Что такое rfid

Как появилась технология RFID: немного истории

Предшественники современных RFID-меток появились в середине XX века в рамках разработки технологий передачи и распознавания сигналов в военной сфере :

• 1937 год – исследовательская лаборатория ВМС США изобретает систему распознавания «свой-чужой», которая использовалась союзниками во время Второй мировой войны, чтобы определить принадлежность летающего объекта к своим войскам или флоту противника;
• 1945 год – советский ученый Лев Сергеевич Термен изобрёл пассивный передатчик – устройство для наложения аудиоинформации на случайные радиоволны. Колебание диффузора, вызванное звуком, незначительно изменяло форму резонатора и модулировало отражённую радиочастотную волну.
• 1948 год — работы Гарри Стокмана «Коммуникации посредством отражённого сигнала»;
• 1973 год — первая демонстрация современных RFID-чипов (частота частоте 915 МГц и 12-битные метки) в Исследовательской лаборатории Лос-Аламоса, США;
• 1983 год – в США выдан первый патент с названием RFID.

Разновидности RFID меток

Электронные метки бывают активными и пассивными. Активные идентификаторы снабжены собственным источником питания, дальность считывания таких устройств не зависит от энергии ридера. Пассивные метки не имеют своего источника питания, потому питаются от энергии электромагнитного сигнала, который распространяет считыватель. Дальность идентификации данных меток напрямую зависит от энергии, которую излучает ридер.

Каждый из этих видов устройств характеризуется своими преимуществами и недостатками. Пассивные метки хороши своим большим сроком эксплуатации, а также дешевизной в сравнении со своим активным аналогом. К тому же, пассивные идентифицирующие устройства не нуждаются в замене элементов питания. Недостатком устройства является необходимость в использовании более мощных считывателей.

Активные идентифицирующие устройства характеризуются высокой дальностью считывания информации в отличие от пассивных меток, а также возможностью распознавать и считывать данные при движении электронной метки на высокой скорости относительно считывающего устройства. Недостатком активных меток является высокая цена и громоздкость.

Типы RFID-идентификаторов в зависимости от рабочей частоты:

• (ВЧ) Высокочастотные RFID-метки, работающие на частоте 13,56 МГц;
• (УВЧ) Ультравысокочастотные RFID-метки, работающие в диапазоне частот 860-960 МГц. Данный диапазон используется в России, в Европе RFID-метки работают в диапазоне 863-868 МГц.

Способы записи информации на идентификатор (метку):

• ReadOnly-устройства — идентификаторы, на которые можно записать информацию лишь единожды, дальнейшее изменение или удаление информации невозможно;
• WORM-устройства — RFID-метки, которые позволяют однократно записывать и многократно считывать данные. Изначально в памяти устройства не хранится никакой информации, все необходимые данные вносит пользователь, но после записи перезаписать или удалить информацию невозможно;
• R/W-устройства – идентификаторы, которые позволяют многократно считывать и записывать информацию. Это наиболее прогрессивная группа устройств, так как подобные метки позволяют перезаписывать и удалять ненужную информацию.

Технология RFID широко используется в производстве, розничной торговле, системах управления и контроля доступом, системах защиты от подделки документов и других областях. Она позволяет экономить время и сводит к минимуму использование ручного труда.

Что значит RFID

Аббревиатура RFID в дословном переводе — радиочастотная идентификация. Метки представляют собой пассивные устройства, в редких случаях активные чипы, основная работа заключается в беспроводной высокочастотной коммуникации ближнего радиуса действия. Активная зона для приема и считывания информации составляет от 4 см до 1,5 метра. Синхронизация приборов происходит мгновенно, обеспечивая оптимальную скорость приема и передачи данных до 424 Кб/сек.

RFID состоит из 3-х базовых составляющих:

1. Микрочип, содержит в себе идентификационную информацию, его работа заключается в обеспечении связи со считывающим модулем.
2. Антенна, улавливает электромагнитные волны от антенны ридера, трансформируя их в сигнал с ответной отдачей.
3. Оболочка и внешний корпус.

Типовая технология RFID-системы для полноценной работы должна быть обеспечена эффективным взаимодействием всех важных компонентов.

