RFID (Radio Frequency Identification) — это способ обеспечения хранения и передачи информации из удобного носителя-метки в нужное место, с помощью специальных устройств. Такие метки-идентификаторы позволяют облегчить распознавание различных объектов: товаров в магазине, подвижных средств при транспортировке, помогают определять их местоположение, могут идентифицировать людей и животных, не говоря уже о широких возможностях идентификации документов и имущества.

Что такое RFID-метка

Принимаемая RFID-меткой от антенны электромагнитная волна активизирует ее, и становятся возможными как запись данных на метку, так и считывание данных с метки. Антенна служит таким образом многофункциональным каналом связи между приемопередатчиком и меткой, полностью обеспечивающим процессы передачи и получения данных.

Антенны различных форм и размеров могут встраиваться в сканеры, ворота, турникеты, - в разные средства для работы с RFID-метками, с целью обеспечения доступа к информации, хранящейся в метках товаров, предметов, людей, транспорта и т. д. - всего, что перемещается через зону действия антенны сканера, и имеет на себе RFID-метку.

Антенна может непрерывно работать и постоянно считывать метки в большом количестве, все время опрашивая их, либо может включаться на некоторое время по сигналу от оператора. Антенна с приемопередатчиком и декодером часто находятся в одном общем корпусе, чтобы сигнал от антенны сразу бы демодулировался, расшифровывался и передавался бы через стандартный интерфейс на ПК для дальнейшей обработки полученных данных.

Сама метка обычно содержит в себе антенну, приемник, передатчик, и память для хранения данных. Энергию метка получает из радиосигнала антенны считывателя или от собственного источника питания, после получения внешнего сигнала, метка отвечает собственным сигналом, в котором содержится определенная идентификационная информация. Таким образом RFID-метки — это своего рода этикетки, только более умные.

Запись информации на RFID-метку

На метку информация может быть записана разными способами, в зависимости от конструкции метки. Так, RFID-метки могут быть следующих типов:

R/O - метки только для считывания (Read Only), когда данные заносятся на стадии изготовления метки, и больше не изменяются;

WORM - метки для однократной записи и последующего многократного считывания (Write Once Read Many), в такие метки на производстве не заносят никаких данных, информация записывается пользователем единожды, затем может многократно считываться;

R/W - метки для многократной записи и последующего многократного считывания информации (Read/Write).

Пассивные и активные RFID-метки

Пассивная RFID-метка способна работать без собственного источника энергии, она получает энергию для питания только от сигнала сканера. Такие метки меньше по размеру чем активные, легче по весу, дешевле в производстве, и отличаются неограниченным сроком эксплуатации — это их главное достоинство.

Условный недостаток пассивной RFID-метки — необходимо устройство считывания достаточно большой мощности. Активная метка отличается наличием встроенной батареи или потребностью в присоединяемой батареи.

Такие метки взаимодействуют с антенной сканера на большем расстоянии чем пассивные метки, поскольку им требуется меньше мощности от антенны в процессе работы — это главное достоинство активных меток, они отличаются дальностью считывания в 2-3 раза большей, чем пассивные метки, к тому же активная метка может двигаться с высокой скоростью через зону действия сканера, и все равно успеет сработать.

Как пассивные, так и активные метки по возможностям записи/считывания, однократной/многократной, - могут широко различаться независимо от способа питания.

Приемник, передатчик, антенна и блок памяти — вот основные части RFID-метки. Все кроме антенны помещается в корпус маленькой микросхемы — чипа, поэтому с виду может показаться что метка состоит лишь из многовитковой антенны и чипа. В активных метках есть еще одна часть — источник питания, литиевая батарейка например.

Преимущества RFID-меток перед графическими идентификаторами

Штрих-код печатается всего один раз на стадии производства и упаковки, а информация на RFID-метке может быть не только полностью изменена, но и дополнена. Метки могут считываться сразу в большом количестве благодаря механизму антиколлозии, чего сложно достичь для графических кодов.

Несмотря на то что матричные коды способны вмещать относительно большие объемы данных, им требуются большие площади для нанесения кодов, например чтобы штрих-кодом записать 50 байт, потребуется лист формата А4, в то время как RFID-метка с чипом площадью всего 1 квадратный сантиметр легко вместит 1000 байт.

