Приложение № _____

к договору № ____ от «__» ______ 200__ г.

наименование вида АС

наименование объекта автоматизации

сокращённое название АС

Техническое задание

На ________ листах

Действует с «___» ________ 200__г.

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель

организации – разработчика

__________/ __________/

«___» _________ 200__г.

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель

предприятия – заказчика

__________/ __________/

«___» _________ 200__г.

СОГЛАСОВАНО

Руководитель

(должность, наименование согласующей организации)

__________/ __________/

«___» _________ 200__г.

Рис. 3.6. Титульный лист ТЗ

Содержание ТЗ строго формализуется ГОСТом и состоит из следующих разделов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, которые содержат:

   • Полное наименование и условное обозначение АС;

   • Шифр темы или номер договора;

   • Наименование предприятий, участвующих в разработке;

   • Перечень документов, которые регламентируют проект;

   • Плановые сроки и стадии работы;

   • Сведения об источниках и порядке финансирования;

   • Порядок оформления и предъявления заказчику результатов.

2. НАЗНАЧЕНИЕ И ЦЕЛИ СОЗДАНИЯ АС.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ, обычно приводят:

   • Краткие сведения об объекте автоматизации;

   • Сведения об условиях эксплуатации объекта автоматизации и характеристиках окружающей среды.

4. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ, состоят из следующих подразделов:

• Требования в целом;

• Требования к функциям, выполняемым АС;

• Требования к видам обеспечения.

5. СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ ПО СОЗДАНИЮ АС.

6. ПОРЯДОК КОНТРОЛЯ И ПРИЁМКИ СИСТЕМЫ, содержащие:

• Виды, состав, объём и методы испытания АС;

• Общие требования к приёмке работ;

• Статус приёмочной комиссии.

7. ТРЕБОВАНИЯ К СОСТАВУ И СОДЕРЖАНИЮ РАБОТ ПО ПОДГОТОВКЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ К ВВОДУ СИСТЕМЫ В ДЕЙСТВИЕ.

8. ТРЕБОВАНИЯ К ДОКУМЕНТИРОВАНИЮ. Перечень необходимой документации согласовывается с разработчиком и заказчиком.

9. ИСТОЧНИКИ РАЗРАБОТКИ.

Как указывалось выше, особое значение имеют Приложения к ТЗ, которые, например, могут содержать:

• Приложение 1. Краткое описание технологического процесса.

• Приложение 2. Структурная схема технологического процесса.

• Приложение 3. Информационно-логическая модель данных или обобщённая структура базы данных.

• Приложение 4. Перечень входных данных (сигналов) и выходных документов (включая видеокадры АРМ).

• Приложение 5. Предварительный план – график работ по созданию АС.

• Приложение 6. Перечень разрабатываемой документации на всех этапах разработки и внедрения АС.

В конце ТЗ приводятся подписи ответственных сотрудников, участвующих в составлении ТЗ и его согласование, имеющих следующий формат:

Должность

Ф.И.О.

Подпись

Дата

3.1.1. Технические средства асу

Технические средства АСУ содержит три основных элемента (подсистемы):

• Датчики состояния и положения объекта автоматизации;

• Устройства принятия решения (сервер, АРМ, контроллер и др.);

• Исполнительные устройства.

Датчики состояния можно классифицировать как устройства, обеспечивающие определение:

• Самого объекта (идентификация);

• Изменение физического и химического состояния объекта или окружающей его среды.

Датчики идентификации содержат ключевой элемент, с помощью которого осуществляется идентификация объекта или субъекта наблюдения. Это элемент должен обеспечить надёжный режим работы системы при экономической целесообразности его использования. Так как реализация технических, конструктивных и эксплуатационных характеристик во многом зависит от возможных финансовых затрат при сопоставимых технических данных, на первое место при выборе средства идентификации выходит экономическая целесообразность применения той или иной технологии.

