Радиочастотная идентификация (RFID) в промышленности

Радиочастотная идентификация (RFID)

Радиочастотная идентификация (RFID) – это короткодействующий, автоматический и бесконтактный метод связи, использующий электромагнитные поля для получения и считывания информации об объекте, хранящейся на метке.

Технология RFID широко используется для отслеживания и идентификации активов и устройств с помощью антенны. Радиус действия RFID составляет от 1 до 12 метров, а скорость передачи данных – 640 кбит/с. Это форма беспроводной связи, которая быстро вытесняет проводные технологии и становится основным средством коммуникации в повседневной жизни, на производственных предприятиях, в сфере услуг и коммерческом секторе.

RFID используется для обмена данными между двумя объектами – устройством считывания и меткой. Метки и считыватели RFID должны быть настроены на одну и ту же частоту для обеспечения взаимной связи.

Частоты RFID

В настоящее время технология RFID – радиочастотная идентификация – использует три стандартные частоты: LF, HF и UHF.

Низкая частота (LF)

Использует диапазон частот от 30 до 300 кГц. Позволяет считывать метки на расстоянии до 10 см.

Высокая частота (HF)

Теоретически охватывает диапазон частот от 3 до 30 МГц, но согласно стандарту ISO технология RFID использует 13,56 МГц. Позволяет считывать данные на расстоянии до примерно 1,5 метра.

Ультра-высокая частота (UHF)

Диапазон от 300 МГц до 3 ГГц, но в системах и устройствах частота обычно составляет от 860 до 960 МГц. Позволяет считывать и записывать данные на расстоянии до 15 метров.

Стандарты RFID

Существует несколько стандартов RFID, которые различаются по технической реализации – тип кодирования, размер памяти метки, скорость передачи, различимость меток в зоне действия считывателя и др.:

• Iris – один из первых стандартов RFID; основан на FM-передаче. В основном используется в торговле.
• Unique – самый простой и распространенный стандарт, используемый для контроля доступа и учета рабочего времени.
• Q5 – использует программируемые метки, которые реагируют, например, на определенный пароль.
• Hitag – для промышленных применений; позволяет записывать и считывать сообщения с меток. Используется, например, в системах оплаты, маркировки продуктов и идентификации животных.
• Mifare – поддерживает использование как простых запоминающих меток, так и сложных с процессорами, обеспечивающими шифрование. Применяется в банковских картах, идентификационных картах и билетах.
• Icode – характеризуется очень плоскими метками. Используется в розничной торговле, библиотеках, контроле потоков грузов и управлении инвентаризацией.

Принцип работы системы на основе RFID

Технология RFID позволяет считывать и передавать данные, а также электронно питать микросхемы и метки, хранящие информацию. Система позволяет считывать данные с микросхем/специальных меток, расположенных на определенном расстоянии от считывателя или антенны RFID. Считыватель с помощью антенны создает электромагнитную волну. Та же или другая антенна принимает электромагнитные волны, которые затем декодируются и считываются.

Базовая система RFID состоит из:

• считывателя, содержащего передатчик, приемник и декодер;
• передающей/приемной антенны или двух антенн: передающей и приемной;
• системы меток, называемых транспондерами или тегами, состоящей из электронного компонента, представляющего собой интегральную схему без корпуса, или антенны.

Применение RFID

Технология радиосвязи RFID широко используется и постоянно развивается, поддерживая всё большее число областей, не только промышленных, но и коммерческих, сервисных, строительных и домашних приложений.

Торговля

Наиболее частое применение RFID в торговле связано с отслеживанием движения товаров от производителя до клиента. Технология RFID поддерживает управление цепочкой поставок, идентификацию ассортимента, контроль складских и магазинных запасов, проверку расположения товаров на полках и ускоряет обслуживание клиентов на кассах и самообслуживающих станциях.

Управление и мониторинг логистики и складских процессов

Решения RFID также широко применяются в транспорте, хранении товаров и управлении оборотом. Они поддерживают и позволяют контролировать местоположение и движение товаров с помощью специальных RFID-меток, например, размещаемых на транспортных средствах или продуктах. Использование RFID для управления логистикой и складом ускоряет погрузку и разгрузку товаров и проверку ассортимента и складских запасов.

Системы RFID также успешно применяются для управления возвратной тарой. Они помогают контролировать состояние паллет, ящиков, пивных кегов и других контейнеров, а также учет возвратной упаковки, например, при потере, снижая расходы и ошибки в учете товаров и запасов. Дополнительным преимуществом таких систем является возможность многократного использования меток RFID.

RFID в промышленности

Многие промышленные приложения используют системы RFID в производственных процессах, синхронизации и мониторинге. Использование такого типа радиосвязи позволяет автоматизировать работу, например, размещая метки RFID на продуктах, машинах, транспортных средствах и инструментах для быстрого идентифицирования, контроля, подсчета и т.д.

Строительство и системы RFID

Наиболее частое использование RFID в строительстве – контроль ценного строительного оборудования. Метки RFID, размещаемые на машинах и инструментах, помогают отслеживать состояние оборудования и предотвращать нежелательные ситуации, такие как кража инструментов и материалов.

RFID также может использоваться в виде персональных идентификаторов, таких как карты с встроенным чипом (карты доступа, городские карты, парковочные карты). Они регистрируют действия, авторизуют доступ и идентифицируют владельцев карт. Такое решение часто используется для учета рабочего времени или защиты помещений, ресурсов и информации от несанкционированного доступа. Метки также могут контролировать движение транспорта на частных парковках, управление открытием ворот и шлагбаумов, а также работу в системах платных дорог – позволяя проезжать по выделенной полосе без остановки.

RFID в медицине

Постоянный контроль оборудования, медицинских материалов, документации и пациентов.

RFID в ИТ-секторе

Отслеживание местоположения ИТ-оборудования, серверов, компьютеров и обеспечение защиты конфиденциальных данных.

Преимущества, недостатки и угрозы радиосвязи

Несмотря на свою полезность и широкое применение во многих промышленных секторах, RFID остается спорным решением, которое может представлять угрозу безопасности и конфиденциальности, например, облегчая доступ к конфиденциальным данным на картах или нарушая анонимность клиентов.

Преимущества RFID

• Нет необходимости в прямом контакте метки со считывателем – дистанционное считывание;
• Возможность одновременного считывания нескольких меток – сотни меток за несколько секунд;
• Высокая долговечность и устойчивость меток; сопротивление тяжелым условиям эксплуатации, таким как грязь, пыль и солнечный свет;
• Многократное использование и редактирование данных;
• Незаметное расположение меток;
• Автоматизация процессов; мониторинг.

Недостатки RFID

• Стоимость внедрения, считывателей, меток и оборудования RFID.
• Для эффективного внедрения и эксплуатации системы RFID требуется определенный уровень опыта и знаний.
• Необходимость шифрования конфиденциальных данных – риск безопасности.
• RFID невыгоден при использовании, например, для маркировки мелких и быстро изнашивающихся предметов.

Как и с любой технологией, важно учитывать все плюсы и минусы: ознакомиться с возможностями RFID, изучить доступные решения и определить свои потребности, чтобы в конечном итоге решить, соответствует ли этот метод вашим ожиданиям.