RFID метки что это? Активные и пассивные RFID радиометки, метки на одежде, интересные способы применения. Как записать и перезаписать РФИД tags.

Принципы работы системы RFID меток

Как понятно из названия, RFID метка работает при помощи радиосигналов. Система состоит из двух частей – считывающее устройство при помощи радиоволн принимает или записывает информацию, которая хранится на собственно метке, которую ещё называют тегом или чипом. Благодаря простоте устройства его параметры очень гибки – в зависимости от устройства метки и считывателя может меняться дальность передачи информации, точность её приёма, размер передаваемых данных и возможность их перезаписи.

Сама РФИД метка чаще всего состоит из двух частей – небольшая микросхема для работы с информацией и кодирования-декодирования её в радиочастотный сигнал, и антенна, которая этот сигнал принимает и передаёт. Именно антенну, похожую на лабиринт змеящуюся серебристую полоску на пластинке метки, и видит человек при первом взгляде на RFID-тег.

Основа работы технологии: взаимодействие RFID-метки (RFID-тега) и RFID-считывателя (RFID-ридера). RFID-метка – миниатюрный чип, который хранит уникальный номер тега и информацию и обладает возможностью для передачи данных RFID-ридеру. Как только RFID-метка попадает в зону действия RFID-ридера, ридер фиксирует факт передачи данных, считывает информацию с метки и передает ее в учетную систему, которая анализирует данные по заранее заданным алгоритмам.

При этом между RFID-меткой и RFID-ридером может быть расстояние до 300 метров (системы, работающие на расстоянии от 5 до 300 метров относят к системам дальней идентификации, от 20 см до 5 м – идентификации средней дальности, до 20 см – системы ближней идентификации).

• 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.

Где используются RFID-метки

Технология RFID (радиочастотная идентификация) основана на использовании электромагнитного радиочастотного излучения. RFID применяют для учета объектов.

RFID-метка что это — миниатюрное устройство. Rfid активные метки состоят из микрочипа, который хранит в себе информацию и антенны, с помощью которой метка может передавать или получать данные. Такая RFID-метка имеет свой источник питания, но большинство меток в питании не нуждаются (пассивные).

В памяти подобной системы хранится уникальный номер и различная информация. Если метка попадает в место регистрации, данная информация принимается к RFID-считывателем.

Для передачи пассивные метки используют энергию считывателя. Накопив энергию, метка начинает передачу данных. Дистанция регистрации для пассивных меток составляет 0,05 — 10 метров, в зависимости от RFID-считывателя и устройства метки. Следует также учитывать что существуют различные типы rfid меток.

Высокочастотные RFID-метки, работающие на частотах 13,56 МГц;Ультравысокочастотные метки, работающие в частотах 860-960 МГц. Этот диапазон используется в Европе.

1. ReadOnly-устройства, на которые можно записывать информацию единожды, а дальнейшее изменение, либо удаление информации невозможно;
2. WORM-устройства — RFID-радиометки, которые позволят однократно записывать и считывать все данные. Изначально в памяти не хранится информации, все данные вносятся пользователем, однако после записи перезаписать или же удалить информацию невозможно;
3. R/W-приборы, которые позволяют считывать или записывать информацию. Это более прогрессивная группа приборов, так как данные метки позволяют перезаписывать и удалять даже различную ненужную информацию. Rfid метки запись происходит с их же помощью.

Технология RFID метки и области применения — используется в производстве, торговле, в системах управления и контроля за доступом, в системах защиты от подделок документов и прочих областях.

• приложения контроля доступа;
• приложения контроля и учета рабочего времени;
• идентификация транспортных средств;
• автоматизация производства;
• автоматизация складской обработки.

Удобство, дешевизна, простота и способность работать годами – благодаря такому набору качеств RFID-метки захватили множество сфер бизнеса и бытовой жизни. Применение подобной метке можно найти буквально везде – даже для сортировки своих носков после стирки, чтобы больше никогда не терять им пару.

Кстати о носках – миниатюрный размер RFID-чипа идеально подходит для текстильной промышленности. В данном случае чаще всего мы встречаемся с тегом-наклейкой. Благодаря индивидуальному коду каждого чипа RFID-система облегчает множество действий:

• учёт товара
• сбор статистики для отчёта
• инвентаризация запасов
• маркировка шуб и прочих изделий из меха контрольным идентификационным знаком согласно условиям постановления Правительства РФ в целях борьбы с контрабандой, браконьерством и подделкой
• защита от краж и контрафакта

Индивидуальный код метки сканируется ручным считывателем прямо на кассе, подключённой к общей базе данных магазина, что позволяет контролировать и отслеживать товарооборот в режиме online. А сама метка-наклейка легко удаляется с ткани потребителем или продавцом после продажи, не вызывая никаких вопросов.

