Технология области применения радиочастотной идентификации

Существует  ли угроза здоровью, которая может  быть вызвана близким  расположением радиометки или ношением одежды, содержащей радиочастотный тэг?

Пассивные радиометки не излучают энергию, а просто рассеивают ее. Радиочастотный тэг не добавляет  абсолютно ничего к уже существующему  в окружающей среде радиоизлучению.

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

Основные  преимущества технологии РЧИ (RFID)

Не требуется  прямая видимость радиочастотной метки, чтобы считывать из нее информацию, поэтому метка может располагаться  внутри упаковки (если она не металлическая), обеспечивая ее скрытность и сохранность 

Высокая скорость чтения меток, которая может достигать 1000 шт в сек.

Возможно практически  одновременное чтение большого количества меток с применением функции  антиколлизии

Возможно изменение  информации в метке, если она относится  к классу «чтение-запись» (Read/Write)

Возможность чтения и записи метки на расстоянии

Долговечность. Для операций «только чтение»  срок жизни метки практически  неограничен 

Высокая степень  безопасности, которая обеспечивается применением уникального идентификатора метки, присваемого на заводе при  ее изготовлении, а также шифрованием  данных, записываемых в метку 

Устойчивость  к воздействию окружающей среды, поскольку метку всегда можно  поместить в любую защитную полимерную оболочку  

Из  чего состоит RFID система

Метки (tag) или транспондеры – устройства, способные хранить и передавать данные. В памяти меток содержится их уникальный идентификационный код. Метки некоторых типов имеют перезаписываемую память

Считыватели (reader) – приборы, которые с помощью антенн получают информацию из меток, а также записывают в них данные

Антенны используются для наведения электромагнитного  поля и получения информации от меток, попавших в это поле

Система управления считывателями (middleware) – программное обеспечение, которое формирует запросы на чтение или запись меток, управляет считывателями, объединяя их в группы, накапливает и анализирует полученную с меток информацию, а также передает эту информацию в учетные системы.

Как работает RFID-система

Перед началом  работы системы метка должна быть нанесена или закреплена на предмет (объект), который необходимо контролировать.

Объект с меткой должен пройти первичную регистрацию  в системе с помощью стационарного  или переносного считывателя.

В контрольных  точках учета перемещения объекта  необходимо разместить считыватели  с антеннами. На этом подготовительная фаза завершена.

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

Как устроены RFID-метки

Метка представляет собой миниатюрное запоминающее устройство. Она состоит из микрочипа, который хранит информацию, и антенны, с помощью которой метка передает и получает информацию. Иногда метка  имеет собственный источник питания (такие метки называют активными), но у большинства меток его  нет (эти метки называют пассивными) и энергию для работы получают от наведенного антенной электромагнитного  поля и накапливает ее в конденсаторе.

В памяти метки  хранится ее собственный уникальный номер и пользовательская информация. Когда метка попадает в зону регистрации, эта информация принимается считывателем, специальным прибором способным  читать и записывать информацию в  метках.

Какие бывают RFID-метки

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

1. По энергообеспечению 

Активные  – используют для передачи данных энергию встроенного элемента питания

Пассивные – используют энергию, излучаемую считывателем через антенну

Полупассивные – такие метки также имеют элемент питания, но он используется только для обеспечения работы микросхемы, а не для связи со считывателем, что существенно продлевает срок жизни батарейки.

2. По операциям чтения-записи 

"R/O" (Read Only – «только чтение») – данные записываются только один раз при изготовлении метки. Такие метки пригодны только для идентификации. Никакую новую информацию в них записать нельзя, и их практически невозможно подделать

"WORM” (Write Once Read Many – «однократная запись и многократное чтение») – кроме уникального идентификатора такие метки содержат блок однократно записываемой памяти, которую в дальнейшем можно многократно читать

"R/W" (Read and Write – «чтение и запись») – такие метки содержат идентификатор и блок памяти для чтения/записи информации. Данные в них могут быть перезаписаны большое число раз.

3. По исполнению  меток 

Без клеевого слоя (инлей или вставка)

С клеевым слоем  без поверхности для печати

С клеевым слоем  и с поверхностью для печати

Стандартные пластиковые  карты 

Метки в виде кольца

Различные виды брелоков

В специальном  корпусе для особых условий эксплуатации.

