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
Диапазон частот |
Характеристики системы |
Примеры применения |
Низкие 100-500 кГц |
Малая дальность считывания, низкая стоимость меток |
Контроль доступа. Идентификация животных. Системы инвентаризации |
Промежуточные 10-15 МГц |
Средняя дальность считывания |
Контроль доступа. Смарт-карты |
Высокие 850-950 МГц 2,4-5,0 ГГц |
Большая дальность и скорость считывания, требуется точное нацеливание считывателя, высокая стоимость меток |
Наблюдение за перевозкой грузов железной дорогой. Системы взимания платы за пользование дорогой с водителей автомобилей |
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.