Tехнология RFID, метки, ридеры и ее применение

16. 01. 2014 RFID означает радиочастотную идентификацию RFID (Radio Frequency Identification) — это технология, использующая радиоволны для автоматической идентификации объектов. Она может распознавать как живые, так и неживые объекты. Транспортные средства, контейнеры, одежда и т.д. Другими примерами автоматической идентификации являются линейный код или биометрические методы (сканирование сетчатки глаза, использование отпечатков пальцев), а также визуальное распознавание символов и голосовое распознавание.Технология RFID широко распространена применялась уже во времена Великой Отечественной войны. Тогда на самолетах появились первые системы распознавания, которые могли распознавать и отличать воздушно-десантные войска от войск противника. После войны технология уже не пользуется коммерческим успехом, но в последние годы ситуация кардинально изменилась. Транспорт и логистика заинтересованы в технологии, и это привело к тому, что стандарты перешли на новый уровень.

Где используется технология RFID?

Решения на основе технологии RFID могут быть использованы.

• Розничная торговля: контроль перемещения товаров между складами и магазинами, предотвращение краж, облегчение переписи.
• Такие отрасли, как меховая: маркировка шуб и одежды из меха с обязательным распознаванием номеров.
• На складах и в распределительных центрах: контроль за перемещением товаров, ускорение сбора и отправки и снижение влияния человеческого фактора.
• Производство: контроль персонала и транспортных средств, обеспечение безопасности и предотвращение чрезвычайных ситуаций, учет сырья.
• Системы контроля доступа и оплаты: применение автоматического доступа, оплата услуг через терминалы.

Применение технологии RFID:

• Контроль доступа,
• Контроль рабочего времени и учета,
• Идентификация транспортных средств,
• Автоматизация производства,
• автоматизация складских процессов.

Принцип работы RFID

Основы технологии: взаимодействие между этикетками RFID (RFID-метками) и считывателями RFID (RFID-считывателями). Этикетки RFID — это небольшие чипы, которые хранят уникальный номер этикетки и информацию и имеют возможность передавать данные на считыватель RFID. Когда этикетка RFID находится в зоне действия считывателя RFID. Когда этикетка находится в зоне действия, ридер записывает передачу, считывает информацию с этикетки, передает ее в учетную систему и анализирует данные в соответствии с заранее заданным алгоритмом.

В этом случае расстояние между RFID-этикеткой и RFID-считывателем может достигать 300 метров (системы, работающие на расстоянии от 5 до 300 метров, относятся к системам дальнего распознавания, от 20 см до 5 м — среднего распознавания, 20 см. -системы распознавания малого радиуса действия).

Преимущества технологии RFID

• Распознавание на большом расстоянии
• Независимое направление конфигурации меток и ридера
• Скорость и точность распознавания
• Возможность работы через материал радиочастотной передачи, визуальный контакт не требуется
• Возможность считывания этикеток с движущихся объектов
• Возможность хранения дополнительной информации на этикетках и их обмена
• Трудности при работе с поддельными RFID-этикетками
• Считывание нескольких этикеток одновременно (с возможностью антитрекинга)
• Воздействие на окружающую среду, устойчивость к длительному сроку службы

Система RFID состоит из:

• RFID-считыватель,
• RFID-этикетки,
• Программное обеспечение.

Считыватели генерируют и излучают электромагнитное излучение в окружающую среду. Этот сигнал поступает от RFID-этикетки, которая создает обратный сигнал, поступающий от антенны считывателя, и полученная информация декодируется и обрабатывается электронным блоком. объекты, оснащенные RFID-этикетками, распознаются по уникальным цифровым кодам, хранящимся в памяти электронной этикетки RFID-этикетка распознается по уникальному цифровому коду, хранящемуся в памяти электронной этикетки. В течение нескольких секунд можно восстановить, например, индивидуальные данные пользователя или идентификационный номер объекта.

RFID-метки: классификация

Источник энергии

Самая обширная классификация RFID-этикеток основана на источнике энергии — в соответствии с ним этикетки делятся на пассивные, активные и полупассивные.

Пассивные этикетки RFID не имеют собственного источника энергии и работают за счет энергии, получаемой от считывающего устройства в полевых условиях. В зависимости от архитектуры этикетки RFID и ее типа. ридера пассивные этикетки работают только на коротких расстояниях до 8 метров, но имеют доступную цену и компактны.

Низкочастотные пассивные этикетки RFID чаще всего встречаются в торговых точках. Ведущие розничные сети по всему миру работают над тем, чтобы сделать этикетки более компактными и снизить затраты.

Активные RFID-этикетки имеют собственный источник питания, что добавляет дополнительные возможности, работает на больших расстояниях и может быть менее требовательным к считывающему устройству. Недостатком по сравнению с пассивными этикетками является более длительное время работы и ограниченный срок службы батареи (срок службы батареи в настоящее время составляет 10 лет), но при необходимости работы на большом расстоянии (до 300 метров).

Активные RFID-этикетки считаются более надежными. Сигналы также могут передаваться через воду или металл, при этом могут быть установлены встроенные датчики температуры, влажности, уровня освещенности и других параметров окружающей среды. Таким образом, например, RFID-этикетки могут помочь контролировать правильность хранения определенных товаров.

Полупассивные RFID-этикетки работают по тому же принципу, что и пассивные RFID-этикетки, но оснащены батареей для питания чипа. Это решение является компромиссом в отношении стоимости, размера и характеристик.

