РАДИОЧАСТОТНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ УПАКОВОК И ГРУЗОВ В СЕТЕВОЙ СТРУКТУРЕ ЦЕПЕЙ ПОСТАВОК

Радиочастотная идентификация, это самостоятельное направление, входящее в группу автоматической идентификации и регистрации объектов при помощи радиочастотного канала связи. Идентификация объектов (субъектов) 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, как это изображено на рис. 13.

Радиочастотная этикетка — это приемник, передатчик, антенна и блок памяти для хранения информации. Радиочастотный считыватель представляет собой передатчик и антенну, работающие в режиме on–line.

Рис. 13. Структура радиочастотной этикетки

Передатчик генерирует электромагнитное поле определенной частоты. При попадании RFID этикетки в это поле, та «обнаруживает» сигнал от RFID сканера и передает записанные на ней сведения о товаре. Сигнал принимается антенной RFID сканера, информация ретранслируется в компьютер для обработки. Для радиочастотной идентификации товара условия прямой видимости не обязательны, поэтому RFID этикетки быстро и легко считываются, что позволяет экономить время.

Радиочастотная метка может содержать сотни байт информации на площади в один или несколько квадратных сантиметров. RFID метки могут использоваться как исключительно для считывания, так и для считывания и записи информации. Информация, хранимая радиочастотной этикеткой, может быть изменена, дополнена или даже полностью заменена.

RFID метка может содержать самую подробную информацию о товаре: страна; производитель;артикул;тип;цвет;размер;дата выпуска;серийный номер и др.

Стоит также отметить, что радиочастотные этикетки могут выполнять функцию системы защиты от краж, и их трудно, практически невозможно повредить, что обеспечивает их длительный срок службы.

Особенности метода радиочастотной идентификации:

·данный метод является бесконтактным и не требует прямой видимости;

·возможность скрытой установки электронной метки;

·работа в сложных климатических условиях и вредных средах;

·высокая скорость считывания данных;

·неограниченный срок эксплуатации (для пассивной идентификации);

·большое количество кодовой информации;

·возможность чтения/записи.

К основным применениям технологии RFIDотносятся:

·складское материально-техническое обеспечение;

·логистика и УЦП от производителя к потребителю в режиме реального времени;

·идентификация движущихся объектов в реальном масштабе времени (учет автотранспорта, вагонов в движущихся железнодорожных составах);

·идентификация автотранспортных средств на стоянках, парковках, автовокзалах;

·автоматизация сборочных процессов в промышленном производстве;

·системы контроля доступа в помещения и сооружения;

·обеспечение пассажиров электронными билетами;

·экспресс доставка посылок;

·обработка и доставка багажа на авиалиниях;

·автомобильные охранные системы;

·проверка транзакции платежных систем на достоверность;

·предотвращение подделки различных категорий товаров;

·маркировка (идентификация) имущества, документов, библиотечных материалов и т.п.

Ряд преимуществ RFID-технологии:

·не требуются источники энергии (электропитание от сканера поступает с помощью технологии индуктивной связи или электромагнитного захвата);

·пассивные RFID-этикетки обладают почти неограниченным сроком эксплуатации, при этом они могут нести в себе довольно большое количество информации;

·RFID-этикетки практически невозможно подделать;

·RFID-этикетка (RFID-tag), размер которой зачастую не превышает размер песчинки, способна хранить в себе и передавать относительно большие объемы информации (до 1 Мб), в то время как штрих-код содержит всего лишь 50 байт. Существуют так называемые программируемые чиповые метки, которые позволяют даже загружать небольшие JAVA-приложения;

·RFID-технологии гарантируют 100%-ную идентификацию и защиту от подделок;

·RFID-этикетки идеально подходят для интеграции с существующими системами защиты от краж, проведения инвентаризаций на складах и в магазинах, работы с гарантиями, быстрой обработки данных при возврате товара;

·высокая пропускная способность обработки RFID-этикеток. На деле пропускная способность зависит от времени коммуникации этикетки через сканер с компьютером. В среднем скорость хорошего прочтения составляет от 30 до 100 миллисекунд для прочтения одной этикетки;

·не требует прямой видимости. Идентификация и регистрация этикетки производится автоматически при ее попадании в зону действия антенны сканера и не требует присутствия человека;

·RFID-сканер позволяет считывать несколько этикеток одновременно, в то время как штрих-код считывает один предмет за одно действие;

·сканер может считать ИН даже если бирка скрыта. Она может быть встроена в упаковку или в само изделие;

·RFID-этикетка позволяет хранить информацию о товаре.

Сфера использования RFID-системы.