Частоты и стандарты 

Сегодня RFID-системы используют четыре частотных диапазона: 125-150 кГц, 13,56 МГц, 862-950 МГц и 2,4-5 ГГц. Чем объясняется выбор этих диапазонов частот? Это те частоты, для которых в большинстве стран разрешено вести коммерческие разработки. Для примера отметим, что диапазон 2,45 ГГц – это частоты, на которых работают беспроводные устройства стандарта Bluetooth и Wi-Fi.

Для каждого  из упомянутых частотных диапазонов действуют свои стандарты со своей  степенью проработки. Наиболее общие их характеристики представлены в таблице.

Какие бывают считыватели

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

Ручные  – носимые на руках

Мобильные – установленные на транспортных средствах

Стационарные – установленные на неподвижных объектах

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

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

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

Какие бывают антенны 

Антенна является важнейшим элементом RFID – системы.

Все выпускаемые  антенны можно классифицировать (в зависимости от частоты):

По дальности  действия (короткого, среднего и дальнего радиуса)

По исполнению (настольные, стационарные и портальные)

По направлению  поляризации (левосторонняя, правосторонняя, двухсторонняя)

По скорости работы (обычные, быстродействующие)

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

Где применяется эта  технология

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

Складское хозяйство 

Логистика и  управление цепочками поставок от производителя  к потребителю в режиме реального  времени 

Идентификация движущихся объектов в реальном масштабе времени (учет автотранспорта, вагонов  в движущихся железнодорожных составах)

Идентификация автотранспортных средств на стоянках, парковках, автовокзалах

Автоматизация идентификации на сборочных конвеерах  в промышленном производстве

Системы контроля доступа в помещениях и сооружениях 

Обеспечение пассажиров электронными билетами

Экспресс-доставка посылок 

Обработка и  доставка багажа на авиалиниях

Автомобильные охранные системы 

Проверка транзакции платежных систем на достоверность 

Предотвращение  подделки различных категорий товаров 

Маркировка (идентификация) имущества, документов, библиотечных материалов

Автоматизированные  автомобильные заправочные станции 

На складе с  помощью RFID в реальном времени автоматически отслеживается перемещение товаров, существенно ускоряются основные процессы приемки и отгрузки, повышается производительность, надежность и прозрачность операций с одновременным снижением влияния человеческого фактора.

На производстве с помощью RFID производится учет движения полуфабрикатов и готовой продукции в реальном времени, контролируются технологические операции и качество получаемого продукта. Продукция получает своеобразный «электронный паспорт», что позволяет работать над ее качеством на новом уровне.

В индустрии  потребительских товаров и розничной  торговли RFID-системы отслеживают товар на всех этапах цепи поставки, от производителя до прилавка. Товар вовремя выставляется на полку, не залеживается на складе и отправляется в те магазины, где на него более высокий спрос.

В библиотеках  с помощью этой технологии автоматически  контролируется все движение книжного фонда. Для этого каждая единица  книгофонда должна быть промаркирована и читатели должны получить электронные  читательские билеты. Читатель зарегистрировавшись  на входе выбирает необходимые ему  книги и производит запись их к  себе на электронный читательский билет. Незаписанные на читательский абонемент  книги невозможно вынести из зала, т.к. считыватели на выходе следят за этим.

Кроме уже существующих способов применения RFID, которые будут совершенствоваться и далее, есть множество областей, готовых принять технологию. Ежедневно появляются сообщения о новых способах применения технологии.

Область и преимущества применения

Технология RFID развивается  и находит себе применение в различных  областях. В биометрические паспорта нового поколения интегрируются RFID-метки, на которые записываются данные о  человеке, включая его цифровое фото, отпечатки пальцев и информацию об истории перемещений (время, дата и место въезда и выезда в какую-либо страну). На предприятиях получает распространение  технология смарт-карт. Это увеличивает  эффективность контрольно-пропускных устройств, однако, влечет за собой  снижение надежности и уязвимость к  несанкционированным попыткам проникновения. Активно ведется работа по оснащению  чипами домашних животных и скота.