Так, например, в качестве удостоверения пользователя в настоящее время используются:

• Кодовые комбинации, вводимые в идентифицирующее устройство с клавиатуры и других электромеханических устройств;

• Жетоны и карты с наличием индивидуального номера различной физической основы, считываемого специальными электронными устройствами;

• Биометрические идентификаторы, обеспечивающие наиболее высокий уровень безопасности, но исключающие возможность передачи средства идентификации от субъекта субъекту, что необходимо при идентификации не самого субъекта, а сопровождаемого им груза либо транспортного средства и т. п.;

• Комбинированные способы, такие как:

- Кодовая комбинация + жетон или карта;

- Кодовая комбинация + биометрический идентификатор и т. д.

Сравнительные характеристики различных средств идентификации приведены в табл. 3.1.

Идентификация грузов и товаров в настоящее время активно развивается. Использование как активных, так и пассивных меток существенно упрощает и ускоряет процесс обработки грузов. Позволяет легко с помощью ручных считывателей найти нужный контейнер или упаковку. Так, наличие электронной радиочастотной метки является необходимым условием построения RTLS (Real Time Location Systems - систем определения места груза в реальном времени), систем дающих дополнительные возможности ускорения грузопереработки. Технические разработки в этом направлении стремительно развиваются. По оценкам специализированных аналитических агентств объемы применения электронных меток растут высокими темпами.

Таблица 3.1

Средства	Принцип действия	Недостатки	Преимущества	Примечания
Кнопочные клавиатуры	Набор на клавиатуре правильного кода - разрешается доступ	Код можно забыть, подсмотреть, скопировать. Длинный код сложно запомнить	Совместное использование с другими средствами повышает надёжность	Недоказуемы передача кода другому лицу и "случайный" подбор кода
Штрих-код	Код печатается на любом принтере	Для подделки достаточно снять копию на ксероксе	Самая дешевая технология изготовления карт	Известная в торговле технология BAR- код
Магнитные карты	Магнитные полосы, на которых записан магнитный код. Считывая полосу необходимо её протянуть вдоль датчика	Надо выдерживать скорость протяга. Карты и считывающие головки стираются, щель засоряется. Легко подделать карту	Наиболее простые и широко используемые средства идентификации	Самый традиционный способ создания режима "считывание- перезапись"
Карты Виганда	Физический эффект Виганда: магнитное поле в сверхкоротком проводнике вызывает индукционный отклик	Карта достаточно хрупкая, ее необходимо оберегать от ударов	Высокая надежность. Невозможность подделки. Высокая устойчивость к внешним воздействиям	В настоящее время практически не используется в создаваемых системах
Бесконтактные карты (проксимити)	Бесконтактные карты являются радио картами, т. к. содержат приемник и передатчик. Питание от батарейки или от энергии излучения считывателя	Относительно большая стоимость радиокарт при малом тираже	Высокая пропускная способность	Традиционно используются в системах разграничения доступа
Контактные карты	Интеллектуальные карты (смарт), считываются через микроконтакт Электронные ключи Touch Memory (TM)	Не используется из-за сложности надежного контакта. Необходима электростатическая защита	Высокая надёжность т. к. используется микропроцессор Дешевле бесконтактных карт	Как правило, хранятся в условиях, способствующих механическим повреждениям
Оптическая карта	Темные и светлые пятна, закрытые непрозрачной пленкой. Считывается в инфракрасном диапазоне	Необходимо выдерживать скорость считывания карты.	Дешевизна, высокая степень защиты, Российская технология.	Соответствует ГОСТ Р 51241

Радиочастотная идентификация - самостоятельное направление, входящее в группу автоматической идентификации и регистрации объектов при помощи радиочастотного канала связи. Идентификация производится по уникальному цифровому коду, считываемому из памяти специализированной микросхемы-транспондера (transmitter / responder - передатчик-приемник) – электронной метки, прикрепляемой к объекту идентификации. Передача цифрового кода производится при помощи антенны, вмонтированной в корпус транспондера (так же как и специализированная микросхема) и представляющей с ним одно целое. Считывание уникального кода из памяти транспондера производится по запросу другого устройства - ридера или приемопередающего устройства, формирующего через определенные промежутки времени (как правило, доли секунды) запросного радиочастотного сигнала-посылки, при попадании в поле действия которого транспондер передает ответный цифровой код.

