Технология RFID на метках и считывателях

Технологии находятся на стадии активного развития, что позволяет каждый раз все глубже внедряться в привычную жизнь потребителей. Поэтому устройствам, которые поддерживают технологию обмена информацией, уделяется внимание, если речь идет о бесконтактных платежах. Специализированные метки RFID относятся к высокотехнологичной разработке, обеспечивающей бесперебойную связь беспроводным способом. Как следствие, это открывает функциональные возможности и потенциал.

Что такое RFID

Рассматривая, что скрывается под определением RFID, внимание уделяется меткам и специализированным считывателям. Поэтому целесообразно рассмотреть каждый элемент по отдельности.

Применение RFID-технологии

RFID выполняет множество важных функций, оптимизирующих бизнес – в том числе сокращает расходы и уменьшает вероятность ошибок, вызванных человеческим фактором: например, невнимательностью или недостаточной квалификацией сотрудника.

Также RFID-технология:

• снижает время инвентаризации и складской обработки;
• автоматизирует технологические операции на производстве: начиная от закупок сырья и управления конвейером и сборочной линией и заканчивая распределением и транспортировкой готовой продукции;
• позволяет отследить перемещение товаров на любом этапе доставки – а также в случае кражи;
• обеспечивает безопасность персонала – метки, выполненные в виде бейджей, брелоков, браслетов, помогут роботизированной технике идентифицировать сотрудника и, например, подать сигнал тревоги в случае опасности для его жизни;
• подходит для быстрого распознавания транспортных средств и предметов, подлежащих строгому учету;
• контролирует доступ к программам и товарам, использование которых ограничено узким кругом лиц;
• используется в приложениях контроля и учета времени для определения присутствия сотрудников на рабочих местах;
• отправляет руководству отчеты о состоянии рабочего процесса;

Применение RFID технологий

Из чего состоит?

Любая RFID-система состоит из трех обязательных элементов:

• RFID-метки, хранящей сведения о маркированном предмете.
• Устройства считывания – ридера (или считывателя), который принимает, анализирует и расшифровывает сигнал.
• Специализированного программного обеспечения, которое хранит и воспроизводит полученную информацию, а также обеспечивает слаженную работу системы.

Метки

Для обеспечения процесса шифрования данных применяются специализированные радиочастотные метки (транспондеры). Записанные сведения считываются на русском языке в автоматическом режиме, что является преимуществом. Дополнительная информация:

• о технологии радиочастотной передачи впервые заговорили советские инженеры в 1948 году;
• первые метки разработаны в 1973 году;
• технология запатентована инженерами СССР в 1983 году.
• Специализированная метка оснащена:
• высокоскоростным чипом;
• мощным антенным приемником;
• корпусом;
• профессиональным программным обеспечением.

Дополнительно конструкция может оснащаться источником бесперебойного питания. Размер корпуса варьируется от 3 миллиметров до 20 сантиметров.

Разработанный чип включает зашифрованную информацию. Антенна требуется для бесперебойной отправки сигналов на специализированное считывающее устройство. База содержит интегральную схему, способную принимать и автоматически обрабатывать данные, а также создает частоты для последующей передачи получателю.

Классификация RFID-меток

Поврежденный транспондер недоступен для распознавания – поэтому он должен быть адаптирован под сферу использования и объект идентификации. Главным критерием при выборе должны оставаться удобство и допустимый способ эксплуатации, а также совместимость со считывающим устройством.

Все транспондеры связываются с ридером методом передачи радиосигнала, но различаются по внешнему виду, памяти, способу питания и рабочим частотам. От этих характеристик зависит способ эксплуатации устройства и его целостность.

По внешнему виду

Транспондеры очень компактны: они могут интегрироваться внутрь предмета, приклеиваться сверху или располагаться на внешней поверхности. Их размер – от 3 мм до 20 см.

В зависимости от типа конструкции и материала они изготавливаются в следующих видах:

• Пластиковые карты – банковские, транспортные, бонусные, бейджи-пропуска
• Пластиковые брелоки – круглой, овальной или каплеобразной формы – ключи для RFID-домофонов.
• Бумажные или пластиковые наклейки, тканевые бирки – этикетки для маркировки товаров.
• Также микрочипы могут встраиваться в фитнес-браслеты или кольца.

По типу памяти

В памяти чипа хранится вся записанная и предлагаемая к чтению информация, в том числе скрытая паролем. В зависимости от модели устройства объем памяти составляет от 10 до 512 000 байт.

