Что такое метки RFID и как они работают

Hi-tech технологии постоянно усовершенствуются и глубже внедряются в повседневную жизнь людей. Все больше уделяется внимания устройствам для бесконтактного скоростного обмена данными. RFID-метки представляет собой высокотехнологическую разработку для бесконтактной коммуникации, обеспечивая скоростную идентификацию и учет объектов. Разработка обладает широкими возможностями и большим потенциалом применения. Ее используют в рекламной сфере для продвижения продукции и услуг, с ее помощью идентифицируют клиентов и сотрудников, помогает совершать быстрый запуск приложений на мобильных гаджетах, оплачивать в одно касание проезд в общественном транспорте, товаров в гипермаркетах, онлайн-сервисах и многое другое.

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 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.

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.

Для чего нужна эта технология, где ее используют, в чем ее преимущества, следует разобрать отдельно.

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.

Преимущества технологии RFID

1. Перезапись, стирание и добавление информации. RFID-технология позволяет перезаписывать, стирать или дополнять данные на универсальной метке много раз. Информацию, один раз записанную на штрихкоде, никогда не получится изменить.
2. Нет необходимости метке попадать в фокус считывателя. Для получения данных с тэга, ридеру не требуется прямая его видимость. Полноценное взаимодействие чипа с ридером происходит даже через упаковку, обертку или тару. Для считывания сведений, микрочипу достаточно ненадолго попасть в область взаимодействия, при этом он может перемещаться на большой скорости. Для считывания информации со штрихкода или NFC-чипа им всегда нужно быть в допустимом радиусе прямой видимости.
3. Объем памяти. RFID-тэг, в зависимости от модели, может сохранять в памяти очень большой объем информации, в сравнении с 2D-кодом.
4. Высокая механическая устойчивость в жестких условиях. Пассивные радиочастотные микрочипы имеют неограниченный срок эксплуатации. Модели корпусных меток, создавались специально для работы в жестких условиях рабочей среды, они имеют прочный корпус, их трудно повредить. В отличие от этого, штрихкод очень легко испортить, он теряет работоспособность даже от воздействия влаги и загрязнений.
5. Большой радиус действия. RFID-чип обладает удаленным радиусом действия, позволяя считывать данные на очень большом расстоянии. Штрихкод и НФС-чип этими параметрами не обладают.
6. Многоцелевое применение. RFID-технология имеет универсальный спектр действия, помимо обычного хранения информации. Штрихкод — это устройство не перезаписываемое, рассчитанное лишь на хранение определенной информации.
7. Высокий уровень безопасности. Уникальный номер, присвоенный идентификатору, выступает гарантом от подделки изделия. Микротэг имеет способность зашифровывать передаваемые сведения. Владелец может запаролить такие функции, как запись и считывание информации с чипа. В одной модели легко сохраняют как открытую, так и закрытую информацию.

Распространение RFID технологий в России имеет большой спрос у производителей, в сфере рекламного и торгового бизнеса. Отследить товар от производителя до магазинной полки, удостовериться в том, что это оригинальная продукция, а не подделка. Скоростная обработка данных удивит каждого пользователя, не нужно стоять в очередях для оплаты товара, ждать сдачу на кассе. Миниатюрное запоминающее устройство, обладает к тому же шикарными практическими характеристиками, однозначно внесет свои коррективы во все сферы бизнеса и взаимного доверия между производителем и потребителем.