогов и даже отдельных книг.

  1. В промышленности.

«Радиометки» могут размещаться на ключевых деталях и агрегатах производимой на предприятии продукции, а также на готовых товарах — опять же, в целях их учета перемещения внутри предприятия и вне его.

Что такое метки RFID и как они связаны с Internet Of Things

Считав данные с метки, оператор фиксирует их в специальном терминале (либо передает на дальнейшую обработку в компьютер). Сам факт получения этих данных может сигнализировать о том, что в отношении объекта с RFID-меткой была проведена та или иная операция (например, приемка или отпуск — если это товар или груз).

  1. В сфере безопасности и контроля доступа на различные объекты — в том числе военные.

Здесь метка может размещаться, как вариант, на самом человеке (например, нашиваться на одежду), переноситься им на специальных карточках и иных инструментах идентификации. По метке может разрешаться вход или выход человека куда-либо, отслеживаться его перемещение на заданной территории.

Видео — применение RFID-меток на проходной:

  1. В логистике.

К числу сегментов, наиболее динамично осваивающих внедрение радиометок, многие эксперты относят логистику. В данной сфере метки могут находить применения на самых разных участках бизнес-процесса — при отправке, получении груза, его перемещении внутри склада, в процессе контроля его движения от пункта отправки на пункт получения и в иных областях.

  1. В животноводстве.

Специальные идентификаторы могут размещаться на животных, входящих в поголовье скота и птицы — что облегчает контроль поголовья при выпасе, перегоне или перевозке. Также RFID-метки могут размещаться на спецтехнике, на которой осуществляется перевозка животных.

Ожидается, что использование радиометок будет составной частью инструментария игроков рынка, участвующих в предстоящем глобальном проекте по внедрению маркировки российских товаров. К 2024 году ожидается включение в его юрисдикцию большинства товарных позиций в рознице, и по многим из них использование именно RFID-меток может рассматриваться в качестве оптимальной схемы маркировки товаров.

Наряду с логистикой, другой «лидирующей» отраслью в части применения радиометок совершенно правомерно назвать торговлю — оптовую и розничную.

Рассмотрим подробнее, каким образом радиометки могут использоваться на практике в двух указанных крупнейших сегментов их применения — логистике и торговле.

RFID метка в форме колбы

Предшественники современных RFID-меток появились в середине XX века в рамках разработки технологий передачи и распознавания сигналов в военной сфере [1]:

  • 1937 год – исследовательская лаборатория ВМС США изобретает систему распознавания «свой-чужой», которая использовалась союзниками во время Второй мировой войны, чтобы определить принадлежность летающего объекта к своим войскам или флоту противника;
  • 1945 год – советский ученый Лев Сергеевич Термен изобрёл пассивный передатчик – устройство для наложения аудиоинформации на случайные радиоволны. Колебание диффузора, вызванное звуком, незначительно изменяло форму резонатора и модулировало отражённую радиочастотную волну.
  • 1948 год — работы Гарри Стокмана «Коммуникации посредством отражённого сигнала»;
  • 1973 год — первая демонстрация современных RFID-чипов (частота частоте 915 МГц и 12-битные метки) в Исследовательской лаборатории Лос-Аламоса, США;
  • 1983 год – в США выдан первый патент с названием RFID.

Где используются RFID-метки: сферы применения IoT

  • приложения контроля доступа;
  • приложения контроля и учета рабочего времени;
  • идентификация транспортных средств;
  • автоматизация производства;
  • автоматизация складской обработки.
  • Большое расстояние считывания
  • Независимость от ориентации метки и ридера
  • Скорость и точность идентификации
  • Возможность работы через материалы, пропускающие радиоволны, нет необходимости в прямой видимости
  • Возможность считывания метки с двигающегося объекта
  • Возможность хранения дополнительной информации на метке и ее перезаписи
  • Сложность подделки RFID-меток
  • Одновременное чтение нескольких меток (при наличии антиколлизионной фунции)
  • Устойчивость к воздействиям окружающей среды, длительный срок эксплуатации

Современные RFID системы находят применение в сферах о которых еще несколько лет назад было сложно и помыслить.

Сравнение систем идентификацииRFID не единственная система идентификации. Технология
штрихового кодирования появилась около 30 лет назад и была первой, и самой массовой системой автоматической идентификации. Третья технология — это оптическое распознавание текста
OCR, эта технология получила наибольшее распространение в системах распознавания автомобильных номеров.

Попытаемся сравнить недостатки и преимущества всех трёх систем идентификации. Ведь именно потребность в идентификации определяет возможности для применения RFID технологии в реальной жизни.

Теперь когда преимущество RFID неоспоримо, давайте пройдёмся по тем сферам RFID уже активно вытесняет традиционные системы идентификации и немного по тем сферам где будет вытеснять в ближайшее время.

Защита товара от подделокПри производстве или упаковке товара маркируйте его специ­альными радиометками, чтобы покупатели могли отличить ори­гинал от подделок.

Уникальную встроенную саморазрушающуюся метку подделать невозможно, поэтому сам факт ее наличия гарантирует подлинность товара с вероятностью 100%. К уникальному номеру метки в базе данных может быть привязана любая информация, например информация о том когда и где произведен данный товар. Даже если идентификатор удастся подделать в базе данных он присутствовать не будет. Что будет означать что это подделка.

Никакие другие технологии защиты оригинальных товаров из тех, что используются сегодня, не работают так эффективно.

RFID метка в пластиковом корпусе

Для покупателей есть возможность проверять подлинность товара, с помощью смартфона. И получать полную информацию о товаре.

В видео рассказано о глобальной системе отслеживания оригинальной меховой продукции.

Общественный транспортОдной из наиболее привлекательных возможностей для использования RFID систем, особенно для бесконтактных карт, является их применение в общественном пассажирском транспорте.

Транспортные организации по всему миру часто работают с большими убытками, иногда дефицит может составлять до 40% от оборота компании, и этот дефицит как правило покрывается за счет государственных средств. Поэтому в данном случаем мы имеем как минимум двух интересантов для решения проблемы высокой себестоимости. Во Франции государство так сильно хочет изменить ситуациию с убыточностью железнодорожных компаний, что готова смирится с

Поэтому, транспортным компаниям необходимо разработать долгосрочные меры по сокращению дефицита путем сокращения расходов и повышения рентабельности.

