Корзина
25 отзывов
Что такое RFID, общее описание технологии, оборудования и меток

Что такое RFID, общее описание технологии, оборудования и меток

Что такое RFID, общее описание технологии, оборудования и меток
Описание технологии RFID, оборудования и меток

04.03.12

Технология радиочастотной идентификации (Radio Frequency Identification – RFID) – технология беспроводного обмена данными посредством радиосигнала между электронной меткой, которая помещается на объект и специальным радиоэлектронным устройством, которое считывает сигнал метки. Метка может содержать данные о типе объекта, стоимости, весе, температуре, данные логистики, а также любой информации об объекте.

Такая технология идентификации предоставляет существенно больше возможностей по сравнению с традиционными системами маркировки. Радиометка, как и многие штрих-коды, может быть представлена в виде самоклеящейся этикетки. Но если на штрих-коде информация хранится в графическом виде, то на метку данные заносятся и считываются при помощи радиоволн.

Особенности системы RFID
Типичная система на основе технологии RFID состоит из нескольких основных компонентов:
меток
антенны
устройства чтения (ридер, терминал сбора данных)
системы обработки данных
Метки
Состав меток

RFID-метка обычно включает в себя приемник, передатчик, антенну и блок памяти для хранения информации. Получая энергию от радиосигнала, испускаемого стационарно закрепленным считывателем либо ручным сканером, метка отвечает собственным сигналом, содержащим полезную информацию.

Метки делятся по следующим признакам:
наличие элемента питания (активные и пассивные)
наличие чипа (чиповые и бесчиповые)
тип хранения данных (метки с уникальной подписью и цифровым кодированием)
способ записи информации (только считывание, однократной записи и многократного считывания, многократной записи и многократного считывания)

Элементы питания

Пассивные метки не имеют собственного источника питания, а необходимую для работы энергию получают из поступающего от считывателя электромагнитного сигнала. Дальность чтения пассивных меток зависит от энергии считывателя и, как правило, не превышает 2 метров. Пассивные метки намного легче активных, дешевле, а также имеют практически неограниченный срок службы. Сверхтонкий транспондер может быть легко расположен между листами бумаги, либо пластика с целью интеграции с существующими системами маркировки, включая стандартные печати штрих-кода и сканеры.
Преимуществом активных меток по сравнению с пассивными является значительно большая дальность считывания информации и высокая допустимая скорость движения активной метки относительно считывателя. К сожалению, активные транспондеры отличаются большим размером и большей стоимостью, а также ограниченным сроком службы (максимум 10 лет, в зависимости от температурных условий функционирования, а также типа источника питания).
Чип

Функциональность чиповых меток значительно шире, чем бесчиповых. Чиповые метки могут хранить большие объемы информации, но стоимость производства таких чипов высока.
Тип хранения данных

С точки зрения хранения информации в RFID системах метки также делятся на два класса: к первому относятся метки с уникальной подписью. Например, в качестве подписи могут выступать случайным образом ориентированные магнитные полоски, находящиеся в метке. Для работы с такого рода тегами необходимо чтобы все ридеры имели связь с компьютерной системой или располагали полной информацией о теге в ридере. Несмотря на то, что метки этой системы очень дешевы, система применяется в основном в управлении доступом. Ко второму классу относятся метки с цифровым кодированием. Такая метка хранит информацию, кодированную по определенным правилам. Таким образом, ридеры могут считывать данные прямо из тега без необходимости обращения к централизованной базе данных. Метки с цифровым кодированием более дороги, но зато и более функциональны, потому что не требуют больших вычислительных мощностей, времени и сложных систем связи, как того требуют системы с уникальной подписью.
Способы записи информации

Информация в устройство памяти радиочастотной метки может быть занесена различными способами. Способ записи информации зависит от конструктивных особенностей метки.
В зависимости от этого различают следующие типы:
Read Only – метки, которые работают только на считывание информации. Необходимые для хранения данные заносятся в память метки изготовителем и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.
WORM – метки (Write Once Read Many) для однократной записи и многократного считывания информации. Они поступают от изготовителя без каких-либо данных пользователя в устройстве памяти. Необходимая информация записывается самим пользователем, но только один раз. При необходимости изменить данные потребуется новая метка.
R/W – метки (Read/Write) многократной записи и многократного считывания информации

Формы RFID-меток

Метки изготавливаются в форме: этикеток, дисков, брелков, брусков, капсул, гвоздей, обручей, браслетов, и т.п.

