Что такое идентификация, роды и виды

В РФ все активнее продвигаются различные инициативы, направленные на глобальное чипирование продукции. Постоянный мониторинг — это тот аспект, который позволит улучшить качество, а кроме того, упростить управления производством, поставками и распределением товара и сырья. Новый век уже на пороге, и сейчас любому предприятию отставать от прогресса будет просто преступным выбором. В данном обзоре мы затронем еще один из видов процесса мониторинга, который исполняется с помощью специальных идентификаторов. Но на этот раз основной методикой выступает уже радиосигнал. Мы разберем RFID (РФИД) метки, что это такое, как используется такая технология, какие есть способы внедрения, классификация, ключевые отличия и иные познавательные моменты.

Определение

Данная аббревиатура расшифровывается, как Radio Frequency Identification. Система хранения и передачи различной информации, которая основывается на радиоволнах. Одним контактом выступает сама точка, небольшой чип, размещаемый на объекте. А вторым, соответственно, считыватель, который не только принимает сам сигнал, как это обычно бывает. Устройство также выступает инициатором отправки. Считывание происходит мгновенно и удаленно. Допустимое расстояние зависит уже от конкретного типа. Все сведения, которые хранятся на чипе не имеют графического выражения. Поэтому некорректно будет называть их кодом — это сигнал.

Для склада

Для магазина

Для учреждения

Готовые решения для всех направлений

Ускорь работу сотрудников склада при помощи мобильной автоматизации. Навсегда устраните ошибки при приёмке, отгрузке, инвентаризации и перемещении товара.

Мобильность, точность и скорость пересчёта товара в торговом зале и на складе, позволят вам не потерять дни продаж во время проведения инвентаризации и при приёмке товара.

Обязательная маркировка товаров — это возможность для каждой организации на 100% исключить приёмку на свой склад контрафактного товара и отследить цепочку поставок от производителя.

Скорость, точность приёмки и отгрузки товаров на складе — краеугольный камень в E-commerce бизнесе. Начни использовать современные, более эффективные мобильные инструменты.

Повысь точность учета имущества организации, уровень контроля сохранности и перемещения каждой единицы. Мобильный учет снизит вероятность краж и естественных потерь.

Повысь эффективность деятельности производственного предприятия за счет внедрения мобильной автоматизации для учёта товарно-материальных ценностей.

Первое в России готовое решение для учёта товара по RFID-меткам на каждом из этапов цепочки поставок.

Исключи ошибки сопоставления и считывания акцизных марок алкогольной продукции при помощи мобильных инструментов учёта.

Получение сертифицированного статуса партнёра «Клеверенс» позволит вашей компании выйти на новый уровень решения задач на предприятиях ваших клиентов..

Используй современные мобильные инструменты для проведения инвентаризации товара. Повысь скорость и точность бизнес-процесса.

Показать все решения по автоматизации

Бесконтактные метки и способы их применения

Это простое устройство, которое состоит из самой основы, чипа с записанной на нем информацией. Использоваться она может в месте, где на нее активно влияют считыватели. Примечательно, что отправка конкретного сигнала происходит в большинстве случаев, когда сами внешние приборы начинают отправлять волны, которые улавливаются антенной.

Аккумулировав достаточное количество энергии для действия, происходит отклик. То есть, отправка идентификационного номера и остальных сведений, который были записаны. Диапазон различный, в некоторых типах предусмотрено расстояние всего-то в полметра. А другие легко работают и при десяти метрах.

Где применяется

Область широка даже на данный момент. Хотя, стоит учитывать, что система пока находится на стадии развития. Потенциал у подобной схемы очень высокий, поэтому появляется все больше пластов на производстве и при доставке, которые нуждаются в подобной методике.

Сейчас навскидку можно выделить:

• Контроль и управление сырьем на производственных объектах. Особенно если речь идет о значительных мощностях и огромных плацдармах. Учет и перемещение продукта, сырья, оборудования очень важен. Его грамотное и логичное распределение, тоже. Подобный метод дает массу возможностей для автоматизации процессов.
• При хранении — это отличный способ упрощения задачи. А что не менее важно, снижение трудовых затрат при инвентаризации. Да и точность тоже остается значимым аспектом. Исключается возможность ошибки человеком, а значит, можно полностью закрыть глаза на возможные издержки, связанные с этим фактором.
• При реализации. Мгновенная отправка товаров, пользующихся спросом, на точку продажи. Перемещение и распределение, повышение уровня сбыта.
• В общественных местах, в доступных для населения учреждениях, на участках хранения информации или бесплатных благ. Тот же быстрый выбор литературы в книгохранилище.
• Маркировка различных товаров для населения. Распространены в сфере меховых изделий и схожего элитного продукта.

Не стоит забывать, что для реализации всех этих процессов, а также еще большего сокращения трудовых затрат понадобится и грамотное программное обеспечение. Компания «Клеверенс» реализует предложения, которые направлены на современное оборудование и легко интегрируются в учетную систему предприятия. Процесс сортировки, транспортировки и хранения с ПО становится пустяковой задачей, с которой справится всего один человек. Понадобится только смартфон.

