Штрихова і радіочастотна ідентифікація

admin Різні статті

Штрихова і радіочастотна ідентифікаціяШтрихова і радіочастотна ідентифікація. Радіочастотна ідентифікація (RFID - англ. Radio Frequency IDentification, радіочастотна ідентифікація) - інформаційна технологія, яка дозволяє автоматично збирати інформацію про той чи інший об'єкт, наприклад, різних товарах, їх місцезнаходження, вести тимчасової облік подій за їх участю і отримувати інформацію про скоєння товарної операції швидко і просто, без втручання людини і з мінімальним числом помилок.

Радіочастотна система складається з пристрою опитування/читання (інтеррогатор/рідер), що має антену, і радіоміток (тег/транспондер), які й містять дані. Антена пристрої опитування/читання випускає радіосигнал малої потужності, який вловлюється антеною радіомітки і живить вбудовану в радіомітки мікросхему (чіп). Використовуючи цю енергію, радіопозначка, що знаходиться в радіополі опитувача, вступає з ним в радіообмін для самоідентифікації і передачі даних. Отриману від радіомітки інформацію, рідер пересилає контролюючому комп'ютеру для обробки і управління.

Більшість RFID-систем складається з двох частин. Перша - інтегральна схема (ІС) для зберігання і обробки інформації, модулювання та демодулювання радіочастотного (RF) сигналу та деяких інших функцій. Друга - антена для прийому і передачі сигналу.

Існує кілька способів систематизації RFID-систем, а саме по типу застосовуваних RFID-міток і по типу застосовуваних RFID-рідерів.

Класифікують RFID-мітки за такими ознаками: За робочою частотою. За джерелом живлення. За типом пам'яті. За виконанням.

За джерелом живлення

Пасивні. Не мають вбудованого джерела енергії. Електричний струм, індукований в антені електромагнітним сигналом від зчитувача, забезпечує достатню потужність для функціонування кремнієвого CMOS-чіпа, розміщеного в мітці, і передачі відповідного сигналу. Комерційні реалізації низькочастотних RFID-міток можуть бути вбудовані в стікер (наклейку) або імплантовані під шкіру.

Активні. Активні RFID-мітки володіють власним джерелом живлення і не залежать від енергії зчитувача, внаслідок чого вони читаються на далекій відстані, мають великі розміри і можуть бути оснащені додатковою електронікою. Однак, такі мітки найбільш дорогі, а у батарей обмежений час роботи. У більшості випадків більш надійні і забезпечують найвищу точність зчитування на максимальній відстані. Можуть генерувати вихідний сигнал більшого рівня, ніж пасивні, дозволяючи застосовувати їх у більш агресивних для радіочастотного сигналу середовищах. Деякі RFID-мітки мають вбудовані сенсори, наприклад, для моніторингу температури швидкопсувних товарів. Інші типи сенсорів в сукупності з активними мітками можуть застосовуватися для вимірювання вологості, реєстрації поштовхів/вібрації, світла, радіації, температури і газів в атмосфері.

Напівпасивні. Напівпасивні RFID-мітки, також звані напівактивними, дуже схожі на пасивні мітки, але оснащені батареєю, яка забезпечує чіп енергоживленням. При цьому дальність дії цих міток залежить тільки від чутливості приймача зчитувача і вони можуть функціонувати на більшій відстані і з кращими характеристиками.

За типом використовуваної пам'яті

RO (англ. Read Only) - дані записуються тільки один раз, відразу при виготовленні. Такі мітки придатні тільки для ідентифікації. Ніяку нову інформацію в них записати не можна і їх практично неможливо підробити.

WORM (англ. Write Once Read Many) - окрім унікального ідентифікатора такі мітки містять блок одноразового записування пам'яті, яку надалі можна багаторазово читати.

RW (англ. Read and Write) - такі мітки містять ідентифікатор і блок пам'яті для читання/запису інформації. Дані в них можуть бути перезаписані багаторазово.

За робочій частотою

Мітки діапазону LF (125-134 кГц). Пасивні системи даного діапазону мають низькі ціни, і в зв'язку з фізичними характеристиками, використовуються для підшкірних міток при чіпуванні тварин, людей і риб. Однак, у зв'язку з довжиною хвилі, існують проблеми зі зчитуванням на великих відстанях, а також проблеми, пов'язані з появою колізій при зчитуванні.

Мітки діапазону HF (13,56 МГц). Системи 13МГц дешеві, не мають екологічних та ліцензійних проблем, добре стандартизовані, мають широку лінійку рішень. Застосовуються в платіжних системах, логістиці, ідентифікації особистості.

Мітки діапазону UHF (860-960 МГц). Мітки даного діапазону мають найбільшу дальністю реєстрації, в багатьох стандартах даного діапазону присутні антиколізійні механізми. В UHF RFID-системах в порівнянні з LF і HF нижче вартість міток, при цьому вище вартість іншого обладнання.

Класифікують RFID-рідери за такими ознаками: за ступенем мобільності (мобільні та стаціонарні).

