Технология радиочастотной идентификации rfid: плюсы и минусы

Свое название технологии радиочастотной идентификации RFID получили по первым буквам английского названия способа маркировки товаров и объектов Radio Frequency IDentification. По своей сути это связка приемник — передатчик. Радиометка генерирует радиосигнал, приемник-считыватель его улавливает, расшифровывает. Методика сложнее штрих-кода, но позволяет «зашить» в метку максимум информации: от даты и способа изготовления, до рецепта, маршрута транспортировки и прочего.

Технология rfid

Плюсы использования RFID-технологий

Привычная маркировка штрих-кодом все чаще заменяется чипами, способными передавать радиосигналы. Мы сталкиваемся с новыми этикетками на продовольственным и промышленных товарах, обнаруживаем их на посылках или библиотечных книгах.

Активное внедрение и применение технологии RFID связано с преимуществами этого типа маркировки:

Для хранения информации можно использовать одноразовые метки, которые по сути напоминают штрих-код, но хранят больший, чем код, объем данных. А можно ставить маячки с ограниченным доступом по паролю, на которых можно корректировать записи.
Приемник-считыватель работает с радиометкой дистанционно, радиус четкого восприятия сигнала достигает сотен метров. Он воспринимает информацию через упаковки, даже слой земли или воды. Улавливает сигнал с объектов, которые двигаются, в том числе с высокой скоростью.
В памяти маркера можно сохранить до 10 Кбайт различных сведений, при этом он по размеру будет не больше копеечной монеты.
Мощный приемник способен одновременно обрабатывать сигналы от нескольких тысяч радиомаяков за секунду.

Сигналы от нескольких тысяч радиомаяков

Правил для маркировки товаров или продукции чипами пока нет, есть возможность размещать их скрытно, чтобы предотвратить кражи, хищения. Со штрих-кодом так поступать нельзя: есть четкие стандарты как, где он должен быть нанесен.
Радиомаячки спокойно переносят действие неблагоприятных природных факторов, сохраняют работоспособность в воде. Срок жизни пассивных чипов неограничен, активных до 10 лет. Ими можно пользоваться для разметки там, где один объект несколько раз перемещается, переходит из рук в руки. Например, применить RFID-технологии в библиотеках, на складе.
Собственный код чипа уникален, его невозможно подделать или скопировать. Этим свойством можно пользоваться для маркировки уникальных или акцизных товаров.
Сведения, помещенные в блок памяти радиомаяка можно зашифровать, защитить паролем. Никакая другая этикетка такой возможности не даст.

При таком количестве плюсов есть минус: полный комплект оборудования по стоимости в сотни раз превышает набор устройств для считывания штрих-кодов, если сравнивать оснащение склада или магазина одинаковой площади.

Отдельные типы радиочипов перестают корректно работать возле металлических поверхностей, при высокой влажности воздуха. Но это касается самых дешевых вариантов.

Типы радиочипов

Виды радио-меток

Существует классификация, которая разделяет радиочастотные маркеры по нескольким характеристикам. От них зависит область использования технологии RDIF-метки, ее стоимость, радиус действия.

Вариант питания

По типу батареи маркеры разделяют на:

пассивные, у которых нет автономного питания, но энергии электро-магнитной волны от считывателя достаточно, чтобы «разбудить» CMOS-чип, передающий информацию;
полуактивные (полупассивные), у которых есть небольшой элемент питания, благодаря чему они работают на больших расстояниях, а возможность принять сигнал зависит от мощности приемника-считывателя;
активные, которые самостоятельно транслируют радиосигнал на расстояния до сотен метров, принимать его может устройство даже малой мощности.

Батареи маркеры

Самая низкая стоимость у пассивных радиометок, самая высокая — у активных. Они слышны через слой бетона или металла, воды. Заряда источника питания хватает на 5 — 10 лет (зависит от типа батареи). Такие маячки оснащают дополнительными опциями, а из размер не превыщает диамет копеечной монеты. Например, сенсорами, которые улавливают колебания почвы или измеряют температуру среды.

Вид памяти

Радиометки хранят определенный объем информации, их память бывает:

одноразовой или RO (Read Only), когда сведения записаны один раз, по ним возможно идентифицировать предмет, но исправить или подделать данные невозможно;
одноразовой, предназначенной для многократного считывания или WORM (Write Once Read Many), она сделана из информационного чипа и блока памяти;
многоразовые RW (Read and Write), на которых можно корректировать данные неограниченное количество раз.

Чем сложнее устройство памяти, тем выше цена маячка.

Радиочастота

Радиомаячки подают сигнал, который как и любая волна, имеет ее характеристики. В том числе — число колебаний в секунде или частоту.

Радиомаячки

RFID технологии используют коридоры:

Диапазон LF 125-134 кГц, в котором работают пассивные метки. Это информационные чипы магазинов, ветеринарные, зоологические и прочие. У них малый радиус действия, низкая цена.
Диапазон HF 13.56 МГц используется для платежных систем, RFID технологий в логистике, устройств, идентифицирующих личность. Работа маячков этого диапазона регламентируется международным стандартом качества ISO Его использование позволило использовать похожие алгоритмы шифрования, создавать обширные системы. Например, система оплаты общественного транспорта во Франции. Однако, усилинная эксплуатация выявила ряд недостатков диапазона: на работу приемник и передатчиков влияют погодные условия, степень загрузки приемника. При высокой влажности или большом количестве одновременных сигналов, возможны «подвисания», другие технические проблемы.
Диапазон UHF (860-960 МГц) или СВЧ, в котором дают сигналы маячки с самым большим радиусом работы. Еще на этапе внедрения системы возникла проблема: изобретатели предполагали, что чип будет уникальным, благодаря данным о товаре, занесенным в его память. Но тогда оставался открытым вопрос: как воспрепятствовать мошенникам, которые могут сделать контрафакт вместе с чипом. Выход нашла компания Philips, которая начала делать семейство радиометок Gen. Теперь используют маячки как этого производителя, так и компании NXP. Часть информации на них можно менять, защищать паролем, а часть доступна только изготовителю радиометки. Это позволяет делать каждый из них уникальным.

Семейство радиометок Gen

Дороже всего обойдется комплект оборудования для работы в СВЧ-диапазоне, дешевле всего — LF. В нашей стране для свободного использования гражданами и организациями оставлен коридор СВЧ 863 — 868 МГц.

Где используется радиочастотная маркировка

Область использования нового способа маркировки ограничена только фантазией человека. Радиочастотные маркеры можно применять для:

учета товаров с одновременных измерением температуры или другой характеристики;
контроля производственных процессов, в том числе сырья и заготовок;
планирования поступления, перемещения, выдачи грузов в крупных логистических центрах;
оборудования автоматических метеостанций и центров наблюдения за сейсмической активностью;
учета движения вагонеток в шахта.

Это далеко не полный список возможностей радиочипов. Они помогают отслеживать ситуацию в режиме реального времени, быстро собирать информацию с удаленных объектов. Они гараньтруют безопасность страны: RFID и RTLS военные технологии Россия использует в авиации, ВМФ, ракетных войсках. Даже простейшая автомобильная сигнализация работает с их помощью.

Единственный минус технологии будущего — отсутствие мировых стандартов на сами чипы, правила их использования. В нашей стране пока эксплуатация радиомаяков находится в ведении Главного санитарного врача, регулируется СанПиНами. Но чем дальше будет развиваться рынок идентификации с помощью радиоволн, тем больше будет уделено вниманию регламентирования процессов, происходящих на нем.