Как работает RFID метка радиочастотной идентификации

Чип отправляет сигнал в ответ на прямой запрос считывающего устройства. От него же и получает энергию, хотя иногда обладает своим собственным источником. Отправка информации — простое дело, но обратная процедура не допускается. То есть, устройство не может повлиять на метку, внести изменения в сведения. Таким образом, полностью исключается вредоносное влияние.

Корпус метки закрывает собой память, на которой и хранятся данные. Он отличается разнообразной структурой. Обычно бирки или покрытие из специальной ткани. Иногда подразумевается корпус, защищенный от внешней среды очень надежно. Но этот параметр, соответственно, влияет и на цену.

Схема работы

А теперь пройдемся по различным видам. Существует несколько параметров, посредством которых принято градировать подобного рода чипы. Взглянем на самые распространенные из них. Это и различная структура, и возможности питания, памяти, многократной записи, устойчивости и защищенности. Но вот то, из чего метка может состоять, обычно не изменяется. Это всегда часть с записанной информацией, а также антенна, которые вкупе с передатчиком улавливает и отправляет отклик на сигнал.

По типу питания

В данном случае различаются активные и пассивные RFID метки. Разница значительная. И дело не только в том, что первые могут отправлять сигнал без наличия источника энергии, ведь обладают запасом собственной. Причина еще и в качестве, диапазоне передачи и улавливания запроса, надежности. Кроме того, пассивные не способны работать на высоких скоростях. Подразумевается наличие движения объекта в момент контакта. К примеру, если товар находится в грузовом транспорте, который едет вперед. На цену, разумеется, фактор тоже влияет самым непосредственным образом.

По критериям EPC Global

Это мировой стандарт, выделяющий шесть основных категорий. Две первые из них — простейшие, пассивные. Третья уже обладает питанием, но оно направлено лишь на сам чип. То есть, не затрачивает энергию на сигнал. Три крайних вида — это уже активные варианты. Последние категории способы контактировать с различными устройствами, работать автономно, индифферентны к окружающей среде, защищены по высшему разряду.

По параметрам памяти

Выделяется несколько видов, основывающихся на различном типе хранения информации. Отличаются функциями кода, напрямую ли считывается идентификационный номер или посредством передачи реквизитов доступа к нему. И многие иные аспекты. Но на сам объем допустимой памяти этот параметр не влияет напрямую. Если нужно хранить больше сведений, то добавляется новый блок данных, который принято называть пользовательским. Он служит как небольшая флешка для основного устройства.

По частоте диапазона

Разброс тут обширен. Но видовое разнообразие снижено. Ведь есть всего три варианта. Самый низкий — начиная от 125 кГц. Фактически подходит лишь для работы с животными в сельском хозяйстве. Второй — устаревший формат, ранее используемый повсюду. Это 13 с половиной мГц. А вот современный и мощный выбор — это новейшие форматы, который обладают самыми высокими показателями — до 960 мГц.

По исполнению и эксплуатации

Для деревянных изделий, предметов меблировки чаще всего применяют самые простые формы — наклейки. Бирки уже подходят для иных товаров. Если вы интересовались, что такое RFID метки на одежде — это именно бирки, которые не отличаются повышенными характеристиками надежности. А вот кто различается — так это виды с металлическими корпусами. Есть еще и специальные защитные формы, но они используются лишь, если допустим постоянный контакт с внешней средой.

По классу защиты

Распространенная классификация, направленная на устойчивость к влаге и температурному фактору. От низшего IP66 до высшего стандарта качества для специальных условий — IP69K.

Для «1С:Предприятия»

Для SAP R/3

Для Microsoft Dynamics

Типы идентификаторов

Отдельно хотелось бы уточнить, что эта система в основном различается по диапазону передачи. Ведь в обывательской сфере, а кроме того на производстве, чаще всего именно этот аспект становится наиболее важным, ключевым. Поэтому практически во всех сферах производства товара и транспортировке сейчас отдают предпочтение вариантам с высокой передачей. То есть, до 900 мГц и выше. Если диапазон, в котором маркер на товаре сможет поймать сигнал считывателя, будет очень маленьким, всего в метр, то это не принесет дивидендов. Даже инвентаризация особо не упростится.

Конструкция

Каждая модель, какой бы простой или, напротив, сложной и современной она не была, сколько бы ни стоила денег, всегда имеет одни и те же составные части. Просто разного уровня.

• Хранилище данных, он же чип, содержит код RFID метки.
• Антенна. Инструмент для отправки, а также приема сигнала извне.
• Корпус. Защитная деталь, не пропускающая влагу, пыль, препятствующий давлению.
• Крепление. То есть, крепежный элемент для фиксации на товаре или ином объекте.

Способы записи

Ранее существовали лишь устройства, которые позволяли единожды записать информацию. Она оставалась статичной, не могла быть удалена или изменена. Но сейчас на рынке появились более инновационные предложения. Это модели, которые легко могут быть перезаписаны, или информация удаляется частично, оставляя нужное и избавляясь от тех сведений, который перестали быть необходимыми.