Одним из наиболее серьезных средств в борьбе с издержками может стать широкое использование бесконтактных RFID карт в качестве электронных средств оплаты проезда. Именно улучшение организации оплаты проезда предоставляет наибольшие перспективы для повышения эффективности работы транспортных компаний.

Розничная торговляТехнология идентификации продаваемых товаров с помощью штрих-кода активно применяется в торговле уже несколько десятков лет.

Технология RFID которая приходит ей на смену обладает рядом преимуществ, самый главное из которых — бесконтактная, и высокоскоростная идентификация.

• Отгрузку товаров со склада• Приемку товаров в магазине • Инвентаризация товара в магазине

ПроизводствоПрименение RFID в розничной торговле, имеет массу плюсов, но прежде чем продать что нибудь, нужно это произвести. Процесс производство в большинстве случаев не менее сложен чем процесс продажи.

Основные возможности применения RFID для оптимизации производства это — снижение издержек и улучшения безопасности.

RFID метка для установки на металлические поверхности

Ведущие производственные компании уже используют RFID для отслеживания складских запасов полуфабрикатов, готовой продукции, инструмента и многого другого, местоположения транспортных средств и рабочих.

Сфера услуг

Сфера услуг многогранна, но ее многогранней возможности автоматизации которые появляются с приходом RFID технологии. Уже реализованы проекты по по автоматизации химчисток, прачечных, предприятий предлагающих услуги аренды.

Внедрение RFID позволяет добится — автоматизации процессов приёмки, сортировки и отгрузки объектов имущества, отслеживания их местонахождения, оптимизации загрузки производственных мощностей и снижения влияния «человеческого фактора».

СкладRFID на складе позволяет снизить потери паллет и других транспортных товаров многоразового использования, а также автоматизировать управление ими.

Позволяет отслеживает местоположение как тары таки самих товаров.

Медицинские учрежденияБольницы используют основанную на радиочастотной идентификации систему получения информации о пациенте (данные пациента, диагноз, аллергии и т.д.) в реальном времени. Для этого используется одеваемый на руку пациента одноразовый неснимаемый браслет.

RFID браслет

Кроме этого клиники применяют такие решения, чтобы управлять размещением пациентов, отслеживать использование медицинского оборудования и автоматизировать другие рабочие процессы.

Библиотеки

Системы RFID в библиотеках используется для ускорения выдачи и приема книг, а также для совершенствования системы безопасности. Автоматизация процессов выдачи, возврата и выбытия книг из библиотечного фонда позволяет существенно сократить, время обслуживания читателей.
RFID система выполняет не менее важную охранную функцию: при выходе посетитель проходит рядом со считывателем, который получает данные с каждой метки, а программное обеспечение проверяет, все ли книги были зарегистрированы к выдаче. Если нет, на пункте охраны раздается звуковой сигнал и мигает красная лампочка, а программа показывает, какая именно книга или материал вызвали срабатывание системы.

Следует отметить, что окончательный проект включает в себя все исправления ошибок и некоторые дополнения, которые были сделаны на стадии создания прототипа. Ниже будет подробная информация о внесенных изменениях. Чтобы уберечь читателя от возгласа «многабукв, ниасилил!», сразу приведу окончательный вариант.

Вся схема в PDF.Схема в формате gschem.

Технология RFID используется там, где требуется автоматизированный контроль перемещения объектов, интеллектуальный учет большого количества продукции, безошибочность, скорость и надежность эксплуатации в жестких условиях окружающей среды [2]:

  • автоматизация технологических процессов на производстве;
  • мониторинг перемещения товаров в складской логистике ускоряет процессы приема и отгрузки, повышает надежность и прозрачность операций;
  • защита от воровства и хищений продукции;
  • в индустрии потребительских товаров и розничных продаж радиочастотные системы отслеживают путь товара от производителя до прилавка, чтобы вовремя выставить его на полку в том магазине, где на него высокий спрос;
  • в библиотеках RFID помогает быстро найти и выдать читателю нужные книги, предотвратить хищения, сократить очереди и упростить инвентаризацию;
  • в производстве одежды, в частности, для маркировки шуб и других меховых изделий – каждый товар идентифицируется контрольным знаком со встроенной RFID-меткой.
Интеграция RFID-считывателя и смартфона

Преимущества радиочастотной технологии [1]:

  • возможность перезаписи информации;
  • независимость от ориентации транспондера относительно считывателя;
  • отсутствие требований к прямой видимости;
  • возможности считывания на большом расстоянии (до 300 метров);
  • больший объём хранения данных;
  • считыватели могут одновременно считывать более тысячи меток в секунду, избегая коллизий;
  • устойчивость к влаге и загрязнениям;
  • длительный срок эксплуатации;
  • многоцелевое использование;
  • высокая степень безопасности за счет уникального идентификатора и алгоритмов шифрования данных.

Недостатки радиочастотной технологии [1]:

  • чувствительность к механическим повреждениям;
  • высокая стоимость;
  • сложность самостоятельного изготовления;
  • возникновение помех при электромагнитном воздействии;
  • небольшой объем технических решений;
  • недостаточная открытость выработанных стандартов.
Типичная радиочастотная метка — транспондер

Источники

Применение радиметок в торговле можно разделить на 2 основные области:

  1. Товарно-складской учет.

Предполагается оснащение товарной тары либо отдельных позиций метками, которые позволяют отследить перемещение объекта со склада на прилавок, а также его передачу покупателю. В теории метки — при условии достаточной экономической рентабельности их применения, могут заменить штрих-коды в базовых учетных операциях.

Внедренная на ключевых участках учетного процесса RFID-инфраструктура на торговом предприятии может привести к значительному повышению эффективности работы сотрудников:

  • на складе (в части контроля над приемкой, перемещением товаров со склада на витрины и иные подразделения торгового предприятия);
  • на различных участках, для которых характерна регулярная инвентаризация товаров (это может быть как склад, так и витрина или торговый зал либо иное подразделение торгового предприятия);
  • на кассе (при отпуске тех типов товаров, которые учитываются с применением RFID-меток — например, прикрепленных на товар в соответствии с законодательством о маркировке).

Что такое RFID метка?

Пассивные радиометки многие эксперты относят к самым востребованным. Такие идентификаторы используются в торговле (например, как стикеры, приклеиваемые к продаваемым товарам), в транспортной индустрии (можно отметить, что именно пассивные радиометки встраиваются в билеты московского метрополитена), в индустрии безопасности (пассивные метки встраиваются в карточки доступа на те или иные режимные объекты на предприятиях, в государственных учреждениях).

