Радиочастотная идентификация

Наряду со штриховым кодированием все большее распространение получает радиочастотная идентификация, или сокращенно REID (Radio Frequency IDentification).

Типичная система RFID состоит из:

• радиочастотной метки или транспондера (по-английски – Tag, Transponder);

• считывателя информации (Reader) и

• устройства для обработки информации – компьютера.

Метка и считыватель связываются между собой радиочастотным каналом.

Считыватель содержит в своем составе передатчик и антенну, посредством которых излучается электромагнитное поле определенной частоты. Попавшие в зону действия считывающего поля радиочастотные метки «отвечают» собственным сигналом, содержащим полезную информацию (например код товара), на той же самой или другой частоте. Сигнал улавливается антенной считывателя, полезная информация расшифровывается и передается в компьютер для обработки.

Радиочастотная метка обычно включает в себя приемник, передатчик, антенну и блок памяти для хранения информации. Приемник, передатчик и память конструктивно выполняются в виде отдельной микросхемы (чипа). Иногда в состав конструкции метки включается источник питания (например, литиевая батарейка).

Метки с источниками питания называются активными (Active). Дальность считывания активных меток не зависит от энергии считывателя. Пассивные метки (Passive) 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. Преимуществом активных меток по сравнению с пассивными является значительно большая (не менее чем в 2-3 раза) дальность считывания информации и высокая допустимая скорость движения активной метки относительно считывателя. Преимуществом пассивных меток является практически неограниченный срок их службы (не требуют замены батареек).

Способы записи информации на метку

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 меток:

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 многократною считывания информации.

Диапазоны частот

Частоты электромагнитного излучения считывателя и обратного сигнала, передаваемого меткой, значительно влияют на характеристики работы радиочастотной системы в целом. Как правило, чем выше диапазон рабочих частот системы RFID, тем больше дальности, на которых считывается информация с радиочастотных меток (табл. 6).

Таблица 6

Применение радиочастотных меток различных диапазонов частот

Низкочастотные метки имеют встроенные антенны в виде многоконтурных (несколько сотен) обмоток. Высокочастотные метки имеют одноконтурные обмотки (диполь-антенна). Наименьшими размерами и стоимостью обладают пассивные метки класса Read Only (только чтение) и малой дальности (расстояние до считывателя не более 2 м).

Недостатки радиочастотных меток

К недостаткам радиочастотных меток относятся:

• относительно высокая стоимость;

• невозможность размещения под металлическими и электропроводными поверхностями;

• взаимные влияния (коллизии);

• подверженность помехам в виде электромагнитных полей.

Использовать радиочастотные метки целесообразно для защиты дорогих товаров от краж или для обеспечения сохранности изделий, переданных на гарантийное обслуживание. В сфере логистики и транспортировки грузов стоимость радиочастотной метки может оказаться совершенно незначительной по сравнению со стоимостью содержимого контейнера. Радиочастотные метки подвержены влиянию металла (электромагнитное поле экранируется токопроводящими поверхностями). Это положение относится и к некоторым типам упаковки жидких пищевых продуктов, запечатанных фольгой. Известны случаи маркировки метками RFID упаковок с обувью. При этом в условиях влажности кожа ботинок приобретала свойства электропроводимости и ухудшала работу системы RFID в целом.

Во многих случаях в поле действия считывателя может одновременно попасть несколько радиочастотных меток. Это может быть сделано умышленно, например в магазине при проходе через пункт контроля. Сложно идентифицировать и подсчитать количество меток каждого типа, одновременно попавших в поле действия считывателя, не пропустив ни одной из них. В считывателях, обладающих такими возможностями, реализован специальный алгоритм антиколлизии. Технологии антиколлизии пока мало применимы в связи с тем, что их реализация приводит к значительному увеличению времени считывания.

Системы радиочастотной идентификации могут быть чувствительны к помехам в виде электромагнитных полей от включенных компьютеров (мониторов).

Использование радиочастотных меток

Пример 1. Защита автомобильных прицепов от угонов

В Великобритании широко распространены автомобильные прицепные домики-фургоны типа «caravan». Их сохранностью в первую очередь озабочены страховые компании. При изготовлении каждому домику-фургону присваивается уникальный идентификационный код VIN, состоящий из 17 буквенно-цифровых знаков. С 1998 г. внедрена схема маркировки домиков. Идентификационный код VIN методом химического травления наносится на все стекла с одновременным дублированием этой информации в памяти радиочастотной метки. Пассивная радиочастотная метка типа WORM имеет размеры кредитной карты и обладает программируемой памятью емкостью 1360 бит (около 170 буквенно-цифровых знаков). Метка устанавливается внутри фургона при сборке на заводе. Данные о владельце однократно записываются в память WORM в момент продажи и после этого уже не могут быть изменены. Эта информация считывается с метки дистанционно при движении фургона мимо поста дорожной полиции. Если данные об угоне имеются в полицейском компьютере, тревожный сигнал будет выдан автоматически.

Пример 2. Электронная маркировка товаров в торговле Компания Sainsbury's Supermarkets (Великобритания), обладающая сетью из 381 супермаркета, приняла решение об электронной маркировке товаров. Малоразмерные метки RFID толщиной с лист бумаги запрессовываются в упаковку товаров еще на этапе их производства. В магазинах установлены детекторы защиты от краж на входах и выходах торгового зала. Детекторы обнаруживают присутствие радиочастотной метки и издают сигнал тревоги. Дезактиваторы меток расположены у кассира. Стандартные сканеры штрихового кода доработаны и позволяют вместо традиционных двух последовательных операций считывания кода товара с последующим снятием защиты выполнять одну, объединяющую обе указанные функции. Система доказала свою эффективность. В первую очередь маркируются товары из группы риска (наиболее подверженные кражам), а также товары в дорогих секциях. Маркированные и немаркированные товары не отличаются по внешнему виду (виден только штриховой код, но неизвестно, запрессована ли метка в упаковку и в каком месте). Применение указанной схемы сокращает время работы кассира и общее количество контрольного оборудования в торговом зале.