По типу памяти, возможности перезаписи и многократности использования транспондеры подразделяются на 3 вида:

• RO. Одноразовые микрочипы, которые записываются на этапе программирования. Подходят для однократной идентификации личности и доступны только для чтения.
• WORM. Информация записывается один раз, но доступно неоднократное считывание. Ими оснащены карты-пропуски, банковские дебетовые и кредитовые карты.
• RW. Чипы, которые запрограммированы не только на многократное считывание, как WORM, но и на повторную запись. При этом код остается неизменным, меняется либо дополняется только информация. Такие транспондеры подходят для перезаписи транспортной тары, на которой в процессе эксплуатации хранятся различные грузы.

По источнику питания

Для подачи энергии в разные части устройства (антенну и микрочип) метки могут использовать встроенную батарею, энергию считывателя либо комбинировать несколько стратегий.

По этому принципу чипы делятся на:

• Пассивные.«Питаются» от считывателя, который обеспечивает их энергией для активации и трансляции сигнала. Это возможно только при попадании в зону электромагнитного поля ридера. Используются для маркировки возвратной тары, неоднократно бывающей в употреблении. Имеют почти неограниченный срок службы, но обладают слабой надежностью, а качество и диапазон передачи сигнала оставляет желать лучшего.
• Полупассивные/полуактивные.Дальность работы шире, но зависит от чувствительности ридера. Это связано с тем, что для активации чип использует энергию автономного источника питания, а передача сигнала происходит за счет энергии считывателя.
• Активные.Благодаря встроенной батарее, сроком службы 10 лет, активные транспондеры самостоятельно обеспечивают себя энергией и не зависят от ридера. Гарантируют стабильное функционирование даже на расстоянии в несколько сотен метров и считывание меток, движущихся на высоких скоростях или расположенных в сложно проходимых для радиочастотного сигнала средах: например, в воде и металлах.

У активных и пассивных меток также разный диапазон, качество передачи и улавливания сигнала: у пассивных эти характеристики ниже, а у активных, соответственно, выше.

Основные конструкции RFID меток

Конструкция меток определяет спектр ее использования, а чип который находится внутри метки — возможный функционал.

RFID метки в форме монеты или диска

Наиболее часто транспондеры производятся в форме диска (или монеты), корпус которого изготавливается литьем под давлением из АВС-пластика и имеет диаметр от нескольких миллиметров до десяти сантиметров. В середине диска, может располагаться отверстие для крепления с помощью винта.

Преимуществом АВС-пластика будет являтся широкий диапазон рабочих температур (от −40 °C до +90 °C)

• Метки в форме диска — цена от 53 рублей

Наряду с АВС-пластиком может использоваться полистирол или даже эпоксидная смола. Эти материалы способны обеспечить транспондеру более широкий диа­пазон рабочих температур.

Корпус в форме колбы
RFID метки в форме колбы выпускаются из стекла или пластика

Метки выполнены в продолговатой стеклянной или пластиковой трубке размером, как правило от 12 до 32 мм. Внутри расположена печатная плата, на которой смонтированы электронная микросхема и развязы­вающий конденсатор, сглаживающий колебания напряжения питания.

Антенна транспондера выполнена из провода диаметром всего 0.03 мм и намотана на один ферритовый сердечник. Для большей механической прочности все эти компоненты заключены в достаточно твердую внешнюю оболочку.

• Метки в форме колбы — цена от 163 рублей

Метки в стеклянной колбе разработаны для идентификации зверей и домашних животных,  вводятся под кожу животных. Но как показала практика люди от животных отставать не хотят.

При некоторых условиях возможно метки в форме колбы непосредственно встраивать в металлические объекты. Для этого используют стеклянные колбы, в которых применяются катушки с ферритовым сердечником, имеющим высокую магнитную проницаемость. Если подобный транспондер установить в горизонтальном положении в продолговатое углубление на металлической поверхности, размеры которой чуть превышают размеры самого транспондера, то с такого транспондера можно будет без всяких проблем считать данные. При такой установке транспондера линии напряженности магнитного поля проходят параллельно поверхности металла и потери из-за вихревых токов будут незначительны.

И напротив, при установке метки в просверленное вертикально гнездо не приведет к успеху, так как в этом случае проходящие через ферритовый сердечник транспондера линии напряженности магнитного поля падают на края отверстия вертикально и оканчиваются на поверхности металла. В этом случае возникающие вихревые токи сильно мешают передаче транспондером ответных данных.

Прямоугольный пластмассовый корпус
Пластмассовый корпус — был разработан для транс­пондеров, предназначенных для работы в системах, где предъявляются высокие требования по механической прочности.

Транспондер, корпус которого изготовлен из пластика в виде параллелепипеда, содержит те же компоненты, что и описанный чуть ранее транспондер в стеклянном корпусе, однако благодаря более длинной катушке он имеет больший радиус действия.

