Аналитический обзор «Технологии бесконтактной
реклама
Аналитический обзор «Технологии бесконтактной идентификации» Подбора материалов из открытых источников Страница 1 из 56 Оглавление 1. Технологии бесконтактной идентификации ..................................................................................... 4 1.1. Биометрия ........................................................................................................................................ 4 1.2. Линейный штрих-код ...................................................................................................................... 5 1.3. Двумерные штрих-коды ................................................................................................................. 7 QR-код .......................................................................................................................................... 8 1.3.1. 1.3.1.1. Применение.............................................................................................................................. 9 1.3.1.2. Общая техническая информация ........................................................................................... 9 Основная и техническая информация некоторых двумерных штрих-кодов. ......................11 1.3.2. 1.4. Радиочастотная идентификация (RFID) ......................................................................................16 Классификация RFID-меток .....................................................................................................19 1.4.1. 1.4.1.1. По типу источника питания .................................................................................................19 1.4.1.2. По типу используемой памяти .............................................................................................20 1.4.1.3. По рабочей частоте ...............................................................................................................20 RFID-принтеры ..........................................................................................................................24 1.4.2. 1.4.2.1. Сферы применения RFID принтеров ...................................................................................24 1.4.2.2. Классификация RFID–принтеров ........................................................................................24 RFID считыватели .....................................................................................................................26 1.4.3. 1.4.3.1. Мобильный RFID считыватель ............................................................................................26 1.4.3.2. Стационарные считыватели .................................................................................................27 1.4.3.3. Монтируемые RFID считыватели ........................................................................................28 1.4.4. Радиочастотные свойства материалов ....................................................................................30 1.4.5. Стандарты ..................................................................................................................................31 1.4.5.1. Организации-разработчики стандартов ..............................................................................31 1.4.5.2. Стандарт EPC Gen2 ...............................................................................................................31 1.4.5.3. ISO Стандарты .......................................................................................................................33 1.4.6. GS1 – глобальная международная система товарной нумерации ........................................34 1.4.7. EPC – электронный код продукции .........................................................................................35 1.5. Сравнение технологии RFID cо штрих-кодом ...........................................................................38 1.5.1. Таблица сравнительных характеристик RFID и штрихового кодирования.........................39 1.5.2. Преимущества и недостатки технологий ................................................................................44 1.6. Примеры RFID меток ....................................................................................................................47 1.7. Применение RFID технологии .....................................................................................................49 1.7.1. Логистика ...................................................................................................................................49 1.7.2. Склад ..........................................................................................................................................49 1.7.3. Торговля .....................................................................................................................................50 Страница 2 из 56 1.7.4. Промышленность ......................................................................................................................51 1.7.5. Защита от подделок...................................................................................................................51 1.7.6. Медицина ...................................................................................................................................52 1.7.7. Архивы и библиотеки ...............................................................................................................52 1.7.8. Электронные паспорта ..............................................................................................................53 1.7.9. Другие области применения.....................................................................................................53 1.8. Часто задаваемые вопросы ...........................................................................................................54 Страница 3 из 56 1. Технологии бесконтактной идентификации Идентификация — это установление характера и назначения изделия на основе получения набора упорядоченной информации, которая используется для выяснения всех существующих характеристик, определяющих уникальность – подлинность изделия, т.е. отличающих его от всех других изделий. Бесконтактная идентификация — автоматическая идентификация (АИ) — идентификация и/или прямой сбор данных в компьютер без использования клавиатуры. Технологии бесконтактной идентификации — технические средства, организационные мероприятия, последовательность действий, обеспечивающие бесконтактную идентификацию. Технологии бесконтактной идентификации наиболее полно соответствуют всем требованиям компьютерной системы управления, где требуется распознавание и регистрация объектов и прав в режиме реального времени. В настоящее время известен ряд технологий бесконтактной идентификации, среди них: биометрические технологии; технологии штрихового кодирования; технологии радиочастотной идентификации; карточные технологии; технологии машинного зрения (вычислительные изображения); технологии речевого ввода данных и ряд других. методы обработки Технологии, применяемые в мире автоматической идентификации, различны и очень часто используются в комбинациях. Ниже приведены основные технологии автоматической идентификации. 1.1. Биометрия Биометрия – это технология идентификации, основанная на измерении уникальных физиологических характеристик человека. Примерами биометрии являются идентификация по голосу, лицу, глазу, отпечатку пальца, почерку, подписи, рисунку вен и др. Разные биометрические системы сканируют разные части тела. Компьютер преобразует отсканированное изображение в математический цифровой код, который затем сравнивается с ранее сделанным кодом, хранящимся в базе данных. Если коды совпадают, то компьютер удостоверяет, что человек, который стоит перед сканирующим устройством, является тем самым человеком, чье имя соответствует этому коду. Надо еще раз отметить, что в базе данных содержатся Страница 4 из 56 не изображения отпечатков пальцев, глаза или руки, а только соответствующие этим изображениям коды. 1.2. Линейный штрих-код Штрих-коды, наверное, самая известная из всех технологий автоматической идентификации. В настоящее время штриховые коды системы GS1 лежат в основе всемирной многоотраслевой коммуникационной системы, создание которой обеспечивается двумя крупнейшими специализированными международными организациями - GS1 и AIM Global. Штриховой код символики EAN/UPC, представленный семейством символов EAN-8, EAN-13, UPC-A, UPC-E, предназначен для кодирования цифровой информации и является одним из основных машиночитаемых носителей данных в рамках международной системы GS1. Технология штрихового кодирования (Bar Code Technologies) - способ кодирования информации графическим способом (штриховым кодом) — сегодня самая известная из всех технологий бесконтактной идентификации. В соответствии с ней для эффективного учета движения материальный ценностей каждому товару присваивают уникальный код и обеспечивают его быстрое считывание при минимальных ошибках. Наиболее широко используются так называемые линейные штриховые коды. Они состоят из темных штрихов и светлых пробелов между ними, соотношение ширины которых и определяет закодированную информацию. Эти коды могут содержать обычно от 15 до 50 символов в зависимости от типа и формы. Код EAN-13 с точки зрения кодировки товара условно можно разделить на 5 зон: Префикс национальной организации GS1 (3 цифры); Регистрационный номер производителя товара (4-6 цифр); Код товара (3-5 цифр); Контрольное число (1 цифра); Дополнительное поле (необязательное штрихкодовое поле, иногда там ставится знак «>», «индикатор свободной зоны»). Префикс национальной организации. В цифровом обозначении штрихкода первые три цифры (460, см. рисунок) — префикс GS1. Означают код регионального представительства ассоциации GS1 (регистратора), в которой зарегистрировался производитель продукции, и совсем не означает страну происхождения (изготовителя или продавца) продукта. Ассоциация не запрещает регистрацию предприятия у регистратора другой страны. Хотя большинство предприятий регистрируется в представительстве ассоциации своей страны, это совсем не означает, что продукция произведена именно в Страница 5 из 56 этой стране. Подробную информацию о префиксах можно найти на сайте российского представительства GS1. Отдельно зарезервированы коды, начинающиеся с цифры «2» (префиксы с 200 по 299). Это коды для внутреннего использования предприятиями для собственных целей. Любое предприятие любых регионов мира, а также частные лица могут использовать их как угодно, по своему усмотрению, но исключительно в своих внутренних целях. Использование этих кодов за пределами предприятия запрещено. Внутреннее содержание кодов, начинающихся с 2, может подчиняться любой логике, которое установило то или иное предприятие для себя (обычно это предприятия розничной торговли), и может содержать цену или вес товара, или любые другие параметры. Особенно часто эта кодировка применяется для весового товара. Эти коды может использовать любое предприятие, причём, они нигде специально не регистрируются и никак не регулируются сторонними организациями. Регистрационный номер производителя товара. Вторая логическая группа цифр — это код предприятия производителя или продавца товара. Обычно он занимает 4—6 цифр, то есть для каждого регионального префикса может быть зарегистрировано от десяти тысяч до миллиона предприятий. Длина этого поля зависит от политики регионального представительства. В ряде стран размер этого поля зависит от уровня оплаты членских взносов. Проблема связана с тем, что если длина этого поля больше, то можно зарегистрировать больше предприятий, но при этом каждому предприятию выделяется возможность регистрирования меньшего количества товара. То есть, если код предприятия составляет 6 цифр, то каждому предприятию выделяется пространство для регистрации 1000 единиц товара. Ранее Российское представительство выделяло в качестве кода предприятия 4 цифры, и тогда для кодировки товара предприятие обладало возможностью регистрации ста тысяч единиц товара. В 2000-x году российское представительство приняло решение о выделении вновь регистрируемым предприятиям 6 цифр под код предприятия и 3 цифр под код товара. Это было обусловлено тем, что большая часть предприятий выпускает менее 1000 наименований товара, и это было бы более разумным шагом к более экономному расходованию кодов. Код товара. Ранее было сказано, что 3-5 оставшихся цифр