Rfid-технология: что это такое. применение rfid

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. Форма диска или круглая. 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. Форма колбы или тубы. 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. Корпус из пластика прямоугольной формы. 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. Идентификатор в форме часов.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. Форма пластиковой карты. 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. Самоклеящаяся этикетка. 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.

Область применения RFID-меток

Доступная стоимость, простой алгоритм использования, и большой радиус считывания данных сделали RFID-метки востребованными во многих сферах бизнеса.

Метки для транспортных средств

Система регистрации и учета ТС с помощью чипов позволяет:

• присваивать автомобилям различные статусы;
• менять разрешение на выезд и въезд;
• учитывать перемещение машины;
• оперировать данными в автоматическом режиме.

На крупногабаритных транспортных средствах устанавливают метки с собственной батареей питания. Такой транспондер хранит дополнительные сведения, включая:

• вес груза;
• индивидуальный номер автомобиля;
• журнал перемещений;
• оценку технического состояния;
• информацию о количестве незанятых пассажирских местах.

Транспондеры для ключей или кредитных карт

Один из примеров использования метки – брелок для доступа к воротам или дверям подъезда. Транспондеры с индивидуальным кодом отличаются:

• прочностью:
• легкостью изготовления;
• долговечностью.

Изделия постепенно вытесняют традиционные ключи.

Метки для шлагбаума

Схема идентификации транспортных средств в режиме «свой-чужой» включает несколько этапов:

• на устройство, предназначенное для перекрытия проезда, устанавливают считыватели;
• метки наклеивают на лобовое стекло;
• антенна крепится на створку ворот или тумбу шлагбаума.

Считывающие устройства автономны, не требуют настройки. Питание – от обычной сети 220В.

Использование меток для одежды

Теги востребованы и в легкой промышленности. С их помощью можно существенно упростить торговлю, в том числе:

• ведение учета товаров;
• отслеживание складских остатков;
• сбор сведений для анализа рынка;
• борьбу с поставками нелегальной продукции.

При продаже товаров кассир сканирует транспондер. Данные передаются в общую базу данных и систему фискальных органов.

Оплата проезда в общественном транспорте

Для сокращения расходов ТК и повышения эффективности предоставления транспортных услуг пассажирам предлагают воспользоваться бесконтактными картами со встроенными радиотегами.

RFID проекты любого уровня сложности. Внедрение, доработка и настройка систем RFID под ваши задачи. Заказать внедрение.

Производственная сфера

Незаменимы метки и на больших производственных линиях. С их помощью можно отследить движение материала и готовых изделий в режиме онлайн. Идентификация усиливает меры безопасности, снижает расходы и усовершенствует контроль соблюдения технологии.

Библиотечные фонды

Метки существенно упрощают процедуру выдачи и возврата книг. Идентификация всей литературы также обеспечивает и безопасность. Без наличия соответствующей записи в читательском билете вынести экземпляр из библиотеки невозможно.

Медицина

На браслет записывают данные пациента, включая группу крови, наличие аллергической реакции, диагнозы. Метка исключает возможность хищения младенца из роддома. Востребованы средства идентификации и в психиатрических лечебницах.

Безопасность на рабочем месте

Метки могут использоваться для отслеживания перемещения работников по территории предприятия. В отличие от системы GPS,  персонал может быть уверенным в контроле исключительно в рабочее время. Считыватели фиксируют время появления сотрудника, его уход, сверхурочную загрузку. Все данные автоматически передаются в бухгалтерию.

Посещение массовых мероприятий

С помощью тегов можно обеспечить автоматизацию контроля перемещений и подсчет количества участников собраний, демонстраций. Технология предусматривает использование меток в виде браслетов или бейджев, софта и ридеров. Координаты посетителей определяются в режиме онлайн и передаются для анализа на сервер. Организаторы получают данные о посещаемости стендов, площадок, могут выделить самые интересные сегменты.

RFID для хранения продукции

Транспондеры могут использоваться для контроля и учета биологических препаратов, оружия, ценных предметов, опасных веществ. Программно-аппаратное решение реализовано для промышленных холодильников, вендинговых аппаратов. Считываются метки, нанесенные на товары, что позволяет зафиксировать наличие, срок годности, время изъятия объекта, а также период, проведенный за пределами системы хранения. Технология предусматривает и контроль доступа пользователей.

