Глава3.Радиочастотнаяидентификация

НаиболееперспективнаявобластиавтоматическойидентификациинанастоящиймоментдлятранспортаRFID-технология(RadioFrequencyIdentification)занимаетпокаоколо10%рынка.

Диапазон частот	Характеристики	Применение
Низкие (30–300кГц)	Практическиконтактное считывание(до1см)Низкаястоимость	Контрольдоступа Системыинвентаризации
Средние (3–30МГц)	Считываниедо1м Высокаястоимость	Смарт-карты Контрольдоступа
Высокие (более 300МГц)	Большаядальностьискоростьсчитывания Высокаястоимость	Грузовыеперевозки Системыоплаты

Областьприменениясистемыопределяетсяеечастотой.RFID-системыделятсянагруппы,представленныевтабл.3.1.

Рис.2.15.Размещениеэтикеткинаподдоне(размерыданывсантиметрах):

1–уникальныйидентификатортранспортируемойединицы

Рекомендуемыеразмерыэтикеткидолжнысоответствоватьфор-матуА6(105×148мм).Принеобходимостиотклоненияотуказанныхразмеровследуетучитывать,чтоширинаэтикеткидолжнаоставатьсяравной105мм,авысотаможетизменятьсявзависимостиотколиче-ствадополнительнойинформации,представленнойввидесимволовштриховогокода.

ОбластипримененияRFID

Таблица3.1

Какправило,стоимостьрадиочастотныхметоквозрастаетсповы-шениемрабочейчастоты.Наименьшимиразмерамиистоимостьюобла-даютнизкочастотныепассивныеметкиклассаReadOnly(толькочтение).

Длясчитыванияданныхсрадиочастотныхметокмогутиспользо-ватьсястационарныесчитыватели,которыеустанавливаютсявопреде-ленныхместахисчитываютданныеавтоматическисовсехметок,по-падающихвихрадиусдействия,илипокомандеоператора.Вслучаенеобходимостисчитыванияданныхнаскладахилитерминалахмогутиспользоватьсяпереносныетерминалысбораданных,аналогичныеска-нерамштриховогокода.RFID-терминалсчитываетинформациюсра-диочастотныхметок,декодируетее,выводитнаэкранипередаетвин-формационнуюсистему(рис.3.1).Прииспользованиисоответствую-щихклассовметок(«чтение-запись»)спомощьютакоготерминаламожноредактироватьилидобавлятьинформацию,хранимуювметке.

30

31

Информационнаясистема

Ридер

Транспондер

Основныепреимуще-стваRFID-технологиизаклю-чаютсявследующем:

–длясчитываниядан-ныхненуженконтактилипрямаявидимость;данныемогутсчитыватьсячерезгрязь,краску,пар,воду,пласт-массу,древесинуит.п.;

_{–высокоебыстродей-}

ПринципиальнаясхемаработыRFID-системыпредставленанарис.3.2.Процессрадиочастотнойидентификациивыполняетсясле-дующимобразом:

•считывательнепрерывноилисзаданныминтерваломвремениизлучаетрадиосигналнаопределеннойчастоте(синхроимпульсы);

•транспондер,попадаявзонудействиярадиосигнала,исполь-зуетегоэнергиюдляэлектропитания,считываеткодиззапоминающегоустройстваимодулируетответныйрадиосигнал;

•считывательпринимаетданныеоттранспондера,принеобхо-

_{димостирасшифровываетипроверяетихипередаетвприложение,уп-}

Активный

Пассивный

Соднократнойзаписью

Чтение-запись

Толькочтение

ствиеиточностьсчитыванияданныхбольшогообъемасвозможностьюредактиро-вания,удаленияидобавления

равляющеесистемой;

•компьютерноеприложениеанализируетполученныеданные,заноситихвбазуданныхипринеобходимостиформируетуправляю-щиевоздействиявсистеме.

Рис.3.1.Считываниеданныхсрадиочастотныхметок

информации;

–пассивныетранспон-деры(безавтономногопита-

Считыватель

Данные

Синхроимпульсы

Носительданных

ния)имеютфактическинеограниченныйсрокэксплуатации;

_{–RFID-меткинесутбольшоеколичествоинформацииимогут}

^(ридер)

Энергия

^{(транспондер,тег)}

бытьинтеллектуальными(например,сообщатьопределеннымсчиты-вателямразныечастизаписанныхданных);

–записаннаяврадиочастотнойметкеинформацияможетбытьзашифрованаинедоступнапостороннимсчитывателям;

–радиочастотныеметкинадежнозащищеныотвнешнихвоздей-ствий;

–расположениеметкиможетбытьсвободнымотносительносчи-тывателя.

