Технические науки/6.Электротехника и радиоэлектроника

Бурак К.М.

Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина, Казахстан

Основные характеристики и перспективы развития RFID-технологий.

Радиочастотная идентификация (RFID, Radio Frequency Identification) – это самая современная технология идентификации, предоставляющая существенно больше возможностей по сравнению с другими. Принцип работы данной технологии заключается в использовании радиочастотного электромагнитного излучения для записи информации на небольшое устройство, называемое тэг (tag), метка (label), или транспондер (transponder).

Задачей RFID-системы является хранение информации об объекте с возможностью ее удобного считывания. Метка может содержать данные о типе объекта, стоимости, весе, температуре, данные логистики, вообще любой информации, которая может храниться в цифровой форме[1]. RFID-система состоит из трех базовых компонентов:

1.Считывающего устройства, называемого ридером (передатчик/приемник).

2.Антенны.

3.Радиочастотных меток (смарт-меток) с встроенной антенной, приемником и передатчиком (рисунок 1).

Рисунок 1 – Общий вид стандартной RFID–метки

Одним из факторов, определяющих характеристики RFID-систем, является тип используемых меток, по типу хранения данных, по диапазону рабочих частот.

По наличию источника питания RFID–метки делятся на активные, пассивные и полупассивные. Пассивные RFID–метки не имеют собственного источника питания, а необходимую для работы энергию получают из поступающего от считывателя электромагнитного сигнала. Дальность чтения пассивных меток зависит от энергии считывателя. Накопив необходимую энергию, метка начинает передачу. Дистанция регистрации подобных меток существенно меньше, сильно зависит от мощности считывателя, и находится в пределах 0,05-8 метров. Преимуществом пассивных RFID-меток является практически неограниченный срок их службы (не требуют замены батареек) и относительная дешевизна. Недостаток пассивных меток в необходимости использования более мощных устройств считывания информации[2].

Активные метки имеют в составе своей конструкции источник питания, что позволяет достичь расстояний считывания около трехсот метров. Как правило, такие метки обладают значительно большим объемом памяти, в сравнении с пассивными. Так же они обладают большим набором функциональных режимов, например, программируются так, чтобы излучать свой сигнал через определенные промежутки времени (например, 1 раз в секунду), существуют режимы пониженного энергоснабжения. При всех выше перечисленных преимуществах, активные метки достаточно громоздки и значительно дороже в сравнении с пассивными.

Полупассивные RFID–метки, также называемые полуактивными, очень похожи на пассивные метки, но оснащены батареей, которая обеспечивает чип энергопитанием. При этом дальность действия этих меток зависит только от чувствительности приёмника (считывателя) и они могут функционировать на большем расстоянии и с лучшими характеристиками[3].

Все виды транспондеров делятся по типу используемой памяти. Наиболее распространенный тип памяти RO (Read Only), предназначен только для считывания информации. Данные записываются один раз при изготовлении, хранящийся уникальный код нельзя перезаписать и практически невозможно подделать. Следующий тип памяти WORM (Write Once Read Many), который, кроме уникального идентификатора, полученного при изготовлении, содержит однократно записываемый блок памяти, может быть многократно прочтен. Еще один тип памяти RW (Read and Write) уникален тем, что информация, содержащаяся в нем, может быть многократно перезаписана и прочтена.

В настоящее время для каждого типа меток выделен свой диапазон рабочих частот. Для каждого из диапазонов действуют свои стандарты со своей степенью проработки. Международные стандарты ISO (International Organization for Standardization) существуют для следующих диапазонов частот: 125–135 кГц, 860–930 МГц, 13,56 МГц и 2,45 ГГц (диапазоны 5,8 ГГц и 433,22 МГц в настоящее время практически не используются). На каждом из выделенных диапазонов работают приложения и прикладные системы, схожие по функциям (табл. 1) [4].

Таблица 1. Стандарты ISO по частотному диапазону

Рабочая частота	Стандарт Приложения	Приложения
125 кГц 135 кГц	ISO 14223 ISO 11784 ISO 11785 ISO 18000 2	• Разработаны для идентификации животных (в том числе домашнего скота), но используются достаточно широко, например в автомобильных иммобилайзерах
13,56 МГц	ISO 14443 ISO 15693 ISO 10373 ISO 18000 3	• Бесконтактные смарт-карты для широкого круга приложений • Бесконтактные метки для приложений логистики, идентификации товаров и т. д. • Методы тестирования Proximity и Vicinity карт для диапазона 13,56 МГц
860–930 МГц	ISO 15961 ISO 15962 ISO 15963 ISO 18000 6	• Бесконтактные метки для приложений логистики и идентификации товаров со средней дальностью
2,45 ГГц	ISO 15961 ISO 15962 ISO 15963 ISO 18000 4	• Бесконтактные метки для приложений логистики и идентификации товаров с увеличенной дальностью

Изначально технология RFID применялась для обеспечения складской и транспортной логистики на основании использования пассивных RFID–меток. Однако к настоящему времени область ее использования значительно расширилась и включает: промышленность, медицину, сельское хозяйство, системы управления доступом и т.д. Дальнейшая перспектива развития RFID-технологий предусматривает тенденцию к использованию данной технологии не только для идентификации, но и как полноценную систему беспроводных автономных датчиков, причем не только активных, но и пассивных. Ярким примером этому служит австрийская компания AMS, специализирующаяся на разработке и производстве интегральных микросхем, получившая золотую медаль на выставке Sensors Expo & Conference 2014 (США Калифорнии) за представленную микросхему SLA900A. SLA900A – это не только готовый RFID–транспондер, но и RFID–датчик температуры, накопитель данных[5].

Литература:

1. Клаус Финкенцеллер. Справочник по RFID. – М.: Издательский дом «Додэка–XXI», 2008. – 496 с.

2. Технология RFID: реалии и перспективы. Рынок микроэлектроники – [Электронный ресурс]. – 2013. – Режим доступа: http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/03_04/stat_42.htm.

3. RFID Материал из Википедии – свободной энциклопедии – [Электронный ресурс]. – 2015. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/RFID.

4. Фёдоров М. Стандарты и тенденции развития RFID – технологии.: Журнал КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ №54, с. 108 – 110.

5. SL900A EPC Class 3 Sensory Tag Chip - For Automatic Data Logging - ams Datasheet: 2014-May-06 [v1-01] - [Электронный ресурс]. – 2014. – Режим доступа: http://ams.com/eng/Products/Wireless-Connectivity/Sensor-Tags-Interfaces/SL900A.