ЖИВОТНОВОДСТВО. ПЕРЕРАБОТКА МЯСА и ПТИЦЫ

Практически все эти вопросы поможет снять внедрение системы идентификации и учета сельскохозяйственных животных, кормов и готовой продукции на базе RFID-меток. Ваше предприятие получит следующие возможности и преимущества:

— появление базы данных с информацией о жизненном цикле животного на всех этапах;
— контроль и управление передвижением и питанием каждой единицы поголовья;
— контроль над кормовой базой – учёт потребления и распределения, дозирование;
— электронные паспорта для каждого животного или единицы готовой продукции;
— улучшение системы контроля над качеством готовой продукции;
— повышение лояльности покупателей готовой продукции благодаря размещению на RFID-метке информации о товаре (наименование, дата производства, срок годности, состав, условия хранения, маркетинговая информация и др.). Информацию на RFID-метке покупатель может считать при помощи своего смартфона прямо в магазине, метку невозможно подделать – это удостоверит подлинность вашего товара на полке магазина;
— система RFID маркировки животных и готовой продукции может быть легко дополнена подсистемой BAR или QR кодов.

RFID-маркировка животных, кормов и готовой продукции позволит вашему предприятию гарантировано автоматизировать до 100% технологических и бизнес-процессов и защитить их от влияния человеческого фактора. Как следствие, эффективность вашего предприятия значительно повысится, вы сможете конкурировать более успешно.

В погоне за резонансным питанием

Печатная плата

(Сервисы изготовления заказных печатных плат. — Прим. перев.)

• Счетчик по модулю 128 в прототипе был собран на двух микросхемах 74HC163, которые заменили одной 74HC40103 для экономии места
• Входная защита состояла из двух встречно-последовательно включенных стабилитронов (2×24 В). Их заменили на цепочку стабилитрон+светодиод, которая обеспечивает защиту и индикацию
• В прототипе использована микросхема 74HC14, содержащая шесть триггеров Шмитта. Однако, из них нужен только один, и микросхема была заменена на 74HC1G14, у которой только один элемент в корпусе
• На свободном месте платы было решено собрать двухфазный энкодер и сделать возможность выбора кодирования при помощи переключателей
• LDO-стабилизатор заменен на модель с возможностью включения-выключения (и добавлена кнопка «ВКЛ») и с более низким током потребления
• Теперь можно разрешить/запретить использование ФАПЧ при помощи переключателя. Для снижения энергопотребления схема ФАПЧ отключается, когда она не нужна

Основные формы и конструкции RFID-меток

От конструкции меток зависит сфера их использования. В целом, метки отличаются очень маленькими размерами, без потери своего функционала.

Монета

Дисковая форма — самый распространённый вариант транспондеров. Как правило, корпус устройства изготавливается из специального пластика, а его размер редко превышает несколько сантиметров. В центре диска может быть расположено отверстие для крепления.

Преимуществом подобных устройств, изготовленных из специального пластика, является широкий диапазон температур, при которых устройство может нормально работать. В большинстве случаев транспондер выдерживает от -40 до +90 градусов. Для расширения диапазона температур в качестве материала изготовления устройств может быть использован полистирол.

После каждой метки – купить.

Колба

RFID — метки такой формы изготавливаются из пластика или стекла. Внутри корпуса расположены элементы питания и рабочие микросхемы. Антенна такого транспондера очень маленькая — диаметр всего 0,03 мм. Подобные системы используются для поиска и идентификации животных. Все помнят о принципах чипирования — метки используются очень часто именно в подобных целях.

Метки в форме колбы можно встраивать и в металлические объекты. От сферы использования будет зависеть размер и форма самой колбы. Многое будет зависеть от способа установки транспондера — в горизонтальном положении он будет наиболее активно и «чисто» передавать сигналы, поскольку в таком положении минимизируются потери вихревых токов в магнитном поле устройства. При установке транспондера в вертикальном положении вихревые токи будут мешать качественной передаче сигнала.

Прямоугольник

Корпус для транспондеров такой формы изготавливается из пластмассы и в большинстве случаев такие устройства используются в условиях, где необходима повышенная механическая прочность. Транспондеры такой формы и в таком корпусе имеют повышенный радиус действия. Чаще всего используются для поиска и идентификации габаритных объектов, которые значительно удалены от считывающего устройства.

Метки на металлической поверхности

Ещё один распространённый вид RFID-систем. Особенности конструкции этих транспондеров позволяют обеспечивать прочность и надёжность. Очевидным плюсом является высокая термостойкость. Как правило, такие метки используют для идентификации металлических изделий (баллонов, контейнеров), хотя они могут применяться и в иных целях.

Часы и браслеты

Довольно распространённая в последнее время конструкция меток, используемая практически повсеместно. Чаще всего применяются в качестве идентификатора в пропускных системах или для поиска человека. Состоит из корпуса в виде часов, где расположены рабочие микросхемы. Система может иметь даже реальный часовой дисплей, хотя такая конструкция довольно дорогая и редко используется.

Существенный объём корпуса занимает антенна — она обеспечивает наиболее широкий радиус действия транспондера. Подобные устройства отличаются именно подобными характеристиками, то есть способны передавать сигналы на максимально возможную дистанцию.

