Метки RFID что это такое, как работает технология, для чего нужна система (видео)

Что значит RFID

Аббревиатура RFID в дословном переводе — радиочастотная идентификация. Метки представляют собой пассивные устройства, в редких случаях активные чипы, основная работа заключается в беспроводной высокочастотной коммуникации ближнего радиуса действия. Активная зона для приема и считывания информации составляет от 4 см до 1,5 метра. Синхронизация приборов происходит мгновенно, обеспечивая оптимальную скорость приема и передачи данных до 424 Кб/сек.

RFID состоит из 3-х базовых составляющих:

1. Микрочип, содержит в себе идентификационную информацию, его работа заключается в обеспечении связи со считывающим модулем.
2. Антенна, улавливает электромагнитные волны от антенны ридера, трансформируя их в сигнал с ответной отдачей.
3. Оболочка и внешний корпус.

Типовая технология RFID-системы для полноценной работы должна быть обеспечена эффективным взаимодействием всех важных компонентов.

В основе системы лежат 3 базовых устройства:

1. RFID-метки — миниатюрные чипы, сохраняющие и передающие информацию.
2. RFID-ридеры — устройства с автономным принципом действия. Считывают, записывают, по необходимости могут стирать информацию с микрочипа.
3. Учетная система — специальная программа, накапливающая, сохраняющая и анализирующая собранную с микрочипов информацию. Основной задачей является связывание всех элементов в одну цепочку.

Идентификаторы обладают многими качественными характеристиками и преимуществами. Например, данные на них перезаписываются, дополняются или уничтожаются в зависимости от требований клиента. Радиус считывания значительно отличается от уже знакомых технологий NFC-чипов или QR-кодов, может составлять до нескольких десятков метров. Многие RFID-тэги имеют высокопрочную оболочку или корпус, способный противостоять жестким условиям при использовании. Пассивные микрочипы имеют неограниченный срок эксплуатации.

Какие бывают RFID Считыватели?

Выбор rfid считывателя определяется конкретной прикладной задачей.

Настольный RFID-считыватель

Данный вид считывателей применяется при маркировке книг/CD/документов в библиотеках и архивах, персонализации КиЗ при RFID-маркировке шуб и меховых изделий, контроля подлинности продукции в точках продаж. RFID-считыватель устанавливается непосредственно на рабочем месте маркировщика и подключается к компьютеру по шине USB.

Мобильный RFID-считыватель

Такие устройства нашли применение на складах, в библиотеках и архивах и применяются в работе вне помещения, где отсутствуют источники питания. Мобильный RFID-считыватель используется для группового учета объектов, поиска и инвентаризации продукции, идентификации объектов в полевых условиях (сервисные и ремонтные работы, контроль подлинности продукции).

Портальный RFID-считыватель

Основная цель применения портальных RFID-считывателей – антикражная функция и предотвращение хищений в библиотеках, магазинах, на складах и других объектах. Портальные RFID-считыватели используются для идентификации транспорта, учета персонала, перемещения людей и объектов (выставки, склады, заводы).

Потолочный RFID-считыватель

Дублирует функции портального RFID-считывателя, но в отличие от оного установливается в местах с широкими проходами, за подвесным потолком, на объектах представляющих культурную ценность без вмешательства в интерьер и конструктив здания.

Из каких элементов состоит RFID система и RFID решение?

RFID система состоит из 3 главных элементов:

1. RFID меток, которые наклеиваются, вшиваются или помещаются внутрь объектов или бумажных этикеток
2. RFID считывателя, который может одновременно считывать как одну rfid метку, так и сотни меток в секунду.
   RFID считыватель не только считывает rfid метки, но также умеет записывать рфид метки.
3. Программы, которая управляет RFID считывателем (получает считанные данные или даёт команды на запись информации в rfid метку). Такую программу часто называют RFID сервер.
   Также необходима программа для работы с данными rfid меток — это может быть как учетная система типа 1С или специальный rfid софт, который решает Вашу прикладную задачу.