Стаціонарні рідери (зчитувачі) кріпляться нерухомо на стінах, дверях, рухомих складських пристроях (штабеляторах, навантажувачі). Вони можуть бути виконані у вигляді замку, вмонтовані в стіл або закріплені поряд з конвеєром на шляху проходження виробів. У порівнянні з переносними, зчитувачі такого типу зазвичай мають більшу зону читання і потужність і здатні одночасно обробляти дані з декількох десятків міток. Стаціонарні зчитувачі підключаються до ПЛК, інтегруються в DCS або підключаються до ПК. Завдання таких зчитувачів - поетапно фіксувати переміщення маркованих об'єктів в реальному часі, або ідентифікувати положення мічених предметів в просторі.

Мобільні RFID-рідери мають порівняно меншу дальністю дії і часто не мають постійного зв'язку з програмою контролю та обліку. Мобільні зчитувачі мають внутрішню пам'ять, в яку записуються дані з прочитаних міток (потім цю інформацію можна завантажити в комп'ютер) і, як і стаціонарні зчитувачі, здатні записувати дані в мітку (наприклад, інформацію про зроблений контроль). В залежності від частотного діапазону мітки, дистанція стійкого зчитування та запису даних у них буде різна.

Переваги штрихової і радіочастотної ідентифікації.

Можливість перезапису. Дані RFID-мітки можуть записуватись і доповнюватися багато разів, тоді як дані на штрих-коді не можуть бути змінені - вони записуються відразу при друку.

Відсутність необхідності в прямій видимості. RFID-зчитувачу не потрібна пряма видимість мітки, щоб вважати її дані. Взаємна орієнтація мітки і зчитувача часто не грає ролі. Мітки можуть читатися через упаковку, що робить можливим їх приховане розміщення. Для читання даних мітці досить хоча б ненадовго потрапити в зону реєстрації, переміщаючись в тому числі і на досить великій швидкості. Навпаки, пристрою зчитування штрих-коду завжди необхідна пряма видимість штрих-коду для його читання.

Більша відстань читання. RFID-мітка може зчитуватися на значно більшій відстані, ніж штрих-код. Залежно від моделі мітки і зчитувача, радіус зчитування може становити до декількох сотень метрів. У той же час подібні відстані потрібні не завжди.

Більший обсяг зберігання даних. RFID-мітка може зберігати значно більше інформації, ніж штрих-код. На мікросхемі площею в 1 см2 може зберігатися до 10000 байт інформації, в той час як штрихові коди можуть вмістити 100 байт (знаків) інформації, для відтворення яких знадобиться площу розміром з аркуш формату А4.

Підтримка читання декількох міток. Промислові зчитувачі можуть одночасно зчитувати безліч (більше тисячі) RFID-міток в секунду, використовуючи так звану антиколізійну функцію. Пристрій зчитування штрих-коду може одноразово сканувати тільки один штрих-код.

Зчитування даних мітки при будь-якому її розташуванні. З метою забезпечення автоматичного зчитування штрихового коду, комітети по стандартам (в тому числі EAN International) розробили правила розміщення штрих-міток на товарній і транспортної упаковки. До радіочастотних міток ці вимоги не стосуються. Єдина умова - знаходження мітки в зоні дії зчитувача.

Стійкість до впливу навколишнього середовища. Існують RFID-мітки, що володіють підвищеною міцністю і опірністю жорстких умов робочого середовища, а штрих-код легко пошкоджується (наприклад, вологою або забрудненням). В тих сферах застосування, де один і той же об'єкт може використовуватися необмежену кількість разів (наприклад, при ідентифікації контейнерів або зворотної тари), радіочастотна мітка виявляється більш прийнятним засобом ідентифікації, так її не потрібно розміщувати на зовнішній стороні упаковки. Пасивні RFID-мітки мають практично необмежений термін експлуатації.

Інтелектуальна поведінка. RFID-мітка може використовуватися для виконання інших завдань, крім функції носія даних. Штрих-код ж не є програмуємим і є лише засобом зберігання даних.

Високий ступінь безпеки. Унікальне незмінне число-ідентифікатор, що привласнюється мітці при виробництві, гарантує високий ступінь захисту міток від підробки. Також дані на мітці можуть бути зашифровані. Радіочастотна мітка має можливість закрити паролем операції запису і зчитування даних, а також зашифрувати їх передачу. В одній мітці можна одночасно зберігати відкриті і закриті дані.

Недоліки штрихової і радіочастотної ідентифікації

  • Вартість системи радіочастотної ідентифікації вище вартості системи обліку, заснованої на штрих-кодах.
  • Складність самостійного виготовлення. Штрих-код можна надрукувати на будь-якому принтері.
  • Схильність перешкод у вигляді електромагнітних полів.
  • Недовіра користувачів, можливості використання її для збору інформації про людей.
  • Встановлена технічна база для зчитування штрих-кодів істотно перевершує за обсягом рішення на основі RFID.
  • Недостатня відкритість вироблених стандартів.

Вже згадані програми RFID одержують додаткову популярність з розвитком інтернет-послуг. Зазначені вище технічні можливості і гідності систем штриховий і радіочастотної ідентифікації визначили їх широке впровадження в сучасних інформаційних системах в логістиці