В основе системы лежат 3 базовых устройства:

1. RFID-метки — миниатюрные чипы, сохраняющие и передающие информацию.
2. RFID-ридеры — устройства с автономным принципом действия. Считывают, записывают, по необходимости могут стирать информацию с микрочипа.
3. Учетная система — специальная программа, накапливающая, сохраняющая и анализирующая собранную с микрочипов информацию. Основной задачей является связывание всех элементов в одну цепочку.

Идентификаторы обладают многими качественными характеристиками и преимуществами. Например, данные на них перезаписываются, дополняются или уничтожаются в зависимости от требований клиента. Радиус считывания значительно отличается от уже знакомых технологий NFC-чипов или QR-кодов, может составлять до нескольких десятков метров. Многие RFID-тэги имеют высокопрочную оболочку или корпус, способный противостоять жестким условиям при использовании. Пассивные микрочипы имеют неограниченный срок эксплуатации.

Разновидности RFID-меток

Основным критерием, по которому разделяют метки, считается тип питания:

• пассивный идентификатор – встроенный источник энергии отсутствует, ее запас метка пополняет от считывателя. Вариант наиболее распространенный, цена на него невысокая;
• активная метка – имеет встроенный аккумулятор, позволяющий самостоятельно пересылать идентификационные сведения;
• пассивная метка со встроенным элементом питания – передает сигнал после получения запроса, поступающего от радиопередатчика.

Любой из видов меток обладает доступностью для записи информации либо исключительно для чтения сохраняемых данных. Такая особенность определяется возможностями встроенного типа памяти:

• RW – для многократных записей и удалений сведений;
• WORM – разрешается записывать данные и считывать их неоднократно. Стирание информации на таком теге не представляется возможным;
• RO – сведения записываются в момент изготовления, изменять их не получится. Такими метками пользуются для маркировки товаров с целью их идентификации.

Еще один вариант классификации транспордеров – по частоте, на которой передаются сведения. Именно от этого показателя зависит удаленность, на которой происходит считывание метки:

• сверхчастотная – метка отличается максимальным радиусом действия, разрабатывалась с целью применения в складской деятельности;
• высокочастотная – недорогой и экологически неопасный элемент, используемый в логистике и системах платежей. Интегрируется в проездные билеты для городского транспорта;
• низкочастотная – таким тегом чипируют людей или животных, информация с них на больших расстояниях не считывается;
• транспордер ближнего действия – функционирует во влажной среде, передает сигналы даже через упаковочный материал, имеющий металлические вставки.

Показатели мощности тега и считывающего сканера идентичны, но иногда метка излучает более низкий сигнал.

Все существующие системы РФИД разделяют на три вида, зависящие от применяемой метки и передатчика радиоволн:

• PRAT – используется активная метка и пассивный приемник данных. Рабочий радиус – до шестисот метров;
• ARPT – противоположный вариант. Считыватель посылает сигнал и получает необходимые сведения с пассивной метки;
• ARAT – передатчик находится в активном режиме постоянно, применяется любая метка.

Что такое RFID метки

Таги или rfid метки содержат антенну. В специальном чипе хранятся данные. Чтобы их прочитать требуется RFID считыватель. Метки встраиваются в товары. С их помощью облегчается процесс инвентаризации. Ими маркируется скот, в них содержатся данные о ветеринарном осмотре. С их помощью идентифицируют транспортные средства, отслеживают багаж в аэропорту.

Современная rfid технология, это полезный помощник человеку во многих сферах жизнедеятельности. Она позволяет получать данные с большого расстояния. Ее используют на картах метро. Активные метки имеют большой радиус действия, размеры, питаются от батарейки. Они могут представлять собой сложное устройство. В них можно встроить термометр, гигрометр, чип GPS-позиционирования.

RFID-метки не перестают работать и после того, как товар куплен и вынесен из магазина. Поэтому они могут быть использованы для слежки и других неблаговидных целей, несвязанных с инвентаризационной функцией. Их делят на несколько основных категорий. В зависимости от источника питания они могут быть:

• активные;
• пассивные;
• полу пассивные.

У технологии rfid частоты бывают самые разные. По этому показателю метки делят на три вида:

• LF;
• HF;
• UHF.

По назначению они выпускаются для металлических объектов, не содержащих сталь, универсальные. По виду исполнения производят метки наклейки, встроенные, например, бирка, КиЗ, этикетка, и помещенные в корпус. Сфера их применения постоянно расширяется.