Дополнительные элементы RFID системы:

• принтеры rfid этикеток и rfid этикетки в рулоне
• rfid антенны для rfid считывателей
• rfid ворота и rfid порталы
• сканеры rfid сигнала
• терминалы сбора данных с RFID модулями
• проектировщики и программисты для создания, внедрения и поддержки RFID системы

Нюансы

Распознавание сигналов RFID-метки может происходить на разном расстоянии, поэтому принято выделять три вида систем:

• Ближняя идентификация — до 20 см.
• Средняя дальность — до 5 м.
• Дальняя идентификация — до 300 м.

Где используют RFID Технологию ?

RFID технологии применяют для: 

• RFID для производственной автоматизации
• RFID в торговле одеждой и обувью
• RFID для шуб и меховых изделий
• RFID в логистике
• RFID для маркировки автотранспорта
• RFID для контроля подлинности продукции (лекарств, продуктов питания, косметики и т.д.)
• RFID для инвентаризации основных средств
• RFID для ювелирной промышленности
• RFID в библиотеках
• RFID в инкассации и т.д.

Какие бывают метки

Отдельным разделом стоит рассмотреть классификацию технологии. Все RFID-тэги подразделяются в соответствии со своими характеристиками:

• По источнику питания: активные, пассивные и полупассивные.
• По рабочей частоте: LF-низкочастотные, HF-высокочастотные и UHF-ультравысокочастотные.
• По типу памяти: только считывание, однократно или многократно записываемая.
• По материалу изготовления: самоклеящийся стикер, метка с интеграцией (этикетка, бирка), корпусной микрочип (универсальный, для обычной или металлической поверхности).

Пассивные метки. Обладают самым миниатюрным размером, относительно простой модификацией. Основное требование – соблюдение небольшого расстояния между чипом и считывателем. Эту категорию часто используют для карт идентификации. Например, карта метрополитена или пластиковая банковская карта.

Активные метки. Обладают более большими размерами и широким радиусом действия, за счет встроенной батареи питания. В зависимости от цели использования и ценовой категории, идентификаторы оснащены более сложной начинкой и корпусом.

Основные конструкции RFID-идентификаторов

1. Самая распространенная форма выпуска. Основным преимуществом этого модельного ряда является материал, из которого изготавливается корпус. Это может быть АВС-пластик, полистирол или эпоксидная смола. Диаметр изделия варьируется от 10-15 мм до 10 см. В зависимости от материала чип-идентификатор выдерживает широкий спектр рабочих температур от −40 °C до +90 °C. Стоимость изделия начинается от 53 рублей.
2. Эта модель чаще всего изготавливается из стекла или пластика. Размер изделия от 12 мм до 32 мм. Внутри трубки надежно располагается электронная микросхема с развязывающим конденсатором, действие которого помогают сгладить небольшие колебания сети. Стеклянная или пластиковая трубка имеет отличную механическую прочность, так что компоненты заключенные внутри невозможно повредить. Стоимость такого изделия начинается от 163 рублей.
3. Модель с корпусом из высокопрочного пластика, специально разрабатывалась для использования в тех сферах, где предъявляются повышенные требования к механической износостойкости изделий. Прямоугольная модель идентификатора имеет немного большие габариты, чем вышеописанные аналоги, что позволяет разместить внутри более длинную катушку, обеспечивая микрочипу больший радиус действия. Стоимость изделия начинается от 153 рублей.
4. Первый раз уникальное устройство было протестировано в начале 90-х годов, использовалось в узком направлении для пропуска туристов на горнолыжные трассы. Сегодня модель имеет более широкий спектр применения, в первую очередь его работу оценили в системе контроля доступа, а также в платежно-пропускных терминалах. Цена на изделие начинается от 81 рубля.
5. Конструкция и работа бесконтактных пластиковых карт давно известна всем, даже непросвещенным пользователям интернет-ресурсов, это кредитные, дебетовые и телефонные карты. Изделие изготавливается из PVC пластика, при помощи технологии ламинирования, имеет хорошую механическую прочность. Отличительной характеристикой модели выступает большая дальность действия и недорогая стоимость в пределах 12 рублей.
6. Идентификатор изготавливается из тончайших пластиковых листов или плотной бумаги, между которыми располагается катушка и микрочип. Модель обладает достаточной гибкостью, чаще всего используется в качестве самоклеящегося стикера на багаж (пакеты, коробки) для перевозок. Самоклеящиеся этикетки выпускаются в виде рулона бумаги, стоимость одного стикера начинается от 25 рублей.

