RFID (Radio frequency identification, радиочастотная идентификация) — метод удалённого хранения и получения данных с помощью устройств, называемых RFID-метками.
RFID-метка – это небольшой объект, который может быть связан или объединен с продуктом, человеком, животным.
RFID-метки содержат антенны, позволяющие им получать и отправлять сигнал радиочастотной идентификации, запрашиваемый из RFID-трансивера. Пассивные метки не нуждаются во внутреннем источнике питания, тогда как в активных метках он необходим.
История
Полагается, что первое известное устройство было инструментом для
шпионажа и было изобретено Львом Тереминым для Советского правительства в 1945 году. Устройство Теремина было подслушивающим устройством, а не идентификационной меткой. Технология, используемая в RFID, была в ходу еще в начале 1920-х
(по сведениям одного источника, хотя тот же источник заявляет, что RFID-системы появились только в конце 60-х.).
Похожая технология, импульсный приемопередатчик IFF, была изобретена англичанами в 1939 году и
обычно использовалась союзниками во Второй Мировой Войне чтобы идентифицировать
самолеты в системе "свой-чужой". Другая ранняя работа по исследованию RFID
- значительный труд Гарри Стокмана, озаглавленный "Communication by Means of Reflected Power" (октябрь 1948).
Однако потребовалось еще 13 лет
значительного прогресса во многих областях,
прежде чем RFID технология не стала реальностью.
Типы RFID-меток
Как уже мы говорили, RFID-метки могут быть активными или пассивными.
У пассивных RFID-меток нет внутреннего источника питания.
Электрический заряд получается со входящим
радиосигналом, он обеспечивает достаточную мощность для
передачи ответ. Ожидаемый ответ пассивной RFID-метки (сигнал ограниченной мощности) представляет собой резюме – обычно ID number (GUID). Отсутствие
питания означает, что устройство может быть достаточно маленьким: существует коммерчески доступный продукт, который может быть внедрен под кожу. На 2005 год, самые маленькие коммерчески доступные устройства
0.4х0.4 мм, что тоньше листа бумаги, такие устройства практически невидимы. Пассивные метки на практике читаются с расстояния примерно от 10 миллиметров до 6 метров.
Активные RFID-метки, с другой стороны, имеют внутренний источник питания и могут иметь более дальний диапазон и больший объем памяти чем пассивные метки, так как есть возможность запоминать информацию, посланную через трансивер. Сейчас самые маленькие активные метки имеют размер с монету. Многие активные метки имеют диапазон в десятки метров, а батарейка работает до 10 лет.
Так как пассивные метки дешевле для производства и у них нет батареи, большая часть RFID-меток относится к пассивной разновидности. На 2004 год эти метки стоили от
40 центов. Пока это достаточно дорого для
массового применения, однако при
значительных объемах производства (10 биллионов единиц в год)
стоимость одной метки может упасть до 5
центов. Пока это самый оптимистический
прогноз, аналитики из Gartner и Forrester Research согласны, что цена меньше
10 центов (объема продукции в 1 биллион единиц) достижима через 6-8 лет,
остальные аналитики верят, что такие цены достижимы в пределах 10-15 лет.
В то время как ценовые преимущества пассивных меток над активными значительны, остальные факторы, включая точность
надежность работы в определенных средах, например, в воде и металле, и надежность делают использование активных меток довольно обычным на сегодняшний день.
Есть 4 различных типа меток, которые обычно используются. Они разделены на категории по их радиочастотности: метки низкой частотности (125
или 134.2 кГц), метки высокой частотности (13.56 МГц), метки ультравысокой частотности (UHF марки,
868-956 МГц), и микроволновые марки (2.45 ГГц). UHF марки не могут быть использованы повсеместно, так как нет никаких всеобщих правил по их использованию.
Существуют так же некоторые устройства-приемоответчики и карты с бесконтактными чипами, которые выполняют схожие функции.
Система RFID
Система RFID может состоять из нескольких компонентов: tags, tag readers, edge servers,
middleware и application software.
Цель системы RFID в том, чтобы запускать передачу информации мобильным устройством, которое называется марка. Информация читается RFID-считывателем и перерабатывается согласно нуждам специфических приложений. Информация, передаваемая маркой, может обеспечивать идентификацию и информацию о местоположении, или специфику маркированного продукта, такую как цена, цвет, дата покупки и др. Использование RFID в слежении и приложениях доступа впервые появилось в 1980-х. RFID быстро привлек внимание из-за его способности отслеживать движущиеся объекты. Так как технология была усовершенствована, начинается ее распространение и у RFID-меток появляется все больше активных пользователей.
