RFID-технология

• Применение RFID-технологии
• Из чего состоит RFID система?
• Принцип работы RFID
• Виды RFID-систем
• Где используется RFID-технология
• Что такое RFID-метка
• Классификация RFID-меток
• Разновидности RFID-считывателей
• Преимущества RFID
• Как выбрать RFID-систему?

RFID-технология – это метод бесконтактной идентификации, отслеживания и учета объектов, основанный на радиочастотном электромагнитном излучении. Внедрение RFID оправдано в целях отслеживания важных грузов на дальнем расстоянии, интеллектуальной инвентаризации товаров и для работы в системах контроля и управления доступом (СКУД).

Комбинируя эти функции, компании могут создавать собственные RFID-программы для оптимизации бизнес-процессов. Они эксплуатируются в разных сферах: от розничной торговли и фармацевтической промышленности до логистики и крупных производств.

Применение RFID-технологии

RFID выполняет множество важных функций, оптимизирующих бизнес – в том числе сокращает расходы и уменьшает вероятность ошибок, вызванных человеческим фактором: например, невнимательностью или недостаточной квалификацией сотрудника.

Также RFID-технология:

• снижает время инвентаризации и складской обработки;
• автоматизирует технологические операции на производстве: начиная от закупок сырья и управления конвейером и сборочной линией и заканчивая распределением и транспортировкой готовой продукции;
• позволяет отследить перемещение товаров на любом этапе доставки – а также в случае кражи;
• обеспечивает безопасность персонала – метки, выполненные в виде бейджей, брелоков, браслетов, помогут роботизированной технике идентифицировать сотрудника и, например, подать сигнал тревоги в случае опасности для его жизни;
• подходит для быстрого распознавания транспортных средств и предметов, подлежащих строгому учету;
• контролирует доступ к программам и товарам, использование которых ограничено узким кругом лиц;
• используется в приложениях контроля и учета времени для определения присутствия сотрудников на рабочих местах;
• отправляет руководству отчеты о состоянии рабочего процесса;

Из чего состоит RFID система?

Любая RFID-система состоит из трех обязательных элементов:

• RFID-метки, хранящей сведения о маркированном предмете.
• Устройства считывания – ридера (или считывателя), который принимает, анализирует и расшифровывает сигнал.
• Специализированного программного обеспечения, которое хранит и воспроизводит полученную информацию, а также обеспечивает слаженную работу системы.

Принцип работы RFID

RFID-технология основывается на бесконтактном обмене сигналами между меткой, расположенной на отслеживаемом предмете, и ридером. В ее основе лежит радиочастотное электромагнитное излучение (RFID – это Radio Frequency IDentification, т.е. радиочастотная идентификация).

Для распространения радиоволнам не нужен искусственный волновод – передача информации может осуществляться бесконтактно и беспрепятственно. Когда промаркированный объект оказывается в зоне действия ридера, тот сканирует электромагнитные волны, распространяемые чипом, анализирует и дешифрует их и отправляет данные в программу учета. Специализированное ПО хранит полученные сведения, в результате чего в системе отражаются произошедшие изменения.

Виды RFID-систем

Распознавание радиосигнала происходит на определенном расстоянии – необходимости в прямом контакте или видимости компонентов RFID-системы нет.

Исходя из этого критерия, можно разделить RFID-системы на 3 вида:

• ближней идентификации (до 20 см);
• средней дальности (до 5 м);
• дальней идентификации (до 300 м).

В отличие от штрихкодов и QR-кодов, считыватель автоматически обнаруживает и считывает RFID-метку не только на неподвижных, но и на движущихся объектах. Ему не обязательно ее «видеть», а участие человека в этом процессе вовсе не требуется.

Где используется RFID-технология

К применению RFID-технологии прибегают во всех крупных отраслях экономики, где необходима автоматизация рабочих процессов и отслеживание статичных и транспортируемых объектов. Большое распространение она получила на крупных производственных предприятиях и ритейле.

• В розничной торговле технология RFID-меток предназначена для контроля товародвижения, уменьшения риска кражи и оптимизации процесса инвентаризации. Также она показывает расположение товара на карте магазина в режиме онлайн.
• В системах контроля и управления доступом (СКУД) используется для ограничения допуска на закрытую территорию с повышенными требованиями безопасности – в офисы, жилые дома, университеты, отели. Является частью биометрической СКУД, т.е. технологии распознавания людей по физическим характеристикам.
• Применяется для осуществления бесконтактных платежей офлайн и онлайн.
• Оптимизирует плату за проезд в метро, автобусах, электричках и другом общественном транспорте, кодирование и проверку проездных билетов.
• Применяется для чипирования домашних животных, крупного и мелкого рогатого скота в сельскохозяйственных объединениях: используются методы внутримышечного или подкожного чипирования, биркование.
• Ускоряет приемку и внутренний учет грузов логистическими компаниями, контролирует перемещение и координирует доставку.
• В библиотеках и архивах помогает структурировать хранение, движение книг и документооборот.
• Борется с подделками и кражей меховых изделий на этапах изготовления и реализации.
• В промышленной сфере координирует производство и доступ персонала и техники, записывает и передает в базу данные о сырье и произведенной продукции.
• Помогает установить подлинность препаратов в фармацевтических учреждениях.