Особенности выбора считывателя

Основное отличие заключается в мобильном и настольном устройстве. Выбирать лучше, разумеется, первый. Он проще и удобнее, обладает более широкими возможностями. Особенно если говорить о хранении на складах. Если партии продукции весьма крупные, то выбора не остается вовсе. Есть и иные варианты, но они направлены на предотвращение краж, а не на контроль и управление.

Критерии выбора меток

Всегда стоит четко балансировать между необходимыми эксплуатационными свойствами и ценой. Как мы сказали, модели отличаются массой параметров. Функции защиты, частотность, диапазон передачи, способы крепления, даже внешний вид. Но выбирать только лучшее — это не всегда логично. RF метки обладают различной стоимостью, и ставить очень надежные и защищенные в тех сферах, где этого фактически не нужно — просто расточительство. Но если начать слишком сильно экономить, то чипы не справятся со своей прямой задачей.

Таблица по предпочтительным условиям эксплуатации

Посмотрим, для каких целей лучше подобрать продукт с тем или иным уровнем защиты. Когда логика выбора будет очевидна, а когда критерии надежности излишне высоки, бессмысленно удорожают покупку.

Рабочие условия факторы среды

IP67, а также более низкие показатели

IP68

IP69K — высший вариант из возможных

Температурный диапазон не выходит за границы -15 и +35 градусов Цельсия, а контакта с водой не предполагается по определению.

Целесообразно.

Вполне логично.

Нет смысла, слишком дорого.

Возможно сильное загрязнение и кратковременные контакты с водой. Температура периодами сильно возрастает, а кроме того снижается. Присутствует контакт с внешней средой, расположение на открытом воздухе в зимнее время, фиксация на автомашинах и стендах.

Не сможет функционировать.

Идеально.

Опять же, слишком дорого.

Температура высокая и практически не снижается. Подразумевается «близкое знакомство» с горячими жидкостями, сильным напором. Пониженные температуры зимой, а кроме того, непрекращающийся контакт с окружающей средой. Полное погружение в воду на длительное время, влияние слабых химикатов.

Нет никакой возможности для работы.

Работа возможна, но кратковременно. Скорее всего, выйдет из строя при длительном контакте.

Идеально.

RFID брелоки

Особый вид, который применяется сейчас в довольно узком профиле, но имеет высокий потенциал. Доступен для банковской сферы, хранения важных объектов, контроля и обслуживания данных. Применяется в качестве идентификатора для кассира на точке расчета, опять же, преимущественно в банках. В принципе, маркируется, таким образом, практически все, но разумно использовать для ключей, важных предметов.

Представляет собой переносной защитный корпус, выполненный в форме брелока. Расчет на использование в 3D пространстве, когда нужен трехмерный формат для регистрации.

Как происходит запись сведений

Существуют различные типы и виды RFID меток. Мы уже озвучили массу вариаций, которые применяются в различных сферах, служат для разных целей, обладают несхожими параметрами устойчивости и защиты. Но практически все из них имеют один тип записи. Информация поступает сразу при моменте создания, посредством специальных устройств фиксируется навсегда. Единственный способ штатного изменения — это новые виды приборов с блоком памяти. Конечно, понадобится дополнительное оборудование, чтобы изменять сведения. Но при серьезных производственных объемах, такой вариант в конечном итоге все равно выглядит более рентабельным и логичным.

Для микрокиосков

Для RFID

Для ТСД (терминалы сбора данных)

Где можно купить

Данная категория товара не отличается от других. Поэтому свободно распространяется всевозможными способами. Но учитывая тот факт, что для РФ, это все же немного новое веяние, основной массив распространяется через сеть. Огромное количество интернет-магазинов предлагает подобную продукцию. Но здесь работаю обычные законы коммерции. Оптовики получают преимущества, постоянные клиенты пользуются приятными скидками. Поэтому важно сравнить выбор и подобрать продавца, который отвечает условиям выгодности при учете объема закупок. А также помните про таблицу факторов защиты, не стоит переплачивать там, где в этом просто нет смысла.

Изготовители

В России данная сфера пока развивается. Однако, отечественный производитель уже начал активную конкурентную борьбу за своего клиента. С переменным успехом, но перспективы есть. Пока же большая часть рынка даже в нашей стране принадлежит импорту.

Выводы

РФ становится развитым плацдармом для торговой деятельности. Этому способствует не только эволюция экономики, но и законодательные акты, направленные на мониторинг качества. И именно сейчас та самая точка, когда современные и прогрессивные участники рынка выигрывают благодаря переходу на инновации, оставляя позади консервативных конкурентов. И радиометки RFID — один из инструментов, посредством которых и идет конкурентная война против консерваторов.

Понятие электронного кода объекта

Электронный код объекта – это цепочка байтов, которую можно декодировать по заранее определенным правилам, чтобы получить на выходе данные об объекте, маркированном RFID-меткой. Т.е. объект идентифицирует не сама метка, и не номер метки, а электронный код объекта, прописанный в ней.