Частотные диапазоны и стандарты

Область применения системы RFID определяется частотой меток. В связи с этим выделяют четыре вида RFID-меток:

Низкочастотные (100-500 KHz) используются там, где допустимо небольшое расстояние между объектом и ридером. Обычное расстояние считывания составляет 0,5 метра, а для тагов, встроенных в маленькие “кнопочки”, дальность чтения, как правило, еще меньше – около 0,1 метра. Большая антенна ридера может в какой-то мере компенсировать такую дальность действия небольшого тага, но излучение высоковольтных линий, моторов, компьютеров, ламп и т.п., мешает ее работе. Большинство систем управления доступом, бесконтактные карты, управления складами и производством использует низкую частоту.
Ключевой особенностью данного частотного диапазона является то, что не существует общеупотребительных стандартов радиоинтерфейса. Поэтому здесь используется несколько схем модуляции радиосигнала и несколько разновидностей кодирования передаваемых данных. Это определяется используемой в радиометке микросхемой транспондера.
125кГц (LF)
Характеристики:
Стандарты
ISO 14223, ISO 11784/11785,
ISO 18000-2

Максимальное расстояние считывания
От 3 до 70 см.

Скорость передачи данных
радиометка-считыватель
Около 9600 бит/сек.

Наличие антиколлизии
Есть, но не у всех микросхем

Объем памяти радиометки
32 – 1024 байта

Существующие типы радиометок
Диски, цилиндры, стеклянные капсулы,
RFID-гвозди, RFID-болты, корпусные метки,
брелки, БСК, браслеты

Существующие типы считывателей
Стационарные «моноблок», стационарные
с выносной антенной, настенные, ручные считыватели, модули

Сфера использования
Применяются в системах контроля доступа,
для идентификации животных, а также достаточно
широко используются, например,
в автомобильных иммобилайзерах

Рекомендации по выбору меток
и оборудования
Необходимо убедиться, что в списке
поддерживаемых считывателем микросхем RFID- тегов
указан совместимый формат радиометки.

Промежуточной частоты (10MHz-15MHz) – там, где должны быть переданы большие количества данных.
13,56 МГц (HF)
Характеристики:
Стандарты
ISO 14443, ISO 15693, ISO 10373,
ISO 18000-3

Максимальное расстояние считывания
От 3 до 100 см.

Скорость передачи данных
радиометка-считыватель
До 64 кбит/сек.

Наличие антиколлизии
Есть

Объем памяти радиометки
8 – 16384 байта

Существующие типы радиометок
Диски, брелки, БСК, смарт-этикетки, inlay

Существующие типы считывателей
Стационарные «моноблок», стационарные с выносной антенной,
настенные, ручные считыватели, модули,
RFID- принтеры и аппликаторы

Сфера использования
Применяются в системах контроля доступа,
платежных системах, а также для идентификации
товаров в складских системах и книг в библиотечных системах

Рекомендации по выбору меток
и оборудования
Требуется убедиться, что считыватель и радиометка используют
один и тот же формат

Высокочастотные (850-950 MHz и 2,4-5 GHz) используются там, где требуются большое расстояние и высокая скорость чтения, например контроль железнодорожных вагонов, автомобилей, системы сбора отходов. Например, ридеры устанавливают на воротах или шлагбаумах, а метка закрепляется на ветровом, боковом стекле или в бензобаке автомобиля.
Большая дальность действия делает возможной безопасную установку ридеров вне пределов досягаемости людей. 860-928 МГц (UHF)
Характеристики:
Стандарты
EPC Class 1 Gen2, U-Code

Максимальное расстояние считывания
От 10см. до 10 м.

Скорость передачи данных
радиометка-считыватель
от 128 и более кбит/сек.

Наличие антиколлизии
Есть, до 150 меток/сек

Объем памяти радиометки
64 – 1024 бит (ISO), 64 или 96 бит (EPC)

Существующие типы радиометок
Корпусные метки для металлических предметов,
смарт – этикетки

Существующие типы считывателей
Стационарные «моноблок», стационарные с выносной антенной,
ручные считыватели, модули

Сфера использования
Областью применения являются системы логистики и учета движения транспорта. Отличительной особенность является повышенная дальность и высокая скорость чтения

Рекомендации по выбору
меток и оборудования
Требует убедиться, что считыватель и радиометка используют
один и тот же стандарт. Для EPC важная поддержка
данного типа меток: EPC Class 0, 0+,1, G2

2,45 ГГц (UHF)
Характеристики:
Стандарты
Используются редко – U-Code, 18000-4, 18000-6

Максимальное расстояние считывания
От 2 до 10 м.

Скорость передачи данных
радиометка-считыватель
До 128 и более кбит/сек.