выделяется для кодировки самого товара. И длина этого поля зависит от политики регистратора, то есть, в зависимости от того, какую длину кода предприятия выбрал регистратор в качестве базовой. То есть, от одной до ста тысяч наименований. Вопреки сложившемуся мнению, цифровой код самого товара никакой смысловой нагрузки не несёт. Ассоциация рекомендует последовательное присвоение кодов по мере выпуска нового вида продукции без вложения в этот код какой-либо дополнительной смысловой нагрузки. То есть, это ни вес, ни цвет, ни цена, ни что бы то ни было ещё — это всего лишь порядковый номер товара, который компьютер терминала магазина просто берёт из своей компьютерной базы, где хранится как наименование, так и цена товара. Страница 6 из 56 Следует отметить, что код товара 999 или 99999 вы вряд ли встретите на упаковках с продукцией, потому что этот код указывает на предприятие как таковое. Собственно говоря, код этого специфичного товара в совокупности с остальными частями кода идентифицирует уникальный код самого предприятия (Идентификационный номер предприятия или GLN) в целях автоматизации и обмена документацией. Аналогично и для его подразделений можно увидеть 998, 997, 996. Контрольное число. Последняя цифра контрольная, используемая для проверки правильности считывания штрихов сканером. Как компьютерный терминал различает, где какая часть кода? Никак не различает. Это и не нужно. Для компьютера важен уникальный код целиком, и именно этот код целиком прописывается в базу данных торгового предприятия. Исключение могут составлять только коды, начинающиеся с двойки, где предприятие может шифровать свою собственную логику для товара. Для кодирования товара малой размерности применяется сокращённый код EAN-8, в этом коде отсутствует информация о производителе товара. Региональный регистратор последовательно присваивает товару порядковый номер в общем для всех пространстве номеров по заявкам, присылаемым производителями. Максимальное количество этих кодов значительно более ограничено. Расшифровка региональной принадлежности товара для линейного штрихкода. Кроме того, имеется официальный список префиксов GS1 на информационном портале российской национальной организации. Однако стоит помнить, что наличие кода страны на упаковке товара может не являться показателем происхождения товара именно из этой страны. 1.3. Двумерные штрих-коды Новое растущее направление в Символ с многострочной символикой строк знаков традиционных мире штрих-кодов – это двумерные штрих-коды. состоит из двух и более смежных по вертикали символа штрихового кода. В отличие от линейных символик штрихового кода, которые позволяют представлять в символе штрихового кода короткую последовательность данных, являющуюся, как правило, ключом к записи во внешней базе данных, многострочные символики позволяют кодировать информацию в полном объеме. Кроме того, многострочные символики включают в себя специальные механизмы по сжатию данных (защите их от повреждения, связыванию информации), представленных в нескольких символах, в один большой файл; представлению различных наборов знаков в одном сообщении. Примерами таких штрихкодов являются PDF 417, MaxiCode, Data Matrix, Aztec Code и др. Страница 7 из 56 Двумерные штриховые коды разработаны для повышения количества кодируемой информации. В зависимости от типа максимальное количество содержащихся символов может составлять до 2000, а у некоторых — почти 4000. Двумерные штриховые коды подразделяются на два основных вида: многорядные коды (multi-row code) и матричные коды (matrix code). 1.3.1. QR-код QR-код (англ. quick response — быстрый отклик) — матричный код (двумерный штрих-код), разработанный и представленный японской компанией «Denso-Wave»[1] в 1994 году. Огромная популярность штрих-кодов в Японии привела к тому, что объём информации, зашифрованной в нём, вскоре перестал устраивать индустрию. Японцы начали экспериментировать с новыми способами кодирования небольших объёмов информации в графической картинке. В отличие от старого штрих-кода, который сканируют тонким лучом, QR-код определяется сенсором как двумерное изображение. Три квадрата в углах изображения и меньшие синхронизирующие квадратики по всему коду позволяют нормализовать размер изображения и его ориентацию, а также угол, под которым сенсор расположен к поверхности изображения. Точки переводятся в двоичные числа с проверкой по контрольной сумме. Основное достоинство QR-кода — это лёгкое распознавание сканирующим оборудованием (в том числе и фотокамерой мобильного телефона), что дает возможность использования в торговле, производстве, логистике. Максимальное количество символов, которые помещаются в один QR-код: цифры — 7089; цифры и буквы (латиница) — 4296; двоичный код — 2953 байт (следовательно, около 2953 букв кириллицы в кодировке windows-1251 или около 1450 букв кириллицы в utf-8); иероглифы — 1817. Хотя термин «QR code» является зарегистрированным товарным знаком «DENSO Corporation», использование кодов не облагается никакими лицензионными отчислениями, а сами они описаны и опубликованы в качестве стандартов ISO. Спецификация QR-кода не описывает формат данных. Наиболее популярные программы просмотра QR-кодов поддерживают такие форматы данных: URL, Закладка в браузер, Email (с темой письма), SMS на номер (c темой), MeCard, vCard, географические координаты. Также некоторые программы могут распознавать файлы GIF, JPG, PNG или MID меньше 4 КБ и зашифрованный текст, но эти форматы не получили популярности. Страница 8 из 56 1.3.1.1. Применение QR-коды больше всего распространены в Японии. Уже в начале 2000 года QRкоды получили столь широкое распространение в Японии, что их можно было встретить на большом количестве плакатов, упаковок и товаров, там подобные коды наносятся практически на все товары, продающиеся в магазинах, их размещают в рекламных буклетах и справочниках. С помощью QRкода даже организовывают различные конкурсы и ролевые игры. Ведущие японские операторы мобильной связи совместно выпускают под своим брендом мобильные телефоны со встроенной поддержкой распознавания QRкода. В настоящее время QR-код также широко распространён в странах Азии, постепенно развивается в Европе и Северной Америке. Наибольшее признание он получил среди пользователей мобильной связи — установив программу-распознаватель, абонент может моментально заносить в свой телефон текстовую информацию, добавлять контакты в адресную книгу, переходить по webссылкам, отправлять SMS-сообщения и т. д. Как показало исследование, проведенное компанией comScore в 2011 году, 20 млн жителей США использовали мобильные телефоны для сканирования QR-кодов. В Японии и Австрии QR-коды также используются на кладбищах и содержат информацию об усопшем. QR-коды активно используются музеями, а также и в туризме. Например, во Львове (Украина), объединение бизнесменов «Туристическое движение Львова» разместило QR-коды более чем на 80 туристических объектах. Это позволяет индивидуальному туристу легко ориентироваться в городе, даже не зная украинского языка, так как QR-коды установлены на нескольких языках. Также в Белгороде (Россия), в конце 2013 года был реализован областной проект по оснащению памятников культуры города QR-кодами. Таким образом запуск информационного ресурса «QR Белгород» позволил сделать информацию об историческом и культурном наследии региона более доступной для гостей и жителей области. 1.3.1.2. Общая техническая информация Самый маленький QR-код (версия 1) имеет размер 21×21 пиксель (без учёта полей), самый большой (версия 40) — 177×177 пикселей. Существует четыре основных кодировки QR-кодов: Цифровая: 10 бит на три цифры, до 7089 цифр. Страница 9 из 56 Алфавитно-цифровая: поддерживаются 10 цифр, буквы от A до Z и несколько спецсимволов. 11 бит на два символа, до 4296 символов Байтовая: данные в любой подходящей кодировке (по умолчанию ISO 88591), до 2953 байт. Кандзи: 13 бит на иероглиф, до 1817 иероглифов. Также существуют «псевдокодировки»: задание способа кодировки в данных, разбиение длинного сообщения на несколько кодов и т. д. Для исправления ошибок применяется код Рида-Соломона с 8-битным кодовым словом. Есть четыре уровня избыточности: 7, 15, 25 и 30 %. Благодаря исправлению ошибок, удаётся нанести на QR-код рисунок и всё равно оставить его читаемым. Чтобы в коде не было элементов, способных запутать сканер, область данных складывается по модулю 2 со специальной маской. Корректно работающий кодер должен перепробовать все варианты масок, посчитать штрафные очки для каждой по особым правилам и выбрать самую удачную. Отдельно существует микроQR-код, ёмкостью до 35 цифр. Описание полей QR-кода. Код маски и уровня коррекции, возможные XOR-маски Страница 10 из 56 1.3.2. Основная и техническая информация некоторых двумерных штрих-кодов. Характеристик и технологии Aztec code MaxiCode ShotCode (ан гл.) Ez code Micro QR code QR-код Data Matrix Microsoft MicroPDF Tag (HCCB) 417 PDF417 CodablockF BeeTagg Внешний вид Считывание кода автономно Да Да Печать на черно-белом принтере Да Да Оптимизация для существующих технологий печати (квадратные/кру глые пиксели, расположенные в узлах прямоугольной сетки) Изображение строится из стандартных квадратных пикселов Нанесение на различные материалы(мета ллы и т. д.) Да, достаточно контрастного двухцветного изображения Нет, Нет, требуется требуется обращение к обращение интернет- к интернетсерверу серверу Да Да Да Да Да Нет, требуется обращение к интернетсерверу Да Да Да Нужен цветной принтер Изображение строится из стандартных квадратных пикселов Печать с низким разрешением , в принципе, возможна (информаци ю несут только центры треугольник ов и опорные линии) Изображение Изображение строится из Изображен строится из концентричес ие строится Изображени Изображение штрихов, ких из е строится из строится из центральная окружностей, стандартны стандартных стандартных мишень круглая, печать с х квадратных квадратных печать с малым малым квадратных пикселов пикселов разрешением разрешением пикселов затруднена затруднена Да, достаточно контрастного двухцветного изображения Да, Да, Да, Да, достаточно достаточно достаточно достаточно контрастного контрастно контрастног контрастного го о двухцветного двухцветного изображения двухцветно двухцветног изображения го о Да Да Да Нет, требуется обращение к интернетсерверу Да Да Да Да Изображение строится из шестиугольни ков, печать с малым разрешением затруднена Да, Да, Да, Да, достаточно Необходимо достаточно достаточно достаточно контрастного использовать контрастно контрастного контрастно цвета, что двухцветного го го двухцветного резко сужает изображения двухцветно изображения двухцветно круг го го Страница 11 из 56 Характеристик и технологии Aztec code MaxiCode ShotCode (ан гл.) Ez code Micro QR code QR-код Data Matrix изображен изображения ия Максимальный объем данных(при макс. уровне коррекции ошибок) около 2 Кбайт около 90 байт 76 бит; на сервере может храниться строка произвольн ой длины 9 байт Microsoft MicroPDF Tag (HCCB) 417 применений около 2-3 Кбайт 15x15 (пиксели) 11x11 11x11 (мм) (пиксели) 21x21 (пиксели) 5x10 (цветные 10x10 (пиксели) треугольник и) Максимальный размер 151x151 (пиксели) 17x17 (пиксели) 177x177 (пиксели) 144x144 (пиксели) Исправляетс я до 25% повреждени й (фиксирован ные уровни в 7, 15 и 25 процентов) Исправляется до 30% повреждений Исправляется до (фиксированн 30% ые уровни в повреждений 7, 15, 25 и 30 процентов) Устойчивость пространственн ого распознавания кода Поворот на произвольный угол, зеркальное отражение Открытость формата Формат открыт, хотя и защищен Есть Поворот на произвольн ый угол Формат открыт, но защищен CodablockF BeeTagg изображен ия 13 байт; на сервере может около 2-3 Кбайт храниться строка произвольно й длины Минимальный размер Исправляется до 95% повреждений Коды коррекции (уровень от 5% ошибок до 95%, стандартно 23%) изображен ия PDF417 Поворот на произвольны й угол, зеркальное отражение, выворотка Поворот на произвольный угол Формат Формат свободен, но свободен, но Формат свободен, но не Есть Неизвестно Формат закрыт Страница 12 из 56 Характеристик и технологии Поддержка индустрией Создание кодов Aztec code MaxiCode патентами, но передан в общественное достояние патентами ShotCode (ан гл.) Ez code Micro QR code QR-код Data Matrix не до конца не до конца до конца Используется в онлайновых билетах многих авиа- и ж/д Внутреннее компаний, а Небольшая, в Небольшая употребление также в рекламе , в рекламе компанией UPS регистрационн ых документах на автомобили в Польше Бесплатно [1] Бесплатно Бесплатно только линк на один