Пассивные метки могут работать в разных диапазонах — ВЧ (совместимые с ним метки — наименее «дальнобойные» и подлежат считыванию с расстояния не более 2 м), УВЧ, СВЧ (имеют больший радиус сканирования — до 10 метров). Маленькие по площади метки, как правило, рассчитаны на считывание с меньших расстояний, чем более крупные идентификаторы.

Типичный форм-фактор пассивной радиометки — стикер, изначально размещенный на бумажной либо пластиковой ленте, которая обычно поставляется рулонами. Таким образом, пассивные устройства, как правило, закупаются оптом, а затем — программируются и приводятся «в товарный вид» на RFID-принтерах, размещенных на предприятии.

Бесконтактные RFID карты

Активные радиометки, благодаря наличию встроенного элемента питания, относятся как раз к тем устройствам, которые приспособлены к сканированию на наибольших расстояниях — до нескольких сотен метров. Активные метки заметно больше пассивных, у них больше памяти и, как правило, есть дополнительные электронные компоненты.

При этом, источник питания в активной метке — это не перезаряжаемый аккумулятор, а фактически батарейка, которая может разрядиться, после чего метка перестанет выполнять свою основную функцию. Поэтому, при планировании внедрения в RFID-инфраструктуру активных меток, предприятие должно учитывать, что время их работы ограничено емкостью встроенной батареи.

При этом, многие модели пассивных меток имеют заменяемую батарею — это, безусловно, плюс. Также следует отметить, что в источник питания на радиометке способен работать, как правило, не менее 3-5 лет — во многих случаях этого более чем достаточно для решения большинства производственных задач. Некоторые модели идентификаторов имеют батарею, рассчитанную на работу в течение 10 лет.

Не считая, собственно, того факта, что активная метка приспособлена к систематической передаче радиосигнала на передатчик, она имеет следующие преимущества перед пассивным RFID-устройством:

  • возможность передачи сигнала большой мощности — который может пройти, к примеру, сквозь толщу воды или большое металлическое препятствие;
  • интеграцию с различными сенсорами (температуры, влажности, освещенности и иных), которые могут оказаться полезными в производственном процессе.

Информацию, записанную на сенсоры, радиметка, разумеется, также может передавать на сканер для последующей обработки.

Активно-пассивные метки — устройства, которые по своему внешнему виду и характеристикам больше похожи, скорее, на пассивные метки, но при этом они оснащены встроенным элементом питания. Благодаря этому, значительно увеличивается дальность их возможного считывания. Кроме того, наличие автономного питания позволяет оснащать радиометку дополнительным модулем памяти — для записи большего объема данных, а также, как и в случае с активными метками, различными полезными сенсорами.

  1. По типу памяти.

Рассматриваемый критерий предполагает деление RFID-устройств:

  • на те, которые обладают памятью для однократной записи данных на заводе;
  • на те, которые обладают памятью для однократной записи данных самим предприятием;
  • на те, которые оснащены памятью, которая в преобладающей степени или полностью приспособлена к многократной записи данных (заводом или предприятием).
  1. По частоте использования.

Так, выделяют метки, функционирующие:

  • на низкой частоте (на практике — в диапазоне 125-134 кГц);
  • на высокой частоте (13,56 МГц);
  • на ультравысокой частоте (860–960 МГц, в России разрешено их использование в диапазоне 863–868 МГц);
  • на сверхвысокой частоте (3-30 ГГц).
Читайте ещё про NFC:  Samsung pay touch bank

Низкочастотные метки, как правило, имеют наименьшую величину (благодаря которой могут выпускаться в форм-факторах таких размеров, при которых радиометка неощутима при имплантации в организм человека или животного), но при этом рассчитаны они на считывание с самых близких расстояний.

Высокочастотные метки можно отнести к числу самых универсальных, поскольку они:

  • имеют относительно небольшую себестоимость;
  • не имеют практически значимых юридических ограничений в использовании;
  • хорошо регулируются на уровне международных и национальных стандартов (в том числе тех, в соответствии с которыми может быть осуществлена криптографическая защита данных, записанных на метку).

При этом, высокочастотные метки также не относятся к числу тех, что имеют большой радиус считывания, и это накладывает заметные ограничения на их применение. Кроме того, высокочастотные волны чувствительны к влажности воздуха, наличию металлических препятствий на пути волны к считывателю.

В свою очередь, СВЧ и УВЧ-метки, как мы уже знаем, имеют наибольшую дальность считывания и наименьшую чувствительность к средам.

  1. По форм-фактору.

5.1. Этикетки.

Метка в виде этикетки

По существу, это самый простой технологический тип радиометок (но в то же время самый универсальный). Этикетка подлежит наклеиванию или прикреплению иным дешевым способом на идентифицируемый объект.

5.2. Защищенные.

Такие метки размещены в прочном (часто — герметичном) корпусе, который защищает их от воздействия агрессивных сред (характерных, к примеру, для промышленных условий использования меток).

5.3. Биологические метки.

Рассчитаны они на размещение на животных — в целях контроля их перемещения, учета (в сельском хозяйстве — которое, как мы уже знаем, может быть одной из лидирующих по темпам внедрения RFID-инфраструктуры отраслей), поведения, месторасположения (если, например, речь идет об изучении редких видов зоологами).

Считывающее устройство

5.4. Карты, браслеты, брелки — и прочие переносимые персональные идентификаторы.

Такие метки предназначены для идентификации человека (в качестве работника, клиента, пассажира).

5.5. Метки в виде крепежа.

Популярны радиометки, исполненные в виде элементов крепежа — например, болтов. Чип с зашифрованными данными — основная часть метки, в этом случае монтируется в головку болта или винта — который, в свою очередь, можно разместить на подходящем объекте незаметно (он будет неотличим от штатных болтов) — например, на транспортном контейнере.

Существует также классификация радиометок по техническому стандарту. Данный критерий предполагает выделение десятков разновидностей идентификаторов, однако, среди них можно выделить те, что соответствуют неоспоримо лидирующему (в ключевых сегментах применения RFID-инфраструктуры) стандарту — EPC Gen2. Он разработан организацией EPCglobal, которая позиционирует себя как разработчика, стремящегося создать единый стандарт RFID-систем.

Ознакомимся с особенности одного из ключевых стандартов RFID подробнее. На его примере мы можем рассмотреть основные возможности современных RFID-меток в распространенных разновидностях, узнаем, какие ресурсы могут быть «зашиты» в типичный идентификатор такого типа.