Как работают устройства RFID?

На самом деле есть два разных типа RFID-устройств или меток. Более распространенным чипом, используемым в кредитных и дебетовых картах, является «Пассивный RFID». Тег, использующий эту технологию, не имеет внутреннего источника питания. Вместо этого он получает питание, когда соприкасается с другим устройством, таким как считыватель RFID-чипов. Считыватель отправляет радиоволны на пассивную метку RFID, активируя ее, а также считывает информацию с метки в виде идентификационного номера.

Другой тип метки RFID использует технологию «Активный RFID». Эти метки имеют маленькую встроенную батарею, которая служит их собственным источником питания. Поэтому они могут отправлять свои собственные радиоволны для передачи любой информации, закодированной в теге, соответствующему считывателю. Опять же, это очень похоже на то, как работает NFC.

Пассивные метки RFID имеют ограниченный диапазон; теоретически их можно использовать на расстоянии около 6 метров от считывателя. Активные RFID-метки имеют гораздо большую дальность, до 30 метров и более.

Критика

RFID-системы стоят недёшево. Печать RFID-меток и запись данных на них обойдётся в несколько десятков раз дороже, чем печать бирки со штрихкодом. Кроме того, если метку случайно повредить, она становится нечитаемой.

Как работает RFID система

На базовом уровне все метки работают по одинаковой системе. Принцип функциональности тэгов, в сборе информации и быстром отклике, очень похож на работу штрихкодов или NFC-чипов, которые имеют более широкое применение для маркировки продукции. После того как в память микрочипа будет записан уникальный номер и необходимая информация, он готов к применению. Для считывания этой информации применяют специальное устройство — считыватель или ридер.

Как происходит действие:

1. Метка с записанной информацией фиксируется в необходимом месте.
2. Антенна микрочипа улавливает поле электромагнитной частоты, которую излучает антенна ридера.
3. Микрочип, если он активный, пользуясь внутренней энергией встроенной батареи, отсылает радиоволны, с зашифрованной информацией ридеру. Если микрочип пассивный, он использует энергию считывателя, накапливает ее и после этого отсылает ответный посыл с информацией.
4. Считыватель принимает радиоволны, посланные микрочипом, затем трансформирует данные в содержательную понятную информацию.

РФИД карты

Популярными сегодня становятся rfid карты, они бывают пассивные и активные. Они применяются в системах контроля доступа, учета рабочего времени. Выпускаются и широко применяются дисконтные и платежные карты. Активные виды могут быть считаны с расстояния в 200 метров, потому что они имеют встроенную батарею.

Пассивные карты работают на различной частоте. Они бывают разного размера. В них встраивается rfid чип, в него записывается и в нем хранится информация. В них есть антенна, передающая сигнал считывателю. Выпускаются и Rfid браслеты, брелоки. Производят бесконтактные карты из пластика, в процессе изготовления чип запекается между его слоями. Они недорого стоят и доступны всем, особенно сделанные с применением бумаги, картона.

Карты имеют различные rfid стандарты, например, закрытые MIFARE / MIFARE+, и открытый CIPURSE. Чтобы они долго и надежно работали необходимо следить за тем чтобы они не сгибались, нельзя их очищать при помощи моющих средств. Нужно избегать контакта карты с органическими растворителями.

Их нельзя нагревать выше +80 градусов. Карта может перестать работать из-за механического повреждения. Желательно не носить ее в кармане вместе с ключами, монетами и другими твердыми предметами, потому что это приведет к ее повреждению. Сегодня какой-либо вид карты rfid есть практически у каждого.