RFID (Radio Frequency Identification Data) - радиочастотная этикетка — это приемник, передатчик, антенна и блок памяти для хранения информации.

Обзор рынка RFID и перспектив его развития с 2005 до 2015 года, сделанный компанией ID TechEX, выявил важные тенденции. Главный вывод заключается в том, что достигший в 2004 году уровня 1,9 млрд. USD рынок RFID вырастет до 26,9 млрд. USD к 2015 году (это без учёта экономического кризиса).

Существуют 2 вида RFID–меток:

• с источником питания, которые называются «активными метками»;

• без источника питания – «пассивные метки».

По оценкам ID TechEx, в мире используется около 410 млн. «пассивных меток», главная область применения – автомобильный транспорт и 1390 млн. «активных меток».

Потребность в RFID-метках стремительно растет с каждым годом. По мнению экспертов ID TechEX, цена в один цент не является необходимой для повсеместного распространения RFID-меток - скорее всего, пик RFID будет достигнут лет через 10 с помощью кремниевых чипов. Кроме того, возможно, такие гиганты, как IBM, Xerox, Samsung разработают “безчиповые” альтернативы - полимерные транзисторные контуры и другие новые технологии.

Наиболее популярным приложением будет использование RFID в логистике и сетях поставки, где новые технологии смогут повысить эффективность всей цепи поставок от производителя до клиента. Для использования в цепи поставок будут применяться мобильные решения, где технология RFID сочетается с GPS или GSM.

Для работы в сфере логистических приложений рекомендованы и активно используются два частотных диапазона:

1. UVH (ультравысокие частоты) в диапазоне от 300 МГц до 1 ГГц.

- Пассивная УВЧ RFID-система работает на частотах 915 МГц в США и 868 МГц в Европе.

- Активные УВЧ RFID-системы работают на частотах 315 и 433 МГц. В этом диапазоне могут использоваться как активные, так и пассивные метки.

В нижней части частотного диапазона (315 и 433 МГц) высокие характеристики обеспечиваются в присутствии металлов, позволяющие устанавливать метки на контейнеры.

2. Микроволновые частоты: микроволновая RFID-система работает либо на 2,45, либо на 5,8 ГГц. В ней могут использоваться как активные, так и пассивные метки. Данные между меткой и ридером (устройство считывания меток) передаются с самой высокой скоростью, при этом обеспечиваются самые низкие рабочие характеристики в присутствии металлов и жидкостей. Частотный диапазон 2,4 ГГц называется промышленным, научным и медицинским диапазоном (Industry, Scientific and Medical ISM) и принят во всемирном масштабе.

Широкое использование RFID-технологий невозможно без стандартизации основных параметров таких систем. В настоящее время разработано большое количество стандартов, посвященных RFID – технологии. В табл. 3.2 приведены стандарты ISO (RFID для управления объектами).

ISO/IEC 15961	Протокол передачи данных - прикладной интерфейс	Изданный стандарт 2004
ISO/IEC 15962	Протокол правил кодировки данных и логических функций памяти	Изданный стандарт 2004
ISO/IEC 15963	Уникальная идентификация радиочастотной метки	Идет заключительное утверждение как мирового стандарта

Таблица 3.2

Примеры использования RFID решений в логистике:

1. В Южной Корее на правительственном уровне разрешено использование RFID-решений в диапазоне частот 433,92 МГц (стандарт ISO 18000-7) для контроля цепей поставок. Это касается работы меток и ридеров. Разрешено использование активных радиочастотных меток ST-654 (дальность действия 120 м) и ридеров SR-650. Именно это оборудование используется в радиочастотной идентификации контейнеров, транспортных средств и других крупногабаритных объектов.