Запись на метку достаточно быстра, а графические коды нужно сначала набирать, затем печатать и наклеивать, да еще и сохранить целостность изображения.

С RFID-идентификаторами все проще, достаточно на стадии производства «имплантировать» метку в упаковку (не обязательно снаружи), затем бесконтактным способом записать данные, и метка будет вечной (не менее 1000000 взаимодействий с антенной сканера), скрытой внутри изделия метке не страшны ни грязь, ни пыль.

К тому же данные записанные на метку, целиком или частично, можно при необходимости защитить от считывания или перезаписи паролем — это надежный способ защиты от подделок. При этом считывание происходит при любом положении метки в зоне действия сканера — это удобнее чем графический код, который нужно ровно поднести к сканеру.

Частоты в зависимости от области применения

Там где требуется высокая скорость считывания, к примеру для контроля автомобилей в движении, вагонов на железной дороге, в системах сбора отходов — используют высокие частоты 850-950 МГц и 2,4-5 ГГц. Высокочастотные сканеры монтируются в ворота или шлагбаумы, а RFID-метка (транспондер) устанавливается, например, на лобовом стекле автомобиля. Дальность взаимодействия метки со сканером составляет от 4 до 8 метров, что создает благоприятные условия для людей, поскольку считывающее устройство располагается вне их досягаемости.

В настоящее время очень популярен среднечастотный диапазон 10-15 МГц. Он используется в транспортных и других аналогичных приложениях, где требуется работа с перезаписываемыми картами, смарт-картами и т. д. Многие нынешние смарт-карты работают как раз как RFID-метки средневолнового диапазона.

Диапазон низких частот 100-500 Кгц действует на небольшом расстоянии между сканером и объектом, не более 50 см, иногда меньше 10 см.

Большая антенна компенсирует небольшую дальность взаимодействия, однако помехи от высоковольтных линий, компьютеров и даже энергосберегающих ламп могут помешать работе системы. Но все равно во многих системах управления доступом (склады, проходные) низкие частоты для работы с бесконтактными RFID-картами применяются. Кроме того низкочастотный диапазон используется для бесконтактной идентификации животных и металлических предметов, таких например как пивные кеги.

IT-инфраструктура ,

Стандарты связи

RFID-метка для пациентов, чтобы их было видно на карте больницы

- А можете каждому строителю чип в голову вшить?
- Теоретически да, но, может быть, объясните, зачем вам это нужно?
- Они у нас стройматериалы воруют. Прямо во время работ. А так каждого будет видно, куда он там зашёл, куда не надо.

Проект решился вшиванием в форменную одежду RFID-метки, разделением стройки на зоны и дальше тем, что делается в сети при построении периметра. То есть построением профиля «белого» трафика - кто, куда и когда ходит. А потом - как на файрволле - запретили строителям всё остальное. Кражи сразу сократились. Прораб получил потустороннюю силу и видел почти каждый косяк.

А дальше каждый чёртов раз, когда я рассказываю про RFID-решение, люди начинают махать руками и путать эти метки с Wi-Fi, Bluetooth и пассивными резонирующими контурами. Одна из причин - некоторые RFID-метки действительно работают по Wi-Fi 802.11. Давайте расскажу, как это используется на практике в разных странах.

Пассивные и активные RFID

Есть два вида RFID-меток. Первые - те, которые не имеют собственного бортового питания и просто резонируют в магнитном поле. Такие вы чаще всего видите в магазинах от книжного до одежды, и даже на колбасе в продуктовом. Они очень дешёвые, маленькие и надёжные, если у злоумышленника нет сумки, сплётённой из проволоки по принципу клетки Фарадея.

Пассивные метки

Активные радиометки - это уже не резонирующий, а самостоятельно излучающий контур. Трансляция сигнала идёт постоянно и на существенно большее расстояние. Активные метки дороже, больше, но зато могут отдавать большее количество данных. Активные метки, очевидно, куда проще считывать - соответственно, сами считыватели будут на два порядка меньше и на порядок менее требовательными к питанию.

Активные метки

Обычная дальность сработки для пассивной метки - 3 метра, для активной - 100–500 метров.