В типичной RFID-системе индивидуальные объекты оборудованы маленькими недорогими марками. Марка содержит транспондер с цифровым чипом памяти, который дает уникальный электронный код продукта. Запрашивающее устройство, антенна,
совмещенная с трансивером и декодером, излучает сигнал, активирующий RFID-метку, так что она может читать и записывать информацию
в себя. Когда RFID-метка проходит через электромагнитную зону, она обнаруживает активизирующий сигнал читающего устройства. Читающее устройство расшифровывает информацию, закодированную в
чипе и информация посылается серверу для обработки.
Возьмем, как пример, книги в библиотеке. Охранная арка может обнаружить была ли книга соответствующим образом оформлена на получение. Когда пользователи возвращают предметы, часть работы охраны – заново установить метку, и запись предмета в интегрированной системе библиотеки автоматически обновляется. В некоторых RFID возвратная квитанция может быть сгенерирована,
а сама книга может быть размещена в
стеллаже возвратным оборудованием.
Текущее использование
Пример: метки в 13.56 МГц размещены в рецептах для ветеранов с плохим зрением. Лекарства
Департамента по делам ветеранов сейчас
поставляются с активными метками. Эти
устройства хранят такую информацию как: название лекарства,
инструкция, меры предосторожности и др. RFID-метки с низкой частотностью обычно используются для идентификации животных. Домашним животным можно имплантировать небольшие чипы, которые позволят им быстрее вернуться к хозяину в случае если они потеряются.
Кстати и пивные бочонки так же отслеживаются с помощью низкочастотных RFID-меток. В Америке используется два типа RFID-меток: 125 кГц (первоначальный стандарт) и 134.2 кГц (международный стандарт).
Высокочастотные RFID-метки используются в библиотечных книгах и в книжных магазинах, спутниковом слежении,
осуществлении контроля доступа,
отслеживании авиагрузоперевозок,
отслеживании предметов снаряжения. Высокочастотные метки широко используются в идентифицирующих бейджах, заняв место более ранних карт с магнитной полоской. Эти бейджи
для подтверждения подлинности носителя не
надо прикладывать к считывающему
устройству, а достаточно лишь пройти рядом
с ним. Кредитная карта American Express Blue включает в себя высокочастотную RFID-метку,
для функции ExpressPay.
UHF RFID-метки обычно используются в спутниковом и контейнерном слежении, а так же для
наблюдения за грузовиками и трейлерами при грузоперевозках.
Зачастую предполагается, что RFID-метки - это замена
штрихкодов. Возможно, они никогда не
заменят штрихкоды целиком, что частично объясняется их более высокой ценой.
Для отдельных дешевых товаров большая
стоимость метки неприемлема, несмотря на
все преимущества, которые предоставляет
метка (представьте себе хотя бы
инвентаризацию в магазине). Так же можно принять во внимание, что хранение информации
по отдельным товарам занимает довольно
иного места, так что наиболее вероятная
ситуация - слежение за партиями товара
начиная с паллетов или за дорогими,
штучными изделиями.
Микроволновые RFID-метки используются при долгосрочном контроле доступа для транспортных средств.
Так, например, RFID-метки используются для электронного
взимания пошлины в междугородных и международных
пунктах сбора на дорогах. Метки читаются удаленно, когда
автомобили проезжают через кабины, и информация метки используется чтобы
списать пошлину с уже готового счета. Система помогает ускорить движение транспорта через пункты сбора пошлин.
Сенсоры, такие как сейсмические датчики, могут быть прочитаны с использованием RFID трансивера, что здорово упрощает сбор удаленной информации.
В январе 2003 компания Michelin начала тестирование RFID транспондеров, вмонтированных в шины.
Сейчас уже производитель предлагает шины с RFID-метками.
Начинающаяся с 2004 года, опция Smart Key доступна для Toyota Prius и некоторых моделей Lexus. Ключ-брелок использует активную RFID-схему, которая позволяет машине подтверждать наличие ключа в пределах 3 футов от сенсора. Водитель может открыть двери и завести машину в то время как ключ остается в кошельке или кармане.
Имплантаты для людей
Имплантируемые RFID чипы, разработанные для маркировки животных, сейчас так же используются людьми. Ранний эксперимент с RFID имплантатом был проведен английским ученым-кибернетиком Кевином Варвиком, который имплантировал чип в свою руку в 1988 году. Благодаря использованному цифровому решению
Кевин решил проблему обеспечения доступа в
дом, компьютерного доступа, хранения медицинских записей,
работы с различными правоохранительными приложениями. Baja Beach Club в Барселоне использует имплантируемый чип для идентификации VIP клиентов, которые в свою очередь используют его для оплаты напитков.
Отделение полиции в Мехико имплантировало приблизительно 170 своим офицерам чип, чтобы разрешить доступ к полицейским базам данных и иметь возможность отследить их в случае похищения.
Амал Граафстра, уроженец штата Вашингтон, бизнесмен, имплантировал RFID чип в свою левую руку в начале 2005 года. Размер чипа составлял 12мм в длину и 2 мм в ширину.
(Продолжение следует)