сайт[2] Бесплатно, нужна регистраци я в системе Бесплатно Бесплатно Бесплатно нет нет Хранимое число сущностей Одна Одна Максимальное количество символов, которые помещаются в один код PDF417 CodablockF BeeTagg Широкая, в Широкая, в том Технология том числе и в числе и в на этапе промышленн промышленност тестировани ости и я Цифровая подпись Наименьший может содержать в себе до 13 цифр или 12 букв английского алфавита, а наибольший — 3832 цифр или Microsoft MicroPDF Tag (HCCB) 417 На момент бетатестировани я бесплатно RSA-1024 Неограничен ное количество цифры — 7089; Может вместить в себя 100 знаков информации От нескольких цифры и байт до 2 буквы килобайт (латиница) — данных 4296; До 2710 знаков. двоичный код — 2953 Страница 13 из 56 Характеристик и технологии Aztec code MaxiCode 3067 букв английского алфавита или 1914 байт данных. ShotCode (ан гл.) Ez code Micro QR code QR-код Data Matrix Microsoft MicroPDF Tag (HCCB) 417 PDF417 CodablockF BeeTagg байт (следователь но, около 2953 букв кириллицы в кодировке windows-1251 или около 1450 букв кириллицы в utf-8); иероглифы — 1817. Железные дороги Для кодирования текста или данных других типов. Область применения для электронн ых Для билетов грузоотправител ьных и Авиалинии грузоприемных систем (вес, для электронн порядковый номер, тип ых билетов материала, классификация, Правительстве степень опасности) нные документы Польские регистрац ионные документы на Плакаты, упаковки и товары, рекламные буклеты и справочники, используются музеями, в туризме Чаще всего в промышленност и и торговле, для маркировки в электронике, автомобилестро ении, пищевой промышленност и, авиакосмическо й и оборонной промышленност и, энергетическом машиностроени и,в рекламной и развлекательной Широко применяется в идентификац ии личности, учёте товаров, при сдаче отчетности в контролирую щие органы и других областях. Страница 14 из 56 Характеристик и технологии Aztec code автомобил и содержат в себе штрихкод Aztec code Ограничения в использовании открыт для общего использования MaxiCode ShotCode (ан гл.) Ez code Micro QR code QR-код Data Matrix Microsoft MicroPDF Tag (HCCB) 417 PDF417 CodablockF BeeTagg сферах может быть использован свободно и без каких-либо лицензионных отчислений открыт для общего использовани я Страница 15 из 56 1.4. Радиочастотная идентификация (RFID) Самой «жаркой» технологией на арене автоматической идентификации является RFID. Данная технология позволяет получать информацию о предмете без необходимости прямого контакта. Дистанции, на которых может проходить считывание и запись информации, может варьироваться от нескольких миллиметров до нескольких метров в зависимости от применяемой технологии. Сами радиочастотные метки тоже являются весьма различными, размером с кредитную карту, или совсем крошечные вживляемые стеклянные метки для отслеживания перемещения животных, или большие метки, которые прикрепляются к контейнерам, железнодорожному подвижному составу. Частота, на которой работают метки и считывающие устройства, также различна, от 126 kHz до 5.8 GHz. Самым большим преимуществом радиочастотной идентификации является то, что расстояние, на котором может происходить получение и запись информации, варьируется до нескольких десятков метров. Радиочастотное распознавание осуществляется с помощью закрепленных за объектом специальных меток, несущих идентификационную и другую информацию. Этот метод стал основой построения современных бесконтактных информационных систем и имеет устоявшееся название «RFID-технологии» аббревиатура от Radio Frequency Identification, что в переводе и означает «радиочастотная идентификация». RFID (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) — способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках. Системы радиочастотной идентификации состоят из основных компонентов: RFID-меток –устройств для хранения и передачи данных; Считывающих устройств – специальных приборов для распознавания и записи данных на метки; Антенны – устройства для приема и передачи радиосигнала. С помощью антенны метки и считыватели могут обмениваться данными; ПО — программы, помощью которой осуществляется сбор и анализ информации, получаемой с RFID-меток. Страница 16 из 56 Коммуникация между элементами RFID-системы осуществляется с помощью радиоволн – спектра электромагнитных волн определенной частоты. Считыватели подключаются к биркам по радиосвязи, получают от бирок данные и отправляют полученную информацию в базы данных. Считыватель имеет приемопередающее устройство и антенну, которые посылают сигнал к транспондеру и принимают ответный; компьютерная система проверяет и декодирует данные, а также сохраняет данные для последующей передачи, если это необходимо. Страница 17 из 56 Одна антенна может одновременно считывать несколько меток, находящихся в зоне ее действия. Считыватель излучает электромагнитные волны определенной частоты, чтобы активизировать метку и считать и/или записать данные. Расстояние, на котором может проходить считывание и запись информации, может варьироваться от нескольких миллиметров до десятков метров в зависимости от мощности излучения и используемой радиочастоты — чем выше диапазон частот системы RFID, тем это расстояние больше. Когда радиочастотная метка попадает в зону излучения, она определяет сигнал активации. Считыватель декодирует данные, закодированные во внутренней цепи метки (чипе), и данные передаются в базовый компьютер для обработки. По дальности считывания RFID-системы можно подразделить на системы: ближней идентификации (считывание производится на расстоянии до 20 см); идентификации средней дальности (от 20 см до 5 м); дальней идентификации (от 5 м до 100 м) Страница 18 из 56 1.4.1. Классификация RFID-меток Существует несколько способов систематизации RFID-меток и систем: По источнику питания По рабочей частоте По типу памяти По исполнению 1.4.1.1. По типу источника питания По типу источника питания RFID-метки делятся на: Пассивные. Активные. Полупассивные. Основные компоненты транспондера — интегральная микросхема, управляющая связью со сканером, и антенна. Интегральная микросхема (чип) имеет память, которая содержит идентификационный код или другие данные. Транспондер обнаруживает сигнал от сканера и начинает ему передавать данные, сохраненные в его памяти, при этом нет никакой необходимости в контакте или прямой видимости между ними, поскольку радиосигнал легко проникает через неметаллические материалы. Транспондеры даже могут быть скрыты внутри тех объектов, которые подлежат идентификации. Транспондеры бывают активными или пассивными. Активные транспондеры работают от присоединенной или встроенной батареи, они требуют меньшей мощности от считывателя и, как правило, имеют большую дальность чтения. Однако при этом они имеют больший размер, большую стоимость и ограниченный срок службы. Пассивный транспондер функционирует без источника питания, получая энергию из сигнала сканера, используя индуктивную связь. Он состоит из антенны, конденсатора и небольшой полупроводниковой микросхемы. Новейшие разработки позволяют объединять эти компоненты на акриловой подложке, уменьшая стоимость устройств RFID и позволяя производителям прикреплять к товарам бирки точно так же, как обычные Страница 19 из 56 этикетки. Пассивные метки меньше и легче активных, они дешевле, имеют фактически неограниченный срок службы, не нуждаются в батарейках и соответственно не требуют технического обслуживания. Недостатком является меньшая дальность считывания и необходимость в более мощном считывателе. Обычно пассивными бывают метки, которые содержат запрограммированный при изготовлении код (от 32 до 128 бит), который не может быть изменен. Эти метки наиболее часто служат уникальным номером объекта в базе данных, аналогично линейному штриховому коду. Полупассивные транспондеры, 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. 1.4.1.2. По типу используемой памяти По типу используемой памяти RFID-метки делятся на: RO (англ. Read Only) — данные записываются только один раз, сразу при изготовлении. Такие метки пригодны только для идентификации. Никакую новую информацию в них записать нельзя, и их практически невозможно подделать. WORM (англ. Write Once Read Many) — кроме уникального идентификатора такие метки содержат блок однократно записываемой памяти, которую в дальнейшем можно многократно читать. RW (англ. Read and Write) — такие метки содержат идентификатор и блок памяти для чтения/записи информации. Данные в них могут быть перезаписаны многократно. 1.4.1.3. По рабочей частоте По рабочей частоте RFID-метки делятся на: Метки диапазона Low Frequency (LF) — Низкие Частоты (НЧ) (125—134 кГц) Регулирующий стандарт: ISO/IEC 18000-2 Активно используется с 1980-х гг. Такие метки лучше других работают вблизи жидкостей и металлов, из-за чего этот стандарт стал особенно популярным в области опознавания животных. НЧ-метки могут считываться с расстояния в несколько сантиметров и имеют самую низкую скорость передачи данных. Пассивные системы данного диапазона имеют низкие цены, и в связи с физическими характеристиками, используются для подкожных Страница 20 из 56 меток при чипировании животных, людей и рыб. Однако, в связи с длиной волны, существуют проблемы со считыванием на большие расстояния, а также проблемы, связанные с появлением коллизий при считывании. Метки диапазона High Frequency (HF) — Высокие Частоты (ВЧ) (13,56 МГц) Регулирующий стандарт: ISO/IEC 18000-3 Широко применяются с середины 1990-х гг. в таких областях, как карты контроля доступа, платежные карты, борьба с подделкой товаров, отслеживание книг, и т.д. ВЧ-метки могут считываться с расстояния до 1м, но плохо работают вблизи металла. Системы 13МГц дешевы, не имеют экологических и лицензионных проблем, хорошо стандартизованы, имеют широкую линейку решений. Применяются в платежных системах, логистике, идентификации личности. Для частоты 13,56 МГц разработан стандарт ISO 14443 (виды A/B). В отличие от Mifare 1К в данном стандарте обеспечена система диверсификации ключей, что позволяет создавать открытые системы. Используются стандартизованные алгоритмы шифрования. На основе стандарта 14443 В разработано несколько десятков систем, например, система оплаты проезда общественного транспорта Парижского региона. Для существовавших в данном диапазоне частот стандартов были найдены серьёзные проблемы в безопасности: совершенно отсутствовала криптография у дешёвых чипов карты Mifare Ultralight, введённая в использование в Нидерландах для системы оплаты проезда в городском общественном транспорте OV-chipkaart, позднее была взломана считавшаяся более надёжной карта Mifare Classic. Как и для диапазона LF, в системах, построенных в HF-диапазоне, существуют проблемы со считыванием на большие расстояния, считывание в условиях высокой влажности, наличия металла, а также проблемы, связанные с появлением коллизий при считывании. Метки диапазона Ultra High Frequency (UHF) — Сверхвысокие Частоты (СВЧ) (860—960 МГц) Регулирующий стандарт: ISO/IEC 18000-6 Самый популярный диапазон в современных RFID-системах. UHF-метки могут считываться с расстояния до 10 метров и обеспечивают скорость передачи данных более 128кбит/сек. Данный стандарт стал основным в таких областях, как логистика и управление цепочками поставок товаров, благодаря усилиям мировых лидеров в этой области (Walmart, Metro Group, Департамент обороны США и др). Метки данного диапазона обладают наибольшей дальностью регистрации, во многих стандартах данного диапазона Страница 21 из 56 присутствуют антиколлизионные механизмы. Ориентированные изначально для нужд складской и производственной логистики, метки диапазона UHF не имели уникального идентификатора. Предполагалось, что идентификатором для метки будет служить EPCномер (Electronic Product Code) товара, который каждый производитель будет заносить в метку самостоятельно при производстве. Однако скоро стало ясно, что помимо функции носителя EPC-номера товара хорошо бы возложить на метку ещё и функцию контроля подлинности. То есть возникло требование, противоречащее самому себе: одновременно обеспечить уникальность метки и позволить производителю записывать произвольный EPC-номер. Долгое время не существовало чипов, которые бы удовлетворяли этим требованиям полностью. Выпущенный компанией Philips чип Gen 1.19 обладал неизменяемым идентификатором, но не имел никаких встроенных функций по паролированию банков памяти метки, и данные с метки мог считать кто угодно, имеющий соответствующее оборудование. Разработанные впоследствии чипы стандарта Gen 2.0 имели функции паролирования