Экзамен / 12
.docx1. Радиочастотная идентификация RFID
• RFID (Radio Frequency IDentification) – общий термин, используемый для обозначения систем, которые беспроводным путем посредством радиоволн считывают идентификационный номер (в форме уникального серийного номера) какого-либо предмета или человека.
• RFID относится к области технологий автоматической идентификации (Auto-ID).
• RFID-система состоит из считывающего устройства (ридера) и небольших идентифицирующих устройств (RFID-меток), которые содержат обычно резонансный LC- контур, контроллер и электрически стираемое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) .
Принцип работы RFID
1. Считыватель излучает радиоволну, которая принимается единственной меткой.
2. Метка при этом получает энергию и отражает радиоволну той же частоты (благодаря индуктивной связи), модулированную кодированным содержимым памяти.
3. Считыватель принимает этот сигнал, демодулирует и декодирует его, чтобы определить содержимое памяти.
4. Идентификационная система верхнего уровня проверяет эти данные и, соответственно, управляет процессом.
Классификация меток RFID
По питанию: активные, полупассивные и пассивные.
По типу памяти:
1) только с чтением RO (Read Only) – данные записывают только единожды - при изготовлении, используются только для идентификации объекта;
2) с однократной записью и многократным чтением WORM (Write Once Read Many) – кроме идентификатора содержат блок памяти, куда можно однократно записать информацию и которую затем можно неоднократно считывать;
3) с неоднократными записью и чтением RW (англ. Read and Write) – содержат блок памяти и идентификатор, данные можно перезаписывать неоднократно;
4) метки SAW-типа, работающие на принципе поверхностной акустической волны (Surface Acoustic Wave – SAW).
Метка SAW-типа
• SAW-метке не нужен источник постоянного тока для ее питания при передаче данных.
• Используются радиоволны малой мощности в частотном диапазоне 2,45 ГГц.
• SAW-метка состоит из дипольной антенны, присоединенной к встречно-штыревому преобразователю IDT (Interdigital TransDucer), расположенному на пьезоэлектрической подложке из ниобата лития или танталата лития.
Диапазоны частот RFID-меток
• Низкие частоты (НЧ) LF (Low Frequency, ISO/IEC 18000-2) – до 135 кГц. Могут считываться с расстояния в несколько сантиметров и имеют самую низкую скорость передачи данных. Пассивные метки данного диапазона имеют низкие цены, однако в связи с большой длиной волны существуют проблемы со считыванием на большие расстояния, а также проблемы, связанные с появлением коллизий при считывании.
• Высокая частота (ВЧ) HF (High Frequency, ISO/IEC 18000-3) – 13,56 МГц. Метки 13 МГц дешевые, не имеют экологических и лицензионных проблем, хорошо стандартизованы, имеют широкую линейку решений, в них используются стандартизованные алгоритмы шифрования. Широко применяются в таких областях, как карты контроля доступа, платежные карты, борьба с подделкой товаров, отслеживание книг и т.д. ВЧ метки могут считываться на расстоянии до 1м. Существуют проблемы со считыванием на большие расстояния, считывание в условиях высокой влажности, при наличии металла, а также проблемы, связанные с появлением коллизий при считывании.
• Сверхвысокая частота UHF (Ultra High Frequency, ISO/IEC 18000-7) – 433 МГц. Обладают наибольшей дальностью регистрации, во многих стандартах данного диапазона присутствуют антиколлизионные механизмы. Ниже стоимость меток, при этом выше стоимость прочего оборудования. Активные метки (радиометками с элементами питания) обеспечивают максимальную дальность считывания (до 1 км) и надежность считывания (100%), основным минусом данных систем является стоимость меток, на порядок превышающая стоимость пассивных UHF-меток. • Сверхвысокие частоты (СВЧ) UHF (Ultra High Frequency, ISO/IEC 18000-6) – диапазон 860-930 МГц. Самый популярный диапазон в современных RFID системах. UHF-метки могут считываться на расстоянии до 10 метров, обеспечивают скорость передачи данных более 128 кбит/сек.
• Микроволновые частоты SHF (Super High Frequency, ISO/IEC 18000-3) – 2,45-5,8 ГГц. Используются в таких областях, как промышленная автоматизация, электронный сбор платежей и контроль доступа. Имеют диапазон считывания, сопоставимый с UHF (СВЧ), и более высокие скорости передачи данных. Используемые метки являются в основном активными или полуактивными, что ограничивает области их применения.
Классы меток
0: метки, доступные только для чтения и программируемые в момент сборки, не совместимы с классом
1, не совместимы со стандартами ISO 1: простая, пассивная метка обратного рассеяния, доступная только для считывания, с программируемой долговременной памятью однократного использования.
2: пассивная метка обратного рассеяния с объемом памяти 65 Кбит, которую можно считывать и перезаписывать.
3: полупассивная метка обратного рассеяния с объемом памяти 65 Кбит, которую можно считывать и перезаписывать.
4: активная метка со встроенной батареей для управления схемой микрочипа и снабжения радиопередатчика электроэнергией, чтобы излучать сигнал считывателю.
5: активная RFID-метка, которая может связываться с другими метками Класса 5 и/или другими устройствами.
Уровень защиты
Цифры обозначают уровень защиты. Первая цифра – защита от твёрдых частиц, вторая – от проникновения воды:
• IP66 — полная защита от пыли, метка выдерживает повышенное воздействие водяных струй с любых направлений непродолжительное время.
• IP67 — полная защита от пыли, пыль не может попасть в корпус метки, полная защита от контакта. Защита при кратковременном погружении в воду на глубину до 1 м. Постоянная работа в погружённом режиме не предполагается.
• IP68 — полная защита от пыли, защита при непрерывном погружении в воду на глубину 1 м. и более. Стабильно работает в погружённом режиме в соответствии с заявленным требованием производителя.
• IP69K — европейский стандарт высокой степени защиты, радиометки выдерживают высокую температуру и давление воды, в т.ч. в режиме длительного погружения на глубину более 1 метра. Корпус меток обеспечивает максимальную защиту от пыли и полную водонепроницаемость.
Исполнение
• Наклейки и этикетки (Sticker Tag) – самоклеющиеся радиометки для маркировки гладких диэлектрических поверхностей на клеевой основе. Наклеиваются как обычные этикетки. Применяются для маркировки товаров, мебели, инвентаря и т.д. Разновидности: термотрансферные, полипропиленовые, термо-эко, термо-топ этикетки.
• Бирки и нашивки (Label Tag) – метки для одежды, применяются как в продажах, так и при обслуживании рабочей одежды и средств индивидуальной защиты в производственных процессах. На одежде RFID метки могут быть пришиты, либо приклеены термопресом, в зависимости от условий эксплуатации.
• Корпусные на металл (Hard-case Metal Tag) – высокопрочные, противоударные. Для сложных условий эксплуатации. Отлично переносят агрессивное воздействие минеральных масел, воды, соляного тумана и нефтепродуктов.
• Специальные – работают в условиях повышенной влажности и магнитной среде. Проверяют подлинность продукции, позволяют вести достоверный учет. Для животных, текстиля, одежды, прачечных, упаковок лекарств, архивных папок, деревянных паллет, железнодорожных вагонов и т.д.