• Метки в жестком корпусе — цена от 153 рублей

Другими преимуществами являются возможность использования электронных компонентов с большим размером корпуса, а также более высокая устойчивость к механическим нагрузкам, что, например является обязательным требованием для применения в автомобиль­ной отрасли. Кроме этого, такие  удовлетворяют и другим стандар­там качества, например легко проходят испытания на термоциклирование или на падение с высоты.

RFID метки для установки на металлические поверхности
Для того чтобы устанавливать метки на металлические объекты, были разработаны специальные конструкции.

В них катушка антенны транспондера наматывалась на сегментный ферритовый сер­дечник, после чего микросхема транспондера монтировалась на обратной стороне такого сердечника и соединялась контактами с катушкой. Для того чтобы при­дать транспондеру механическую прочность, а также устойчивость к вибрациям и необходимую термостойкость, микросхема транспондера вместе с сегментным ферритовым сердечником и эпоксидным закрепителем помещается в полуци­линдр, изготовленный из полифениленсульфида или других материалов с высокими прочностными свойствами.

• Метки для установки на металл — цена от 153 рублей

Такие метки могут использоваться для идентификации газовых баллонов, металлического инструмента, контейнеров, или например существуют книги покрытые металлической пленкой, они тоже потребуют специализированной метки.

Метки в виде часов
Такая конструкция была впервые применена в начале 90-х годов австрийской фирмой SkiDada и поначалу использовалась в качестве пропуска на горнолыжные трассы. В течение некоторого времени подобные транспон­деры получили широкое распространение, и прежде всего в системах контроля доступа и платежно пропускных системах.

Внутри таких часов находится тонкая печатная плата, на поверхности которой расположены дорожки, образующие рамочную антенну с небольшим числом витков.

• Метки в виде браслетов — цена от 81 рубля
• Метки в виде разрушаемых при снятии браслетов — цена от 81 рублей

Для того чтобы обеспечить наибольшую дальность действия, необходимо использовать антенну как можно большей площади, поэтому она занимает почти весь объем внутри корпуса часов.

Ключ или брелок
Метки часто выполняю в форме брелока для ключе от домашних или офисных дверей, что зачастую позволяет исключить забывание метки дома. Для этого чаще всего встраивают метку в пластиковый корпус, который заливается пластиком или компаундом.

Для доступа в офисные или рабочие помещения, кроме того, часто используют транспондеры, выполненные в виде брелков

• Метки в виде брелоков — цена от 11 рублей

Бесконтактные RFID карты
Конструкция бесконтактных RFID карт хорошо знакома нам по кредитным и телефон­ным картам. Преимущество такой формы для использования в RFID системах заключается в большой площади катушки, благодаря чему данные метки могут иметь большую дальность действия.

Типовые размеры карт:

• Карты из PVC пластика (85.72 х 54.03 х 0.76 мм ± допуск) — цена от 12 рублей

Бесконтактные карты из PVC пластика изготавливают ламинированием транс­пондера между четырьмя слоями ПВХ-пленки. Отдельные слои при высоком дав­лении и температуре свыше +100°С спекаются в единую конструкцию.

Бесконтактные чип-карты из PVC пластика привлекательны для разме­щения рекламы, поэтому на них часто, как и на телефонных картах, можно уви­деть красочные рекламные изображения.

Нанести изображения на такие карты можно с помощью:
Сублимационного принтера — цена от 61 572 рублей.
Технологии офсетной печати — цена сильно зависит от объема и рассчитывается индивидуально.

• Карты из АВС пластика (86 x 54 x 1.6 мм  ± допуск) — цена от 11 рублей

Нанесение изображений возможно с помощью трафаретной печати, или специальных наклеек под ламинирование.

Этикетки
Конструкция имеет толщину, прибли­зительно равную толщине листа бумаги. Здесь антенна транспондера изготавли­вается по технологии трафаретной печати или методом травления и может раз­мещаться на пластиковом листе толщиной всего 0.1 мм. Далее этот лист пластика ламинируется слоем бумаги, а на обратной стороне наносится слой клея.

Транспондер является достаточно тонким и гибким, так как он должен наклеиваться как самоклеящаяся этикетка на багаж при авиаперевозках.

Метка в виде этикетки состоит из тонких листов пластика или бумаги, между которыми находится катушка и микросхема транспондера.

• Метки в виде этикетки / наклейки — цена от 25 рублей

В качестве упаковки для таких транспондеров используют рулон бумаги, после этого метка как правило применяется в качестве самоклеящейся этикетки, кото­рая является достаточно тонкой и гибкой, чтобы наклеиваться на багаж, пакеты или другие предметы подобного рода самой различной формы. На поверхность этикетки легко наносится дополнительная графическая информация с помощью принтера, в том числе и штрих-код товара.