банков памяти (пароль на чтение, на запись), но не имели уникального идентификатора метки, что позволяло при желании создавать идентичные клоны меток. Наконец, в 2008 году компания NXP выпустила два новых чипа, которые на сегодняшний день отвечают всем выше перечисленным требованиям. Чипы SL3S1202 и SL3FCS1002 выполнены в стандарте EPC Gen 2.0, но отличаются от всех своих предшественников тем, что поле памяти TID (Tag ID), в которое при производстве обычно пишется код типа метки (и он в рамках одного артикула не отличается от метки к метке), разбито на две части. Первые 32 бита отведены под код производителя метки и её марку, а вторые 32 бита — под уникальный номер самого чипа. Поле TID — неизменяемое, и, таким образом, каждая метка является уникальной. Новые чипы имеют все преимущества меток стандарта Gen 2.0. Каждый банк памяти может быть защищен от чтения или записи паролем, EPC-номер может быть записан производителем товара в момент маркировки. В UHF RFID-системах по сравнению с LF и HF ниже стоимость меток, при этом выше стоимость прочего оборудования. В настоящее время частотный диапазон УВЧ открыт для свободного использования в Российской Федерации в так называемом «европейском» диапазоне — 863—868 МГЦ. Радиочастотные UHF-метки ближнего поля Метки ближнего поля (англ. UHF Near-Field), не являясь непосредственно радиометками, а используя магнитное поле антенны, позволяют решить проблему считывания в условиях высокой влажности, присутствия воды и металла. С помощью данной технологии ожидается начало массового применения RFID-меток в розничной торговле фармацевтическими товарами (нуждающимися в контроле подлинности, учёте, но при этом зачастую содержащими воду и металлические детали в упаковке). Страница 22 из 56 Метки диапазона Active Ultra High Frequency (UHF) — Активные Сверхвысокие Частоты (СВЧ) (433 МГц) Регулирующий стандарт: ISO/IEC 18000-7 Данная частота используется активными метками (радиометками с элементами питания). Активные метки обеспечивают максимальную дальность считывания (до 1 км.) и надежность считывания (100%). Основным минусом данных систем является стоимость меток, на порядок превышающая стоимость пассивных UHF-меток. Метки диапазона Microwaves — Микроволновое Излучение (2,45 ГГц и 5,8 ГГц) Регулирующий стандарт: ISO/IEC 18000-4 Используются на протяжении нескольких десятилетий в таких областях, как промышленная автоматизация, электронный сбор платежей и контроль доступа. Имеют диапазон считывания, сопоставимый с UHF (СВЧ), и более высокие скорости передачи данных. Используемые метки являются в основном активными или полуактивными, что ограничивает области их применения. Страница 23 из 56 1.4.2. RFID-принтеры RFID-принтер предназначен для кодирования радиочастотных этикеток (меток) и - одновременно печати на поверхности RFID-метки графической и текстовой информации. Размер транспондеров (или радиочастотных меток), варьируется от 12*28мм до 90*130мм. Это стоит учитывать при подборе RFIDпринтера. Принтеры радиочастотной идентификации могут быть карточными, мобильными, также по производительности различают принтеры начального, среднего, промышленного и суперпромышленного класса. RFID–принтеры, как правило, имеют более высокую производительность, по сравнению с обычными принтерами этикеток, и часто бывают оснащены большим объемом памяти. 1.4.2.1. Сферы применения RFID принтеров Наиболее широко технологии RFID-идентификации применяются в ритейле - для обеспечения систем безопасности (защита от краж). Все товары маркируются активными RFID-метками. Во время оплаты купленных товаров производится дезактивация метки. Таким образом, если посетитель попытается украсть товар или забудет заплатить за него, противокражная система (RFID-ворота), располагающаяся на выходе из магазина, уловит сигнал радиометки и оповестит об этом охранников и кассиров. Таким образом, за счет нанесения радиочастотных этикеток можно минимизировать количество краж товара, а значит, и сократить убытки торговой компании. Также в сфере розничной торговли использование RFID-принтеров может быть сопряжено с эффективной организацией учёта движений товаров. Еще одна, не менее популярная область активного применения RFID-принтеров – библиотеки. На книги наносятся радиочастотные метки с идентификационным кодом, хранящимся в автоматизированной информационной системе. Кроме того, RFID принтеры активно используются на промышленном производстве, в почтовой отрасли, на складах, в видеопрокатах. 1.4.2.2. Классификация RFID–принтеров Принтеры RFID, в соответствиями с производительностью печати этикеток, делятся на несколько групп: Страница 24 из 56 Карточные Мобильные Начального класса Среднего класса Коммерческие принтеры и принтеры промышленного класса Также, в зависимости от возможностей печати этикеток, различают принтеры для широкой печати, с высоким разрешением печати и т.п. Выбор конкретной модели зависит от сферы применения принтера, от необходимой интенсивности печати этикеток. Настольный компактный принтер с большим LCD дисплеем. Быстрая установка, максимально простое управление Надёжный многофункциональный принтер штрих-кодов, работающий 24 часа в сутки 7 дней в неделю. Инновационные устройства: максимум возможностей и мощности для самых различных задач печати Компактный принтер этикеток промышленного уровня, обладающий широким набором функций. Максимальная скорость печати - 254 мм/сек Первый в мире мобильный RFID-принтер Надёжный, умный и выносливый, мультифункциональный принтер этикеток подойдет для использования в любых, без исключения, приложениях. Разрешение печати - до 400 dpi. Страница 25 из 56 1.4.3. RFID считыватели RFID считыватель (rfid reader) - это устройство, которое позволяет считывать иформацию с RFID меток бесконтактным способом с помощью радиоволн. RFID считыватели (rfid readers) бывают мобильные, стационарные или монтируемые. Использование считывателей RFID сегодня весьма актуально, потому как на замену устройствам, распознающим штрих-код, постепенно приходят более прогрессивные технологии. Например, технологии, которые позволяют идентифицировать объект без прямой видимости этикетки. Источником информации в данном случае выступают RFID-метки, включающие в себя антенну и интегральную схему, необходимую для обработки и дальнейшего хранения данных. Подобные метки считываются с помощью радиоволн. Метки могут «нести» в себе подробную информацию об объекте (габариты, вес, стоимость и пр.). Современные модели RFID-считывателей работают с любыми видами меток. Универсальных считывателей, которые было бы одинаково удобно эксплуатировать в разных сферах, не существует. Однако модельный ряд считывающих устройств позволяет выбрать вариант, подходящий для использования в конкретной среде. RFID-устройства активно используются в различных отраслях: аптеки, склады, розничные магазины, многочисленные предприятия, библиотеки, вокзалы, аэропорты, места, в которых необходимо проведение идентификации животных и пр. 1.4.3.1. Мобильный RFID считыватель Мобильный RFID считыватель – это одноканальное локационное устройство ближнего поля со встроенным модулем RFID. По своей сути, RFID считыватель представляет собой терминал сбора данных с мощной защитой от неблагоприятного внешнего воздействия окружающей среды. Загазованная, пыльная, влажная среда, удары, падения, вибрации, - предназначенный для работы на складе или производстве, ручной RFID-считыватель стойко противостоит агрессивной окружающей среде. Кроме того, мобильный считыватель RFID-меток способен одинаково хорошо работать как внутри, так и вне помещения. Обычно вместе с ридером поставляется специализированное программное обеспечение. Терминалы сбора данных RFID используются для чтения, обработки данных, а некоторые модели и для записи данных на RFID-метки, дальнейшей передачи этой информации в учетную систему. Такие ридеры способны в режиме реального времени обрабатывать информацию с множества меток, располагающихся в зоне считывания. Чтобы минимизировать количество ошибок при одновременном считывании информации с разных меток, нужна функция антиколлизии. Страница 26 из 56 По сравнению со стационарными RFID-ридерами, мобильные обладают не такой большой дальностью считывания RFID-меток, потому как имеет место ограниченная мощность источника питания. В любом случае, дистанция взаимодействия с RFIDметками зависит как от типа терминала, так и от типа трансподера (RFID-метки). Есть у мобильных считывателей и преимущества: за счет мобильности значительно расширяется их сфера применения; метки, находящиеся даже в самых труднодоступных местах помещения, можно легко просканировать, если у вас есть ручное считывающее устройство. Наиболее популярным считается внедрение мобильных RFID-считывателей на небольших складах (для учета движения товаров), в автомобильной отрасли (учет автомобилей на базе активных rfid-меток), в различных помещениях (для контроля доступа к ним третьих лиц), в небольших розничных и оптовых точках (для инвентаризации и торговли). В зависимости оттого, какой вид связи поддерживает RFID терминал сбора данных, обмен данных с базой может производиться через последовательное соединение, USB-интерфейс, а также посредством сети GSM либо по беспроводной связи. Терминал для считывания и обработки RFID-меток, штрих-кодов, изображений Высокопроизводительное устройство для работы в системе автоматической идентификации, построенной на основе технологий как штрихового кодирования, так и RFID. Серия терминалов для считывания RFID меток: три форм-фактора на выбор, высочайшая производительность, лучшие показатели надёжности. 1.4.3.2. Стационарные считыватели Стационарный RFID-считыватель (RFID reader) - это устройство, работающее по принципу радиочастотной бесконтактной идентификации. Позволяет считывать информацию с RFID меток с помощью радиоволн. В сравнении с ручными (мобильными) считывателями стационарные модели демонстрируют более высокие показатели по быстродействию и дальности считывания. Они работают намного быстрее, способны одновременно обрабатывать десятки меток. В свою очередь, ручной считыватель - это тот же терминал сбора данных с поддержкой технологий RFID-кодирования - является незаменимым устройством, если необходимо не только собирать информацию об объектах учёта, но и обрабатывать её в мобильных условиях. Страница 27 из 56 Считыватель легко монтируется на погрузчик, тележку, трейлер RFID-считыватель поддерживает питание через Ethernet Незаменим в системах управления складами Подключение до двух антенн Cчитыватель промышленного класса xPortal Reader создан специально для розничных магазинов, офисов, больниц и других помещений, в которых необходимо считывать метки на документах, рабочих предметах, коробках. Для считывания информации с ID карт и меток людей, проходящих через дверные проемы. Идеально, когда в проеме установлено по 2 X-portal, которые могут быть прикреплены на стене, потолке и т.д 1.4.3.3. Монтируемые RFID считыватели Монтируемые RFID считыватели имеют более мощный источник питания, поэтому дальность и скорость чтения RFID меток у них больше чем у ручных. При этом монтируемые RFID считыватели также могут быть оснащены беспроводной связью, обеспечивая работу в режиме реального времени. Среди многообразия рынка и модификаций RFID-считывателей, существуют модели, устанавливаемые на средства передвижения (rfid на транспорт), например, складскую технику, спецмашины и т.д. и т.