Система учёта и регистрации транспортных средств при помощи RFID-чипов позволяет автоматически назначать автомобилям различные статусы, гибко меняя разрешение на въезд или выезд, учитывать и отслеживать перемещение автотранспорта и оперировать данной информацией в автоматическом режиме, в том числе online.

• журнал перемещений транспорта
• вес груза
• техническое состояние автомобиля
• наличие свободных пассажирских мест

RFID брелок

Небольшой размер пассивных чипов позволяет встраивать их в кредитные карты или брелоки. Классическим примером использования пассивной RFID-метки является ключ-брелок, широко распространённый как ключ доступа к дверям подъезда или воротам ограды. Простота изготовления, прочность и долговечность подобных ключей в сочетании с индивидуальным кодом каждого чипа делают их привлекательной альтернативой традиционным ключам.

В системе автоматического учёта и регистрации транспортных средств чаще всего на шлагбаум устанавливаются считыватели RFID-меток, расположенных на автомобилях. В большинстве случаев, например, в случае установки шлагбаума на въезде придомовой территории или закрытого коттеджного посёлка, от такого шлагбаума требуется только распознавание метки, наклеенной на лобовое стекло автомобиля, в режиме «свой-чужой».

В зависимости от характеристик используемой памяти чипы радиочастотной идентификации можно разделить на три группы:

• Read Only – на микросхему чипа информация записывается ещё при производстве. Изменить или переписать такую информацию невозможно, но подобный приём лучше всего защищает индивидуальный код метки от подделки.
• Write Once Read Many – чип содержит в себе память, запись в которую возможна только один раз. После записи такой чип превращается в Read Only. Такой вариант подходит тем клиентам, которым требуется от чипов какая-то дополнительная информация, помимо индивидуального кода. Эту информацию они могут записать сами при получении чипов с производства.
• Read and Write – память таких чипов может быть записана и перезаписана многократно. Благодаря гибкости применения такие чипы могут использоваться в самых различных сферах, особенно в активных метках, где помимо идентификатора требуется запись и хранение информации с дополнительных сенсоров.

Запись информации на внутреннюю память RFID-меток может производиться при помощи самого простого оборудования. Одним из самых распространённых примеров является аппаратно-программный комплекс Arduino. Программная оболочка Arduino бесплатна и проста в настройке, написании и компиляции программ, а Интернет изобилует гайдами по работе с этой системой автоматизации.

В качестве аппаратной части Arduino для работы с RFID-метками удобен в использовании модуль MFRC522. В комплекте с данным модулем поставляется метка-карта и метка-брелок для начала работы, впоследствии дополнительные метки можно докупить отдельно. Для начала работы достаточно установить на Arduino библиотеку RFID library для этой микросхемы, после чего просто подключить проводами папа-мама микросхему к основному блоку.

Как выбрать RFID-считыватель?

Считыватели RFID меток могут иметь самую различную конструкцию, но в большинстве случаев они делятся на две категории:

• Стационарный считыватель – благодаря постоянному креплению, питанию и подключению к контроллеру или ПК, такой считыватель имеет большую мощность и дальность сигнала, позволяя считывать данные сразу многих меток. Такие считыватели используются на производстве, в складах или автопарковках. Монтаж их может быть произведён на стены, стол, конвейер или погрузчик.
• Мобильный считыватель – в зависимости от размеров, мобильные устройства имеют различную мощность сигнала, объём памяти и возможность подключения к online-сети, но недостатки у них общие – непродолжительность работы от батареи и меньший радиус действия. Однако, небольшой размер и возможность ношения такого считывателя идеально подходят для индивидуального использования продавцом или работником склада для ручного контроля и учёта небольших меток, к примеру, на одежде или книгах в библиотеке.

Выбор начинается с постановки целей применения и понимания функции, которую выполняет RFID-считыватель. И только после этого можно купить rfid метки.