Нарядуснеоспоримымидостоинствами,радиочастотнойиденти-фикацииприсущииследующиенедостатки:

–относительновысокаястоимостьпосравнениюсоштриховымкодированием;

–невозможностьразмещенияподметаллическимииэлектропро-воднымиповерхностями;

–взаимноевлияниеразныхметок,одновременнонаходящихсявзонедействиясчитывателя;

–подверженностьпомехамввидеэлектромагнитныхполей;

–влияниеназдоровьечеловекаввидеэлектромагнитногоизлучения.

Рис.3.2.Блок-схемасистемырадиочастотнойидентификации

Однойизосновныхпроблемвсистемахрадиочастотнойиденти-фикацииявляетсяустранениеситуации,когданесколькотранспонде-роводновременнопередаютсвоиданные.Впротивномслучаесигналынесколькихтранспондеровпоявятсянавходесчитывателя,ипроизой-детихвзаимноеискажение.Этоявлениеназываетсяколлизией.Длявыделенияиидентификацииотдельноготранспондераизгруппыаналогичныхустройствприменяютразличныеантиколлизионныеме-тодыдоступа,характеристикакоторыхприведенавтабл.3.2.

Внастоящеевремядостаточнобольшоеколичествокомпанийвы-пускаютсобственныеустройстварадиочастотнойидентификации,приэтомсчитывателипроизводствакакой-либофирмымогутсчитыватьинформациютолькосвоихфирменныхметокинепонимаютметкидру-гихфирм.Вотсутствиестандартовоборудованиеразличаетсяпорабо-чимчастотам,форматамхранимыхданных,алгоритмамработыиспо-собамшифрованияданных.Такимобразом,всистемерадиочастотнойидентификацииможетиспользоватьсяоборудованиеиметкипроизвод-

3233

Метод	Характеристика	Особенности
Разделениев пространстве–SDMA	Несколькосчитывателейсмалым радиусомдействияинаправленнымиантеннами	Высокаястоимость системысчитывания
Разделениепо частоте–FDMA	Транспондерысвыборомчастоты передачиданных,управляемымсчитывателем	Высокаястоимость считывателей
Разделениепо времени–TDMA	Последовательныйопрос транспондеров	Возможнапотеря транспондера
Разделениепо коду–CDMA	Каждыйтранспондеримеет уникальныйкод	НеобходимаБД кодовтранспондеров

стватолькооднойфирмы.ЭтотсущественныйнедостатокRFID-техно-логиипосравнениюсоштриховымкодированиемвнастоящеевремяпреодолеваетсяпутемразработкисоответствующихстандартов.Этистандарты,помимоунификацииинтерфейсовпередачиданных,частотидругихтехническихпараметров,должныобеспечитьединыеформа-тыиструктурыданныхсиспользуемымисистемамиштриховогокоди-рованияиэлектронногообменаданными.

_{Таблица3.2}

такигрузовигрузовогооборудованиявыполняетсяводнойсистемеи,следовательно,кодировкиииспользуемоеоборудованиедолжныбытьсовместимы.ЛогическаяструктуратакойсистемынаосновеИСО17261

«АвтоматическаяидентификацияТСиоборудования.Интермодальныеперевозкигрузов.

Архитектураитерминология»представленанарис.3.3.

Номер бита	Данные	Размерность	Диапазон значений
7–25	Кодсобственника	Символьный	АААА–ЯЯЯЯ
26–45	Порядковыйномер	Цифровой	000000–999999
50–59	Длина	См	1–2000
65–73	Высота	См	1–500
74–80	Ширина	См	200–300
81–87	Формаконтейнера	Цифровой	0–127
88–96	Массабрутто	100кг	19–500
97–103	Массанетто	100кг	0–99

Таблица3.3

ИдентификацияконтейнеровпоISO10374

_{Антиколлизионныепроцедуры}

Разработкоймеждународныхстандартовзанимаютсярабочиегруп-пытехническихкомиссийISO.Международныморганомпостандар-тизациивобластиRFIDявляетсяРабочаягруппаN4(WG4),котораяработаетсовместносЕвропейскойассоциациейтоварнойнумерацииEANиСоветомпоединомукодуUCC.

Информацион-

ные

менеджеры

Электронныйобменданными

Приложениедляобработкиданных

Тягачи	Поддоны
Автопоезда	Контейнеры
Поезда	Полуприцепы
Самолеты	Съемные
Суда	кузова
Считыватель	Считыватель

Системацентрализованногоуправления

Оператордоставкигруза

стандартISO10374«Идентификацияконтейнеров».Всистемеиденти-фикациипредусмотреноиспользованиеактивныхтранспондеров,ис-пользующихчастоты850–950МГцили2,45ГГциобъемомпамяти

128бит.Последовательностьпередаваемыхданныхпредставленавтабл.3.3(безучетаслужебныхиконтрольныхбитов).