Преимущества по сравнению со штрих-кодами

В отличие от штрих-кодов, RFID метки можно использовать повторно. Записанную информацию можно переписывать. Пассивные транспондеры могут служить годами. Время их эксплуатации не ограничено зарядом батареи.

Радиочастотная технология позволяет защитить метки от перезаписи третьими лицами. Наличие защиты гарантирует подлинность информации.

Считыватель может распознавать только один штрих-код за раз. Радиочастотная технология дает возможность считывать сразу несколько меток (активных или полупассивных). Пассивные метки сложно считывать группами. Это связано с небольшой дальностью передачи сигнала.

Минимальный объем памяти транспондера: 128 бит. Это больше, чем у линейных штрих-кодов. Но меньше, чем у двумерных кодов.

Штрих-коды повреждаются из-за механического воздействия, высокой температуры и влажности. Транспондеры обладают большей устойчивостью к негативным воздействием.

Считыватели

Специально разработанные считыватели условно разделяются на несколько типов. Каждый из них обладает персональными особенностями. Однако объединяет их единая цель – получение зашифрованной информации с последующей расшифровкой данных на понятном языке. О них будет рассмотрено ниже.

Разновидности RFID-считывателей

RFID-считыватель – это прибор, который сканирует информацию с меток, обрабатывает ее и отправляет ответный сигнал. Также ридеры могут выполнять кодирование, т.е. вписывать в чипы данные – например, подтверждать пройденную процедуру контроля, устанавливать/снимать доступ, вносить дополнительную информацию.

Для взаимодействия с транспондерами используются стационарные и мобильные (ручные) ридеры, которые обладают разной мощностью и зоной считывания.

RFID-считыватель

• Стационарные считыватели фиксируются на стенах, дверях, мебели, иных поверхностях или под ними (например, под полом). Они обладают большой зоной работы и внушительной мощностью, благодаря чему анализируют несколько десятков чипов одновременно. На постоянной основе подключены к системе контроля и учета. Применяют на крупных промышленных и складских предприятиях, в супермаркетах со значительным массивом отслеживаемых товаров.
• Мобильные считыватели не имеют постоянной связи с программой и обладают ограниченной памятью, поэтому отсканированные и обработанные коды должны периодически выгружаться в компьютер. Ручные терминалы часто используются для инвентаризации в сфере ритейла. Внешне они почти неотличимы от аналогичных терминалов считывания штрих-кодов и работают автономно.

Принципы работы технологии

Специализированные метки базового уровня осуществляют бесперебойное функционирование по стандартному алгоритму. Принцип действия заключается в автоматическом сборе требуемой информации с последующим оперативным откликом, что изначально напоминает работу бесконтактной технологии NFC либо штрихкода.

Сразу по завершении процедуры записи данных во внутреннюю память специализированного чипа, присваивается кодовая комбинация и требуемые данные, которые подготовлены к последующей эксплуатации. Сведения, которые зашифрованы в рассматриваемом устройстве, способны распознаваться исключительно считывателями.

Исчерпывающий алгоритм действий заключается в нескольких этапах:

1. Изначально специализированную метку, на которой находится требуемая информация, нужно закрепить в определенном месте, где по мнению пользователей это целесообразно.
2. Разработанный встроенный чип с помощью антенны осуществляется прием формируемых электромагнитных колебаний ридером.
3. В случае пребывания специализированного во включенном положении, применяя формируемую внутреннюю энергию встроенного профессионального источника питания, осуществляется передача определенных радиоволн. Они автоматически включают в себя требуемые сведения исключительно в зашифрованном виде. Чип, который на момент передачи пребывает в пассивном состоянии, приступает к изучению энергии сканера, осуществляется прием данных с последующей отправкой ответного специализированного сигнала.
4. Специализированное считывающее устройство автоматически осуществляет прием радиоволны, которую посылает встроенный сип, при этом выполняет трансформацию данных в понятную форму.
5. Технология позволяет моментально расшифровать передаваемую информацию с невозможностью организации перехвата мошенниками. Это подтверждено многократными тестированиями исследовательских центров.

Где используется RFID-технология

К применению RFID-технологии прибегают во всех крупных отраслях экономики, где необходима автоматизация рабочих процессов и отслеживание статичных и транспортируемых объектов. Большое распространение она получила на крупных производственных предприятиях и ритейле.