• Настольный считыватель. Данный вид применяется при маркировке книг/документов в библиотеках, персонализации при маркировке шуб и меховых изделий(используется rfid метка на одежде), для контроля подлинности покупаемой продукции. RFID-считыватель устанавливается на стол и подключается к компьютеру через USB.
• Мобильный RFID-считыватель. Данные устройства нашли активное применение на складах, в библиотеках и в архивах. Они применяются в работе даже вне помещения, где отсутствует питание. Мобильный считыватель часто используется для группового поиска и инвентаризации, идентификации в полевых условиях (ремонтные работы, контроль продукции).
• Портальный считыватель. Его основная цель — антикражная функция в библиотеках, на складах и прочих объектах. Портальные считыватели используют для лучшей идентификации транспорта, для учета перемещения людей или объектов (выставки, заводы). Также использует функцию rfid перезаписываемые.
• Потолочный RFID. Дублирует функцию классического портального RFID-считывателя, но в отличие от него устанавливается на месте с широким проходом, за подвесным потолком, на объектах представляющих культурную ценность.
• Также можно использовать android (есть встроенный адаптер).

RFID-метки: классификация

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)

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.

Где применяется

Сфера применения постоянно расширяется. Данная технология часто востребована в отраслях, в которых требуется контроль за перемещением объектов и интеллектуальные решения автоматизации, а также нужна способность работать в самых жестких условиях, безошибочность и надежность.

• На производствах с RFID проводится учет сырья и контролируются тех. операции, обеспечивают принципы JIT и FIFO. RFID-решения обеспечивают высокий уровень надежности и стабильность качества.
• На складе RFID отслеживается перемещение товара в реальном времени, ускоряется процесс отгрузки, повышается надежность операций и снижается человеческий фактор. RFID-решения обеспечивает отличную защиту от воровства продукции.
• В индустрии потреб. товаров и розничных продаж RFID-системы отслеживают товары на пути поставки, от производителя и до прилавка. Товар поставляется на полку, не залеживаясь на складе и отправляется в магазин, где на него есть высокий спрос.
• Rfid метки имеют интересные способы применения — например в библиотеке RFID поможет найти в хранилище и выдать книги, предотвратить хищения. Также исчезают очереди на выдачу. Сокращается время выбора и поиска нужного издания.
• RFID-метки применяют также в маркировке шуб и прочих меховых изделий. Каждое такое изделие маркируется Контрольным (или особым идентификационным) знаком со встроенной в него меткой. При этом стоимость rfid метки — сущие копейки.

Множество областей бизнеса можно улучшить благодаря новой RFID-технологии. Потенциал RFID огромен.

Разновидности RFID меток

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.

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.

Особенности

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

RFID брелок

Для маркировки ключей была разработана RFID-метка в пластмассовом корпусе-брелоке на основе системы TwinTag-Mini.

RFID-метка TwinTag была сконструирована для постоянного использования в решениях, которые требуют регистрации объектов в 3 плоскостях (3D формат).

Такой брелок может быть использован как идентификатор и верификатор-электронной подписи кассира в отделении банка и обслуживаемой на торговой точке.

Объекты маркировки:

• Ключи.
• Сумки.
• Идентификатор кассира.
• Идентификатор дежурного инкассатора.

РФИД на одежде что это?

Сейчас в магазинах часто продаётся одежда с чипами. Эти чипы основаны на маркерах (RFID), т. е. для возможности идентификации на расстоянии. Такие чипы намеренно помещают на одежду так, чтобы покупатель не замечал их и продолжил носить одежду с чипом в своей повседневной жизни.

FID-транспондеры для маркирования изготовляют на основе кремниевого чипа. Такой чип увеличит срок эксплуатации радиометки и предоставит функциональные преимущества. Вещевая RFID-метка — ярлык с программируемым чипом, содержащим сведения об изделии.

Размер антенн уменьшен, что позволит производить их с небольшими габаритами. Чип удобно эксплуатировать в одежде: шубах, детской одежде, нижнем белье и прочих товарах. Также используются rfid наклейки и rfid этикетки на одежде и прочей продукции.

Благодаря Gen 3 rfid чип в одежде имеет увеличенный объем памяти и оснащен функцией дополнительного шифрования/генерации серийных номеров. Это делает метки rfid tags надежными устройствами в деле учета товара и при его защите. Кроме этого есть возможность сделать rfid метку своими руками(благо это не очень сложно) и хранить ее в повседневной одежде.

RFID чип позволит неоднократно дополнять или перезаписывать данные в его памяти. РФИД метки легко читаются через упаковку, что обеспечивает возможность их размещения. Дальность считывания RFID tag составляет несколько десятков метров.