Для разных типов объектов (автомобили, грузы, товары, книги и т.п.) стандартами определен свой набор данных, который считается достаточным для идентификации соответствующего объекта. Предполагается, что перед нанесением RFID-метки на объект, в неё будет прописан закодированный электронный код этого объекта.

В настоящий момент существуют две системы стандартов электронных кодов объектов для использования в RFID. Первые разрабатывает организация EPCglobal GS1. Вторые разрабатывает ISO/IEC. Обе системы частично пересекаются в вопросах, что маркировать и как кодировать. При чтении меток программа всегда имеет возможность понять, по какому стандарту закодирована метка. Вопрос, какой стандарт следует использовать для кодирования, решается отдельно в каждой конкретной области применения, для каждого конкретного типа маркируемых объектов.

Метки HF кодируются по стандартам ISO/IEC. Метки UHF кодируются как по стандартам ISO/IEC (реже), так и по стандарту EPCglobal GS1 (чаще).

Архитекторы UHF RFID на метках Class 1 Gen 2 выстроили довольно сложную систему идентификации объектов, которая базируется на существующих стандартах международных организаций GS1 и ISO/IEC по идентификации товаров, грузовых контейнеров, автомобилей, книг, авиабагажа и т.п. Результирующие решения, реализованные в «железе» Class 1 Gen 2, кардинально отличаются от того, что ожидает от RFID-учета любой неподготовленный заранее «технарь».

В первую очередь это касается вопроса об «уникальных номерах меток».

Для HF каждая без исключения метка имеет уникальный неизменяемый номер метки, прошитый на стадии производства. Этот номер уникально идентифицирует саму метку. В памяти, доступной для записи, метка несет информацию о маркируемом объекте.

Таким образом, систему на HF можно построить на базе простого соответствия уникального кода метки объектам базы данных учетной системы, а в память метки, отвечающую за данные о маркируемом объекте, вообще ничего не писать.

Для UHF Class 1 Gen 2 метка может не иметь уникального номера. Даже если номер предусмотрен производителем, он необязательно уникальный. И даже если он уникальный, этот код расположен в отдельном специальном банке памяти метки, который медленно читается и не подходит для массовой инвентаризации (см. подробности ниже).

Таким образом, строить систему на UHF путем соответствия заранее кем-то назначенных «уникальных кодов» объектам своей базы данных не всегда возможно (либо возможно, но не всегда практично с точки зрения скорости чтения). «Уникальные коды» зачастую придется генерировать и прописывать самим.

На заре UHF RFID предполагалось, что RFID-метки будут служить простой альтернативой GS1 штрихкодам (например, EAN13, которые одинаковы для всех идентичных экземпляров товара), и что прошиваться и наноситься на товары они будут еще на этапе производства. Просто вместо того, чтобы заказывать обычные бирки или пачки с заранее напечатанным EAN13, производитель будет заказывать «умные» бирки со штрихкодом + встроенными чипами с заранее прописанным аналогом EAN13, совершенно одинаковым для экземпляров товара. Учета уникальных единиц товара не предполагалось.

В системе с неуникальными метками человек должен был подходить с товаром на кассу и система пробивала бы его – какой-то товар просто «по штрихкоду», какой-то «по штрихкоду из RFID-метки» (метки Class 0). В итоге даже в Class 1 Gen 2 есть возможность подсчета точного количества меток на кассе, даже если все метки идентичны!

Недостатком такой системы служат непреодолимые сложности при инвентаризации. Хотя на кассе система точно подсчитывает количество товара, этого невозможно сделать в мобильном режиме в торговом зале, т.к. человек со считывателем может несколько раз пройти мимо одной и той же полки с разрывом в несколько минут, и система несколько раз «пробъет» товар на ней в результаты инвентаризации.

Решением проблемы является наличие для каждого экземпляра товара некоего уникального кода, в дополнение к коду товара, что и было реализовано в Class 1 Gen 2. Для маркировки товаров по схеме GS1 EPC таким кодом был выбран серийный номер – числовой для меток в 128 бит и строковый для меток от 512 бит и более (имеется в виду размер банка EPC/UII). Для учета библиотечных фондов, основных средств, сотрудников и т.п. были придуманы еще более сложные академические схемы, основанные на системе Relative OIDs и классификации ASN.1

Ответственность за назначение серийных и прочих номеров была возложена на пользователя меток. Серийные номера могут быть «фиктивными», т.е. никак не отражаться в учете и назначаться просто по счетчику, а могут быть реальными. В идеале от организации требовалось организовать у себя систему учета на уровне отдельных объектов, по серийным номерам.

Во всех случаях предполагалось, что код объекта в метку прошьет пользователь, а не производитель. С появлением новых чипов и осознанием производителями того факта, что пользователи ожидают от них заранее прошитых уникальных меток, ситуация постепенно меняется, но не кардинально.

«Кошмар 2050 года»

Если представить, что на дворе 2050 год и всё вокруг промаркировано RFID-метками, то ситуация будет кардинально отличается от той, когда всё вокруг промаркировано штрихкодами. Потому что штрихкод считывается только тот, на который был направлен сканер. А RFID-метки читаются все вокруг, сразу несколько, и с учетом переотражения сигнала потенциально могут считаться любые метки в радиусе нескольких метров.