Планирование

Что касается дизайна, RFID-этикетки могут представлять собой пластиковые карты, брелоки, этикетки для чехлов, бумажные или термопластичные наклейки. Существуют также формы «невидимых» этикеток, которые фактически пришиваются к упаковке продукта на этапе производства.

Тип.

По типу памяти RFID-этикетки предназначены для считывания блоков информации RO, классифицируемых как Read Only (Worm, много чтения) или R e-Directed (RW, чтение, запись).

RFID-этикетки используются только для целей идентификации — данные уникального идентификатора записываются при изготовлении этикетки и их практически невозможно скопировать и подделать.

Этикетка Worm RFID позволяет записать данные один раз. Затем их можно считывать и использовать многократно. Это позволяет пользователю заполнить этикетку собственной информацией при получении. Эта информация может быть использована при считывании этикетки.

Этикетка RW RFID содержит блок памяти, который позволяет повторять запись и считывание информации; при этом идентичность этикетки RFID остается неизменной.

Частота.

Сортировка RFID-этикеток осуществляется следующим образом.

• Этикетки с низкочастотным поясом (125-134 кГц).

Они характеризуются несколькими природными особенностями, которые позволяют осуществлять финансовый доступ и отлов животных с помощью этих RFID-меток. Как правило, это пассивные системы и работают только на коротких расстояниях.

• Высокочастотные поясные метки (13,56 МГц)

RFID-метки этой частоты в основном используются для идентификации людей в платежных системах и для простой деловой работы (например, идентификация продукции на складах). Большинство систем RFID 13. 56 МГц работают в соответствии с ISO 14443 (A/B). Примером может служить система связи общественного транспорта в Париже.

К недостаткам систем RFID этого диапазона относятся отсутствие достойной защиты и потенциальные проблемы со считыванием из-за больших расстояний, высокой влажности и металлических труб.

• УВЧ-метки (860-960 МГц)

Разработанные специально для использования с товарами в складских и логистических системах, эти RFID-метки изначально не имели уникального идентификатора; в качестве такового приходилось использовать EPC-номера, но это не обеспечивало надежности метки. Поэтому разработка системы на основе УВЧ позволила усовершенствовать ее.

В то же время характеристики этой серии RFID-этикеток включают высокую дальность и скорость работы, а также механизм коллизии. Сегодня стоимость RFID UHF этикеток минимальна, но цена другого оборудования для работы с этим диапазоном очень высока.

Еще этикетку RFID UHF можно классифицировать как этикетку ближнего поля. Используя магнитное поле антенны, технически RFID-этикетка может быть считана, но не в присутствии высокой влажности и металла. Масса. применение Этикетки ближнего поля ожидаются, например, для лекарственных препаратов, требующих контроля подлинности и строгого учета.

Разновидности RFID меток

Электронные этикетки выпускаются в активном и пассивном вариантах. Активные идентификаторы питаются сами по себе, и их диапазон считывания не зависит от энергии ридера . Пассивные этикетки не имеют собственного источника энергии, так как питаются от электромагнитного сигнала считывающего устройства. Диапазон распознавания таких этикеток напрямую зависит от излучаемой энергии ридер .

Каждое из этих устройств имеет свои преимущества и недостатки. Пассивные этикетки имеют более длительный срок службы и стоят дешевле, чем их соответствующие активные аналоги. Кроме того, пассивные устройства распознавания не требуют замены батарей. Недостатком является то, что они требуют использования более мощных считывающих устройств.

Активные устройства распознавания, в отличие от пассивных этикеток, характеризуются высокой дальностью считывания, а также способностью идентифицировать и считывать данные, когда электронная этикетка движется с высокой скоростью по сравнению со считывающим устройством. Недостатками активных этикеток являются высокая цена и объем.

RFID-метки зависят от рабочей частоты:

• (HF) Высокочастотные RFID-этикетки, работающие на частоте 13,56 МГц,
• (UHF) УВЧ-метки RFID, работающие в частотной зоне 860-960 МГц. Эта зона используется в России, в то время как в Европе RFID-этикетки работают в зоне 863-868 МГц.

Способы записи информации с помощью идентификаторов (этикеток):

• Устройства Readonly — идентификаторы, в которых информация может быть зарегистрирована только один раз, в дальнейшем изменить или удалить информацию невозможно,
• УСТРОЙСТВА С ЧЕРВЯННЫМИ ЭТАЛОНАМ И-RFID-метки могут быть зарегистрированы один раз и считываться многократно. Изначально в памяти устройства не хранится никакой информации. Все необходимые данные вводятся пользователем, но после записи они могут быть заменены или удалены.
• R/W устройства — идентификаторы, позволяющие многократно считывать и регистрировать информацию; это самая сложная группа устройств, так как эти идентификаторы позволяют обмениваться и удалять нежелательную информацию.

Технология RFID широко используется в переработке, розничной торговле, контроле доступа, борьбе с подделкой документов и других отраслях. Она экономит время и сводит к минимуму использование ручных операций.

Особенности

Несмотря на относительно высокую стоимость использования RFID-систем, их применение заслуживает высокого уровня безопасности и быстрой идентификации объектов. Выбор конкретного решения требует тщательного рассмотрения и должен зависеть от ряда факторов.

• Расстояние между меткой RFID и считывающим устройством
• Наличие бронированных поверхностей (например, металлических)
• Необходимость считывания нескольких этикеток одновременно (защита от конфликтов).
• Необходимость безопасного дизайна этикеток и скрытого нанесения меток
• Высокие требования к безопасности меток
• Хранение и обмен данными
• Простота интеграции в существующую инфраструктуру