Брелок

Такие метки часто используются в качестве брелоков к ключам от дома или офиса. Чаще всего изготавливаются из пластика. Могут использоваться не только для идентификации, а и для поиска, например, в случае утери ключа.

Бесконтактные карты

Такой вид мало отличается от привычных банковских карт. Преимуществом такой формы является широкий радиус действия и предельное удобство в использовании. Типы таких карт отличаются друг от друга своими размерами. Материал — пластик с повышенной устойчивостью к высоким температурам. В большинстве случаев на карты наносятся определённые изображения, посредством различных технологий печати.

Такие карты получили широкое распространение в последнее время. Например, все помнят телефонные карты или карты для проезда в метрополитене — это, как раз, простой пример работы RFID-меток в сфере общественной жизни. Стоимость таких карт невысока, что позволяет запускать любые проекты по использованию подобных устройств. Учитывая распространение карт, в будущем можно ожидать увеличения их использования, включая выполнение даже нестандартных задач.

Наиболее тонкие и компактные виды транспондеров, которые изготавливаются методом трафаретной печати. Толщина устройство не превышает толщину обычного листа бумаги. Предельно гибкий элемент, существенно превышающий по своим показателям удобства иные виды транспондеров. Широко используется в качестве идентификатора багажа при авиаперевозках, а также при поиске такого багажа.

Что такое технология RFID и как она работает?

RFID или система радиочастотной идентификации состоит из двух основных компонентов: транспондера или метки, прикрепленной к идентифицируемому объекту, и приемопередатчика, также известного как интеррогатор (interrogator) или считыватель.

Рисунок 1 – Как работает технология RFID

Считыватель состоит из радиочастотного модуля и антенны, которая генерирует высокочастотное электромагнитное поле. Метка, напротив, обычно является пассивным устройством, то есть она не содержит батареи. Вместо этого она содержит микрочип, который хранит и обрабатывает информацию, и антенну для приема и передачи сигнала.

Для считывания информации, закодированной в метке, она размещается в непосредственной близости от считывателя (она не обязательно должна находиться в пределах прямой видимости от считывателя). Считыватель генерирует электромагнитное поле, которое заставляет электроны проходить через антенну метки и обеспечивать чип питанием.

Рисунок 2 – Как работает технология RFID

Обеспеченная питанием микросхема внутри метки затем отвечает отправкой своей сохраненной информации обратно считывателю в виде другого радиосигнала. Это называется обратным рассеянием (backscatter). Обратное рассеяние или изменение электромагнитной/радиочастотной волны обнаруживается и интерпретируется считывателем, который затем отправляет данные на компьютер или микроконтроллер.

Классификация RFID-меток

По типу конструкции и материалу маркировки метки делятся на следующие категории:

• интегрированные внутрь;
• клеящиеся;
• встроенные вовнутрь корпуса.

 По источнику питания транспондеры бывают:

1.  Пассивными. Самый простой вариант с микрочипом и антенной. Активация, получение питания и передача инфоимпульса возможна лишь при попадании считывателя в зону электромагнитного излучения. Радиус действия электромагнитного поля считывателя, для активации и работы, составляет 0,5-8,0 метров.
2. Полупассивные транспондеры включают антенну, микрочип и батарею питания. Активация происходит за счет действия импульса считывателя. Данные передаются посредством собственного питания. Дальность работы таких устройств больше, но во многом зависит от мощности считывателя и чувствительности антенны.
3. Самостоятельную и стабильную трансляцию сигнала обеспечивают активные метки. Они включают антенну, микрочип и источник питания. Этот вариант дороже остальных, имеет ограниченный срок годности емкости батареи, но и в то же время отличается явным преимуществом – гораздо большим объемом памяти. В комплект могут входить дополнительные датчики влажности, температуры, загазованности, радиации. Передача сигнала осуществляется на расстояние до 300 метров.

 По типу памяти различают следующие метки:

• RO (одноразовые) ― данные записываются однократно, используются, как правило, для идентификации;
• WORM (для неоднократного прочтения) ― информацию записывают один раз, но считывать можно без ограничений;
• RW (для записи и перезаписи) – сведения можно несколько раз считывать и перезаписывать.

Делятся транспондеры и по частоте, на которой происходит передача закодированных данных:

1. Метки с наибольшей дальностью действий называют сверчастотными. Диапазон значений: от 860 до 960 мегагерц. Изначально были разработаны для упрощения организации складского хозяйства.
2. Сравнительно недорогие и экологически безопасные теги 13,56 мегагерц нашли свое применение в ПС и логистике. Их устанавливают в карты для проезда в метро и другом общественном транспорте.
3. Низкочастотные теги используют для чипирования людей и животных. Зона действия от 125 до 164 кГц не позволяет считать данные на большом расстоянии.