• В розничной торговле технология RFID-меток предназначена для контроля товародвижения, уменьшения риска кражи и оптимизации процесса инвентаризации. Также она показывает расположение товара на карте магазина в режиме онлайн.
• В системах контроля и управления доступом (СКУД) используется для ограничения допуска на закрытую территорию с повышенными требованиями безопасности – в офисы, жилые дома, университеты, отели. Является частью биометрической СКУД, т.е. технологии распознавания людей по физическим характеристикам.
• Применяется для осуществления бесконтактных платежей офлайн и онлайн.
• Оптимизирует плату за проезд в метро, автобусах, электричках и другом общественном транспорте, кодирование и проверку проездных билетов.
• Применяется для чипирования домашних животных, крупного и мелкого рогатого скота в сельскохозяйственных объединениях: используются методы внутримышечного или подкожного чипирования, биркование.
• Ускоряет приемку и внутренний учет грузов логистическими компаниями, контролирует перемещение и координирует доставку.
• В библиотеках и архивах помогает структурировать хранение, движение книг и документооборот.
• Борется с подделками и кражей меховых изделий на этапах изготовления и реализации.
• В промышленной сфере координирует производство и доступ персонала и техники, записывает и передает в базу данные о сырье и произведенной продукции.
• Помогает установить подлинность препаратов в фармацевтических учреждениях.

Где используется RFID

Система обязательной маркировки

В России RFID технология используется для маркировки шуб и других меховых изделий. Носитель содержит информацию о производителе товара, стране производства, категории меха. На корпусе транспондера печатается:

1. Разновидность меха.
2. Уникальный номер объекта.
3. QR код для идентификации.

Носители на импортных шубах выделяются красным цветом. Шубы отечественного производства обозначаются зеленым цветом. Нанесенный на метку QR можно считать мобильным телефоном. RFID считыватель для этого не требуется. QR содержит ссылку, которая дублирует информацию, записанную на метку.

Идентификация в магазине и на складе

Радио технология используется не только для учета шуб. Она применяется для идентификации и других видов товаров. Чаще всего применяется для учета изделий легкой промышленности.

Транспондеры упрощают отгрузку и приемку товара, проведение инвентаризации. Идентификация проводится бесконтактным методом. Считыватели обрабатывают данные с высокой скоростью.

Использование меток защищает магазины от краж. При попытке вынести предмет, с которого не снята метка, зазвенит охранная рамка и включится световой индикатор.

Организация производственных процессов

Система РФИД позволяет автоматизировать производство. Она применяется для учета заготовок, инструментов сырья и других объектов. Транспондеры позволяют контролировать перемещение транспорта и рабочих.

Применение в сфере услуг

Радиометки применяют для автоматизации прачечных и химчисток. Система позволяет ускорить приемку, сортировку, перемещение объектов. Анализ данных позволяет контролировать загрузку производственных мощностей. По радиосигналу можно определить точное местонахождение объекта. По аналогичным принципам работают и логистические компании.

Общественный транспорт

Система RFID применяется для бесконтактной оплаты проезда. Метки встраиваются в проездные на наземный транспорт или на метро. Быстрая и удобная оплата проезда сокращает очереди на вход. По статистике, после внедрения бесконтактной оплаты уменьшается число безбилетных пассажиров.

Оплата банковскими картами

В каждой современной банковской карте есть транспондер для бесконтактной оплаты. Носитель передает информацию на платежный терминал. Затем деньги списываются со счета покупателя. Идентификация по RFID меткам происходит на увеличенном расстоянии по сравнению с NFC системой.

Использование в медицине и ветеринарии

Частные поликлиники и больницы используют RFID браслеты для сохранения данных о пациенте. Одноразовый браслет не снимается, пока пациент проходит лечение. На браслет записываются:

1. Паспортные данные пациента.
2. Сведения о диагнозе.
3. История лечения.
4. Противопоказания и аллергии.

Транспондеры служат для контроля за медицинским оборудованием, для организации доступа в палаты. В ветеринарии носители применяют для чипирования животных. В фармацевтике — для проверки подлинности и срока годности лекарств.

Применение в библиотеках

В современных библиотеках применяют RFID для учета книг. На листы наклеивают простые метки стоимостью от 25 руб. за штуку. Считывание меток позволяет быстро принимать и выдавать книги. На выходе можно установить охранные рамки, как в магазине, для борьбы с кражами. Они будут звенеть, если кто-то попробует вынести незарегистрированную книгу.

Выдача заграничных паспортов

Радиометки установлены в заграничных паспортах нового образца. В России получить документы нового типа с RFID метками возможно с 2009 года.

Для чего нужна технология

Специализированное приемное устройство, которое занимается сбором данных, функционирует на одной либо 2 частотах. Второй вариант отличается повышенной стоимостью, но обладает многочисленными преимуществами, среди которых:

• объекты автоматически идентифицируются с помощью высокочастотного радиосигнала;
• запись информации осуществляется исключительно при сигналах, способных обеспечить надежную защиту от влияния мошенников, что может быть чревато последствиями.