п. Отмечаем, что данный тип устройств является беспроводным и питание данных считывателей осуществляется от аккумуляторных батарей. Страница 28 из 56 Монтируемые на ТС RFID-считыватели являются идеальным выбором для работников крупных складов, медицинских учреждений, крупнейших торговых точек, а также множеств а других областей, где необходимо сканирование и движение на транспортном средстве. Монтируемые на ТС RFID-считыватели позволяют осуществлять безотрывное производство, управляя любым транспортным средством. Страница 29 из 56 1.4.4. Радиочастотные свойства материалов В технологии радиочастотной идентификации (radio frequency identification, RFID) используются радиоволны для автоматической идентификации физических объектов. На радиоволны может оказывать воздействие материал, в котором они распространяются. Материал называется радиопрозрачным или радиопроницаемым для определённых частот, если он позволяет проходить через себя радиволнам без существенных потерь энергии. Материал называется радионепрозрачным, если он блокирует, отражает или рассеивает радиоволны. Материал может позволять проходить через себя радиоволнам, но с существенными потерями энергии. Такие материалы называются радиопоглощающими. Радиопоглощение и радионепрозрачность являются относительными свойствами, так как зависят от частоты. Так, некоторый материал может быть радионепрозрачным на определённой частоте и радиопрозрачным на другой частоте. Радиочастотные свойства некоторых материалов. Материалы НЧ ВЧ УВЧ Микроволны Одежда Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопрозрачный Сухая древесина Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопоглащающий Графит Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радионепрозрачный Радионепрозрачный Жидкости Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопоглащающий Радиопоглащающий Металлы Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радионепрозрачный Радионепрозрачный Моторное масло Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопрозрачный Бумажные изделия Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопрозрачный Пластмасса Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопрозрачный Шампунь Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопоглащающий Радиопоглащающий Вода Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопоглащающий Радиопоглащающий Сырая древесина Радиопрозрачный Радиопрозрачный Радиопоглащающий Радиопоглащающий Страница 30 из 56 1.4.5. Стандарты Международные стандарты RFID, как составной части технологии автоматической идентификации, разрабатываются и принимаются международной организацией ISO совместно с IEC. Подготовка проектов (разработка) стандартов производится в тесном взаимодействии с инициативными заинтересованными организациями и компаниями. 1.4.5.1. Организации-разработчики стандартов EPCglobal EPCglobal (совместное предприятие GS1 и GS1 US) работает по международным стандартам в области использования RFID и EPC, с целью создать возможность идентификации любого объекта в цепи поставок товаров компаний во всем мире. Одна из миссий EPCglobal состоит в упорядочении большого количества RFIDпротоколов, появившихся в мире начиная с 90-х годов и создании единого протокола для реализации прорыва в восприятии RFID коммерческими организациями. AIM global AIM Global активно работает над промышленными стандартами с 1972 года. AIM Global — международная торговая ассоциация, представляющая поставщиков автоматической идентификации и мобильных технологий. Ассоциация активно поддерживает развитие AIM стандартов за счёт собственного Technical Symbology Committee, Global Standards Advisory Groups и группы экспертов RFID, а также через участие в промышленных, национальных (ANSI) и международных (ISO) группах разработок. В России разработка стандартов в области RFID поручена Ассоциации UNISCAN/GS1 Russia. GRIFS GRIFS — двухлетний проект по созданию Форума совместимости Стандартов RFID координируется GS1 совместно с ETSI и CENI. Проект финансируется Европейским сообществом . Начал свою деятельность в январе 2008 года. В рамках данного проекта проведены три конференции: Токио 26 сентября 2008 года Гон Конг 4 декабря 2008 года Брюссель 20 февраля 2009 года 1.4.5.2. Стандарт EPC Gen2 EPC Gen2 — сокращение от EPCglobal Generation 2. Деление меток на классы было принято задолго до появления инициативы EPCglobal, однако не существовало общепринятого протокола обмена между Страница 31 из 56 считывателями и метками. Это приводило к несовместимости считывателей и меток различных производителей. В 2004 г. ISO/IEC приняла единый международный стандарт ISO 18000, описывающий протоколы обмена (радиоинтерфейсы, англ. air interface) во всех частотных диапазонах RFID от 135 кГц до 2,45 ГГц. Диапазону УВЧ (860—960) МГц соответствует стандарт ISO 18000-6А/В. С учётом технических проблем, проявлявшихся при считывании меток классов 0 и 1 первого поколения, в 2004 г. специалисты Hardware Action Group EPCglobal создали новый протокол обмена между считывателем и меткой УВЧ диапазона — Class 1 Generation 2. В 2006 г. предложение EPC Gen2 с незначительными изменениями было принято ISO/IEC в качестве дополнения С к существующим вариантам А и В стандарта ISO 18000-6, и на данный момент стандарт ISO/IEC 18000-6C является наиболее распространённым стандартом технологии RFID в УВЧ диапазоне. Особенности ID Метки Gen 2 выпускаются как с записанным производителем номером, так и без него. Записанный производителем товара номер можно заблокировать так же, как и изначально встроенный. Антиколлизионный механизм (меток) Современные метки стандарта Gen 2 используют эффективный антиколлизионный механизм, основанный на развитой технологии «слотов» — многосессионном управлении состоянием меток во время «инвентаризации», — то есть, считывании меток в зоне регистрации. Данный механизм позволяет увеличить скорость считывания-инвентаризации меток до 1500 меток/сек (запись — до 16 меток/сек) при использовании промышленных портальных считывателей, например, компании Impinj. Считыватель и метки в начале запроса генерируют число q в диапазоне от 0 до 2 в степени n. Если число q считывателя и одной из меток совпало, то они производят обмен информацией. Если же количество отозвавшихся меток не равно единице, то считыватель производит новый запрос, при котором число q генерируется заново. В случае, если часто возникает ситуация, в которой не произошёл обмен информации с меткой (то есть если меток слишком много или слишком мало по сравнению с диапазоном, в котором лежит число q), считыватель корректирует степень двойки n, изменяя границы диапазона. Данный алгоритм работает гораздо быстрее алгоритма, используемого в Gen1, так как в первом случае считыватель побитно перебирает до 64-х бит, а во втором работает теория вероятности и имеется механизм регулировки. Антиколлизионный механизм (считывателей) Кроме того, Gen 2 метки позволяют эффективно использовать в перекрывающихся и близких зонах несколько считывателей одновременно (технология англ. Multiple Reader Mode) за счёт разнесения друг от друга частотных каналов считывателей. Страница 32 из 56 Цена Метки стандарта Gen2 в настоящее время уже существенно дешевле меток предыдущего поколения, что также делает их использование предпочтительным, а оборудование (считыватели) первого поколения в большинстве случаев требуют для работы с новыми стандартами лишь перепрограммирования встроенной программы (перепрошивки). Пароли Как и метки предыдущего стандарта, Gen2 обладают возможностью установки 32х-битного access-пароля. Кроме того, для каждой метки возможна установка киллпароля (англ. 'kill' password), после введения которого метка навсегда прекратит обмен информацией со считывателями. 1.4.5.3. ISO Стандарты В настоящее время в качестве международного стандарта в области RFID выступает различное множество стандартов описывающих различные области RFID: ISO 11784 — «Радиочастотная идентификация животных — Структура кодов» ISO 11785 — «Радиочастотная идентификация животных — Техническая концепция» ISO 14223 — «Радиочастотная идентификация животных — Транспондеры с расширенными функциями» ISO 10536 — «Идентификационные карты. Бесконтактные чиповые карты» ISO 14443 — «Идентификационные карты. Бесконтактные чиповые карты. Карты с малым расстоянием считывания» ISO 15693 — «Идентификационные карты. Бесконтактные чиповые карты. Карты средней дальности считывания» DIN/ISO 69873 — «Носители данных для инструмента и зажимных устройств» ISO/IEC 10374 — «Идентификация контейнеров» VDI 4470 — «Системы охраны товаров» ISO 15961 — «RFID для управления товарами: управляющий компьютер, функциональные команды меток и другие синтаксические возможности» ISO 15962 — «RFID для управления товарами: синтаксис данных» ISO 15963 — «Уникальная идентификация радиочастотных меток и регистрация владельца для управления уникальностью» ISO 18000 — «RFID для управления товарами: беспроводной интерфейс» ISO 18001 — «Информационные технологии — RFID для управления товарами — Рекомендуемые профили приложений» Страница 33 из 56 1.4.6. GS1 – глобальная международная система товарной нумерации GS1 – это глобальная международная система товарной нумерации, образованная в 1977 году на основе Европейской (European Article Numbering Association - GS1) и СевероАмериканской ( Uniform Code Council - UCC) ассоциаций товарной нумерации. В настоящее время система EAN•UCC объединяет 108 Национальных организацию из 110 стран мира. C 2005 г. организация носит название GS1 и все Национальные организации переименованы соответственно. Национальные организации товарной нумерации EAN уполномочены GS1 использовать систему EAN на национальном или региональном уровнях как официальные представители GS1 в отдельно взятых стране или группе стран. Может существовать только один представитель GS1 в отдельно взятых стране или группе стран. Ассоциация автоматической идентификации ЮНИСКАН/ГС1 РУС как член GS1 является единственной организацией товарной нумерации – представителем GS1 на территории Российской Федерации. В соответствии с государственным стандартом ГОСТ ИСО/МЭК 15420-2001 «управление системой нумерации, осуществляемое EAN*UCC, обеспечивает международную уникальность и согласованность в определении идентификационных кодов, присваиваемых конкретным предметам» (стр. III ГОСТ ИСО/МЭК 15420-2001). В Российской Федерации эти коды присваиваются Ассоциацией ЮНИСКАН/ГС1 РУС. Страница 34 из 56 1.4.7. EPC – электронный код продукции EPC (Electronic Product Code, Электронный код продукции) - это уникальный номер, определяющий конкретный предмет торговли в цепи поставок. Код ЕРС хранится на радиочастотной метке (RFID), которая состоит из кремниевого чипа и антенны. Считав код ЕРС, можно определить, например, происхождение предмета торговли или дату его производства. ЕРС во многом схож с Глобальным номером товара (GTIN): это - тоже ключ, открывающий доступ к информационным системам, входящим в состав Глобальной сети (EPCglobal Network). Electronic Product Code (EPC, Электронный код продукта) — торговая марка организации для набора совместимых технологий по бесконтактной маркировке товаров, в основном для целей логистики розничной торговли. Технология предусматривает присвоение каждому товару уникального идентификатора по «принципу номерного знака». Физический уровень обмена данными основан на ISO/IEC 18000-6. Формат данных EPC Type I содержит следующие поля: Заголовок[1] Номер кода[2] владельца EPC- Класс объекта[3] Серийный номер[4] Размер: 8 бит 28 бит 24 бита 36 бит Пример: 0x07 0x00012B4 0x00014F 0x123456789 В настоящее время наиболее часто используются 64- и 96-битные форматы EPCкода, существуют также 128-битовые стандарты. Ключевым аспектом идеологии EPC являются три принципа: Во-первых, это – то, что любой продукт, который можно приобрести, должен обладать уникальным электронным кодом (EPC), в котором есть обозначение производителя товара, код товара (назначаемый самим производителем). Любой покупатель имеет возможность по этому коду полностью определить, источник товара, тип товара и, скажем, код партии. Зная код EPC, покупатель, заинтересованный в приобретении данного вида товара, сможет выяснить, кто его предлагает, каковы условия поставки и т.