Пассивная метка может хранить 1024 байтов данных или один килобайт. Этого достаточно для того, чтобы сохранить полное имя, идентификационный номер, дату рождения, SSN, информацию о кредитной карте и многое другое. В аэрокосмической промышленность применяются пассивные сверхвысокочастотные RFID-метки, у которых размер памяти 8 КБ. Они нужны для отслеживания истории деталей. Они могут хранить и передавать очень большое количество данных.

По способу записи информации RFID метки делятся на три вида. Есть такие, которые позволяют производить многократное чтение и запись, однократную запись и многократное считывание, поддерживающие только одну функцию чтения. Они могут быть среднечастотные, низкочастотные, высокочастотные.

Наиболее популярными сегодня являются rfid протоколы ISO 14443 (A), ISO 15693, SO 18000. Они отличаются радиусом действия и характеристиками. При использовании RFID ворот человеку не обязательно подносить карту к считывателю. Метки могут применяться для предотвращения хищений. При попытке вынести что-то через ворота будет подан сигнал тревоги.

Область применения RFID-меток

Доступная стоимость, простой алгоритм использования, и большой радиус считывания данных сделали RFID-метки востребованными во многих сферах бизнеса.

Метки для транспортных средств

Система регистрации и учета ТС с помощью чипов позволяет:

• присваивать автомобилям различные статусы;
• менять разрешение на выезд и въезд;
• учитывать перемещение машины;
• оперировать данными в автоматическом режиме.

На крупногабаритных транспортных средствах устанавливают метки с собственной батареей питания. Такой транспондер хранит дополнительные сведения, включая:

• вес груза;
• индивидуальный номер автомобиля;
• журнал перемещений;
• оценку технического состояния;
• информацию о количестве незанятых пассажирских местах.

Транспондеры для ключей или кредитных карт

Один из примеров использования метки – брелок для доступа к воротам или дверям подъезда. Транспондеры с индивидуальным кодом отличаются:

• прочностью:
• легкостью изготовления;
• долговечностью.

Изделия постепенно вытесняют традиционные ключи.

Метки для шлагбаума

Схема идентификации транспортных средств в режиме «свой-чужой» включает несколько этапов:

• на устройство, предназначенное для перекрытия проезда, устанавливают считыватели;
• метки наклеивают на лобовое стекло;
• антенна крепится на створку ворот или тумбу шлагбаума.

Считывающие устройства автономны, не требуют настройки. Питание – от обычной сети 220В.

Использование меток для одежды

Теги востребованы и в легкой промышленности. С их помощью можно существенно упростить торговлю, в том числе:

• ведение учета товаров;
• отслеживание складских остатков;
• сбор сведений для анализа рынка;
• борьбу с поставками нелегальной продукции.

При продаже товаров кассир сканирует транспондер. Данные передаются в общую базу данных и систему фискальных органов.

Оплата проезда в общественном транспорте

Для сокращения расходов ТК и повышения эффективности предоставления транспортных услуг пассажирам предлагают воспользоваться бесконтактными картами со встроенными радиотегами.

RFID проекты любого уровня сложности. Внедрение, доработка и настройка систем RFID под ваши задачи. Заказать внедрение.

Производственная сфера

Незаменимы метки и на больших производственных линиях. С их помощью можно отследить движение материала и готовых изделий в режиме онлайн. Идентификация усиливает меры безопасности, снижает расходы и усовершенствует контроль соблюдения технологии.

Библиотечные фонды

Метки существенно упрощают процедуру выдачи и возврата книг. Идентификация всей литературы также обеспечивает и безопасность. Без наличия соответствующей записи в читательском билете вынести экземпляр из библиотеки невозможно.

Медицина

На браслет записывают данные пациента, включая группу крови, наличие аллергической реакции, диагнозы. Метка исключает возможность хищения младенца из роддома. Востребованы средства идентификации и в психиатрических лечебницах.

Безопасность на рабочем месте

Метки могут использоваться для отслеживания перемещения работников по территории предприятия. В отличие от системы GPS,  персонал может быть уверенным в контроле исключительно в рабочее время. Считыватели фиксируют время появления сотрудника, его уход, сверхурочную загрузку. Все данные автоматически передаются в бухгалтерию.