Всферетранспортапоследниенормативныеразработкинаправ-ленынаунификациюкодированиявразличныхсферахдеятельности.Восновномэтипроцессысвязаныспотребностямиразвитияинтеллек-туальныхтранспортныхсистем,которыевсеширеиспользуютсядля

Получательгруза

Отправительгруза

повышенияэффективностиуправлениякакдвижениемТС,такипере-возкамигрузовипассажиров.ВэтомслучаеидентификациякакТС,

Рис.3.3.ЛогическаяструктураинтегрированнойсистемыидентификацииТСигрузов

3435

Системаспособнаотслеживатьпроцессвыполнениясмешанныхперевозокгрузовиобеспечиватьинформационныйобменмеждувсемиучастникамидоставки.Помимоэтого,наличиеданныхоместоположе-нииТСипунктеназначенияпозволяетпрогнозироватьинтенсивностьдвиженияивслучаенеобходимостиперераспределятьтранспортныепотокиили,приналичиисвязисводителем,управлятьмаршрутомегодвижения.

СтандартИСО17261определяетследующиеосновныетермины:

•Автоматическаяидентификацияоборудования(AEI)–процессидентификацииоборудованияилигрузовыхединиц,которыеиспользу-ютсявинфраструктуредоставкигрузовнаосновесчитыванияинфор-мациисустановленныхнанихдатчиковсопределеннойструктуройданных.

•АвтоматическаяидентификацияТС(AVI)–процессидентифи-кацииТСнаосновесчитыванияинформациисустановленныхнанихдатчиковсопределеннойструктуройданных.

•Отправительгруза–сторона,котораяотправляетгруздругойстороне.Отправителемгрузаможетбытьпроизводительтовара,прода-вец,агентиличастноелицо.

•Информационныйменеджер–специалист,обеспечивающийобменданнымивсистеме.Функцииинформационногоменеджерамо-гутбытьрассредоточенымеждусубъектамисистемыиливыполнятьсяспециальныморганом.

СтандартИСО14816«Автомобильныйтранспортителематикадорожногодвижения.АвтоматическаяидентификацияТСиоборудова-ния.Нумерацияиструктураданных»предусматриваетследующуюструктуруданныхдляиспользованиявинтеллектуальныхтранспорт-ныхсистемах:

0–зарезервированодляцелейстандартизации;

1–данныевзависимостиотиспользуемогоприложения,котороеобрабатываетсчитываемуюинформацию(56бит);

2–серийныйномерфирмы-производителяоборудования(48бит);

3–времяиместосчитыванияданных(176бит);

4–номернойзнакТС;

5–номершассиТС–VIN(136бит);

6–зарезервированодляцелейстандартизации;

_{7–номергрузовогоконтейнера(93бита);}

8–кодналогоплательщика;

9–31–зарезервированодляцелейстандартизации.

СогласностандартуИСО14815«Автомобильныйтранспортите-лематикадорожногодвижения.АвтоматическаяидентификацияТСиоборудования.Спецификациисистемы»оборудование,устанавливае-моенаподвижныеединицы,подразделяетсянаследующиеклассывзависимостиотегохарактеристик:

A1–A4–числосчитыванийданныхвгод(от20до2000);B1–B9–минимальныйсрокслужбы(от15летдо1месяца);C1–C6–дистанциядосчитывателя(от20до0,5м);

D1–D6–количестворадиометок,которыемогутодновременнонаходитьсявзонесчитывания(от0,1доболее100на1м^3простран-ства);

E1–E4–минимальнаядистанциямеждурадиометками(от1см);F1–F7–допустимаяскоростьпрохождениярадиометкиотноси-

тельносчитывателя(от240до3,6км/ч).

КомпанияBenettonGroup,занимающаясяпродажейодежды,нача-лаоснащатьсвоиизделияиупаковкиRFID-этикетками^1c2003г.Иден-тификаторыRFIDвстраиваютсянепосредственновярлыкидляодеж-дыиэтикеткинаупаковочныхкоробках,кудавпечатываетсяантеннаиполупроводниковаямикросхематолщинойоколомиллиметра.Компа-нияторгуеттолькособственнымитоварами,чтоликвидируетпроблемусовместимостиRFID-этикетокисчитывающегооборудования.Новаясистемапозволитсущественноусовершенствоватьлогистикуфирмызасчеттого,чтовпроцесседоставкитоваровв5тыс.магазиновBenetton,расположенныхв120странах,влюбомпунктеможнозасчитанныеминутыввестисамыеподробныеданныеопоступившемтоваре(цвет,размер,фасонит.п.).Этопозволитсущественнобыстреереагироватьнаспросвразличныхмагазинах,авсамихмагазинахзначительносо-кратитвремянапоискираспаковываниенужноготовара.

^1ТодВейс.Электронные«интеллектуальныеярлыки»Benetton.ComputerworldРоссия.2003.

№3.С.37.

3637