2. Частная компания Savi Technology получила инвестиции в размере 10 млн. USD от компании Mitsui U.S.A. Эти средства будут использованы Savi Technology для развёртывания инфраструктуры на основе ридеров и программного обеспечения в портах и ключевых пунктах формирования цепей поставок в Японии, а со временем в других азиатских регионах и далее по всему миру. Компании Savi и Mitsui U.S.A., подконтрольные японской компании Mitsui & Co., уже около года работают над проблемами внедрения технологии RFID на основе активных меток, работающих в диапазоне 433 МГц. Предполагается, что правительство откроет этот диапазон для работы оборудования радиочастотной идентификации.

3. В ноябре 2006 г. компания Savi Technology, поставщик технологий для логистических компаний, получила одобрение от Радиокомитета Китая на тестирование прибора - радиоидентификатора технологии RFID на территории страны. Идентификатор получил все необходимые сертификаты, его установка на контейнеры позволит отслеживать их в режиме реального времени на всем пути следования, от места загрузки в Китае до конечного места назначения

3. В Пентагоне все грузы в обязательном порядке снабжаются RFID-метками, в том числе и допускающими перепрограммирование. На закупку подобных устройств у фирмы Savi Technology потрачено 424 млн. USD.

Технические средства считывания пассивных меток обеспечивают дальность считывания до 10-12 метров. Модули чтения меток размещаются в арках въездных ворот на мачтах освещения, погрузчиках и обеспечивают считывание метки при въезде-выезде автомобилей. При этом, модули чтения реализуют режим анти-коллизии, когда по одному запросу считываются номера нескольких грузов, расположенных поблизости. Технические средства должны идентифицировать именно тот контейнер, который в данный момент находится в режиме перемещения погрузчиком. Для решения этой проблемы обычно применяются программные средства обработки и повторного опроса меток

На рис. 3.7 и 3.8 приведены изображения пассивных меток, которые использованы для мониторинга грузов.

Рис. 3.7. Наклейка U-Code EPC Gen2

Рис. 3.8. Наклейка U-Code HSL

Данные метки имеют следующие характеристики.

Радиочастотный интерфейс:

• Тип метки - пассивная;

• Дальность взаимодействия - зависит от типа антенны, законодательных ограничений, до 7,0 метров для одной антенны;

• Контроль целостности данных: 16 бит;

• Реализация антиколлизии (до 1600 меток/с). 

Организация памяти:

• Память, всего - 2048 бит:

• Номер EPC - 64 бит;

• Уникальный номер метки - 64 бит;

• Пароль на отключение метки - 32 бит;

• Пароль для перехода в защищенный режим передачи данных - 32 бит;

• Хранение пользовательских данных - 224 бит.

Защита данных – контрольный механизм (защита на запись) для разделения прав доступа к памяти.

Метка может быть выполнена в виде:

• пластиковой карты;

• самоклеющейся пластиковой карты;

• пластикового бруска с отверстиями для крепления и др.

Главным достоинством пассивных меток является их низкая цена. Объявленные прогнозы о снижении цены одной метки до 5 центов в ближайшие 5-8 лет делают перспективным использование таких меток.

Существенным сдерживающим фактором при внедрении технологий пассивной идентификации является стоимость считывателей, их цена на российском рынке колеблется от 2000 до 4000 USD. Связано это в первую очередь с отсутствием специализированных интегральных схем, реализующих основной объем работы по обмену данными с пассивными метками. По прогнозам специализированных агентств через несколько лет цена считывателей упадет в несколько раз, на 3-4 – летнюю перспективу можно закладывать цифры в диапазоне 400 -600 USD за один считыватель с антенной.

На рынке логистических перевозок очень активно развивается использование активных меток, что позволяет существенно расширить возможности контроля состояния грузов и транспортных средств. Передатчик активной метки обеспечивает дальность передачи на десятки метров. Сообщение содержит не только код метки контейнера, но и состояние различных датчиков контейнера, в том числе и информацию.