Используя штрихкоды, почти всегда можно было закрыть глаза на все стандарты, ведь всегда известно, какой штрихкод наш, где он наклеен и как выглядит. Какие-то стандарты могут потребоваться только при маркировке для продаж в крупных супермаркетах, при маркировке грузов в международной логистике и прочих крупных затеях. Это разрешено, т.к. сканер штрихкодов читает только то, на что мы его направили. Невозможно себе представить, что мы направили луч на один штрихкод, а считался совсем другой с обратной стороны коробки. Внезапное чтение «левого» штрихкода с пачки сигарет, которая лежит в кармане кладовщика, также невозможно.

С RFID всё иначе. Каждая промаркированная RFID пачка сигарет, маркированная личная одежда персонала, каждый документ (паспорта, права) – любая мелочь в охвате нескольких метров может быть прочитана вашим считывателем как своя.

Поэтому станут актуальными подобные запреты:

Имеется в виду: «не проносить с собой чужих RFID-меток!». К сожалению, такой запрет не подходит для магазина.

Итак, RFID читает всё вокруг. Для проверки прихода и отгрузки можно использовать RFID-тоннель, который читает только то, что проходит сквозь него. Но, опять же, RFID-тоннель не подходит для задачи быстрой инвентаризации (т.к. перетаскать весь товар к тоннелю и обратно – это долго).

Таким образом, внедряя RFID-систему, придется использовать международные стандарты, специализированное оборудование.

RFID Class 1 Generation 2 (UHF)

Стандарт Class 1 Generation 2 (Class 1 Gen 2 или просто Gen2, второе поколение первого класса) – это набор документов, разработанных коммерческой организацией «EPCglobal, Inc.», в которых подробно описано своего рода «техническое задание» на чипы RFID-меток и работу RFID-считывателей (стандарт ISO18000-6С).

Основное в стандарте Class 1 Generation 2:

• Чипы меток и считыватели должны работать на частотах UHF 860-960 МГц
  (при этом и считывателям, и чипам меток теоретически не запрещается в дополнение к UHF поддерживать и любые другие частоты).
• Чип каждой метки может иметь свой идентификационный номер, прошитый производителем еще на стадии производства
  (при этом в стандарте прописана структура номера: он должен начинаться на «E0», «E2» или «E3», и опционально содержать номер производителя, номер модели и серийный номер чипа. EPCglobal занимается регистрацией производителей чипов и выдает им те самые номера производителя).
• Чипы меток должны поддерживать не только чтение, но и запись данных.
• В чипе должен присутствовать специальный банк памяти для хранения уникального идентификатора маркируемого объекта (так называемого EPC/UII), прошиваемый на этапе начала пользования меткой
  (этот банк записывается пользователем метки. т.е. это не уникальный код, не номер чипа, записываемый производителем, и вообще не имеет к номеру чипа никакого отношения).
• Чипы в метках должны позволять задавать пароль доступа на чтение или запись данных.
• Чипы в метках должны позволять «прожигать» данные намертво, так чтобы их уже нельзя было переписать.
• Чипы в метках должны позволять безвозвратно стирать с них информацию, производить так называемое «убийство» метки
  (в данном случае самоубийство).
• Чипы в метках должны позволять задавать пароль на эту функцию «убийства», в дополнение к паролю на доступ к чтению/записи.

На уровне радио-протокола обмена между чипами меток Class 1 Gen 2 и считывателем UHF можно производить следующие операции:

• Операция отбора меток по определенным условиям.
• Операция инвентаризации отобранных меток (самая быстрая и надежная).
• Операция чтения содержимого конкретных банков чипа RFID-метки.
• Операция записи какого-то заранее известного значения (константы) в определенные места конкретных банков чипа RFID-метки (пишет все чипы, которые подошли под ранее заданный критерий).
• Операция «прожига намертво» содержимого конкретного банка чипа RFID-метки.
• Операция блокирования/разблокирования банков.
• Операция «убийства» чипа RFID-метки.

Метки стандарта Class 1 Generation 2

Стандарт на Class 1 Generation 2 описывает только частоты, протоколы обмена и некоторые алгоритмы работы (или советы по алгоритмам) для чипов, используемых в RFID-метках. Помимо чипа, метка состоит из антенны и субстрата для крепления метки на объект. В стандарте ничего не сказано о креплении на металл, надежности приклеивания или размерах метки. Всё, что нужно для надежного крепления и хорошего считывания, – отдается на откуп производителя конкретных меток.

Метки могут быть любыми: тонкие самоклеющиеся бумажные и синтетические в виде этикетки, толстые пластмассовые корпусные, стеклянные вживляемые, съедобные и т.д.

Чип в метке стандарта Class 1 Gen 2 позволяет читать из 4 банков памяти разного размера и писать в 3 из них. Тот единственный банк, из которого можно только читать (но нельзя писать), – это банк №2, в котором должен храниться уникальный номер чипа, присваиваемый еще на стадии производства чипа.

Структура данных в чипе стандарта Gen2 (4 банка памяти):

* EPC — Electronic Product Code (Электронный код продукта), UII – Unique Item Identifier (Уникальный идентификатор объекта), см. специальный раздел ниже.

Пяти и больше банков в метке Class 1 Gen 2 быть не может, т.к. в протоколе общения считывателя с меткой номер банка кодируется всего двумя битами (итого получаются сочетания «00», «01», «10» и «11»).

Принципы идентификации объектов с помощью меток Class 1 Generation 2

Архитекторы UHF RFID разрабатывали всю систему исходя из следующего принципа идентификации:

• Перед маркировкой объекта в метку записывается уникальный номер идентифицируемого объекта (в виде EPC или UI). Метка крепится к объекту. Таким образом, EPC/UII в метке идентифицирует объект, к которому прикреплена метка. Метки инвентаризуются по EPC/UII, со скоростью примерно тысяча меток в секунду.
• В метке дополнительно может храниться номер чипа, который идентифицирует саму метку, а не тот объект, к которому она прикреплена. Номер чипа может отсутствовать и не обязан быть уникальным. Номер чипа никак не связан с EPC/UII и не имеет никакого отношения к идентифицируемому объекту.

Правильное понимание того, как устроен «уникальный код» RFID метки Class 1 Gen 2 (UHF RFID):

• «Уникальный код» метки (TAG ID) сам по себе не уникален. Большинство производителей поставят вам метки (рулон или коробку) с совершенно идентичными кодами. Ожидается, что вы сами будете следить за уникальностью, соблюдая международные стандарты. Вы пропишете код товара/контейнера/документа и, возможно, его уникальный серийный номер в код RFID-метки, после чего метки при инвентаризации будут видны как разные.
• «Уникальный код» метки (TAG ID) представляет собой электронный код продукта. В него следует закодировать номер товара/объекта/контейнера/документа согласно вашей базе, а также серийным номером помечаемого объекта (опционально). Почти на все случаи жизни уже придуманы и приняты какие-то стандарты кодирования. Придумывать какие-то свои схемы кодирования и записывать их в код метки не запрещается, но и не приветствуется.
• Ожидается, что уникальность обеспечивает система идентификации в вашей организации, а не производитель меток. Ожидается, что вы сами пропишете код товара/объекта или контейнера/документа и его уникальный серийный номер в код RFID-метки перед наклейкой её на интересующий объект. Прошитая метка будет нести в себе ваш код и серийный номер, будет возвращать их при инвентаризации.

  Этот пункт на практике очень сложно реализуем, особенно в распределенных системах учета. Требуется придумывать какие-то диапазоны номеров, реплицировать данные и т.п. Одним из возможных решений является Chip Based Serialization.

• Прочитанный код любой метки, например «3024000003320C4063A23312», следует декодировать и вытащить из него информацию о маркированном объекте.
• В Wonderfid Link  уже реализовано большинство стандартных методов кодирования/декодирования, и уже есть возможность работать с метками в терминах кодов товаров, номеров книг, серийных номеров, штрихкодов EAN13 и т.п.
• Если «уникальный код» метки (TAG ID) записали за вас – значит скорее всего это никакой не уникальный код, и ценность его минимальна.

Вопрос-ответ

Но продавец говорит, что каждая его метка имеет уникальный код!

Продавец в данном случае говорит об уникальном номере у каждого RFID-чипа, используемого им при производстве меток. У любого чипа RFID-метки Class 1 Gen 2 (UHF RFID) согласно стандарту ISO18000-6С может быть код (необязательно уникальный). У любой такой метки в любой момент можно узнать номер используемого в ней чипа, но это значительно более медленная и ненадежная операция, чем инвентаризация RFID, и полагаться на неё в инвентаризации нельзя. Инвентаризация по кодам товаров позволяет читать до 1000 меток/сек. Инвентаризация по номерам чипов едва ли прочтет 5 меток/сек и почти никогда не прочтет все метки, если их лежит больше 1 шт, и не подходит для товарной инвентаризации. Для целей товарной инвентаризации исключительно всегда следует использовать банк EPC/UII, в котором метка хранит код объекта, на который она нанесена, и который возвращается считывателю при инвентаризации.

Наше ТЗ содержит простую таблицу соответствия кодов меток объектам нашей базы данных!

Ваше ТЗ ересь (в прямом смысле), т.к. идет против международных стандартов. Код метки не является случайным уникальным числом, а представляет собой «карточку», которую следует заполнить данными из вашей базы. В зависимости от характера маркируемых вами объектов (товары это, документы, книги или другое имущество) заранее предусмотрены стандартные схемы заполнения этой «карточки». Другие банки меток (в частности, пользовательский банк) не предусмотрены для быстрой инвентаризации, их используют для других задач (хранение расширенной информации для операций с отдельными метками, выявление клонов меток и подделок). Для целей инвентаризации исключительно всегда следует использовать банк EPC/UII, в котором метка хранит данные объекта, на который она нанесена, заполненные по правилам международных стандартов. Эти данные возвращается считывателю при инвентаризации. Изобретение своих схем кодирования не запрещается, но и не приветствуется.

Но наше ТЗ содержит простую таблицу соответствия кодов меток объектам нашей базы данных!

В этом случае убедитесь, что вы предварительно сами прописываете банк EPC/UII, и используете при этом стандартную действительно глобально уникальную схему кодирования.

EPC и UII как электронные коды объектов

Банк №1 для RFID-меток Class 1 Gen 2 (который также может называться «EPC-банк», «банк EPC», «банк UII», «второй банк» или «банк 01») содержит в себе электронный код объекта, представленный либо в виде EPC, либо в виде UII (третьего варианта нет, т.к. за выбор отвечает один единственный бит в заголовке банка). За стандартизацию кодирования EPC отвечает международная организация GS1, за стандартизацию UII отвечают организации ISO/IEC.

EPC (Electronic Product Code) – это способ идентификации конкретных единиц товаров, мест хранения, документов и т.п., который используется при маркировке объектов RFID-метками Class 1 Gen 2 по стандарту EPCglobal GS1.

В RFID-метку EPC записывается при помощи нулей и единиц. Перевод EPC в нули и единицы называется бинарным кодированием EPC, и уже реализовано в Wonderfid Link. Из метки EPC считывается точно так же в виде нулей и единиц (обычно в виде шестнадцатеричного представления закодированных байтов, например «3024000003320C4063A23312»), и чтобы получить из них код компании или серийный номер товара, необходимо произвести декодирование.

В RFID-метку UII записывается также при помощи нулей и единиц. Перевод UII в ноли и единицы называется бинарным кодированием UII, и уже реализовано в Wonderfid Link. Из метки UII считывается точно так же в виде нулей и единиц (обычно в виде шестнадцатеричного представления закодированных байтов, например «069100051CBE991A14»), и чтобы получить из них данные маркируемого объекта (например, номер книги), необходимо произвести декодирование.

Соответственно, для маркировки тех или иных объектов уже придуманы соответствующие схемы кодирования банка EPC/UII либо как EPC, либо как UII:

• Для маркировки товаров (от джинс до ювелирки) – схема SGTIN для EPC по стандарту GS1.
• Для маркировки оборудования – либо схема GIAI для EPC по стандарту GS1, либо схема di по стандарту ISO.
• Для маркировки шин – схема di по стандарту ISO.
• Для маркировки автомобилей – схема di по стандарту ISO.
• Для маркировки зданий и комнат – схема SGLN для EPC по стандарту GS1.
• Для маркировки пробирок, поддонов – схема GIAI для EPC по стандарту GS1.

Выбор RFID меток является краеугольным камнем при внедрении RFID систем. В отличии от инвестиций в оборудование, которые вы делаете единоразово. Покупка RFID меток – это постоянная статья затрат, которая ко всему прочему будет входить в себестоимость каждого изделия.
Во многих случаях именно от цены меток, будет зависеть целесообразность внедрения RFID системы. Тема выбора меток важнейшая и достаточно сложная, чтобы разобраться в которой необходимо понимать современное состояние технологий в RFID системах в общем.

Поэтому, как часто бывает, нам не обойтись без нескольких, довольно скучных но необходимых для осознанного выбора определений.

Оглавление

1. Системы радиочастотной идентификации (RFID)
2. Основные компоненты RFID систем
          Что такое RFID метка?
                Основные конструкции RFID меток
          Считывающее устройство
                Основные задачи считывателя
3. Производители чипов
4. Цены на чипы для RFID меток
         В нашем каталоге указаны розничные цены
5. Критерии, которыми следует руководствоваться при выборе RFID системы
         Рабочая частота
         Дальность действия
         Требования к безопасности данных
         Объем памяти
6. Применение RFID в реальных проектах
7. Вред от RFID
8. Ловите ветер высоких технологий

Системы радиочастотной идентификации (RFID)

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.

За последнее время благодаря своим очевидным преимуществам перед другими системами автоматической идентификации, системы RFID завоевывают все большую долю рынка.

Например, они все чаще применяются в виде бесконтактных чип-карт для оплаты проезда в общественном транспорте.

Другой пример, из еще более консервативной сферы — это заграничные паспорта. В России с 2009 года можно получить заграничный паспорт нового поколения с электронным бесконтактным RFID чипом.

Это конечно далеко не полный перечень сфер применения RFID систем. Широчайшее применение RFID системы получили: в розничной торговле, на производственных предприятиях, в сфере услуг, в медицинских и образовательных учреждениях и многие многие другие.

Основные компоненты RFID систем

Система радиочастотной идентификации состоит из двух основных компонентов:

Что такое RFID метка?

Закрепляется на объекте, который должен пройти процедуру идентификации.

RFID-метка состоит как минимум из трех компонентов:

• чипа, хранящего идентификационную и пользовательскую инфор­мацию. Чип также отвечает за связь со считывающим устройством;
• антенны, которая позволяет передавать информацию между мет­кой и считывающим устройством;
• оболочки, в которую заключаются чип и антенна;
• внешнего корпуса, адаптированного для крепления метки к различ­ным объектам, требующим идентификации.

Важнейшей характеристикой меток является способ подачи питания.

Различают пассивные метки, которые не имеют собственного источника питания и всю необходимую энергию получают от считывающего устройства (используя электрическое или магнитное поле).

В отличие от них активные транс­пондеры имеют собственный источник питания (батарейку), который полностью обеспечивает питание электронных компонентов или же запасает переданную энергию для кратковременной поддержки работы устройства. Подробный обзор активных меток читайте в нашем блоге.

Следующей важной характеристикой является рабочая частота излучения транспондера, которая в свою очередь определяет его дальность действия. При этом под рабочей частотой RFID системы понимают частоту, которую считы­вающее устройство использует для передачи данных; частота, на которой отве­чает транспондер, здесь никак не учитывается.

Хотя в большинстве случаев частота передачи данных транспондером не отличается от частоты, которую использует считывающее устройство (модуляция нагрузкой, отражение).

Однако, часто мощ­ность передаваемого транспондером излучения может быть на несколько поряд­ков ниже, чем мощность излучения, передаваемого считывающим устройством.

Обычно используются три частотных диапазона:

Реже используется диапазон миллиметровых волн (свыше 2 ГГц).

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)

Наряду с АВС-пластиком может использоваться

. 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 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.

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

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

или других материалов с высокими прочностными свойствами.

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

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.

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

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:

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

— цена сильно зависит от объема и рассчитывается индивидуально.

Нанесение изображений возможно с помощью

, или специальных наклеек под ламинирование.

Этикетки

Конструкция имеет толщину, прибли­зительно равную толщине листа бумаги. Здесь антенна транспондера изготавли­вается по технологии трафаретной печати или методом

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.

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.

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.

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

• Для подключения к контроллеру обычно используют считыватели со следующими интерфейсами:
• Wiegand — цена от 940 рублей
• OSDP — цена от 7783 рублей
• Clock & Data — цена от 7348 рублей
• Touch Memory — цена от 150 рублей
• Parsec — цена от 7448 рублей
• Для подключения к компьютеру лучше использовать:
• RS-232 — цена от 4867 рублей
• RS-422 — цена от 22590 рублей
• RS-485 — цена от 2090 рублей
• USB — цена от 1000 рублей

Преобразователи интерфейсов
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.

Основные задачи считывателя

• 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 одного типа беспроводного интерфейса или стандарта, реже но существуют считыватели поддерживающие два раз­личных беспроводных интерфейса, и есть даже мультиформатные.

Иногда наличие двух беспроводных интерфейсов даёт преимущества, например, считыватели дальнего радиуса действия используются для идентификации, а считыватели ближнего радиуса дей­ствия для безопасной записи данных через беспроводной канал, ближний радиус действия серьезно затруднит несанкционированный перехват такой информации.

Существует и дополнительное разделение RFID считывателей по даль­ности их действия: ближней и средней дальности действия (до 50 см.) и дальнего действия (более одного метра).

RFID-устройства считывания различаются, в том числе, по габаритам, производительности и стандартам. Существуют даже модели считывающих устройств без корпуса, предназначенные, например, для встраивания в другую продукцию (турникеты, мобильные мультимедиа устройства, ноутбуки, коммуникаторы и т. д.).

Стационарные считывающие устройства, особенно промышленные, с повышенным уровнем защиты и мощностью передатчика часто оборудованы такими дополнительными опциями, как переключатели антенн, которые позволяют использовать комплексы антенн.

Маленькие модули считывающих устройств в большинстве случаев обладают уменьшенной мощностью передатчика и поэтому не могут обеспечить большой радиус считывания меток. Обычно они предназначены для мобильных считывающих устройств.

Устройство антенны считывателя RFID
В зависимости от технологии, RFID-устройства считывания используют одну или несколько антенн (обычно не более четырех). Антенна может быть конструктивно выполнена в одном корпусе со считывателем, либо это могут быть конструктивно разные устройства коммутируемые с помощью кабеля.

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

Американские производители чипов:

Азиатские производители чипов:

Российские производители чипов:

Цены на чипы для RFID меток

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.

Цена напрямую зависит от функциональ­ности метки, форм-фактора чипа и условий эксплуатации. Широко обсуждается возможность добиться цены RFID-метки в два рубля по мере распространения технологии.

На данный момент минимальные цены которые можно получить в районе 7 рублей на оптовую партию.

В нашем каталоге указаны розничные цены:

• Бесконтактные карты с прорезью — цена от 11 рублей
• Тонкие бесконтактные под прямую печать — цена от 12 рублей
• Бесконтактные браслеты — цена от 82 рублей
• Брелоки RFID — цена от 11 рублей
• Метки в жестком корпусе — цена от 144 рублей
• Круглые метки в жестком корпусе — цена от 53 рублей
• Гибкие метки — цена от 153 рублей
• Наклейки и этикетки — цена от 25 рублей

Если хотите узнать, какую цену можно получить на гигантскую оптовую партию, пишите запрос, и мы постараемся вас удивить.