«Большие» активные метки, чтобы два раза не вставать, снабжают и разными сенсорами. Возможность непрерывного мониторинга и передачи в радиоэфир сигнала даёт возможность вещать уровень температуры, влажности, оповещать о толчках и ударах, уровне вибрации, показывать уровень освещённости, загазованности (в том числе качественно, например, только по углекислоте), вещать уровень радиации. И писать логи во внутреннюю память - 512 килобайт уже не кажутся фантастикой.

Перечисленные метки очень активно применяются на разных производствах.

RFID over Wi-Fi 802.11

Теперь мы добрались до самых интересных и крупных RFID-меток. Это 802.11-совместимые радиоустройства, которые вещают на частотах от 2,4 до 2,4835 ГГц или 5,8 ГГц до 5,825 - в тех самых «бытовых» диапазонах. А прелесть их в в том, что они «из коробки» являются полноценными частями Wi-Fi-инфраструктуры и не требуют никаких промежуточных протоколов или интерфейсов для общения.

Не все поддерживают 5GHz - например, эта 802.11 b/g/n, 2.4GHz

Пациенты далеко не уйдут

Метка как на картинке сверху поста внедрялась в иностранном госпитале. Её цепляли пациентам на пояс. Она передаёт базовую телеметрию без дополнительных примочек - просто положение пациента (в случае больницы - ближайший излучатель, соответствующий палате или коридору). Если на неё надавить пальцем по углублению, то можно вызвать сестру, если надавить сильно или упасть лицом в пол вместе с меткой - вместо сестры прибежит сразу врач.

Она 802.11 b/g/n, мощность сигнала омниантенны +11.5dBm, 2.4 - 2.4835 GHz, протокол - UDP/IP или DHCP, заявлено 16 Мбит/с на 40 метров, 6 Мбит/c на 100 метров. Защита Open/WPA2, батарейка не извлекается, на морозе умирает через сутки-двое, есть некий класс защиты от дождя. Размер - примерно как таракан из «Пятого элемента», 3х5 сантиметров и чуть меньше сантиметра в высоту. Весит 2 грамма (столько крови в мышке-полёвке). Сзади клипса или липучка.

Больница в Канаде поставила эти метки и на персонал тоже - просто посмотреть, что можно сделать дальше. Выяснилось, что с помощью таких вещей можно очень повысить безопасность выполнения разных процедур, оптимизировать потоки пациентов, упростить работу по ведению журнала для охраны, мониторить всякие разные параметры с внешних датчков. Лучшая история - противный писк, если не вымыть руки, когда пришёл из «грязной» зоны.

Финал - внедрение меток на всё ценное оборудование. Начали просто с быстрого поиска предметов вроде коек, носилок и инвалидных кресел, но потом поняли, что можно снимать телеметрию с приборов. И подключили к уведомлениям а-ля Zabbix все медицинские мониторы, аппараты ИВЛ и т. п.

Поиск халявщиков на производстве

Ещё одно интересное внедрение делалось на американском производственном комплексе. Для начала каждый контейнер и каждая отдельная учётная единица (палета или ящик) снабжались пассивной RFID-меткой, для того чтобы вести точный учёт продукции и знать, что и как расходуется. Уже одно это несколько уменьшило, как написали в отчёте, «непроизводственные потери» - похоже, у них в Америке так же весело воруют, как и на привычных нам заводах.

Затем метки повесили на форму рабочих - это сделано по требованиям безопасности труда. На части меток - функция «одинокий рабочий», когда нужно двигаться или теребить метку раз в 5–10 минут. Не сделал - она противно пищит, а через 15 секунд отправляется SOS.

Затем, отслеживая потоки рабочих и материалов, аналитики производства стали искать проблемы. Нашли пару ручных процедур, которые совершенно не нужны были на заводе, автоматизировали часть процессов, разгрузили внутреннюю логистику за счёт правильного расположения складов и правильного учёта смен. В общем, смогли сделать так, чтобы рабочие не простаивали и не ждали чего-то, а постоянно работали. На последней стадии собирались делать интеграцию для автоматического назначения задач работникам в реальном времени (на момент внедрения это делалось в начале смены).

И финал - автоматизация журналов учёта транспорта и материалов, быстрые инвентаризации и контроль остатков.