п. Эти данные потенциальный покупатель находит через информационные сервисы EPC Global (EPCIS) либо обращается напрямую к локальным EPCсервисам поставщика. И продавец, и покупатель товара должны обладать инфраструктурой RFID: покупатель – средствами маркировки учетной единицы (SKU), а покупатель – считывающей аппаратурой. Стандарты EPC не накладывают ограничения на производителя и технические характеристики считывателей. Только на формат метки и совместимость с протоколами EPC, которые в равной мере регулируют наборы команд считывателя и радиометок. Также нет строгих Страница 35 из 56 предписаний, какое ПО должно реализовать EPC-сервисы на стороне покупателя или продавца. Есть лишь стандартизация ролей элементов этой инфраструктуры. Если говорить о технической стороне, в настоящее время существует четыре варианта EPC, причем каждый из них может быть автоматически опознан и расшифрован считывателем по данным в памяти радиометки. Тип кода EPC Длина заголовка, бит Стартовые биты Длина кода поставщика, бит Длина кода класса объекта, бит Серийный номер объекта, бит Полная длина EPC, бит Type I 2 01 21 17 24 64 Type II 2 10 15 13 34 64 Type III 2 11 26 13 23 64 96-бит и более 8 00 28 24 36 96 В рамках EPCIS существует система поиска в рамках кодов EPC, которая основана на стандартах ONS (Object naming services) и, если брать обиходные сравнения, похожа на службу доменных имен Internet (DNS). То есть все коды EPC разбиваются на древовидную структуру, по которой можно вычислить конечный EPC-код продукта. Страница 36 из 56 Сначала потенциальный покупатель ищет нужный продукт в классификаторах EPCIS. Пожалуй, здесь не найти метафоры лучше, чем поиск информации в поисковых системах всемирной сети Интернет. По типу продукции покупатель обнаруживает потенциального поставщика и выясняет его EPC-код, а также получает данные по условиям поставки, а также узнает искомое - код желаемой продукции, который назначил данному виду товара поставщик. Заказ на партию товара размещается автоматически, а когда выполнена оплата заказа, поставщик информирует покупателя об отправке требуемого количества груза и код самой партии, а, может быть, и серийные номера изделий. При отправке маркированного RFID-метками EPC товара, груз идентифицируется, и само сообщение об отгрузке может генерироваться автоматически. Начиная с этого момента, покупатель может следить за перемещением приобретенного товара приблизительно так, как это делается по номеру накладной при отправлениях через службы курьерской почты. Ведь предполагается, что транспортные компании тоже считывают данные с меток (либо посредством RFID, либо сканируя дублирующий EPC штрих-код, напечатанный на поверхности метки). Поэтому покупатель может получить оперативную информацию о том, где в данный момент находится его приобретение. Наконец, при поступлении товара на склад покупателя, его данные считываются, верифицируются в соответствии с заказом и, если груз доставлен без повреждений и весь в наличии, поставка считается состоявшейся. Схема способна адаптироваться к следующим унаследованным кодам и стандартам: GTIN (Global Trade Identity Number) — Глобальный номер товара - это 14разрядный международный номер товара, используемый в электронных каталогах и информационных системах - идентификационный номер продукции - международный код маркировки и учёта логистических единиц, разработанный и поддерживаемый GS1. GLN (Global Location Number) - глобального номера места нахождения предприятия - глобальный идентификационный номер GS1 GLN представляет собой 13-разрядный цифровой код (номер), предназначенный для идентификации предприятий, функциональных подразделений, физических местоположений Страница 37 из 56 1.5. Сравнение технологии RFID cо штрих-кодом Обе технологии объединяет то, что: Обе технологии применимы там, где отслеживаемые объекты нужно идентифицировать в контрольных точках. Обе технологии позволяют полностью автоматизировать процесс маркировки, причем используются практически одинаковые устройства автоматические принтеры-аппликаторы. Страница 38 из 56 1.5.1. Таблица сравнительных характеристик RFID и штрихового кодирования RFID метки Характеристики технологии Штриховой код UHF (860—960 МГц) HF (13,56 МГц) RFID-метка (Электронный код продукта, EPC), используемая в торговой сети Wal-Mart Бесконтактная смарт-карта Московского метро (система HF-диапазона) LF (125—134 кГц) Линейный Штрих-код Data Matrix Чтение без прямой видимости невозможно Чтение без прямой видимости невозможно До 100 байт До 2048 байт PDF417 QR-код образец Чтение даже скрытых меток Необходимость в прямой видимости метки Чтение даже скрытых меток Объём памяти От 10 до 512 000 байт Объем хранения данных От нескольких байтов до практически неограниченного количества данных, например, у активной метки с помощью 96 разрядов в целом может быть сгенерировано 80 000 трлн уникальных идентификаторов (256 до 4 кб Чтение даже скрытых меток Чтение без прямой видимости невозможно Чтение без прямой видимости невозможно До 3 072 байт До 2710 знаков. цифры — 7089; До 3750 символов данных цифры и буквы (латиница) — 4296; двоичный код — 2953 байт (следовательно, около 2953 букв Страница 39 из 56 RFID метки Характеристики технологии UHF (860—960 МГц) Штриховой код HF (13,56 МГц) LF (125—134 кГц) Линейный Штрих-код Data Matrix PDF417 заголовков, обозначающих используемую версию ЕРС, 256 млн названий компаний, 16 млн типов классов маркируемого объекта, 64 млрд номеров экземпляров маркируемого объекта) Возможность учета единицы товара Возможность перезаписи данных и многократного использования метки Да QR-код кириллицы в кодировке windows-1251 или около 1450 букв кириллицы в utf-8); иероглифы — 1817. Да Есть Нет Да Нет Нет Да Да Есть Есть До 100 м До 1 м Дальность регистрации Нет До 1 м До 4 м До 1 м (активная UHF метка) Максимальное расстояние считывания до 10 м несколько сантиметров несколько сантиметров Одновременная идентификация нескольких объектов До 200 меток в секунду Точность считывания 100% 100% 100% Повышенная прочность и сопротивляемость Повышенная прочность и сопротивляемость Повышенная прочность и сопротивляемость Устойчивость к воздействиям окружающей среды: механическому, до 50 см (UHF метка) Невозможна Зависит от считывателя Зависит от считывателя Зависит от считывателя 90-98% Крайне легко повреждается Крайне легко повреждается Крайне легко повреждается Крайне легко повреждается Зависит от материала, на Зависит от материала, на Зависит от материала, на Зависит от материала, на Страница 40 из 56 RFID метки Характеристики технологии UHF (860—960 МГц) Штриховой код HF (13,56 МГц) LF (125—134 кГц) Линейный Штрих-код который наносится температурному химическому, влаге Data Matrix который наносится Короткий PDF417 который наносится Короткий QR-код который наносится Короткий Короткий Зависит от Зависит от способа печати Зависит от способа способа печати и и материала, из печати и материала, материала, из которого из которого состоит которого состоит состоит отмечаемый объект отмечаемый отмечаемый объект объект Более 10 лет Более 10 лет Безопасность и защита Подделка практически невозможна от подделки Подделка практически невозможна Подделка практически невозможна Подделать легко Подделать возможно Подделать возможно Подделать возможно Существует ли защита данных от Да несанкционированного чтения Да Да Нет Нет Нет Нет Специальная защищенная бумага Специальная Специальная защищенная защищенная бумага бумага Срок жизни метки Дополнительный способ защиты Более 10 лет Зависит от способа печати и материала, из которого состоит отмечаемый объект Не требуется Не требуется (аналог акцизная (аналог акцизная марка) марка) Работа при повреждении метки Невозможна Идентификация движущихся объектов Да Подверженность помехам в виде Не требуется Есть Невозможна Невозможна Да Да Есть Есть Затруднена Затруднена Нет Возможна Возможна Нет Специальная защищенная бумага (аналог акцизная (аналог марка) акцизная марка) Затруднена Затруднена Затруднена Затруднена Нет Нет Страница 41 из 56 RFID метки Характеристики технологии Штриховой код HF (13,56 МГц) LF (125—134 кГц) Линейный Штрих-код Data Matrix Идентификация Возможна1 металлических объектов Возможна Возможна Возможна Возможна Возможна Возможна С трудом считывается на металле и некоторых Влияние типа материала жидкостях в ультравысокочастотном и микроволновом диапазонах С трудом считывается на металле и некоторых жидкостях в ультравысокочастотном и микроволновом диапазонах С трудом считывается на металле и некоторых жидкостях в ультравысокочастотном и микроволновом диапазонах Можно помещать на объект, изготовленный почти из любого материала Можно помещать на объект, изготовленный почти из любого материала Можно помещать на объект, изготовленный почти из любого материала Можно помещать на объект, изготовленный почти из любого материала Использование как стационарных, так и ручных терминалов для идентификации Да Да Да Да Да Да Возможность введения в тело человека или Возможна животного Возможна Возможна Затруднена Затруднена Затруднена Затруднена Проблемы социального характера Неприкосновенность частной жизни Неприкосновенность частной Неприкосновенность частной Нет жизни жизни Нет Нет Нет Габаритные характеристики Средние и малые UHF (860—960 МГц) PDF417 QR-код электромагнитных полей Да Средняя и высокая Средние и малые Средние и малые Средняя и высокая Средняя и высокая Малые Малые Низкая Низкая Низкая Стоимость от $0,08 Малые и сверхмалые Малые Низкая не более $0,01 1 Радиометки чаще всего не могут работать непосредственно на металле, но для таких применений есть специализированные и весьма недорогие (EUR 2.5-10) метки, которые или изготовлены в достаточно крупном корпусе (металл физически отделен корпусом от антенны на достаточное расстояние), или выполнены на ферритовой подложке. Страница 42 из 56 RFID метки Характеристики технологии UHF (860—960 МГц) Штриховой код HF (13,56 МГц) от 350 евро за приставку к смартфону, планшету Стоимость считывающей аппаратуры Более 35 000 руб за стационарный считыватель Степень зрелости технологии для систем в сетях сбыта, отслеживания и многих других типах систем, для борьбы с подделками Развивающаяся технология, небольшое количество типов прикладных систем, отсутствие глобальных стандартов. Data Matrix PDF417 QR-код более 20 000 руб. за стационарный считыватель Более 9 000 руб. за RFID антенну Область применения Линейный Штрих-код более 10 000 руб. за ручной считыватель Более 25 000 руб. за мобильный считыватель логистика и управление цепочками поставок, LF (125—134 кГц) система оплаты проезда общественного транспорта, карты контроля доступа, платежные карты, борьба с подделкой товаров, отслеживание книг, и т.д. системы с «интеллектуальными полками» системы безопасности, персональной идентификации и электронных платежей, В торговле чипирование животных, людей и рыб в промышленности и в идентификации торговле, в личности, учёте электронике, товаров, при Плакаты, автомобилестроении, сдаче отчетности упаковки и пищевой в товары, промышленности, контролирующие рекламные авиакосмической и органы и других буклеты и оборонной областях справочники, промышленности, используются энергетическом музеями, в машиностроении, в туризме рекламной и развлекательной сферах Существует более 30 лет, широко используется более 50 стандартов, некоторые из них по всему миру Страница 43 из 56 1.5.2. Преимущества и недостатки технологий Характеристики технологии RFID Возможность перезаписи. Данные RFID-метки могут перезаписываться и дополняться много раз, тогда как данные на штрих-коде не могут быть изменены – они записываются сразу при печати. Данные на штрихкоде являются статическими и не могут быть изменены. Отсутствие необходимости в прямой видимости. RFID-ридеру не требуется прямая видимость метки, чтобы считать ее данные. Взаимная ориентация метки и считывателя часто не играет роли. Метки могут читаться через упаковку, что делает возможным их скрытое размещение. Для чтения данных метке достаточно попасть в зону регистрации, в том числе при перемещении через нее на достаточно большой скорости. Напротив, устройству считывания штрих-кода всегда необходима прямая видимость штрих-кода для его чтения. Преимущества технологии Штрих-код Более низкая стоимость. Стоимость внедрения решения со штрих-кодами обычно ниже, чем у сравнимого RFID-решения. Точность. В нескольких случаях точность решения со штрих-кодами примерно одинакова, если не выше, по сравнению с эквивалентным RFID-решением. Отсутствие влияния типа материала. Система со штрих-кодами может успешно использоваться для отметки почти каждого вида материала. Отсутствие международных ограничений. Системы со штрих-кодам используются Бесконтактная работа. Большее расстояние чтения. RFID-метка может по всему миру без каких-либо правовых ограничений на применение данной считываться на значительно большем расстоянии, чем штрих-код. В зависимости от технологии. модели метки и считывателя радиус считывания может составлять до нескольких Более высокая степень зрелости технологии. Технология со штрих-кодами, десятков метров. возможно, является самой широко распространённой технологией в мире. Больший объем хранения данных. RFID-метка может хранить значительно больше информации, чем штрих-код. До 10 000 байт могут храниться на микросхеме Отсутствие проблем социального характера. Сегодня вы можете обнаружить штрихкоды почти на каждом товаре по всей планете, но ни одна группа защиты прав площадью в 1 квадратный сантиметр, в то время, как штриховые коды могут вместить 100 байт (знаков) информации, для воспроизведения которых понадобится на неприкосновенность частной жизни не возражает против их использования. площадь размером с лист формата А4. Необходимость нескольких точек проверки RFID-меток. Ридер проверяет метку в точке ее создания. Однако необходимы дополнительные точки проверки, ручные или Поддержка чтения нескольких меток. Промышленные ридеры могут одновременно считывать несколько десятков RFID-меток в секунду, используя так автоматические, в других местах операции. Причина проста. Отлично работающая называемую антиколлизионную функцию. Устройство считывания штрих кода, метка может быть повреждена после прохождения нескольких этапов обработки, что сделает ее полностью бесполезной. Если затем в какой-либо точке метку попытаются однако, может единовременно сканировать только один штрих-код. прочитать, то это закончится неудачей. Для устранения такой проблемы необходимо Считывание данных метки при любом ее расположении. В целях обеспечения ввести в операции несколько точек проверки, позволяющих убедиться в том, что автоматического считывания штрихового кода, комитетами по стандартам (в том метка не повреждена и может быть правильно прочитана. Если обнаружена числе EAN International) разработаны правила размещения штрих-меток на товарной поврежденная метка, то потребуются корректирующие действия для устранения и транспортной упаковке. К радиочастотным меткам эти требования не относятся. проблемы (например, создание новой метки с уникальным идентификатором Единственное условие - нахождение метки в зоне действия сканера. поврежденной метки и прикрепление ее к объекту). Т.