Сфера применения рассматриваемого радиопередатчика заключает в выполнении многочисленных задач, среди которых:

• получение с последующим выполнением поставленной команды от автоматизированной системы управления;
• своевременное обнаружение метки в определенном радиусе действия, что исключает вероятность перехвата мошенниками;
• получение исчерпывающих ответов с тегов, включая организацию пересылки конечному потребителю полученных данных;
• автоматическая фиксация данных на радиочастотных идентифицирующих специализированных элементах;
• выполнение дополнительных команд от автоматизированной системы управления.

Благодаря этому можно говорить о многофункциональности, что обеспечивает комфортное выполнение поставленных задач.

Классификация RFID-меток

Специализированные RFID считыватели отличаются между собой по классификации. Рекомендуется ознакомиться с особенностями, чтобы избежать недопонимания, которое может повлечь в дальнейшем неправильный выбор.

По внешнему виду

Существующие РФИД метки условно разделяются на несколько разновидностей, которые напрямую зависят от радиопередатчика:

1. PRAT – подразумевается применение активной метко с одновременным пассивным датчиком. Особенностью является радиус действия, который достигает 600 метров;
2. ARPT – специализированное считывающее устройство автоматически осуществляет передачу требуемого радиосигнала с получением интересующих данных с пассивной меткой;
3. ARAT – специализированный радиопередатчик непрерывно находится во включенном положении.

Определить тип не составляет труда. Требуется внимательно ознакомиться с техническими характеристиками.

По типу памяти

Каждая разновидность специализированной метки отличается доступностью для обеспечения бесперебойной записи персональных данных либо исключительно чтения. Рассматриваемая особенность определяется объемом внутренней памяти:

1. RW – аббревиатура подтверждает использование устройства для многократной записи информации и удаления данных при необходимости;
2. WORM – устройство предусматривает запись персональной информации с последующим многоразовым использованием. Удаление сведений осуществляется исключительно после внесения требуемых настроек;
3. RO – персональная требуемая информация записывается непосредственно во время производства, поэтому вариант с внесением изменений не рассматривается. Специализированные метки используются с целью простановки маркировки продукции с последующей упрощенной идентификацией.

Дополнительный вариант классификации – источник бесперебойного питания.

По источнику питания

Параметром, по которому осуществляется безошибочное разделение метки, является используемый тип питания:

• пассивный идентификатор – подразумевает запрет на использование встроенного источника энергии. Запас меток заключается в автоматическом пополнении за счет специализированного считывателя. Вариант считается распространенным, при этом отличается доступной стоимостью;
• активная метка – отличается наличием встроенной емкостной аккумуляторной батареи. Преимущество заключается в возможности автоматической отправки идентификационной информации;
• пассивная метка с автоматическим встроенным элементом питания. Осуществляется автоматическую передачу специализированного радиосигнала после полученного соответствующего сигнала, который выдает радиопередатчик.

На какой стоит обратить внимание, зависит от поставленных функциональных задач потребителем.

По диапазону частот

Специализированные носители условно разделяются на несколько групп по частоте передачи радиосигнала. К примеру:

• сверхчастотные функционируют на частоте до 960 МГц;
• высокочастотные специализированные носители способны обеспечить бесперебойную передачу данных на частоте до 13,6 МГц;
• низкочастотное профессиональное оборудование функционирует и беспрепятственно передает информацию на частоте до 170 КГц.

Редко встречаются вариант использования миллиметровых волн на частотах от 2 ГГц.

Разновидности RFID-считывателей

На сегодня выделяют несколько разновидностей специализированных устройств, которые позволяют не только принимать, но и одновременно записывать данные на установленную метку:

• специализированное мобильное устройство – зачастую непрерывной связи со стационарным компьютером либо иным источником данных не имеет. Информация автоматически сохраняется во внутренней памяти с автоматическим дублированием на диск в период установки подключения. Отличается небольшим предельно допустимым радиусом действия. В некоторых ситуациях предусматривается не только функция получения, но и запись данных;
• специализированное оборудование стационарной связи – отличается мощными габаритами, но при этом обладает быстродействием. С легкостью устанавливается на специализированных платежных терминалах, погрузочно-разгрузочной технике. При желании модно установить бесперебойное подключение к специализированному программируемому контроллеру, автоматизированной системе управления на производстве.

Учитывая поставленные производственные задачи и цели специализированные считывающие устройства, устанавливают на одну либо несколько мощных антенн.