Что такое RFID-метка

RFID-метка, или транспондер – это радиоэлектронное устройство, состоящее из антенны и микрочипа. Антенна необходима для приема электромагнитных волн ридера (в котором установлена собственная RFID-антенна) и передачи ответного радиосигнала. На микрочип записываются уникальные идентификационные данные – ФИО, номер сотрудника, дата рождения (производства), номер счета и т.п.

Каждому транспондеру присваивается уникальный номер (или тег), позволяющий его идентифицировать. Он кодируется производителем и не может быть переписан (в большинстве моделей, но есть исключения).

Классификация RFID-меток

Поврежденный транспондер недоступен для распознавания – поэтому он должен быть адаптирован под сферу использования и объект идентификации. Главным критерием при выборе должны оставаться удобство и допустимый способ эксплуатации, а также совместимость со считывающим устройством.

Все транспондеры связываются с ридером методом передачи радиосигнала, но различаются по внешнему виду, памяти, способу питания и рабочим частотам. От этих характеристик зависит способ эксплуатации устройства и его целостность.

По внешнему виду

Транспондеры очень компактны: они могут интегрироваться внутрь предмета, приклеиваться сверху или располагаться на внешней поверхности. Их размер – от 3 мм до 20 см.

В зависимости от типа конструкции и материала они изготавливаются в следующих видах:

• Пластиковые карты – банковские, транспортные, бонусные, бейджи-пропуска
• Пластиковые брелоки – круглой, овальной или каплеобразной формы – ключи для RFID-домофонов.
• Бумажные или пластиковые наклейки, тканевые бирки – этикетки для маркировки товаров.
• Также микрочипы могут встраиваться в фитнес-браслеты или кольца.

По типу памяти

В памяти чипа хранится вся записанная и предлагаемая к чтению информация, в том числе скрытая паролем. В зависимости от модели устройства объем памяти составляет от 10 до 512 000 байт.

По типу памяти, возможности перезаписи и многократности использования транспондеры подразделяются на 3 вида:

• RO. Одноразовые микрочипы, которые записываются на этапе программирования. Подходят для однократной идентификации личности и доступны только для чтения.
• WORM. Информация записывается один раз, но доступно неоднократное считывание. Ими оснащены карты-пропуски, банковские дебетовые и кредитовые карты.
• RW. Чипы, которые запрограммированы не только на многократное считывание, как WORM, но и на повторную запись. При этом код остается неизменным, меняется либо дополняется только информация. Такие транспондеры подходят для перезаписи транспортной тары, на которой в процессе эксплуатации хранятся различные грузы.

По источнику питания

Для подачи энергии в разные части устройства (антенну и микрочип) метки могут использовать встроенную батарею, энергию считывателя либо комбинировать несколько стратегий.

По этому принципу чипы делятся на:

• Пассивные.

«Питаются» от считывателя, который обеспечивает их энергией для активации и трансляции сигнала. Это возможно только при попадании в зону электромагнитного поля ридера. Используются для маркировки возвратной тары, неоднократно бывающей в употреблении. Имеют почти неограниченный срок службы, но обладают слабой надежностью, а качество и диапазон передачи сигнала оставляет желать лучшего.

• Полупассивные/полуактивные.

Дальность работы шире, но зависит от чувствительности ридера. Это связано с тем, что для активации чип использует энергию автономного источника питания, а передача сигнала происходит за счет энергии считывателя.

• Активные.

Благодаря встроенной батарее, сроком службы 10 лет, активные транспондеры самостоятельно обеспечивают себя энергией и не зависят от ридера. Гарантируют стабильное функционирование даже на расстоянии в несколько сотен метров и считывание меток, движущихся на высоких скоростях или расположенных в сложно проходимых для радиочастотного сигнала средах: например, в воде и металлах.

У активных и пассивных меток также разный диапазон, качество передачи и улавливания сигнала: у пассивных эти характеристики ниже, а у активных, соответственно, выше.