е. приклеивание метки на объект не гарантирует, что она будет читаться в следующих точках операций. Устойчивость к воздействию окружающей среды. Существуют RFID-метки Следовательно, требуется проверка меток после их создания и прикрепления к обладающие повышенной прочностью и сопротивляемостью жестким условиям объекту. рабочей среды, а штрих-код легко повреждается (например, влагой или загрязнением). В тех сферах применения, где один и тот же объект может использоваться бессчетное количество раз (например, при идентификации паллет или возвратной тары), радиочастотная метка оказывается идеальным средством идентификации, так ее не требуется размещать на внешней стороне упаковки. Страница 44 из 56 Пассивные RFID-метки имеют практически неограниченный срок эксплуатации. Интеллектуальное поведение. RFID-метка может использоваться для выполнения других задач (например, для измерения таких условий окружающей среды, как температура и давление), кроме того, чтобы быть просто хранителем и переносчиком данных. Штрих-код же не обладает никаким интеллектом и является лишь средством хранения данных. Высокая степень безопасности. Уникальное неизменяемое число-идентификатор, присваиваемое метке при производстве, гарантирует высокую степень защиты меток от подделки. Также данные на метке могут быть зашифрованы. Как и любое цифровое устройство, радиочастотная метка обладает возможностью закрыть паролем операции записи и считывания данных, а также зашифровать их. В одной метке можно одновременно хранить открытые и закрытые данные. Влияние препятствий. RFID-ридер в зависимости от рабочих частот и других факторов, таких, как мощность и рабочий цикл, может быть неспособным читать метку при наличии между ридером и меткой таких радионепрозрачных преград, как металл, или таких радиопоглощающих материалов, как вода. Влияние препятствий. Считыватель штрихкодов не может читать штрихкод при наличии любой преграды между считывателем и штрихкодом. Влияние влажности. При применении RFID-ридеров, работающих в УВЧ- и микроволновом диапазонах, взвешенные в воздухе частицы воды могут поглощать Влияние влажности. В случае считывателей штрихкодов световой луч может энергию радиоволн, что будет приводить к недостаточности энергии, достигающей преломляться взвешенными в воздухе частицами воды, что будет выражаться в метки, для надлежащей передачи данных. искажении фокусировки. Недостатки технологии Ограничения по скорости. Для RFID-ридеров также может возникать потеря Ограничения по скорости. Если скорость движения штрихкодов будет превосходить точности считывания и отказ чтения метки, если скорость метки будет так высока, скорость сканирования считывателя, то это может привести к потере точности, а что у нее не будет достаточно времени для оптимального обеспечения себя энергией также к неспособности прочитать штрихкод. и передачи данных обратно ридеру. Внешний характер схем идентификации. Штрихкод или RFID-метки должны Внешний характер схем идентификации. Штрихкод или RFID-метки должны прикрепляться к объекту извне. Они не являются частью физических характеристик прикрепляться к объекту извне. Они не являются частью физических характеристик самого объекта. Следовательно, если такой объект будет снабжен неправильным самого объекта. Следовательно, если такой объект будет снабжен неправильным штрихкодом или неправильной меткой, то его идентификация окажется под вопросом. штрихкодом или неправильной меткой, то его идентификация окажется под Тем не менее есть возможность использования неотъемлемых свойств объекта для его вопросом. Тем не менее есть возможность использования неотъемлемых свойств однозначной идентификации. Например, личность можно однозначно объекта для его однозначной идентификации. Например, личность можно идентифицировать с помощью отпечатков пальцев или сканирования сетчатки глаза однозначно идентифицировать с помощью отпечатков пальцев или сканирования без какой-либо необходимости применять к такому лицу внешнюю схему сетчатки глаза без какой-либо необходимости применять к такому лицу внешнюю идентификации, как например, со штрихкодом или RFID-меткой. схему идентификации, как например, со штрихкодом или RFID-меткой. Небольшой объем хранимой информации Работоспособность метки утрачивается при частичном механическом Отсутствие возможности записи новых данных повреждении. Стоимость системы выше стоимости системы учёта, основанной на штрих-кодах. Не позволяет отслеживать товар в движении по всей логистической цепочке Сложность самостоятельного изготовления. Штрих-код можно напечатать на любом принтере. Подверженность помехам в виде электромагнитных полей. Недоверие пользователей, возможности использования её для сбора информации о Страница 45 из 56 людях. Установленная техническая база для считывания штрих-кодов существенно превосходит по объёму решения на основе RFID. Недостаточная открытость выработанных стандартов. Скорость. Снижение ручного труда. Время проведения стандартных операций (приемка, отгрузка, инвентаризация, размещение, перемещение и т.д.) сокращается более чем в 10 раз. Точность. Улучшение учета и контроля товаров. Исключительная точность получаемой информации. Отсутствие влияния на результаты человеческого фактора. Качество. Экономический эффект от внедрения становится очевидным в первые 4-6 месяцев после внедрения. Преимущества для бизнеса Упрощение идентификации товаров Оптимизация складских и транспортных процессов. Управление запасами и заказами товара. Ускорение процесса кассовых расчетов по сравнению со штих-кодированием. Защита от краж. Контроль цепочки поставки товара. Снижение потерь времени и товара на всех этапах движения товара Автоматизация внутренних процессов учета и контроля оборота маркированной продукции. По сумме характеристик RFID позволяет сконструировать решение гораздо более надежное, обладающее большей пропускной способностью считывания и предлагающее большую гибкость размещения считывающего оборудования. В тех случаях, когда эти факторы преобладают над ценой маркировки и обеспечивают желаемое упрощение автоматизации учета, например, готовой продукции или товара на складе, RFID имеет явные преимущества перед штрих-кодированием. Страница 46 из 56 1.6. Примеры RFID меток Самые распространённые виды RFID меток: электромагнитные системы (обычно используются при продаже книг, их вклеивают где-нибудь между страниц у корешка) акустомагнитные системы радиочастотные системы (обычно ими, или их аналогами в пластике с защёлкой снабжают одежду и бутылки элитного алкоголя, например) Страница 47 из 56 Левый столбец сверху вниз: карта московского метро, проездной аэроэкспресс, пластиковая карта для прохода в здание, RFID-метка, представленная компанией Перекрёсток на выставке РосНаноФорум-2011. Правый столбец сверху вниз: радиочастотная EAS-метка, акустомагнитная EAS-метка, бонусный билет на общественный транспорт Москвы с магнитной полосой, RFID-карта посетителя РосНаноФорума содержит даже две метки. Карта московского (внутреннее строение) метрополитена Страница 48 из 56 1.7. Применение RFID технологии На текущий момент RFID-технологии применяются в самых разнообразных сферах человеческой деятельности. С изменением экономической ситуации использование RFID становится все более экономически целесообразным. В первую очередь, берется во внимание следующий функционал RFID: Информация об объекте, его свойствах, качествах и т.п. Информация о положении объекта. 1.7.1. Логистика Проблема автоматического отслеживания товара на любом этапе его продвижения от производителя к потребителю всегда была актуальной. Задача управления цепочками поставок включает в себя такие этапы, как получение, хранение, инвентаризация, перемещение товара, определение местонахождения отдельных позиций. Использование технологии RFID на любом из этапов предоставляет уникальные возможности управления товарными запасами. Один из примеров комплексных разработок с использованием RFID контейнерные перевозки. Каждый контейнер оснащается меткой RFID, содержащей информацию о грузе и передающей данные на центральную станцию сбора данных на борту контейнеровоза, которая в свою очередь передаёт данные через спутниковую связь. Таким образом, владелец груза получает возможность отслеживать местоположение и сохранность груза. Технология RFID используется для учета автотранспорта, вагонов в движущихся железнодорожных составах, для идентификации автотранспортных средств на стоянках, парковках, автовокзалах. Применяется для обработки и доставки багажа на авиалиниях. 1.7.2. Склад Наиболее давним и эффективным является применение технологии RFID на этапе поступления товаров. RFID-считыватели, размещенные в дверных проемах складов, считывают информацию с радиочастотных меток, прикрепленных к контейнерам или паллетам, в момент провоза их автопогрузчиком. Радиочастотная метка может содержать информацию о характеристиках товара, поставщике, сопроводительных документах (заказ, накладная) и другое. Метка, как правило, везде сопровождает контейнер. Страница 49 из 56 Таким образом, уже в момент провоза товара через ворота склада информационная система управления складом может идентифицировать товар и определить все необходимые данные для регистрации нового поступления. С помощью информационной системы в реальном режиме времени происходит контроль водителя или выдаются ему рекомендации о процессе внутреннего перемещения товаров на складе. Например, сообщается номер стеллажа, куда должен быть транспортирован контейнер. В условиях постоянного товаропотока, большого ассортимента и большого числа обслуживаемых клиентов технология RFID предоставляет значительные преимущества в процессе комплектации, сортировки и отгрузки товаров. Укомплектованный для заказчика контейнер или паллету также оснащают радиочастотной меткой, которая содержит информацию о месте назначения груза, сопроводительных документах, дате отгрузки и т. д. Тогда при погрузке в транспорт информационная система автоматически проконтролирует, чтобы контейнер был погружен именно в то транспортное средство, которое доставит его в нужное место в нужное время. Считыватели радиочастотных меток также можно размещать и на стеллажах, где хранится товар. По команде от информационной системы управления складом считыватели могут просканировать RFID метки и незамедлительно выдать информацию о том, где, сколько и какого товара находится. При такой автоматической инвентаризации также можно получить дополнительную информацию, например, предупреждение, у каких товаров истекает срок годности. 