Если говорить о пассивных метках, то их имеет смысл классифицировать как раз по рабочей частоте (поскольку именно она во многом определяет область применения идентификатора). Так, на российском рынке присутствуют:

  1. Низкочастотные идентификаторы:
  • типа «диск» (имеющие круглую форму) — стоимостью 20-80 рублей (примеры — Em-Marine Zorio D19, D25);
  • типа «диск самоклеящийся», который можно купить примерно за 70 рублей (Em-Marine IL-07EE, Temic IL-07TE);
  • типа «диск с отверстием» — за 80 рублей (Em-Marine D 35 x 4 x 3,8), дороже выполненные из пластика и эпоксида — примерно 200 рублей (Em-Marine D52 8 x 8 x 5);
  • типа «диск термостойкий» — за 200 рублей (Em-Marine D15);
  • типа «болт» или «винт» — за 190 рублей (Em-Marine D6, D8);
  • типа «капсула» (Em-Marine D 4,5 x 15,5), «колба» (Em-Marine D 3 x 15) — за 170-200 рублей;
  • типа «метка для птиц» — за 160 рублей (Em-Marine EBlue Iron Logic).

Важный нюанс: Em-Marine – это не наименование фирмы-производителя, а самый популярный в России формат низкочастотных пассивных RFID-меток. Технически он может выпускаться несколькими разными производителями — но благодаря стандартизации конкретные модификации радиометок практически не будут отличаться по своим характеристикам и качеству работы.

  1. Высокочастотные идентификаторы:
  • типа «наклейка» за 90-100 рублей (I-Code 86 x 54);
  • типа «ярлык» за 170 рублей (I-Code 10 x 28);
  • эпоксидные для идентификации металлических изделий за 270 рублей (Mifare 1K 31 x 45 x 3,5).

В свою очередь, отметим, что I-Code – это бренд-производитель радиометок, а Mifare – торговая марка, принадлежащая фирме NXP Semiconductors (одному из крупнейших производителей чипов для RFID-меток), и, по существу, еще один популярный стандарт радиометок.

  1. Идентификаторы, работающие в диапазоне УВЧ:
  • типа «особо прочный» (с отверстиями под крепеж) — с ценой порядка 900-1000 рублей (Nedap UHF Heavy Duty Tag);
  • типа «износостойкая на металл» — стоимостью порядка 550 рублей (Confidex Ironside UHF);
  • типа «на лобовое стекло» — стоимость порядка 320 рублей (Nedap UHF Windshield Tag).

При этом, среди УВЧ-меток встречаются и недорогие решения типа «наклейка» — ценой около 25 рублей (ESMART M50x50 UHF). Встречаются также решения типа «на лобовое стекло» ценой около 90 рублей (Confidex Windshield Label UHF).

  • Пассивные – транспондеры с идентификационным номером без встроенного источника энергии, передают сигнал методом модуляции отражённого сигнала несущей частоты. Антенна считывателя излучает сигнал несущей частоты и принимает отражённый от метки модулированный сигнал. Дальность действия высокочастотных меток составляет от 1 сантиметра до 2 метров, а ультравысокочастотных (860—960 МГц) и сверхвысокочастотных (2,4-2,5 ГГц) – от 1 до 10 метров. Срок эксплуатации меток этого типа практически неограничен.
  • Активные – транспондеры увеличенных размеров с собственным источником питания, которые не зависят от энергии считывателя и читаются на дальнем расстоянии (до 300 метров). Они могут оснащаться дополнительной электроникой, например, сенсорами для мониторинга температуры, влажности и прочих внешних факторов. Такие метки способны хранить больший объём информации для отправки приёмопередатчиком, они являются самыми надежными и высокоточными. Активные метки способны генерировать выходной сигнал большего уровня, чем пассивные, и могут использоваться не только в воздухе, но и в более агрессивных средах: воде, телах людей и животных, металлах (корабельные контейнеры, автомобили). В противовес всем этим достоинствам, для активных меток свойственны существенные недостатки, которые ограничивают их повсеместное применение: они достаточно дорогие, а у их собственных батарей ограничено время работы (до 10 лет).
  • Полупассивные (полуактивные) – чипы небольших размеров с собственным источником энергопитания (батареей). Дальность их действия зависит только от чувствительности приёмника считывателя.

Считывающее устройство

Считывающее устройство, или ридер, определяет формат метки, и в зависимости от задач может не только считывать, но и записывать данные и даже стирать информацию с метки. Что такое метки RFID и как они связаны с Internet Of Things

Кроме того, важной характеристикой считывающих устройств является проводной интерфейс, который служит для передачи данных другим компонентам системы — персональному компьютеру или контроллеру.

Если из всего многообразия представленных у нас на сайте считывателей, вы все таки не смогли выбрать идеальный для вас вариант. Не забывайте, что существуют преобразователи интерфейсов, которые сильно расширяют возможности использования любого считывателя.

RFID-метки: классификация

  1. По типу памяти.
  1. По форм-фактору.

5.1. Этикетки.

5.2. Защищенные.

  1. Для автомобилей:
  • метки универсальные за 2400 рублей (Nedap Window Button);
  • типа «идентификация на парковке» — за 2400 рублей (HID ProxPass II);
  • типа «идентификация крупногабаритного ТС» за 2700 рублей (Parsec ActiveTag.I2);
  • совместимые с картами доступа водителя — за 10 600 рублей (Nedap Transition-Booster 2G).
  1. Для грузов:
  • метки повышенной прочности за 4300 рублей (Nedap HD Tag ISO);
  • метки повышенной дальности — для считывания с расстояния до 30 метров, за 3300 рублей (Smartec ST-PT058BT).

И это, безусловно, не исчерпывающий перечень возможных форм-факторов пассивных и активных RFID-меток. Более того, эта классификация очень условна и не учитывает, к примеру, наличия на рынке решений, совершенно аналогичных по форм-фактору и назначению (и даже выглядящих практически одинаково), но при этом поддерживающих разную частоту (как следствие, обеспечивающих разное расстояние считывания).

Таким образом, при выборе метки следует внимательно изучать документацию к ней, обращая особое внимание на поддерживаемую частоту и расстояние сканирования.

Следующий неотъемлемый компонент RFID-инфраструктуры — радиосканер. Рассмотрим, какими бывают такие устройства (условившись, что речь идет о решениях, совместимых со стандартом EPC Gen2), и сколько они могут стоить.