По диапазону частот

Чем выше частота, тем шире радиус действия RFID-системы. Важно, чтобы оба компонента системы работали в одном диапазоне: это гарантирует, что антенна сканера сможет автоматически поймать и считать радиосигнал чипа, и наоборот.

В зависимости от рабочих частот метки могут быть:

• Низкочастотными (LF) – от 125 до 164 кГц.

Аналогично пассивным меткам, считываются только с расстояния в несколько сантиметров и медленно передают информацию на дальние дистанции. Применяются в сельском хозяйстве в целях чипирования животных.

• Высокочастотными (HF) – 13.56 МГц.

Сравнительно недорогие эффективные устройства, применяемые в логистике, платежных сервисах и при идентификации личности, в общественном транспорте. Считываются с расстояния 1 м, слабо работают в условиях повышенной влажности.

• Сверхчастотными (UFH) – от 860 до 960 МГц.

Аналогично активным меткам, обладают наибольшей дальностью сигнала. Используются повсеместно, в особенности – на складских хозяйствах и в логистике. Высокая стоимость объясняется сложностью необходимого для производства оборудования.

Классификация RFID-считывателей по рабочей частоте осуществляется аналогичным образом что и метки.

Разновидности RFID-считывателей

RFID-считыватель – это прибор, который сканирует информацию с меток, обрабатывает ее и отправляет ответный сигнал. Также ридеры могут выполнять кодирование, т.е. вписывать в чипы данные – например, подтверждать пройденную процедуру контроля, устанавливать/снимать доступ, вносить дополнительную информацию.

Для взаимодействия с транспондерами используются стационарные и мобильные (ручные) ридеры, которые обладают разной мощностью и зоной считывания.

• Стационарные считыватели фиксируются на стенах, дверях, мебели, иных поверхностях или под ними (например, под полом). Они обладают большой зоной работы и внушительной мощностью, благодаря чему анализируют несколько десятков чипов одновременно. На постоянной основе подключены к системе контроля и учета. Применяют на крупных промышленных и складских предприятиях, в супермаркетах со значительным массивом отслеживаемых товаров.

• Мобильные считыватели не имеют постоянной связи с программой и обладают ограниченной памятью, поэтому отсканированные и обработанные коды должны периодически выгружаться в компьютер. Ручные терминалы часто используются для инвентаризации в сфере ритейла. Внешне они почти неотличимы от аналогичных терминалов считывания штрих-кодов и работают автономно.

Преимущества RFID

Передача данных с помощью RFID-технологии – широко распространенный способ распознавания и отслеживания товаров. В сравнении с QR-кодом и штрих-кодом, которые не так удобны в эксплуатации.

Эта технология имеет целый ряд преимуществ:

• отсутствие прямого контакта с ридером или нахождения метки в зоне видимости – для распознавания объекту достаточно оказаться в поле действия ридера;
• значительная дальность считывания – до 300 м;
• высокая степень безопасности – неизменяемый код, уникальный для каждой метки, обеспечивает надежную защиту от подделок и взломов;
• устойчивость к агрессивным условиям окружающей среды – метки обладают повышенной стойкостью к механическому, температурному, химическому воздействию (сигнал передается через все вещества, пропускающие радиоволны: краску, грязь, воду, пар, древесину, картон);
• последовательное или одновременное считывание информации с 1000 объектов в секунду – даже с движущихся на высокой скорости;
• больший объем памяти – до 512 000 байт против 100 байт штрих-кода;
• возможность перезаписи (для RW-меток), недоступная для штрих-кодов и QR-кодов;
• бесперебойная работа на протяжении 10 лет – в тех случаях, если выбраны активные WORM- или RW-метки, поддерживающие неоднократное считывание.

Как выбрать RFID-систему?

На данный момент в сфере автоматической идентификации у RFID-системы аналогов нет. По эффективности, простоте эксплуатации, а также цене она в несколько раз опережает QR-коды и штрих-коды.

Чтобы оправдать высокую стоимость технологии при выборе RFID-системы нужно учитывать:

• расстояние между промаркированными объектами и ридерами;
• условия, усложняющие передачу радиочастотного сигнала – повышенную влажность, экранирующие (металлические) поверхности, большие расстояния;
• требование перезаписи данных;
• необходимость одновременного учета нескольких меток;
• наличие или отсутствие встроенной батареи.

Вне зависимости от сферы использования, RFID-технология это обозримое будущее в сфере автоматизации производственных и торговых бизнес процессов.

В России технология радиочастотной идентификации еще не получила широкой популярности, но скоро такое оборудование, как сканеры штрих-кода и терминалы сбора данных неизбежно станут устаревшими, и компании, внедрившие RFID-систему, уже сегодня окажутся на шаг впереди конкурентов.