RFID используется во всех областях автоматического получения данных и позволяет осуществлять бесконтактную идентификацию объектов с использованием радиочастоты (RF).

RFID-системы применяются в разнообразных случаях, когда требуется оперативный и точный контроль, отслеживание и учет многочисленных перемещений различных объектов.

Область применения системы определяется ее частотой.

Высокочастотные (850-950 МГц и 2,4-5 ГГц)

Используются там, где требуются большое расстояние и высокая скорость чтения, например контроль железнодорожных вагонов или автомобилей. Тогда считыватель устанавливают на воротах или шлагбаумах, а транспондер закрепляется на ветровом или боковом стекле автомобиля. Большая дальность действия делает возможной безопасную установку ридеров вне пределов досягаемости людей. Функциональная схема высокочастотной системы RFID приведена на рис. 14.

Рис. 14. Высокочастотная RFID-система

Промежуточной частоты (10 –15 МГц)

Используются там, где должны быть переданы большие количества данных. Область применения: логистика отслеживания товарооборота, розничная торговля (инвентаризация товаров, учет складских перемещений).

Низкочастотные (100-500 КГц)

Используются там, где допустимо небольшое расстояние между объектом и ридером. Обычное расстояние считывания составляет до 0,5 метра, а для меток, встроенных в пластиковые карты и минибрелки, дальность чтения, как правило, около 10 см. Областью применения является большинство систем управления доступом, бесконтактные карты, управления складами и производством.

Задача RFID-системы – обеспечение хранения информации в удобном носителе-метке и передача её с помощью специальных устройств в удобное время и место для выполнения определенных процессов.

Данные в метке могут обеспечить идентификацию объекта на производстве, товаров в магазине, на складе и при перевозке, месторасположение и идентификацию подвижных средств, идентификацию животных, людей, имущества, документов и др.

Антенна излучает электромагнитные волны, активизирующие RFID-метку и позволяющие производить запись и считывание данных с этой метки. Антенна является своеобразным каналом между меткой и приемопередатчиком, она контролирует весь процесс получения и передачи данных. Антенны отличаются по размерам и форме. Они могут быть встроены в специальные сканеры, а также в ворота, турникеты, дверные косяки и т.п. для получения информации от предметов или людей, проходящих через зону действия антенны.

В случае непрерывного считывания большого количества меток электромагнитное поле излучается антенной постоянно. Если постоянный опрос не требуется, то поле может активироваться по команде оператора. Конструктивно антенна и приемопередатчик с декодером могут находиться в одном корпусе.

Функции приемопередатчика и декодера похожи на функции аналогичных блоков в радиоприемнике и сканере. Сигнал, поступающий с антенны, демодулируется, расшифровывается и передается через стандартный интерфейс в компьютер для дальнейшей обработки (рис. 15).

Рис. 15. Структурная схема использования RFID на транспорте

Способы записи информации на метки. Информация в устройство памяти радиочастотной метки может быть занесена различными способами. Способ записи информации зависит от конструктивных особенностей метки. В зависимости от этого различают следующие типы меток:

· R/O - метки Read Only, которые работают только на считывание информации. Необходимые для хранения данные заносятся в память метки изготовителем и не могут быть изменены в процессе эксплуатации;

· WORM - метки Write Once Read Many, для однократной записи и многократного считывания информации. Они поступают от изготовителя без каких-либо данных пользователя в устройстве памяти. Необходимая информация записывается самим пользователем, но только один раз.

· R/W - метки Read/Write, многократной записи и многократного считывания информации.

Активные и пассивные метки. Активная метка работает от присоединенной или встроенной батареи, они требуют меньшей мощности считывателя и, как правило, имеют большую дальность чтения.

Пассивная метка функционирует без источника электропитания, получая энергию от сигнала считывателя. Пассивные метки меньше и легче активных меток, дешевле, имеют фактически неограниченный срок службы.

Функциональная структура радиочастотной метки. Метка (рис. 13) включает в себя приемник, передатчик, антенну и блок памяти для хранения информации. Приемник, передатчик и память конструктивно выполняются в виде отдельной микросхемы (чипа), поэтому внешне кажется, что радиочастотная метка состоит из двух частей: многовитковой антенны и чипа. Для активной метки в состав конструкции включается источник электропитания (например, литиевая батарейка).

Преимуществом активных меток по сравнению с пассивными является значительно большая (не менее, чем в 2-3 раза) дальность считывания информации и высокая допустимая скорость движения метки относительно считывателя.

Преимуществом пассивных меток является практически неограниченный срок их службы (не требуют замены батареек). Недостаток пассивных меток в необходимости использования более мощного устройства считывания информации.