Наличие антиколлизии
Есть

Объем памяти радиометки
От 64 бита до 32 кБ

Существующие типы радиометок
Корпусные активные метки для металлических предметов

Существующие типы считывателей
Стационарные «моноблок», стационарные с выносной
антенной, настенные, ручные считыватели

Сфера использования
Областью применения являются системы
логистики и учета движения транспорта.
Отличительной особенность является повышенная
дальность и высокая скорость чтения

Рекомендации по выбору
меток и оборудования
Радиометки и считыватели должны быть
от одного производителя

Терминалы сбора данных

Основными компонентами терминалов сбора данных являются:
приемопередатчик
антенна
микропроцессор
память

Приемопередатчик – устройство, посылающее сигнал к метке и принимающее ответный.
Антенна излучает электромагнитные волны, активизирующие RFID-метку и позволяющие производить запись и считывание данных с этой метки. Антенна является своеобразным каналом между меткой и приемопередатчиком, она контролирует весь процесс получения и передачи данных. Антенны отличаются по размерам и форме. Они могут быть встроены в специальные сканеры, а также в ворота, турникеты, дверные косяки и т.п. для получения информации от предметов или людей, проходящих через зону действия антенны. В случае непрерывного считывания большого количества меток электромагнитное поле излучается антенной постоянно. Если постоянный опрос не требуется, то поле может активироваться по команде оператора. Конструктивно антенна и приемопередатчик с декодером могут находиться в одном корпусе.

Микропроцессор – проверяет и декодирует данные.
Память – сохраняет данные для последующей передачи, если это необходимо.

Программное обеспечение системы

Набор необходимых программных средств определяется в зависимости от типа создаваемого решения.
RFID и штрих-код

Данные идентификационной метки могут дополняться – В то время как данные штрихового кода записываются только один раз (при печати), информация, хранимая радиочастотной меткой, может быть изменена, дополнена или даже заменена на другую при наличии соответствующих условий. Это положение относится только к меткам Read/Write многократной записи и считывания информации.
Возможность считывать одновременно несколько меток – Механизм анитиколлизий позволяет определять точное количество меток, которые в текущий момент времени находятся в поле действия антенны.
На метку можно записать гораздо больше данных – Недавно разработанные двумерные и матричные штриховые коды способны хранить большой объем данных, однако их практическое использование сдерживается необходимостью использования специфических принтеров и устройств считывания (сканеров). Обычные штриховые коды могут поместить информацию не более 50 байт (знаков), причем для воспроизведения такого символа понадобится площадь размером со стандартный лист формата А4. В свою очередь радиочастотная метка может легко поместить 1000 байт на микросхеме площадью в 1 квадратный сантиметр.
Данные на метку заносятся значительно быстрее – Для получения штрихового кода обычно требуется напечатать его символ либо непосредственно на материале упаковки, либо на бумажной этикетке. И печать, и наклеивание липкой этикетки являются или ручными, или механизированными операциями. Радиочастотные метки могут быть имплантированы в основание палеты или оригинальной упаковки на весь срок их эксплуатации. Сами данные о содержании упаковки записываются исключительно бесконтактным способом за время, не превышающее одной секунды.
Данные на метке могут быть засекречены – Как и любое цифровое устройство, радиочастотная метка обладает возможностями, позволяющими закрыть паролем операции записи и считывания данных. Кроме того, информацию можно зашифровать. В одной и той же метке можно одновременно хранить закрытые и открытые данные. Это делает радиочастотную метку идеальным средством, защищающим товары и материальные ценности от подделок и краж.
Радиочастотные метки более долговечны – В тех сферах применения, где один и тот же маркированный объект может использоваться бессчетное количество раз (например, при идентификации паллет или возвратной тары), радиочастотная метка оказывается идеальным средством идентификации, так как может быть использована 1 000 000 раз.
Метка лучше защищена от воздействия окружающей среды – Радиочастотные метки не требуется размещать на внешней стороне упаковки (объекта). Поэтому они оказываются лучше защищенными в условиях хранения, обработки и транспортировки логистических единиц. В отличие от штрихового кода на них не воздействуют пыль и грязь.
Основными преимуществами технологии RFID являются:
большой объем хранимой информации
бесконтактный способ считывания информации
возможность групповых операций
возможность вносить изменения в информацию, хранимую на метке
высокая скорость и достоверность считывания
RFID-метки могут считываться через грязь, краску, пластмассу, древесину и проч.
RFID-метки практические невозможно подделать
данные на RFID-метке могут быть засекречены

Источник: АйТи смарт системы