  • RO (Read Only), в которые информация записывается лишь единожды, сразу при изготовлении. Такие метки пригодны только для идентификации и их практически невозможно подделать;
  • WORM (Write Once Read Many) – помимо уникального идентификатора, такие транспондеры содержат блок однократно записываемой памяти, которую можно многократно читать;
  • RW (Read and Write) – транспондеры с идентификатором и блоком памяти для многократного чтения и записи данных.

Фото 3

По рабочей частоте RFID-метки делят на [1]:

  • низкочастотные LF (125-134 кГц, стандарт ISO/IEC 18000-2:2009) – пассивные системы этого диапазона дешевы и часто используются для подкожного чипирования животных и людей. Достаточно хорошо работают на небольшом расстоянии. Для транспондеров этого диапазона свойственны коллизии – ошибки одномоментной передачи информации в среде коллективного доступа.
  • высокочастотные HF (13,56 МГц, стандарт ISO/IEC 18000-3:2010) – дешевы, без экологических и лицензионных проблем, поддержаны стандартом ISO 14443, имеют широкую линейку решений. Используются в платежных системах, логистике, идентификации личности. Для систем этого диапазона характерны коллизии и проблемы со считыванием на большие расстояния, в условиях высокой влажности и наличия металла.
  • ультравысокочастотные UHF (860—960 МГц, стандарт ISO/IEC 18000-63(C)) – снабжены антиколлизионными механизмами, позволяют работать с большими расстояниями, используются в складской и производственной логистике.
  • радиочастотные UHF-метки ближнего поля – работают в магнитном поле антенны в условиях высокой влажности, присутствия воды и металла. Используются в розничной торговле фармацевтическими товарами и учете, где необходим контроль подлинности, за продукцией, содержащий воду и металлические детали.

По материалу объекта маркировки различают метки [2]:

  • для металлических объектов;
  • для объектов, не содержащих металл;
  • универсальные.

По исполнениюRFID-метка может быть в виде [2]:

  • наклейки;
  • интегрированной в объект чипирования (бирка, этикетка);
  • корпусированная – для использования в экстремальных условиях (очень низкие или высокие температуры, защита от горения и т.д.)
КлассификацияRFID-меток

Источник питания

Основная используемая классификация RFID-меток основана на источнике питания – согласно ей, теги делятся на пассивные, активные и полупассивные.

Пассивные RFID-метки не имеют собственного источника питания и используют для работы энергию поля считывателя. В зависимости от архитектуры RFID-метки и типа ридера, пассивные теги работают только на небольшом расстоянии — до 8 метров, но при этом отличаются компактностью и доступной ценой.

Именно пассивные низкочастотные RFID-метки наиболее часто встречаются нам на товарах в магазинах – над повышением компактности тегов и снижением их стоимости работают представители ведущих мировых торговых сетей.

Активные RFID-метки оснащены собственным источником питания, поэтому могут получить дополнительные функции, работают на большем расстоянии и менее требовательны к считывателю. К их недостаткам, по сравнению с пассивными метками, можно отнести большой размер и ограниченное время работы источника питания (правда, на сегодняшний день речь идет о сроке жизни батареи до 10 лет), однако они незаменимы там, где необходим большой радиус работы (до 300 метров).

Активные RFID-метки по праву считаются более надежными, они могут передавать сигнал даже через воду или металл, а также их можно оснастить встроенными сенсорами для оценки температуры, влажности, уровня освещенности и других параметров окружающей среды. Таким образом, RFID-метки могут помочь отслеживать, к примеру, соблюдение условий хранения определенных категорий товаров.

Полупассивные RFID-метки работают по тому же принципу, что и пассивные, но оснащены батареей для питания чипа. Можно сказать, что такое решение является компромиссным в плане стоимости, размера и характеристик RFID-меток.

Исполнение

По исполнению RFID-метки могут представлять собой пластиковые карты, брелоки, корпусные метки, а также самоклеящиеся этикетки из бумаги или термопластика. Существует также формат «невидимой» этикетки, которая фактически вшивается в упаковку товара непосредственно на этапе производства.

Тип памяти

По типу памяти RFID-метки делятся на предназначенные только для идентификации (RO, Read Only), разработанные для считывания блока информации (WORM, Write Once Read Many) и перезаписываемые (RW, Read and Write).

RO RFID-метки используются исключительно для идентификации – данные уникального идентификатора записываются при изготовлении тега, поэтому скопировать их и подделать метку практически невозможно.

WORM RFID-метки позволяют однократно записать какие-либо данные, которые впоследствии можно будет многократно считывать и использовать. Это позволяет пользователю при получении дополнить метку своей информацией, которая затем будет использоваться при считывании.

RW RFID-метки содержат блок памяти, который позволяет многократно записывать и считывать информацию. Идентификатор RFID-метки при этом остается неизменным.

Рабочая частота

Классификация RFID-меток по рабочей частоте выглядит следующим образом:

  • Метки диапазона LF (125—134 кГц)

Фото 4

Характеризуются доступными ценами и определенными физическими характеристиками, которые позволяют использовать такие RFID-метки для чипирования животных. Обычно это – пассивные системы, которые работают только на маленьких расстояниях.

  • Метки диапазона HF (13,56 МГц)

RFID-метки такой частоты используются в основном для идентификации личности, в платежных системах, для решения простых бизнес-задач (например, для идентификации продукции на складе). Большинство RFID-систем, работающих на частоте 13,56 МГц, работает в соответствии со стандартом ISO 14443 (A/B) – именно на этом стандарте работает, к примеру, система оплаты проезда в общественном транспорте Парижа.

К недостаткам RFID-систем описанного диапазона можно отнести отсутствие достойного уровня безопасности, а также возможные проблемы со считыванием на большом расстоянии, в условиях высокой влажности, через металлические проводники.

  • Метки диапазона UHF (860—960 МГц)

Разработанные специально для работы с товарами на складах и в логистических системах, RFID-метки этого диапазона изначально не имели собственного уникального идентификатора. Предполагалось, что в качестве него будет использоваться EPC-номер товара, однако это не позволило бы контролировать подлинность метки, поэтому развитие систем на базе UHF-диапазона позволило усовершенствовать систему.

При этом к особенностям RFID-меток указанного диапазона относится высокая дальность и скорость работы и наличие антиколлизионных механизмов. Сегодня стоимость RFID-меток диапазона UHF является минимальной, однако цена прочего оборудования для работки в обозначенном диапазоне достаточно велика.