В школе

Для одной американской же школы внедряли RFID+Wi-Fi весьма оригинальным способом. У каждого ученика - обычная Wi-Fi-совместимая метка, а у учителей - небольшие Wi-Fi-терминалы с возможностью отправки и приёма сообщений.

На базе ARiSTA Flow

Директор школы может отправлять сообщения учителям, а учителя могут реагировать записанными шаблонами вроде «понял», «срочно подойдите» и т. п. Эта же система включается по пожарной тревоге и другим ЧС - учителя получают информацию о том, куда надо выводить класс, то есть фактически маршрут эвакуации.

В каждом классе стоит считыватель (точка доступа Wi-Fi), который «видит» и пересчитывает учеников. Журнал посещаемости формируется автоматически. Школьный интранет подключён к серверу, который смотрит в большой Интернет, и родители могут логиниться с приложения или прямо через web-форму и смотреть, в каком месте школы сидят их дети, и заодно - дневники.

Самое интересное сделано в школьном автобусе, который собирает детей по району. Дети с метками садятся в автобус, а там установлена почти такая же функциональная инфраструктура, и родители могут убедиться, что ребёнок нормально сел, и видеть автобус на карте (он отдаёт координаты своего GPS-датчика).

Учители стали вешать отдельные метки ещё на проекторы и другое оборудование, чтобы знать, где оно находится точно, поэтому в проекте ещё разметка инвентаря школы.

Как это выглядит

Один из примеров решения - RFID over Wi-Fi Cisco.

Mobility Services Engine (MSE) агрегирует данные об уровне сигнала от всех беспроводных устройств и отправляет их на приложение MobileViewс. MSE также предоставляет богатый набор функций, начиная с безопасности - Cisco CleanAir, обнаружение местоположения несанкционированных устройств, системы предотвращения вторжений через Wi-Fi (wIPS) и аналитика местоположения.

Или MobileView - это веб-приложение для отображения отслеживания перемещений активов, включая сообщения тревоги, основанные на перемещениях по заданным зонам.

RFID-метки с телеметрией, кнопками вызова, датчиками температуры и влажности.

Вот метки персонала:

Range Outdoor range: Up to 200m (650 feet) Indoor range: Up to 80m (260 feet)
Physical and Mechanical Dimensions (incl. Flange): 80mm x 40.6mm x 20mm (3.14in x 1.60in x 0.8in) Total Weight (Incl. Retractable reel): 53g (1.86oz). Radio 802.11 b/g/n compliant (2.4 GHz) Low frequency receiver for chokepoint detection (125kHz) Transmission power: up to +19dBm (~81mW) Patented clear channel sensing avoids interference with wireless networks. Ultrasound Receiver Frequency: 40KHz.

Работает до 2 лет без замены батареи. Зависит от конфигурации в системе.
Включает в себя ультразвуковой передатчик с частотой 40kHZ, данные сигналы распространяются только в пределах комнаты, что необходимо для точности работы системы обнаружения местонахождения. RFID-метка через ультразвук получает запрос от специального передатчика, который установлен в комнате, и отправляет ответ через Wi-Fi, определяя местоположение человека.

Метки активов:

45mm x 31mm x 18mm (1.7in x 1.2in x 0.7in) Weight: 26g (0.92oz), Radio 802.11 compliant (2.4 GHz) Low frequency receiver for chokepoint detection (125kHz) Transmission power: up to +19dBm (~81mW) Patented clear channel sensing avoids interference with wireless networks. Ultrasound Receiver (optional) Frequency 40KHz.

В данной метке установлена батарея 3.6V с возможностью замены. Продолжительность работы - до 4 лет. Метка посылает информацию о заряде на систему MobileView. Метка оснащена сенсором движения, и в случае движения она начинает посылать сигнал на систему мониторинга. Интервал передачи настраивается в диапазоне от 1 секунды до 3,5 часов. Включает в себя ультразвуковой передатчик с частотой 40kHZ, данные сигналы распространяются только в пределах комнаты, что необходимо для точности работы системы обнаружения местонахождения. RFID-метка через ультразвук получает запрос от специального передатчика, который установлен в комнате, и отправляет ответ через Wi-Fi, определяя местоположение актива.