1.7.3. Торговля Ярким примером использования технологии RFID является ее применение непосредственно в процессе розничной реализации товара. RFID метки располагают непосредственно на каждом товаре, что позволяет просканировать все покупки, не вынимая товар из корзины или тележки, Это значительно увеличивает пропускную способность кассовых узлов. Одной из особенностей использования технологии радиочастотной идентификации, являются, так называемые, смарт-полки. Они оборудованы считывающими устройствами, подключенными к центральной информационной системе. Такие полки распознают перемещение или замену расположенных на них товаров и передают эту информацию центральной информационной системе. Значительным преимуществом такой системы является то, что она может автоматически формировать запросы на пополнение или обновление ассортимента товаров. Страница 50 из 56 1.7.4. Промышленность Технология RFID предоставляет широкие возможности для управления технологическим процессом в промышленном производстве. К обрабатываемым объектам прикрепляются радиочастотные метки с информацией для контроля текущего состояния объекта (тип, размеры, сорт, этап обработки, требуемое качество). Современные системы радиочастотной идентификации позволяют производить на одной производственной линии несколько вариантов продукта, идентифицируя и четко распознавая состояние продукта на каждом этапе сборки. Наиболее показательным примером эффективного использования RFID в производстве является автомобильная промышленность. Сейчас часто производители выпускают автомобили с заказной комплектацией, и на конвейере подряд могут собираться две разные машины. В этих условиях особенно большое значение приобретает необходимость четкого автоматического отслеживания потоков материалов и данных. К корпусу автомобиля крепится радиочастотная метка с записанной на нее информацией о необходимых технологических операциях и используемых комплектующих для различных участков сборочной линии. RFID-ридеры, расположенные на каждом участке, считывают из меток эту информацию и на ее основании управляют автоматическими сборочными конвейерами (монтируют необходимые комплектующие, задают цвет покраски кузова и т. д.). Более того, в каждом технологическом цикле в RFIDтранспондер записывается информация об уже произведенных операциях и о том, кто эти операции выполнил, для использования ее при последующем контроле качества. 1.7.5. Защита от подделок В последнее время достаточно актуальной стала проблема борьбы с фальсифицированными товарами. Особенно остро эта проблема стоит в фармацевтической промышленности, так как возникает прямая угроза здоровью и жизни людей. Фармацевтические компании надеются повысить уровень защиты от фальсифицированных медикаментов путем имплантации RFID-метки в каждую упаковку с лекарственными средствами. В каждой упаковке производимой продукции размещается защищенная специальным образом метка, которая содержит информацию о производителе медикамента. Сканирование всех упаковок при поступлении товара в аптечную сеть позволяет выявить упаковки фальсифицированных лекарственных средств, у которых отсутствует RFID-метка или информация о производителе не верна. А информация о сроке годности, содержащаяся в этой же метке, предотвратит реализацию медикаментов с истекшим сроком годности. Аналогичным образом можно отслеживать происхождение продуктов питания на всех стадиях, включая производство, обработку и сбыт, предотвращая реализацию некачественного товара. Страница 51 из 56 1.7.6. Медицина Повышение комфорта и качества лечения. Пациенты снабжаются ручными браслетами с интегрированными в них транспондерами, в которых закодированы имя пациента и номер истории его болезни, хранящейся в электронной базе данных. Кроме того, в метки заносится вся информация о необходимых для лечения данных: группа крови, сведения об аллергии, прописанные лекарства, и др. Использование подобной базы данных предотвращает ошибки, связанные с плохим почерком, утерей выписок, долгим поиском нужной информации. RFID-браслеты можно использовать для быстрого поиска ушедшего из своей палаты пациента, требующего по состоянию здоровья постоянного присмотра. 1.7.7. Архивы и библиотеки Технологии RFID нашли широкое применение и в процессе обслуживания читателей в библиотеках, а также в системах учета библиотечного фонда. Радиочастотные метки специального исполнения легко размещаются на библиотечных материалах и выполняют не только функцию идентификации, но и функцию защиты от краж. С помощью RFID-ридера можно легко идентифицировать книги на полках, что используется для быстрого проведения инвентаризации библиотечного фонда, а также для поиска определенных библиотечных материалов. Это важно для автоматизации процесса выдачи книг. RFID позволяет создать информационную систему управления библиотекой, с помощью которой можно выполнять считывание и запись радиочастотных меток на библиотечных материалах, активировать противокражную функцию меток, идентифицировать бесконтактные карты читателей. Факты: Первыми библиотеками, в 1999 году начавшими использовать RFID (в США), стали Rockefeller University в Нью-Йорке и Farmington Community Library. Одно из самых крупных библиотечных применений RFID — библиотека Ватикана, насчитывающая в своем фонде более двух миллионов экземпляров книг. В Москве RFID-система внедрена в Доме Украинской Книги имени Леси Украинки. В Санкт-Петербурге с помощью RFID автоматизирована библиотека восточного факультета СПБГУ. Страница 52 из 56 1.7.8. Электронные паспорта Во многих странах получил поддержку выпуск электронных паспортов (e-passport). Паспорта нового образца имеют RFID-чип, встроенный в обложку паспорта. В паспорте содержится стандартная информация о владельце, история перемещений - время, дата и место въезда и выезда в страну. А также в памяти чипа может размещаться цифровая фотография владельца и биометрические данные (например, отпечатки пальцев). В некоторых странах RFID-паспорта могут содержать и цифровую подпись владельца. В местах предъявления паспорта эта информация может быть прочитана специальными RFID-считывателями, которые при декодировании данных используют специальные алгоритмы, так как информация в чипе защищена от неправомочного считывания. Использование технологии RFID позволяет не только повысить степень защиты паспортов от подделок, но и предоставляет возможность максимально автоматизировать процедуру паспортного контроля. 1.7.9. Другие области применения Транспортные платежи Дистанционное управление Опознавание животных Сельское хозяйство Страница 53 из 56 1.8. Часто задаваемые вопросы 1. Можно ли подделать радиометку? При желании подделать можно практически любую вещь. Но, в случае с RFIDметкой, сделать это чрезвычайно сложно. Радиометка имеет два основных уровня защиты. Во-первых, это уникальный EPC-код, который дополнительно может быть защищен паролем от несанкционированного считывания. Кроме того, в процессе производства микрочипу каждой метки присваивается собственный уникальный кодидентификатор TID (Tag Identifier) – его можно записать только в заводских условиях, а оборудование для производства меток стоит сотни миллионов долларов. Таким образом, для того, чтобы подделать радиометку, необходимо иметь свой завод по производству микрочипов. Технология RFID постоянно развивается, разрабатываются дополнительные меры защиты. Благодаря высочайшей степени защиты от подделки радиометки все чаще применяются в сфере контроля подлинности товаров (например, для маркировки лекарств). 2. Что будет, если RFID-метка прочитается больше одного раза? Каждая метка имеет собственный уникальный код-идентификатор. Часто в процессе работы система считывает одну и ту же метку до 1000 раз в секунду. Существуют специальные алгоритмы обработки и фильтрации данных, получаемых считывающим оборудованием от радиометок. С их помощью система может распознавать только нужную, значимую информацию. Это позволяет избежать «задвоения» данных и обеспечивает точный учет объектов. Каждая метка учитывается ровно столько раз, сколько это необходимо. 3. Оказывают ли радиометки влияние на здоровье человека? В данной области существуют жесткие стандарты. Все оборудование, предлагаемое нашей компанией, сертифицировано и является безвредным для человека. Радиосигнал, передаваемый RFID-метками, значительно уступает по мощности тем же мобильным телефонам, которыми мы пользуемся ежедневно. Технология RFID одобрена для использования даже в медицинских учреждениях. 4. Как влияют друг на друга RFID-считыватели и оборудование мобильной связи? Ведь они работают в близких диапазонах частот. RFID-оборудование относится к классу устройств так называемого «малого радиуса действия» (SRD, или Short range devices). Оно не создает недопустимых помех и не требует защиты от помех, создаваемых другими электронными устройствами. В частности, оно не оказывают никакого влияния на устройства мобильной связи. Страница 54 из 56 5. Является ли информация, нанесенная на радиометки, защищенной от прослушки и несанкционированного доступа? Информация, записанная на радиометку, при необходимости, может быть защищена паролем. Не зная этого пароля, информацию с метки считать невозможно. 6. В каких областях можно применять RFID-технологии? RFID-технологии могут применяться для учета и идентификации практически любых объектов. Кроме того, они могут использоваться для дистанционного сбора данных об окружающей среде (например, для контроля температуры, влажности и т.п.). Радиочастотная идентификация применяется для оптимизации процесса учета, сборки, сортировки, проверки подлинности объектов, регистрации перемещения, в антикражных системах. Возможные сферы применения RFID: Складской учет Маркировка комплектующих в промышленности Строительство Розничная торговля Маркировка документов в архивах Маркировка книг в библиотеках Спортивные соревнования Инвентаризация Идентификация животных Системы доступа Промоакции Логистика Электронные документы Транспорт 7. Насколько оправданны вложения в RFID-технологии для малого и среднего бизнеса? Точный учет объектов, отслеживание их перемещений, профилактика краж – вопросы, актуальные не только для крупных предприятий. Внедрение RFID- технологий в малом и среднем бизнесе обеспечивает возможность более эффективно управлять имеющимися ресурсами и позволяет не только экономить, но и больше зарабатывать. Вложения в RFID для таких предприятий в большинстве случаев оправданны. Использование прогрессивных технологий высвобождает человеческие ресурсы, снижает издержки за счет организации более эффективной системы закупок и продаж, что в итоге обеспечивает компании серьезные конкурентные преимущества. 8. Какие преимущества дает внедрение RFID-технологий на производстве? Наличие точной оперативной информации об объектах производства позволяет избежать затоваривания складов, и, как следствие, приводит к повышению эффективности Страница 55 из 56 и оптимизации всех производственных процессов. RFID- технологии помогают внедрить на предприятии систему поставок just in time. 9. Какие преимущества дает переход от традиционных штрихкодов на RFIDтехнологии в розничной торговле? Внедрение RFID-технологий в рознице существенно сокращает время на инвентаризацию склада, появляется возможность более эффективного управления запасами и планирования закупок. Кроме того, данные технологии обеспечивают полную прозрачность процесса продаж – компания получает доступ к данным, которые раньше были просто недоступны. RFID- технологии помогают оценить отдачу от маркетинговых мероприятий, выяснить, какие товары чаще всего покупаются в комплекте, или, к примеру, осматриваются или примеряются покупателями, но по какой-то причине в итоге так и не приобретаются и т.д. Решения, основанные на RFID, позволяют создавать эффективные противокражные системы. Использование RFID позволяет экономить время, сокращает издержки и дает возможность повысить качество сервиса. 10. Насколько сложно предприятию или организации перейти на RFIDтехнологии? Требуется ли смена ПО, переобучение сотрудников? Внедрение технологий радиочастотной идентификации не требует от клиента никаких дополнительных усилий. Переход на RFID-технологии не требует переучивания сотрудников и смены ПО. 11. В чем заключается выгода конечных потребителей от внедрения RFIDтехнологий? Следствием оптимизации издержек, как правило, является снижение цены продукта для конечных потребителей. RFID-метки, в силу того, что их чрезвычайно сложно подделать, могут использоваться в качестве маркировки, подтверждающей подлинность товаров, что особенно важно при покупке лекарств, парфюмерии и косметики. С помощью радиометок можно будет без труда опознать украденную вещь. Кроме того, RFID-технологии позволяют существенно повысить качество обслуживания – компании получают возможность внедрять «умные» пользовательские сервисы, делающие процесс покупки более удобным и приятным. Так, с помощью RFID покупатели могли бы получать расширенную информацию о товаре, продавца-консультанта может заменить «интеллектуальный помощник» и т.п. 12. Какова дальность работы RFID-меток? В зависимости от типа метки и области ее применения, дальность считывания может существенно различаться. Самую большую дальность работы имеют так называемые активные метки, применяемые для отслеживания крупногабаритные объектов, таких как вагоны, контейнеры и т.п. Метки этого типа могут считываться с расстояния в сотни метров. Дальность работы пассивных и полупассивных меток обычно не превышает 10 метров. Страница 56 из 56