К отдельной категории UHF RFID-меток можно отнести теги ближнего поля. Используя магнитное поле антенны, технически они не относятся к радиометкам и могут считываться при высокой влажности и в присутствии металла. Массовое применение меток ближнего поля ожидается, например, в работе с фармацевтическими товарами, нуждающимися в контроле подлинности и строгом учете.

Особенности

Стандарт разработан для радиометок, функционирующих в одном из самых «дальнобойных» диапазонов — УВЧ. Именно такие идентификаторы находят все большую востребованность в торговле и логистике. В соответствии со стандартом EPC Gen2 в памяти радиометки выделяются следующие основные области:

  1. Резервная память.

В ней прописывается пароль на доступ к метке (действует он, грубо говоря, по аналогии с паролем на Wi-Fi-роутер). В резервной же памяти устанавливается блокировщик всего идентификатора при неверном вводе пароля на доступ к метке (в случае, если он установлен).

  1. Идентификатор метки.

Фото 5

Предполагается, что он будет уникальным для каждой конкретной метки, используемой в выбранной группе. Идентификатор записывается самим предприятием — так как с завода метка поставляется без него (или в произвольном значении).

  1. Идентификатор производителя и модели метки.
Читайте ещё про NFC:  Как устроен android pay

В свою очередь, прописываются они в памяти радиометки уже заводом.

  1. Область пользовательских данных.

Сюда пользователь радиометки — предприятие, записывает любые данные, дополняющие идентификатор.

Метки, соответствующие стандарту EPC Gen2, могут быть считаны с большой скоростью — до 1500 идентификаторов в секунду. Запись данных на них может быть осуществлена при этом со скоростью до 16 меток в секунду.

Метки по стандарту EPC Gen2 приспособлены к блокировке коллизий (ошибочного считывания данных) в случае одновременного использования нескольких считывателей, работающих на одном и том же типе частоты. Предполагается, что считыватели будут распределены посредством разделения их частотных каналов.

Фото 6

Рассмотрим теперь, сколько стоят радиометки в распространенных разновидностях. Нужно отметить, что разброс цен на них — в зависимости от конкретной разновидности радиометки, может быть крайне значительным.

В целях считывания данных с радиометок EPC Gen2 могут применяться сканеры следующих основных типов (отметим, что эта классификация, в целом, может быть воспроизведена и в отношении считывателей, функционирующим в соответствии с иными стандартами):

  1. Стационарные общего назначения.

Такие устройства относятся к лидирующим по производительности (скорости обработки данных) и дальности считывания. Кроме того, они отлично приспособлены к сканированию радиосигнала в условиях различных помех.

Современные модели считывателей имеют достаточное количество разъемов для подключения внешних антенн (по которым может быть произведена точечная настройка радиочастоты). Многие типы стационарных радиосканеров приспособлены к подключению внешних устройств для управления различными частями производственной инфраструктуры (например, устройств для открытия шлюзов, через которые движутся сканируемые грузы), получению данных с тех же внешних датчиков.

Специфика стационарных сканеров заключается в их применении при сохранении относительного постоянства координат зоны сканирования. Так, на практике сканер может быть размещен, к примеру:

  • в зоне контроля доступа персонала к тем или иным участкам здания;
  • на пути перемещения груза из одного места в другое;
  • на транспортной ленте.

При этом, предполагается что пути движения сканируемого объекта постоянны. А если меняются — должно быть достаточно времени на перенастройку стационарного сканера.

Для того, чтобы стационарный сканер правильно работал, во многих случаях необходимо применение антенн, имеющих круговую поляризацию — чтобы считывание данных осуществлялось вне зависимости от угла наклона метки. В случае, если угол наклона всех сканируемых меток постоянный, то можно применить менее технологичные антенны, у которых поляризация линейная.

  1. Стационарные специального назначения.

Сканеры такого типа и устройства, описанные выше, схожи, главным образом, только в одном — постоянстве места их применения (зоны сканирования). По факту считыватели рассматриваемого типа правомерно рассматривать обособленно от стационарных сканеров общего назначения. При этом, «специальное» назначение может быть очень разным.

К типичным примерам востребованных технологических разновидностей стационарных сканеров специального назначения можно отнести:

  • сканеры-ворота (размещаемые, как правило, на ключевых контрольных логистических участках, при прохождении которых предполагается смена учетного статуса товара — например, с отгружаемого на отгруженный);
  • сканеры-блокировщики (размещаются на дверях, жалюзи, замках — таким образом, чтобы они могли открываться только в случае поднесения к ним идентификатора с RFID-меткой);
  • сканеры-сигнализаторы (чаще всего размещаются на входе и выходе в магазинах в целях выявления противоправных действий).

Очевидно, задачи, обуславливающие применение специальных сканеров, также очень разные. Но между ними может прослеживаться некоторая логическая связь: например, условием доступа к сканеру блокировщику для ответственного работника предприятия может быть предварительное успешное прохождение сканера-ворот.

  1. Ручные.

Такие устройства, как правило, несопоставимы со стационарными по дальности считывания (большинстве случаев заметно уступают им, иногда — до нескольких десятков раз), а также по скорости обработки данных. Типичная скорость чтения на мобильных считывателях — порядка 10 меток в секунду. Но обычно этого достаточно для решения производственных задач, типичных для сферы применения ручных сканеров — например:

  • приемки товара на склад (отпуска со склада);
  • инвентаризации товаров;
  • сверки товаров на витрине и исходных позиций на складе.

Эти действия, как правило, производит некий сотрудник — посещая те или иные подразделения фирмы для осуществления указанных действий. Сканер он носит с собой.

  1. Транспортные.

Предполагается  их размещение на различных промышленных транспортных средствах — например, на погрузчиках (типичный сценарий их применения — предварительное сканирование отгружаемых товаров в целях их учета). По своим техническим возможностям (скорости считывания, дальности) они занимают, в целом, промежуточное положение между стационарными и ручными устройствами. Но все зависит от конкретной модели сканера.