История

Первая технология, которая напоминает систему RFID, называлась «Свой-чужой». Её изобрела Исследовательская лаборатория ВМС США в 1937 году. Технология применялась союзниками во Второй мировой войне, чтобы определить своим или чужим является летающий объект в небе. Аналогичные системы используют и сегодня в гражданской авиации.

Ошибки в употреблении

Не путать с NFC. Эта технология — подвид RFID с общей технической базой и протоколами. Их разница в том, что RFID используют для радиочастотной идентификации объектов и людей — носителей чипа. RFID — пассивная технология, а NFC по умолчанию генерирует волну от батарейки сам — коммуницируя с соседним устройством. NFC обеспечивает обмен данными только между совместимыми устройствами и возможность бесконтактной оплаты (если банковская карта или проездной чипированы). Отличаются они ещё и дальностью действия. NFC-модули действуют только на расстоянии до 10 см.

Какие бывают RFID метки и чем они отличаются?

RFID метка состоит из:

1. rfid чипа, который хранит полезную информацию и эту информацию можно перезаписывать много раз и шифровать
2. rfid антенки, которая принимает сигнал от считывателя и отправляет свой ответ ему обратно
3. и может быть третий элемент — элемент питания, если это активная rfid метка

RFID метки бывают пассивные и активные.

Частота работы и дальность считывания RFID метки

Дальность работы rfid тега зависит от её частоты — чем выше частота метки, тем на большем расстоянии метка считается.

RFID метки делятся по частоте на:

• LF RFID метки — это низкочастотные рфид метки с рабочей частотой 125 — 134 Кгц
• HF RFID метки — это высокочастотные рфид метки с рабочей частотой 13,56
• UHF RFID метки — это ультра высокочастотные рфид метки с рабочей частотой 860 — 960 Мгц

RFID метки для разных материалов

RFID метки делят по типу материалу, на которые они наносятся или вводятся

• Для металла — rfid метки для наклейки на оборудование, приборы, констуркции
• Метки Для объектов не содержащих металл или металлическое покрытие
• Метки, которые работают на любой поверхности — универсальные rfid метки

Варианты RFID меток по исполнению

• браслеты с rfid меткой
• этикетка c rfid метко
• корпусная rfid метка
• rfid карты
• rfid бирки
• rfid брелки

В Чём преимущество RFID ?

Исследования в области RFID зародились в СССР, Европе и США. К концу 40-х годов были разработаны системы распознавания «свой-чужой», работающие фактически по тому же принципу, что и современные RFID-метки.

Где используется технология

Спектр применения микротэгов с каждым днем активно расширяется. Особенно услуги Hi-tech разработок имеют огромный спрос в сферах, где требуется строгий контроль за перемещением объектов, надежность и скорость получения информации, безошибочность данных в сложных условиях эксплуатации. Автоматизированная система обеспечивает в полной мере все эти требования.

На производстве. РФИД-метки помогают исключить человеческий фактор, проводить более качественный и точный учет сырья, отгрузку и перемещение грузов. Производится автоматический контроль всех технологических процессов. Применение технологии обеспечивает высокий уровень стабильности, надежности на всех этапах, проверяет соответствие качества получаемой продукции.

На складе. Система в онлайн-режиме отслеживает точное перемещение груза, значительно ускоряя процесс погрузки и приема товара. Это самая надежная и безопасная система для защиты продукции от воровства, хищений и проведения других незаконных манипуляций.

Защита продукции от подделок. Промаркированная оригинальная продукция специальными радиотэгами, в любой момент выдаст необходимые сведения, помогая потребителю отличить оригинал от подделки. Радиометку невозможно уничтожить или подделать, поэтому это самая большая гарантия способная подтвердить оригинальность товара.

Оплатить проезд в транспорте. Многие пользователи уже смогли оценить удобство бесконтактной оплаты проезда в общественном транспорте, при помощи смартфона со встроенной NFC-технологией. По этому же принципу используются и бесконтактные RFID карты.

Видео

Что такое RFID и как это работаетСкачать

КАК РАБОТАЮТ RFID - МЕТКИСкачать

RFID-метки: что это, какие бывают, как работаютСкачать