Посещение массовых мероприятий

С помощью тегов можно обеспечить автоматизацию контроля перемещений и подсчет количества участников собраний, демонстраций. Технология предусматривает использование меток в виде браслетов или бейджев, софта и ридеров. Координаты посетителей определяются в режиме онлайн и передаются для анализа на сервер. Организаторы получают данные о посещаемости стендов, площадок, могут выделить самые интересные сегменты.

RFID для хранения продукции

Транспондеры могут использоваться для контроля и учета биологических препаратов, оружия, ценных предметов, опасных веществ. Программно-аппаратное решение реализовано для промышленных холодильников, вендинговых аппаратов. Считываются метки, нанесенные на товары, что позволяет зафиксировать наличие, срок годности, время изъятия объекта, а также период, проведенный за пределами системы хранения. Технология предусматривает и контроль доступа пользователей.

Что собой представляет

Современные пластиковые карты оснащены специальным чипом, позволяющим приобретать товары и услуги без ввода PIN-кода. Не менее востребован сегодня способ бесконтактной оплаты, суть которого в возможности приобрести товар или услугу, не используя карту напрямую. Для этого пользователю необходимо всего лишь сохранить данные в смартфон, поддерживающий NFC, а затем приложить его к терминалу. Оплата производится мгновенно, после чего на экране появляется оповещение о совершении покупки. Сама по себе функция очень удобная и практичная, но вместе с тем обладает существенным недостатком – считать данные о пластиковой карте пользователя можно прямо со смартфона.

Чтобы исключить подобную возможность, были изобретены специальные кошельки. На полках магазинов можно встретить товары с различными наименованиями: умные бумажники, портмоне с защитой от воров. Официальное же название аксессуара – RFID-кошелек. На первый взгляд изделие самое обычное – производители предлагают кожаные или текстильные модели различного цвета и размера, полностью идентичные привычному всем бумажнику. Единственной ключевой деталью, отличающей портмоне с защитой от обычного кошелька, является наличие металлического RFID-отражателя. Безопасность аксессуару обеспечивают стальные пластины или специальные подкладки, вшитые в сам бумажник, которые блокируют сигналы устройств считывания, тем самым защищают карту. Без магнита распознать небольшую деталь, сохраняющую капитал, попросту невозможно.

Принципы работы RFID

Radio Frequency IDentification по сути является усовершенствованным алгоритмом радиолокационного опознавания «Свой-чужой». Аппаратно-программный технический комплекс для автоматического поиска отличий использует радиоволны определенной частоты. Данные хранятся в специальной метке, которую можно принимать, а затем дешифровать удаленно с помощью специальных считывателей.

Технология имеет достаточно простой механизм работы:

• информация записывается с помощью радиоволн на микрочип;
• данные поступают на считыватель с помощью радиосигнала встроенной антенны;
• определение излучаемой частоты, настройка и считывание сведений осуществляется автоматически за счет сканера.

Спрос на РЧИ появился еще в начале двадцать первого века. Система постоянно усовершенствуется, используется для маркировки и автоматизированной идентификации продукции. Но перечень функций RFID гораздо шире. С помощью современной технологии можно выполнить идентификацию и контролировать движение маркированных объектов – как живых, так и неживых.

Как работает RFID система

На базовом уровне все метки работают по одинаковой системе. Принцип функциональности тэгов, в сборе информации и быстром отклике, очень похож на работу штрихкодов или NFC-чипов, которые имеют более широкое применение для маркировки продукции. После того как в память микрочипа будет записан уникальный номер и необходимая информация, он готов к применению. Для считывания этой информации применяют специальное устройство — считыватель или ридер.

Как происходит действие:

1. Метка с записанной информацией фиксируется в необходимом месте.
2. Антенна микрочипа улавливает поле электромагнитной частоты, которую излучает антенна ридера.
3. Микрочип, если он активный, пользуясь внутренней энергией встроенной батареи, отсылает радиоволны, с зашифрованной информацией ридеру. Если микрочип пассивный, он использует энергию считывателя, накапливает ее и после этого отсылает ответный посыл с информацией.
4. Считыватель принимает радиоволны, посланные микрочипом, затем трансформирует данные в содержательную понятную информацию.

Для чего нужна эта технология, где ее используют, в чем ее преимущества, следует разобрать отдельно.