Можно выделить следующие популярные модели радиосканеров:

  1. В сегменте стационарных устройств общего назначения:
  • универсальный считыватель Parsec PR-G07.N (стоимость — порядка 110 000 рублей);
  • адаптированный для парковок и совместимый со стандартом Em-Marine считыватель Proximity Matrix V (за 18 000 рублей);
  • совместимый со стандартом Mifare считыватель Nedap MACE Smart Reader (23 000 рублей).
  1. В категории стационарных устройств специального назначения:
  • считыватель для шлагбаумов (и иных механизмов, применяемых на КПП и иных контрольных точках предприятия) ZKTeco UHF1-5E (22 000 рублей);
  • электронный замок ZKTeco PL10R (8900 рублей).
  1. В категории настольных устройств:
  • адаптированные для Mifare считыватели ZKTeco CR10MW (3000 рублей), HID OMNIKEY 5021 CL (3300 рублей);
  • универсальный — подходящий как для Em-Marine, так и для Mifare, считыватель RFID Z-2 USB (4100 рублей);
  • высокочастотный сканер ID CPR30-USB HF (14 000 рублей).
  1. В категории ручных сканеров:
  • универсальный CSL CS-101 (168 000 рублей);
  • быстрый и бюджетный сканер CipherLab 1860 A1861EBKBU201 (48 000 рублей);
  • функционирующий на ОС Android сканер ALIEN ALR-H450-EMA (148 000 рублей).

К числу ключевых параметров при выборе считывателя для RFID-меток можно отнести:

  • совместимость со стандартом изготовления радиометок;
  • совместимость с частотой сканируемых радиометок;
  • требуемую дальность сканирования;
  • поддержку функции записи данных на радиометку (в требуемом стандарте).

Отметим, что поддержка функции записи данных на радиометки не всегда явно присутствует в описаниях многих популярных моделей сканеров в каталогах поставщиков. Обусловлено это, как правило, тем, что большинство сканеров по умолчанию поддерживают такую функцию и отдельно о ней производитель не заявляет, так как это обычно не имеет смысла. Но, тем не менее, о поддержке данной функции тем или иным сканером следует всегда узнавать у поставщика.

Если же, что бывает все же довольно редко, сканер не поддерживает запись данных, или же если требуется «промышленный» выпуск радиометок, то предприятию не обойтись без покупки RFID-принтеров.

Варианты применения RFID-метки: что это такое и их виды

Ознакомимся с их классификацией и ценами на популярные модели устройств.

Несмотря на достаточно высокую стоимость использования RFID-систем, их внедрение целесообразно везде, где важен высокий уровень безопасности и быстрая идентификация объектов. При этом особое внимание следует уделить выбору конкретного решения, который будет зависеть от множества факторов:

  • Расстояние между RFID-метками и ридерами

  • Наличие экранирующих поверхностей (например, металлических)

  • Необходимость одновременного считывания данных с нескольких меток (защиты от коллизий)

  • Необходимость защищенного исполнения меток, скрытого размещения меток

  • Высокие требования к безопасности меток

  • Хранение и перезапись данных

  • Простота интеграции с используемой инфраструктурой

Производители чипов

Следует различать производителей чипов и производителей меток. Производство чипов это высокотехнологичное, наукоемкое производство. Производителей чипов во всем мире несколько десятков, в отличии от производителей меток, которых сотни тысяч. Чипы изготавливают с применением хорошо отработанных техно­логий в производстве микроэлектроники.

Европейские производители чипов:ЕМ Microelectronic SA, Швейцария; STMicroelectronics, Швейцария; Texas Instruments, Германия; NXP, Австрия; Infineon, Германия

Американские производители чипов: Impinj, США; Alien Technology, США; Atmel, США; Melexis, США;

Азиатские производители чипов: Fudan micro, Китай Shanghai Belling, Китай Shanghai Huahong, Китай

Российские производители чипов:Ангстрем, Зеленоград

С учетом исключительного многообразия форм-факторов и разброса цен на RFID-метки (обусловленных их типом, частотой, назначением) крайне сложно выделить универсальные критерии выбора конкретных разновидностей идентификаторов. Базовый критерий будет неизменным в любом случае — это задача, которую предстоит решить, внедряя RFID-инфраструктуру.

как работают РФИД-метки в системе

Следует иметь в виду, что фирма-производитель метки — как готового изделия, достаточно редко производит сама же электронные компоненты, которые входят в конструкцию метки. По существу, заводы занимаются сборочным производством (но во многих случаях выпуск меток, безусловно, имеет очень хороший уровень локализации).

Что касается лидирующих поставщиков ключевых аппаратных компонентов меток — чипов, то к ними относятся три бренда — Impinj, Alen Technoligy и NXP Semiconductors N.V (их общая доля на мировом рынке, по подсчетам экспертов, достигает 80%). При этом, для указанных поставщиков характерна — пусть и очень условно, некоторая отраслевая специализация.

Так, считается, что компания Impinj производит решения, ориентированные на складские сегменты, учет товаров и активов. Бренд Alien Technology активно участвует в продвижении универсальных решений — функционирующих на стандарте Gen 2. Компания NXP лидирует в разработке чипов, ориентированных на использование в составе меток в логистике. Но это, безусловно, лишь примеры компетенций мировых лидеров в производстве чипов для RFID-меток. Их возможности гораздо шире.

Следует с осторожностью подходить к поставщикам меток, предлагающих идентификаторы, выполненные в соответствии с «неоригинальными» стандартами (так, распространен выпуск меток, «совместимых» со стандартом Mifare, но выпущенных фирмами, не аффилированными с NXP). Такие метки могут стоить заметно дешевле, но уступать оригинальным в качестве.

Прежде чем внедрять их — если уж принято сомнительное решение сэкономить, то следует предварительно протестировать значительную по объему выборку «неоригинальных» компонентов. Но их закупка может оказаться совершенной впустую — если результаты окажутся неудовлетворительными. Поэтому, по умолчанию нужно ориентироваться все же на фирменные радиометки — тем более, даже они со временем могут дешеветь.

Резюме

Итак, RFID-метка — это инструмент идентификации объекта с помощью радиоканала. Существует огромное количество способов «прикрепления» метки к объекту (обусловленных ее форм-фактором, технологическим типом, возможностями считывающего оборудования).

Данные для идентификации объекта записываются в метку самим сканером (как правило), специальным принтером (если она — пассивная), сканером или программатором (если она — активная). Их считывание осуществляется тем или иным стационарным или мобильным (как вариант, закрепляемым на каком-либо транспортном средстве) RFID-сканером.