Устройство настройки метки:

Radio Wi-Fi 802.11 (2.4 GHz); b/g/n compliant* Bluetooth 4. 1 (2.4 GHz)* Low Frequency receiver (LF) 125kHz Transmission power: Up to +19dBm (~81mW). Это сенсор, данное устройство позволяет оперативно проводить конфигурацию RFID-меток.

Ультразвуковой LF-передатчик (разные варианты):

Ультразвуковой передатчик подключается к ЛВС и питается по PoE. Он постоянно отправляет запрос на частоте 40 KHz. На данной частоте сигнал распространяется только в пределах помещения, где установлен передатчик. Когда в помещении появляется активная RFID-метка, то она получает сигнал и производит передачу по Wi-Fi своих данных на систему мониторинга MobileView. Есть несколько видов LF-передатчиков, они отличаются дальностью передачи сигнала и возможностями для монтажа.

Благодаря данным устройствам получается сохранить заряд на активных метках, потому что метка при выходе из зоны работы LF-передатчика может отключаться и перестать передавать информацию через Wi-Fi.

В целом, надеюсь, стало чуть понятнее, как это работает. В России использование таких меток пока крайне мало распространено, но мы сейчас уже готовим первые крупные внедрения. Если есть вопросы не для публичного обсуждения, то моя почта - [email protected].

Она активно применялась союзниками во время Второй мировой войны, чтобы определить, своим или чужим является объект в небе. Подобные системы до сих пор используются как в военной, так и в гражданской авиации.

Ещё одной вехой в использовании RFID-технологии является работа Гарри Стокмана (Harry Stockman ) под названием «Коммуникации посредством отражённого сигнала» (англ. "Communication by Means of Reflected Power" ) (доклады IRE, стр. 1196-1204, октябрь ) . Стокман отмечает, что «…значительные работы по исследованию и разработке были сделаны до того, как были решены основные проблемы в связи посредством отражённого сигнала, а также до того, как были найдены области применения данной технологии» .

Первая демонстрация современных RFID-чипов (на эффекте обратного рассеяния), как пассивных, так и активных, была проведена в Исследовательской Лаборатории Лос Аламоса (англ. Los Alamos Scientific Laboratory ) в 1973 году . Портативная система работала на частоте 915 МГц и использовала 12 битные метки.

Первый патент, связанный собственно с названием RFID, был выдан Чарльзу Уолтону (Charles Walton ) в 1983 году (патент США за № 4,384,288).

Классификация RFID-меток

Существует несколько способов систематизации RFID-меток и систем :

По источнику питания

По типу источника питания RFID-метки делятся на :

• Пассивные
• Активные
• Полупассивные

Пассивные

RFID-антенна

Пассивные RFID-метки не имеют встроенного источника энергии . Электрический ток , индуцированный в антенне электромагнитным сигналом от считывателя, обеспечивает достаточную мощность для функционирования кремниевого КМОП -чипа, размещённого в метке, и передачи ответного сигнала.

Коммерческие реализации низкочастотных RFID-меток могут быть встроены в стикер (наклейку) или имплантированы под кожу (см. VeriChip).

Компактность RFID-меток зависит от размеров внешних антенн, которые по размерам превосходят чип во много раз и, как правило, определяют габариты меток. Наименьшая стоимость RFID-меток, которые стали стандартом для таких компаний, как Wal-Mart , Target , Tesco в Великобритании, Metro AG в Германии и Министерства обороны США , составляет примерно 5 центов за метку фирмы SmartCode (при покупке от 100 млн штук) . К тому же, из-за разброса размеров антенн, и метки имеют различные размеры - от почтовой марки до открытки. На практике максимальная дистанция считывания пассивных меток варьируется от 10 см (4 дюймов) (согласно стандарту ISO 14443) до нескольких метров (стандарты EPC и ISO 18000-6), в зависимости от выбранной частоты и размеров антенны. В некоторых случаях антенна может быть изготовлена печатным способом.