В отличие от других меток, транспондеры ближнего действия, известные как UNF, выдерживают повышенную влажность воздуха. Передача сигнала возможна и при наличии деталей из металла в упаковке. Как правило, мощность тега и считывателя совпадает, но в некоторых случаях метка способна излучать сигнал на несколько порядков ниже, по сравнению со считывающим устройством.

Альтернативы радиочастотной идентификации не существует, но эта система – все же достаточно дорогостоящее решение. В зависимости от сложности и типа, цена одной метки с микрочипом составит 0,15-7,0 долларов. Высокая стоимость будет оправдана при маркировании крупногабаритных объектов, ценных грузов или доступа на территорию с повышенными требованиями к безопасности

Особое внимание при выборе конкретного варианта следует уделить расстоянию между метками и ридерами, наличию металлических поверхностей, возможности хранения и перезаписи информации

Остались вопросы по технологии RFID? Закажите бесплатную консультацию наших специалистов!

Регистры расчета в 1С
Начисление единовременных пособий в программах 1С

Ридеры считыватели

Это устройства, в автоматическом режиме считывающие или записывающие информацию, которую хранят RFID карты. Они могут функционировать автономно или быть работающими как работает RFID с подключением к системе учета постоянно.

Ридеры бывают:

• стационарными;
• мобильными.

Стационарные считывающие устройства крепят неподвижно на двери, стены, погрузчики, штабеляторы. Их закрепляют вблизи конвейера, перемещающего изделия, изготавливают в виде замков, которые вставляют в стол.

У данной группы считывателей RFID большая зона считывания, мощность. Они в состоянии обеспечить обработку данных сразу с десятков меток. Интеррогаторы подсоединяют к ПК, ПЛК, интегрируют в DCS. Они регистрируют перемещение, характеристики объектов, идентифицируют их положение в пространстве.

У мобильных ридеров меньший радиус действия, часто отсутствует постоянная связь с системами учета и контроля. Считанные с карт данные они накапливают во внутренней памяти, в дальнейшем их сбрасывают на компьютер.

Код Arduino. Запись в RFID метку

Учитывая, что вы успешно прочитали RFID метку, пора перейти к следующему эксперименту. В следующем скетче будет показана простая демонстрация записи пользовательских данных в RFID метку. Протестируйте скетч, прежде чем мы начнем его подробный разбор.

Вывод в мониторе последовательного порта будет выглядеть следующим образом.

Рисунок 12 – Вывод скетча записи RFID метки с помощью RC522

Объяснение кода:

Скетч начинается с включения библиотек MFRC522 и SPI, определения выводов Arduino, к которым подключен RC522, и создания объекта считывателя MFRC522.

Далее нам нужно определить блок, в котором мы собираемся хранить наши данные. Здесь выбран сектор 0, блок 2. Помните, никогда не выбирайте блок 3 в любом секторе. Запись в блок Sector Trailer может сделать блок непригодным для использования.

Далее мы определяем массив из 16 байтов с именем , который содержит сообщение, которое мы хотим записать в блок. Вы можете удалить любой блок, написав в него нули.

Далее нам нужно определить массив из 18 байтов с именем . Он может быть использован для чтения контента обратно. Подождите … 18 байт? Разве не должно быть 16 байтов? Ответ — нет. Метод в библиотеке MFRC522 для хранения 16 байтов блока требует буфер размером не менее 18 байтов.

В функции мы инициализируем последовательную связь с ПК, библиотеку SPI и объект MFRC522. Нам также необходимо подготовить ключ безопасности для функций чтения и записи. Здесь все шесть байтов ключа установлены в 0xFF. Поскольку карты в наборе новые, и их ключи никогда не менялись, они равны 0xFF. Если бы у нас была карта, которая была запрограммирована кем-то другим, нам нужно было бы знать ключ, чтобы получить к ней доступ. Затем этот ключ необходимо будет хранить в переменной .

В функции мы сначала сканируем, есть ли поблизости карта, если да, эта карта выбирается для записи и чтения.

Записать блок теперь очень просто, нам просто нужно вызвать пользовательскую функцию , которая принимает два параметра: номер блока, в который мы хотим записать данные, и сами данные.

Чтобы проверить, была ли операция записи успешной, нам нужно прочитать содержимое блока обратно. Это можно сделать с помощью пользовательской функции , которая снова принимает два параметра: один — номер блока, а другой — массив для хранения содержимого блока. Вы можете использовать функцию , если хотите увидеть весь 1 килобайт памяти с записанным в нее блоком.

Наконец, мы печатаем содержимое массива с помощью цикла и отображаем его в мониторе последовательного порта.