Бесконтактная идентификация объектов

Как известно, главное в работе системы автоматизации заключается в том, чтобы информация была абсолютно достоверна. Ведь даже на поиск и отсеивание неверно введенной информации в больших массивах данных придется затратить немало времени и средств, не говоря уже о прямых убытках, к которым может привести неадекватное решение, принятое на ее основе. Технологии бесконтактной идентификации наиболее полно соответствуют всем требованиям компьютерной системы управления, где требуется распознавание и регистрация объектов и прав в реальном масштабе времени. Под бесконтактной идентификацией обычно подразумевают возможность надежно распознавать объекты по индивидуальным естественным или искусственно присвоенным им признакам без непосредственного контакта с ними.

Сама по себе идея автоматизированного распознавания объектов не нова. Известны как минимум пять разновидностей идентификации:

Рисунок 1.1 – Виды бесконтактной идентификации

· оптическая: системы распознавании символов, основанные на штрих-кодах;

· магнитная: магнитная полоса, распознавание меток, нанесенных магнитными носителями;

· радиочастотная идентификация (RFID) и передача данных: пластиковые смарт-карты со встроенной микросхемой, радиометки (теги);

· биометрическая: распознавание отпечатков пальцев, сканирование рисунка радужной оболочки глаза;

· акустическая: идентификация по звуковым параметрам (голосу).

RFID (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) — метод автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках.

Для радиочастотного распознавания служат закрепленные за объектом специальные метки, несущие идентификационную и другую информацию. По сравнению с перечисленными выше методами RFID-технологии имеют существенные преимущества:

· для RFID не нужен механический или оптический контакт;

· RFID-метки читаются быстро и точно, обеспечивая практически 100%-ную идентификацию;

· RFID-метки могут использоваться даже в агрессивных и высокотемпературных средах, читаться через грязь, краску, пар, воду, пластмассу, древесину (последние разработки позволяют использовать их даже на поверхности и в толще металла);

· у пассивных RFID-меток, не имеющих источника питания, фактически не ограничен срок эксплуатации;

· RFID-метки несут большое количество информации и могут активно взаимодействовать с внешними системами, поскольку многие из них допускают не только чтение, но и запись информации;

· за счет возможности использования различных систем шифрации RFID-метки практически невозможно подделать;

·

1.1

варианты геометрии и дизайна метки легко адаптируются к характеристикам носителя и требованиям системы контроля.

1.2. Краткий исторический обзор

RFID является простым сокращенным названием, данным семейству технологических датчиков, которые появились в последние 50 лет. Первое широкое использование технологии RFID произошло в течение Второй мировой войны. Британские вооруженные силы на своей авиации и авиации союзников использовали транспондеры, способные при поступлении запрашивающего сигнала отвечать соответствующим идентификационным сигналом. Эта технология не позволяла реализовать точную идентификацию объекта, но была достаточной для определения своих самолетов. Эта технология, названная идентификацией "свой - чужой" (IFF), нашла дальнейшее развитие, и ее последующие поколения сейчас используются как в военной, так и в гражданской авиации.

После начального использования во Второй мировой войне технология RFID получила существенное развитие. В 60-х и 70-х годах из-за необходимости безопасного и секретного сопровождения военного персонала и оборудования лаборатории различных государств разработали идентификационные технологии. В конце 70-х годов из научных лабораторий в Лос Аламосе выделились две компании, которые коммерциализировали эту технологию. Первые применения RFID были предназначены для идентификации и определения температуры рогатого скота. В начале 80-х годов железнодорожные компании стали использовать эту технологию для идентификации и сопровождения вагонов.

В этих применениях обычно использовался UHF диапазон (900/1800 МГц). В течение 80-х годов некоторые компании США и Европы начали разрабатывать технологии для работы на других частотах, с другими источниками мощности, объемами памяти и рядом других функций. Во второй половине 80-х, когда подключились крупные компании электронной промышленности, начался существенный технический прогресс и снижение размеров и стоимости аппаратуры.

В конце 80-х и в течение 90-х годов по мере совершенствования аппаратуры, снижения ее размеров и стоимости, появились новые направления использования RFID. Некоторые из них: автоматические платежные системы на автострадах, системы контроля безопасности и доступа, автомобильные иммобилайзеры. Системы контроля багажа в авиаперевозках, инвентаризация товаров и имущества и смарт-карты.

Для дальнейшего расширения спектра применений RFID необходимо обеспечить высокий технический уровень исполнения, малые габариты и низкую стоимость, совершенствование уровня разработки и производства аппаратуры. В настоящее время проводится большая работа и возникает большое число компаний, занимающихся инновациями, снижением размеров, цены и повышением технического уровня в этой области. Возникновение Интернета и развитие информационных технологий позволяет найти новые возможности применения технологии RFID.

Однако для широкомасштабного глобального внедрения технологии RFID необходимым является не только техническое совершенствование аппаратуры, снижение ее габаритов и цены - системы разных продавцов должны быть совместимыми друг с другом и способными работать в условиях различных административных регламентов, как местных, так и международных. В настоящее время продолжается работа по созданию стандартов для различных применений технологии RFID. Стандарты, однако, с одной стороны, могут способствовать техническому прогрессу, а с другой - подавлять конкуренцию, инновации и стремление к совершенствованию аппаратуры. В дальнейшем мы рассмотрим основные ограничения, которые налагает стандартизация на развитие RFID.

1.3. Классификация систем RFID

В процессе развития технологии RFID возникло несколько типов систем. Они могут классифицироваться несколькими способами. Термин RFID включает довольно широкий класс идентификационных устройств.

Все системы RFID содержат считыватели и метки. Считыватели извлекают информацию, которая хранится или собирается меткой. Считыватели размещаются в некоторой точке пространства, а метки прикрепляются к объектам. Из-за того, что метки устанавливаются на различные объекты, на их характеристики налагаются существенные ограничения по исполнению, размерам и стоимости. С этими характеристиками связаны различные классификации систем RFID.

Рисунок 1.2 -

Одна широко распространенная классификация разделяет метки на "чиповые" и "бесчиповые". Чиповые метки содержат интегральную микросхему - чип, а бесчиповые ее не содержат.

Другая классификация, которая подразделяет чиповые метки, выделяет пассивные, полуактивные и активные метки. Пассивные метки не содержат ни элемента питания, ни активного передатчика; полуактивные метки содержат элемент питания, но не имеют активного передатчика; активные метки содержат и то и другое.

Еще одна классификация подразделяет метки на только считываемые (read only) и считываемые/записывающие (read/write). Только считываемые метки имеют или только считываемую память, или память, которая однократно программируется и многократно считывается. Считываемые/записывающие метки позволяют однократно записывать и многократно перезаписывать информацию.

В дальнейшем основное внимание будет уделено пассивным чиповым только считываемым меткам. Кратко рассмотрим классификацию меток и объясним, почему на нее обращается внимание.