Лекции / 9rfid

1. 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 LCконтур, 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.