Безопасность

Рассматриваемую технологию внедряют повсеместно, где требуется моментальная идентификация объектов с возможностью обеспечения максимальной защиты компании либо определенной продукции от мошеннического взлома. РФИД нужно применять, что обусловлено отсутствием возможности создания профессиональной подделки меток, включая копирование электронного ключа – связано с уникальностью каждого специализированного устройства.

Критерии, которыми следует руководствоваться при выборе RFID системы

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.

Сегодня на рынке предлагаются самые разнообразные системы, технические характеристики которых оптимизированы для самых различных областей при­менения — электронные проездные билеты, идентификация домашних животных, промышленная автоматика, системы контроля доступа.

Все эти системы могут перекрываться между собой по своим техническим характеристикам, что затруд­няет их классификацию и выбор наиболее подходящей для вас RFID системы.

Ситуация осложняется еще и тем, что, за исключением небольшого количества применений, стандарты для используемых RFID систем пока не разработаны.

Составить четкую картину всех предлагаемых на сегодняшний день систем радиочастотной идентификации достаточно сложно даже для специалиста в дан­ной области. Поэтому можно представить, с какими трудностями вы столкнетесь при выборе системы, которая бы полностью соответствовала вашим требованиям.

Дадим краткие рекомендации, какими критериями следует руководствоваться при выборе системы радиочастотной идентификации.

Рабочая частота

Системы радиочастотной идентификации с рабочей частотой от 30 кГц до приблизительно 30 МГц относятся к системам с индуктивной связью. В отличие от них микроволновые системы, работающие в диапазоне 2.45 ГГц или 5.5 ГГц, используют для взаимодействия электромагнитное поле.

При частоте 100 кГц коэффициент поглощения водой или непроводящими веще­ствами приблизительно в 100 000 раз ниже, чем на частоте 1 ГГц. Можно сказать, что на низких радиочастотах поглощение или затухание сигнала практически незаметно, поэтому такие системы используются в основном там, где необходимо значительное проникновение в глубь объекта. В качестве примера можно привести метку которая и помещается в преджелудок (рубец) крупного рогатого скота.

Для чтения данных с транспондера здесь используется частота ниже 135 кГц.

По сравнению с системами с индуктивной связью микроволновые системы имеют значительно большую дальность действия — обычно от 2 до 15 м. Однако в отличие от устройств с индуктивной связью микроволновым системам часто необ­ходим дополнительный автономный источник питания. Обычно мощности, получаемой от считывающего устройства, недостаточно для нормальной работы транспондера.

Еще одним важным качеством является устойчивость к электромагнитным помехам, которые возникают при сварке или создаются мощными электродви­гателями. Индуктивные транспондеры здесь существенно проигрывают микро­волновым системам. Например, именно микроволновые системы господствуют на производственных линиях и лакировальных установках в автомобильной про­мышленности. Этому также способствует большой объем памяти (до 32 Кбайт) и способность работать при высоких температурах (до +250°С)

Дальность действия

Дальность действия, которая необходима для конкретной системы, опре­деляется несколькими факторами:

• Точность позиционирования метки.
• Минимальное расстояние между метками при их практическом при­менении.
• Скорость, с которой метка перемещается в поле действия считываю­щего устройства.

Рассмотрим в качестве примера систему оплаты проезда в общественном пасса­жирском транспорте. Здесь скорость позиционирования достаточно мала — транс­пондер перемещается к считывающему устройству рукой человека.

Минимальное допустимое расстояние между транспондерами соответствует расстоянию между двумя пассажирами, которые стоят в очереди на посадку в автобус.

Оптимальная дальность действия системы в таком случае составляет 5… 10 см, большая даль­ность привела бы только к дополнительным сложностям, так как в зоне действия считывающего устройства одновременно могло бы находиться большее коли­чество транспондеров. В этом случае сложнее было бы установить однозначное соответствие между билетом и пассажиром.

На сборочной линии автомобильного предприятия часто одновременно могут находиться разные модели автомобилей с совершенно различными габаритами.

Поэтому трудно определить, каково будет расстояние между расположенным в автомобиле транспондером и считывающим устройством.

В этом случае при выборе дальности чтения / записи RFID системы необходимо учиты­вать максимально возможное расстояние. При определении расстояния между транспондерами следует исходить из того, что в поле действия считывающего устройства всегда должен находиться только один транспондер. Здесь микровол­новые системы благодаря направленности диаграммы излучения имеют заметное преимущество перед ненаправленным, изотропным излучением систем с индук­тивной связью.