РФИД-метки при обязательной маркировке товаров из меха

Считывание в зависимости от типа метки может быть осуществлено с расстояния от нескольких сантиметров до нескольких сотен метров. По существу, RFID-метка — это собирательное название нескольких десятков (если не сотен) разновидностей идентификаторов, объединенных буквально несколькими общими признаками (или же функционирующих по единым стандартам), и имеющих скорее больше различий, чем сходств.

Идентификаторы могут быть задействованы, таким образом, в самом широком спектре сфер экономики — в логистике, на производстве, в торговле. Во всех случаях RFID-метки позволяют значительно ускорить учетные процессы, усилить безопасность на предприятии, усовершенствовать контроль над различными участками производства.

Главный недостаток RFID-меток — в сравнении с традиционными идентификаторами (прежде всего, штрих-кодами) — это довольно высокая их цена, делающая их рентабельными в относительно небольшом спектре задач на производстве. При этом, неприменение меток на многих участках производства — на фоне практически безальтернативного интереса к ним со стороны конкурентов, может значительно ослабить позиции фирмы на рынке вследствие замедления ключевых участков ее бизнес-процесса.

Таким образом, даже при относительно высокой цене меток их планомерное внедрение в инфраструктуру управления бизнесом в России и в мире — неизбежный тренд. Который наверняка будет только усиливаться по мере удешевления RFID-меток и сопутствующего оборудования.

  • беспроводной терминал для эквайринга Pay-Me

    Беспроводной эквайринговый терминал Pay-Me: как…

    Таким образом, традиционные большие эквайринговые терминалы не имеют никаких преимуществ перед устройством Pay-Me в части … Для кого такой Chip{amp}amp;PIN ридер банковских карт может оказаться полезным. Рассматриваемый Chip{amp}amp;PIN ридер…

  • Виды онлайн-касс

    Виды онлайн-касс: какую выбрать для своего бизнеса

    Какие виды онлайн-касс бывают и какую лучше выбрать для разного формата бизнеса. … Ознакомимся с видами онлайн-касс, их классификацией и критериями выбора … В «чистом» виде (без фискального регистратора) цены на такой девайс…

  • Автономные онлайн-кассы с эквайрингом и без него

    Автономные онлайн-кассы: цена и основные характеристики

    Что это такое. … Цена. Сразу оговоримся — цены на автономные ККМ командно-управляемого типа и кассы-гаджеты сильно различаются сами по себе. … Вероятно, имеется в виду то самое применение в режиме «чистых» чеков.

 

Можете посмотреть , которые будут полезны многим предпринимателям.

 

Вред от RFID

Египтяне верили в загробную жизнь, а индусы – в то, что нельзя стричь ногти по ночам. Многие граждане мира верят в то что технология RFID может нанести вред здоровью.
Несмотря на научную обоснованность отсутствия всякого вреда от RFID, именно вред здоровью может явится сдерживающим фактором при внедрении этой технологии.

Просвещение давно и хорошо зарекомендовавшия себя метод для борьбы с мракобесием.

На видео подробное исследование вопроса безопасности RFID систем.

Ловите ветер высоких технологий

пассивные РФИД-метки в различном виде

Технология RFID уже активно используется на производстве и в сфере торговли (для учета товара на складах, например). Посредством RFID-меток можно отслеживать и маркировать товар, получать информацию о том, что находится внутри закрытых коробок или контейнеров.

В библиотечных учреждениях radio сигнал помогает быстрой найти книги, идентифицировать пользователей, быстрее проводить инвентаризацию.

Наиболее часто RFID используют для:

  • Фото 2создания транспортных карт (вход в метро, общественный транспорт);
  • удаленного контроля доступа к транспортному парку;
  • выполнения команд и запуска приложений на смартфоне;
  • для идентификации людей, защиты автомобиля от угона;
  • идентификации операторов установок и агрегатов.

Заинтересованы в развитии РФИД и в транспортной сфере. Например, RFID-метками уже оснащают спецтранспорт, чтобы его можно было легко идентифицировать и пропускать на светофоре.

В сельском хозяйстве при помощи встроенного микрочипа с большим диапазоном происходит опознавание животных, для отслеживания того, что происходит с деревьями и растениями.

Не только обсуждается, но и уже тестируется применение меток, вживленных в руку человека либо в виде RFID-браслетов. Пока такие инструменты используют в основном для открывания и закрывания автоматических дверей. В будущем на метку возможно будут делать запись карты пациента с важными данными (о группке крови, наличии аллергии и пр.).

RFID технологии, улавливающие радиосигнал, применяются и в качестве электронного паспорта, например, в Малайзии. Для защиты от подделки, в е-паспортах встраивается металлическое анти-скимминговое устройство. Сканирование возможно только в том случае, когда паспорт открывается. В закрытом виде считать информацию невозможно.

RFID-метка – это миниатюрное запоминающее устройство из микрочипа, который хранит информацию, и антенны для передачи и получения данных. В памяти транспондера хранится уникальный номер (идентификатор) и информация [2]. Когда метка попадает в зону регистрации RFID-считывателя, этот прибор принимает данные и передает их на компьютер со специальным программным обеспечением для дальнейшей обработки и хранения.

Интернет вещей: принцип работы RFID-меток

Источники

  • В сфере розничной торговли: для контроля за перемещением товара между складом и магазином, предотвращения краж, удобства проведения инвентаризации.
  • В отрасли производства и продажи меховых изделий: для обязательной маркировки шуб и меховых изделий контрольным идентификационным знаком.
  • В складских и логистических комплексах: для отслеживания перемещения товаров, увеличения скорости приемки и отгрузки, снижения влияния человеческого фактора.
  • На производствах: для контроля за персоналом и транспортом, обеспечения безопасности и предотвращения нештатных ситуаций, учета сырья.
  • В системах контроля доступа и платежных системах: для реализации бесконтактного автоматического доступа, оплаты услуг с помощью терминалов.

Внедрение RFID технологий в современный бизнес, позволяет увеличить степень автоматизации множества бизнес процессов. А это значит — уменьшить количество ошибок, увеличить скорость обработки, снизить себестоимость, словом сделать все то то позволит получить святой грааль любого бизнеса — значимое конкурентное преимущество.

Важно понимать что само по себе внедрение RFID систем, таким преимуществом не является. Для успешного внедрения необходимо понимание специфики ваших бизнес процессов и знание технических возможностей современных RFID технологий.

И если с первым вам придется разбираться самостоятельно, со вторым мы готовы помочь.

Не стесняйтесь задавайте вопросы, мы обычные люди, просто мы очень хорошо разбираемся в RFID.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector