Системы радиочастотной идентификации используются в разных областях. Метки размещают на товарах в магазине, что позволяет контролировать их движение, продажу. Используют для идентификации людей. Для применения технологии RFID подходят системы логистики и платежей. С ее помощью следят за животными на фермах, пастбищах.
Оперативный дистанционный контроль положения, качества объектов невозможен без электроники. Последние разработки в этом вопросе — RFID метки. Они, имея чип и память, способны на расстоянии радиосигналами сообщать необходимые для учета характеристики.
Что такое RFID метка?
Система RFID — это радиочастотная идентификация объектов. Основана на автоматическом считывании или записи данных, хранящихся в транспондерах или метках RFID, что это такое же устройство, которое называют иногда RFID-тегами. В качестве считывающих устройств используют считыватели, ридеры, интеррогаторы.
Различают стандарты RFID:
Состав меток включает:
Это устройства, в автоматическом режиме считывающие или записывающие информацию, которую хранят RFID карты. Они могут функционировать автономно или быть работающими как работает RFID с подключением к системе учета постоянно.
Стационарные считывающие устройства крепят неподвижно на двери, стены, погрузчики, штабеляторы. Их закрепляют вблизи конвейера, перемещающего изделия, изготавливают в виде замков, которые вставляют в стол.
У данной группы считывателей RFID большая зона считывания, мощность. Они в состоянии обеспечить обработку данных сразу с десятков меток. Интеррогаторы подсоединяют к ПК, ПЛК, интегрируют в DCS. Они регистрируют перемещение, характеристики объектов, идентифицируют их положение в пространстве.
У мобильных ридеров меньший радиус действия, часто отсутствует постоянная связь с системами учета и контроля. Считанные с карт данные они накапливают во внутренней памяти, в дальнейшем их сбрасывают на компьютер.
RFID метки (RFID tags), называемые также транспондерами или радиометками, служат для хранения данных, которые могут быть считаны посредством специальных устройств — . RFID метки состоят из двух основных частей — микропроцессорного чипа, или интегральной схемы, на которой хранятся данные, и антенны, которая принимает радиосигнал от излучающего радиоволны считывателя, обеспечивая обратную передачу данных с чипа RFID метки.
В целом объем памяти RFID меток может варьироваться от 1 бит до сотен килобит. Не всегда большой объем памяти является безусловным преимуществом радиометки. В целом целесообразность использования метки с той или иной памятью зависит от тех задач, для решения которой она используется.
Так, для реализации RFID решения по инвентаризации основных средств (ОС) отдельного предприятия достаточно использовать RFID метки, на каждой из которых будет записан лишь уникальный номер конкретного ОС, а вся остальная релевантная информация, например, о месте расположения объекта, может быть привязана к индивидуальному номеру в единой базе данных предприятия. Напротив, для реализации цепочек поставок, включающих целый ряд различных поставщиков, имеющих свои собственные базы данных, может иметь смысл заносить всю релевантную информацию об объектах непосредственно на RFID метку для возможности получения всех необходимых данных «на месте».
Gen2 UHF RFID Memory Standard
Память идентификатора тегов
Идентификатор TID или тега равен 20 байтам или 160 бит. Это означает, что существует 1,460,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 различных возможных идентификаторов тегов (1,46 * 1 048). Больше, чем атомов в человеческом теле! Каждый тег RFID имеет уникальный TID. TID не редактируется.
Электронная намять продукта
Хотя TID подходит для абсолютной идентификации, стандарт Gen2 RFID был действительно создан для замены штрих-кода во многих торговых средах. При совершении покупок, база данных магазина может получать с кассы идентификатор пробиваемого товара, например TID 0xE242F3, и сообщает на кассу наименование товара, например «пакет молока» или «масло сливочное». В то же время для получения информации о данном товаре можно использовать электронный код продукта (ЕРС): он обычно составляет 12 байтов, редактируется пользователем и предназначен для записи в качестве замены типа UPC. Например в базе данных магазина сохранен EPC тег с номером 0 7874203641 0, который является идентификатором товара «Пакет молока» с низким содержанием лактозы, сделанного «Молочным заводом №99». Т.е. имея два типа зарегистрированных идентификаторов на одной RFID метке «Пакета молока», ваш товар несет на себе сразу всю информацию о себе, что позволяет проводить инвентаризацию товара, по раскладке в магазине и другим функциям.
В памяти RFID метки есть дополнительные места для записи паролей доступа и уничтожения данных метки. Пароль можно использовать, чтобы ограничить доступ к переконфигурированию тегов для предотвращения подмены товаров или их специфики ( чтобы «пакет молока» из базы данных не превратился в «зеленый горошек»). Функция уничтожения данных метки используется для безотзывного отключения тега.
В любом случае, все эти функции можно использовать только имея специализированное оборудование и соответствующее программное обеспечение. Все теги имеют криптографическую защиту и не могут быть так просто перезаписаны без соответствующего доступа.
Возможные операции с памятью RFID меток
В зависимости от того, какие операции могут быть выполнены над памятью RFID меток, выделяются их различные типы:
Различные типы меток имеют свои недостатки и свои преимущества. В частности, первый тип меток является более «тривиальным», но при этом и более безопасным, так как исключает умышленную перезапись радиометок с целью фальсификации данных или подделки. Напротив, RFID метки типа RW могут быть использованы для решения более сложных производственных задач, но при этом могут быть умышленно перезаписаны.
Долговечность RFID меток
Из предыдущего раздела очевидно, что RFID метки обладают особой долговечностью. Это касается не только корпусных радиометок, но и самоклеящихся RFID этикеток наподобие штрихкода. Долговечность RFID меток может быть важным преимуществом в целом ряде бизнес-приложений. В частности, при маркировке ОС предприятия радиометками отпадает необходимость их (ОС) повторной маркировки, возникающей при использовании штрихкода, который со временем выцветает и требует замены. Не вызывает сомнения необходимость долговечности метки в случае таких приложений, как осуществление цепочек поставок, учет и контроль эксплуатации нефтяных труб и т.п.
Типы RFID меток по способу передачи информации
С точки зрения наличия / отсутствия возможности самостоятельно передавать информацию RFID метки делятся на пассивные, активные и так называемые полуактивные.
Пассивные RFID метки не имеют собственного источника питания и для обратной передачи информации на считыватель используют энергию электромагнитных волн, излучаемых считывателем. Пассивные метки являются наиболее популярными в данный момент, что во многом связано с их низкой стоимостью из-за отсутствия отдельной батареи питания.
Активные RFID метки содержат собственную батарею питания и могут передавать данные самостоятельно, т.е. не требуют, чтобы считыватель снабжал их энергией. Наличие собственной батареи питания обеспечивает для данных радиометок определенные преимущества, в частности, возможность работать с большей точностью и на большее расстояние.
Полуактивные RFID метки являются метками «смешанного типа», использующие отчасти энергию собственной батареи, а отчасти энергию электромагнитного поля, наводимого на них RFID считывателем.
Классификация RFID меток
Метки радиочастотной идентификации отличаются некоторыми характеристиками, по которым их классифицируют. Это:
По источнику питания
По этому показателю транспондеры бывают:
У пассивных устройств встроенный источник питания отсутствует. Работают они от электрического тока, который индуцируется в антенне, принимающей электромагнитный сигнал от считывателя. Его мощности достаточно для функционирования имеющегося в метке КМОП-чипа, выдачи ответного сигнала.
Метки пассивного типа изготавливаются из кремния, полимерных полупроводников. Каждая снабжается идентификационным номером, обладает энергонезависимой памятью EEPROM-типа. Их габариты зависят от размеров антенн — устройства могут быть не больше почтовой марки или достигать размеров открытки.
Теги, работающие на низкой частоте, обеспечивают радиочастотную идентификацию на расстоянии 30 см. Коммерческое их использование — размещение в наклейках (стикерах), имплантирование под кожу. Устройства, радиочастотный обмен у которых ведется в ВЧ-диапазоне, способны работать на дистанции 1-200 см; в СВЧ- и УВЧ-диапазоне — 1-10 м.
У активных устройств есть собственный источник питания, работающий до 10 лет. Они отличаются дальностью действия, измеряемой сотнями метров. У меток больше размеры, объем памяти.
Устройства генерируют мощные выходные сигналы, что делает возможным их использование в средах, агрессивных для радиочастотного сигнала — вода, металлы. В них может присутствовать дополнительная электроника, сенсоры, регистрирующие температуру скоропортящихся товаров, состояние атмосферы, измеряющие освещенность, вибрации, влажность.
Полупассивный вид меток похож на пассивные устройства. Отличие технологии — в оснащении батареей, которая питает чип. У них лучше характеристики, большая дистанция действия. Последняя зависит от чувствительности ридера.
По типу используемой памяти
По этому показателю различают 3 вида RFID-тегов:
По рабочей частоте
RFID-теги работают на разной частоте:
Корпуса RFID меток
RFID метки имеют различные форм-факторы — от самоклеящихся RFID этикеток наподобие штрихкода до особо прочных меток, встроенных в специальные металлические корпуса, выдерживающие огромные температуры (до 300 градусов по Цельсию) и жесткие условия сероводородной среды. Последние типы меток также называются «корпусными метками».
Целесообразность использования тех или иных RFID меток определяется особенностями конкретных бизнес-приложений. Так, метки, представляющие собой RFID этикетки, могут быть использованы для маркировки ярлычков одежды. Для контроля нефтяных труб, существующих в особо жестких средах под воздействием большой температуры и давления, могут быть использованы только самые прочные корпусные RFID метки.
Необходимо отметить, что корпусные радиометки могут использоваться не только для защиты объекта от жестких сред, но и для крепления их на металлические поверхности, которые поглощают радиосигнал и препятствуют считыванию. В этом случае корпус, в частности, пластиковый, позволят отдалить заключенную в него антенну от металла на такое расстояние, которое позволяло бы читать данные с метки без перебоев. Такие RFID метки могут крепиться, например, на системные блоки в офисах для проведения RFID инвентаризации имущества (ОС) предприятия.
Вендоры
Компания «Тэндо» предлагает пассивные RFID метки прекрасно зарекомендовавших себя американских и европейских ИТ-производителей – компаний Alien Technology, Angstrem, Mikron, Confidex, Omni-ID, UPM Raflatac. RFID метки данных вендоров имеют два основных исполнения — самоклеящиеся этикетки и RFID метки в пластмассовых корпусах. Объем памяти конкретных меток, их форм-факторы, типы RFID меток по возможным операциям с их памятью, а также другую релевантную информацию, в том числе о конкретных вендорах, Вы сможете найти в соответствующих разделах сайта, кликнув по пиктограммам сбоку страницы.
Для получения исчерпывающей информации Вы также можете обратиться к нашим менеджерам — мы поможем Вам сделать правильный выбор и подобрать метки, оптимально подходящие для вашего RFID решения.
Как работает RFID?
Объект, подлежащий контролю, снабжают меткой. Затем проводится его первичная радиочастотная идентификация — используется переносной или стационарный считыватель. Определяют контрольные точки, в которых размещают ридеры с антеннами.
Интеррогатор считывает данные с метки, попавшей в электромагнитное поле, создаваемое антенной сканера. Информация поступает в систему, где формируется учетный документ.