Достоинства и недостатки RFID

по сравнению со штрих-кодом

Достоинства:

· Данные идентификационной метки могут дополняться. В то время, как данные штрихового кода записываются только один раз (при печати), информация, хранимая радиочастотной меткой, может быть изменена, дополнена или даже заменена на другую при наличии соответствующих условий. Это положение относится только к меткам Read/Write многократной записи и считывания информации;

· Возможность считывать одновременно несколько меток. Механизм антиколлизий позволяет определять точное количество меток, которые в текущий момент времени находятся в поле действия антенны;

· На метку можно записать гораздо больше данных. Недавно разработанные двумерные и матричные штриховые коды способны хранить большой объем данных, однако их практическое использование сдерживается необходимостью использования специфических принтеров и устройств считывания (сканеров). Обычные штриховые коды могут поместить информацию не более 50 байт (знаков), причем для воспроизведения такого символа понадобится площадь размером со стандартный лист формата А4. В свою очередь радиочастотная метка может легко поместить 1000 байт на микросхеме площадью в 1 кв. см;

· Данные на метку заносятся значительно быстрее. Для получения штрихового кода обычно требуется напечатать его символ либо непосредственно на материале упаковки, либо на бумажной этикетке. И печать, и наклеивание липкой этикетки являются или ручными, или механизированными операциями. Радиочастотные метки могут быть имплантированы в основание паллеты или оригинальной упаковки на весь срок их эксплуатации. Сами данные о содержании упаковки записываются исключительно бесконтактным способом за время менее 1 секунды;

· Данные на метке могут быть засекречены. Как и любое цифровое устройство, радиочастотная метка обладает возможностями, позволяющими закрыть паролем операции записи и считывания данных. Кроме того, информацию можно зашифровать. В одной и той же метке можно одновременно хранить закрытые и открытые данные. Это делает радиочастотную метку идеальным средством, защищающим товары и материальные ценности от подделок и краж;

· Радиочастотные метки более долговечны. В тех сферах применения, где один и тот же маркированный объект может использоваться бессчетное количество раз (например, при идентификации палет или возвратной тары), радиочастотная метка оказывается идеальным средством идентификации, так как может быть использована более млн раз;

· Расположение метки не имеет особого значения для считывателя. В целях обеспечения автоматического считывания штрихового кода комитетами по стандартам (в том числе EAN International) разработаны правила размещения символов штрихового кода на товарной и транспортной упаковке. Для радиочастотных меток эти требования несущественны. Единственное, что требуется для считывания информации с радиочастотной метки, — это ее нахождение в зоне действия сканера RFID;

· Метка лучше защищена от воздействия окружающей среды. Радиочастотные метки не требуется размещать на внешней стороне упаковки (объекта). Поэтому они оказываются лучше защищенными в условиях хранения, обработки и транспортировки логистических единиц. В отличие от штрихового кода на них не воздействуют пыль и грязь.

Недостатки:

Относительно высокая стоимость. Примерная стоимость пассивной радиочастотной метки, работающей на средних частотах 13,56 МГц, составляет:

· 1 доллар при приобретении около 1 шт;

· 0,2 доллара при приобретении 100 шт;

· 0,1 доллара при приобретении свыше 100 млн шт.

Таким образом:

· стоимость радиочастотных меток значительно превышает стоимость этикеток со штрих-кодом на упаковке товаров;

· изображение символа штрих-кода EAN -13, включенное в общее оформление упаковки, практически ничего не стоит, в случае использования самоклеющейся этикетки ее цена составляет всего 0,02 доллара. Поэтому в настоящее время использование радиочастотных меток размещения кода EAN -13 экономически не оправдано;

· невозможность размещения под металлическими и электропроводными поверхностями. Радиочастотные метки подвержены влиянию металла (электромагнитное поле экранируется токопроводящими поверхностями). Поэтому перед использованием радиочастотных меток в упаковках определенного вида (например, металлических контейнерах) упаковку следует модернизировать. Это положение относится и к некоторым типам упаковки жидких пищевых продуктов, запечатанных фольгой (суть - тонкий лист металла).

Вместе с тем использование радиочастотных меток целесообразно для защиты дорогих товаров от краж или для обеспечения сохранности изделий, переданных на гарантийное обслуживание.

В сфере логистики и транспортировки грузов стоимость радиочастотной метки может оказаться совершенно незначительной по сравнению со стоимостью содержимого контейнера. Поэтому крупные супермаркеты могут начать использование RFID с применения радиочастотных меток на упаковочных ящиках, паллетах и контейнерах.