Требования к безопасности данных

Необходимо быть очень внимательным при определении требований к безопасности данных в RFID системе, включая аутентификацию и шифрование данных, иначе вы можете столкнуться с неожиданностями на стадии реализации или эксплуатации системы. Для этого необходимо сначала определить, какой интерес система представляет для потенциального взломщика, то есть какую выгоду он может получить от несанкционированного доступа к деньгам или другим ценным ресурсам. С этой точки зрения мы будем подразделять все приложения на две группы:
• Первая — промышленные или закрытые приложения
• Вторая — открытые, публичные системы с возможностью доступа к денежным средствам и другим ценным ресурсам

Приведем два примера подобных систем.
Типичный пример системы первого типа — сборочная линия на любом заводе. В этом случае доступ к RFID системе имеет ограниченное число сотрудников компании и возможен полный контроль над личностями потенциальных взломщиков. Однако злонамеренное изменение или фальсификация хранящихся в транспондере данных может вызвать значительные убытки и нарушить обычный ритм работы предприятия, даже если злоумышленник и не получит при этом никакой личной выгоды. Вероятность такого вмешательства в работу системы невелика, и поэтому можно использовать недорогие системы без какой-либо поддержки функций безопасности данных.

В качестве второго примера рассмотрим систему электронных билетов для общественного пассажирского транспорта. В этой системе носитель данных в виде бесконтактной чип-карты может быть приобретен практически каждым, так что круг потенциальных злоумышленников заранее определить просто невозможно. Успешный взлом системы идентификации может нанести транспортной компании значительный ущерб, ведь злоумышленники могут организовать продажу поддельных билетов. Что и было с блеском продемонстрировано преступниками организовавшими продажу поддельных билетов для московского метрополитена.

Кроме прямых финансовых потерь, это может ухудшить и имидж компании. Для таких приложений необходимо использовать чипы, которые поддерживают аутентификацию и шифрование передаваемых данных.

Идентификаторы поддерживающие шифрование:

• Идентификаторы серии Mifare Plus — цена от 45 рублей
• Идентификаторы серии Mifare DESFire — цена от 72 рублей

Объем памяти

Основной характеристикой электронной начинки транспондера является объем памяти, используемой для хранения данных. В приложениях, где важна низкая стоимость системы, применяются метки Read-only, которые не позволяют изменять записанную в них информацию, — здесь вы можете только идентифицировать объект, все остальные данные по объекту могут быть получены, из центральной базы данных, где хранится подробная информация об объекте.

Если же требуется записывать данные на транспондер в процессе работы системы, то вам необходим транспондер с памятью типа EEPROM или RAM.

Память типа ЕЕРКОМ чаще применяется в системах с индуктивной связью, обычно такая память имеет объем от 16 байт до 8 Кбайт.

Для использования памяти RAM необходимо постоянно обеспечивать питание для микросхемы памяти, иначе данные будут утеряны. Такая память применяется в микроволновых системах, ее объем обычно составляет от 256 байт до 64 Кбайт.

Плюсы и минусы

В большей степени непосредственно рассматриваемый метод чипирования и считывания превосходит китайские штрихкоды. Несмотря на это, технология обладает персональными положительными и отрицательными сторонами.

К преимуществам технологии принято относить:

• функциональные возможности. Предусматривается хранение всех и второстепенных данных. Допускается многоразовая опция записи;
• надежность. Элементы не обладает повышенными рисками получения механических повреждений. Дополнительно производители используют ударопрочное стекло либо пластик для защиты от влаги, попадания мусора и затирки;
• считывание данных. Потребителям не нужно быть обладателями меток и прикладывать к специализированному считывающему устройству – исключительно находится в радиусе действия радиосигнала;
• безопасность. Предусматривается автоматическое присвоение кода, способного обеспечить надежную защиту от подделок. При желании пользователи могут дополнительно установить зашифрованный текст.

К отрицательным сторонам принято относить:

• завышенные показатели стоимость. Это обусловлено использованием дорогостоящего специализированного производственного оборудования. К примеру, штрихкоды можно распечатывать на стандартном черно-белом принтере;
• нанесение механических повреждений влечет автоматически невозможность дальнейшего использования. Из этого следует, что невозможно получить требуемую информацию в случае перегрева, попадания воды. Прочие разновидности кодов также подвержены рассматриваемому недостатку;
• выявленные нарушения от воздействия радио магнитных волн. Это обусловлено тем, что они непрерывно перебивают и одновременно мешают беспрепятственно считать данные, скрывая персональную информацию пользователя.

Чтобы исключить возникающие сомнения, пользователи могут самостоятельно, не пытаясь подобрать требуемое для бесперебойного функционирования специализированное оборудование. Для этого нужно обратиться в специализированный сервисный цент, указав при этом поставленные задачи и уровень финансовой платежеспособности.

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.

Видеообзор: Исследование вреда от RFID

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.