Производственные процессы от Alien Technology под названием Fluidic Self Assembly , от SmartCode - Flexible Area Synchronized Transfer (FAST) и от Symbol Technologies - PICA направлены на дальнейшее уменьшение стоимости меток за счёт применения массового параллельного производства. Alien Technology в настоящее время использует процессы FSA и HiSam для изготовления меток, в то время как PICA - процесс от Symbol Technologies - находится ещё на стадии разработки. Процесс FSA позволяет производить свыше 2 миллионов ИС пластин в час, а PICA процесс - более 70 миллиардов меток в год (если его доработают). В этих технических процессах ИС присоединяются к пластинам меток, которые в свою очередь присоединяются к антеннам, образуя законченный чип. Присоединение ИС к пластинам и в дальнейшем пластин к антеннам - самые пространственно чувствительные элементы процесса производства. Это значит, что при уменьшении размеров ИС монтаж (англ. Pick and place ) станет самой дорогой операцией. Альтернативные методы производства, такие как FSA и HiSam, могут значительно уменьшить себестоимость меток. Стандартизация производства (англ. Industry benchmarks ) в конечном счёте приведёт к дальнейшему падению цен на метки при их широкомасштабном внедрении.

Некремниевые метки могут изготавливаться из полимерных полупроводников . В настоящее время их разработкой занимаются несколько компаний по всему миру. Метки, изготавливаемые в лабораторных условиях и работающие на частотах 13,56 МГц, были продемонстрированы в 2005 году компаниями PolyIC (Германия) и Philips (Голландия). В промышленных условиях полимерные метки будут изготавливаться методом прокатной печати (технология напоминает печать журналов и газет), в результате чего они будут дешевле, чем метки на основе ИС. В конечном счёте это может закончиться тем, что для большинства сфер применения метки станут печатать так же просто, как и штрих-коды , и они станут такими же дешёвыми.

Активные метки обычно имеют гораздо больший радиус считывания (до 300 м) и объём памяти, чем пассивные, и способны хранить больший объём информации для отправки приёмопередатчиком.

Полупассивные

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

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.

По рабочей частоте

Метки диапазона LF (125-134 кГц)

RFID-метка 125 кГц

Пассивные системы данного диапазона имеют низкие цены, и в связи с физическими характеристиками, используются для подкожных 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 HF (13,56 МГц)

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 UHF (860-960 МГц)

Метки данного диапазона обладают наибольшей дальностью регистрации, во многих стандартах данного диапазона 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 EPC-номер (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

По сравнению с переносными, считыватели такого типа обычно обладают большей зоной чтения и мощностью и способны одновременно обрабатывать данные с нескольких десятков меток. Стационарные считыватели подключаются к ПЛК , интегрируются в DCS или подключаются к ПК. Задача таких считывателей - поэтапно фиксировать перемещение маркированных объектов в реальном времени, либо идентифицировать положение меченых предметов в пространстве .

Мобильные

Обладают сравнительно меньшей дальностью действия и зачастую не имеют постоянной связи с программой контроля и учёта. Мобильные считыватели имеют внутреннюю память, в которую записываются данные с прочитанных меток (потом эту информацию можно загрузить в компьютер) и, как и стационарные считыватели, способны записывать данные в метку (например, информацию о произведённом контроле).

В зависимости от частотного диапазона метки, дистанция устойчивого считывания и записи данных в них будет различна.

RFID и альтернативные методы автоматической идентификации

По функциональности RFID-метки, как метод сбора информации, очень близки к штрих-кодам, наиболее широко применяемым сегодня для маркировки товаров. Несмотря на удешевление стоимости RFID-метки, в обозримом будущем полное вытеснение штрих-кодов радиочастотной идентификацией вряд ли состоится по экономическим причинам (система не будет окупаться).

В то же время и сама технология штрих-кодов продолжает развиваться. Новые разработки (например, двумерный штрих-код Data Matrix) решают ряд проблем, ранее решавшихся лишь применением RFID. Технологии могут дополнять друг друга. Компоненты с неизменными потребительскими свойствами могут маркироваться постоянной маркировкой на основе оптических технологий распознавания, несущей информацию об их дате выпуска и потребительских свойствах, а на RFID-метку можно записать информацию, подверженную изменению, такую, как данные о конкретном получателе заказа на возвращаемой многоразовой упаковке.

Преимущества радиочастотной идентификации

• 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.
• Отсутствие необходимости в прямой видимости . RFID-считывателю не требуется прямая видимость метки, чтобы считать её 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 хотя бы ненадолго попасть в зону регистрации, перемещаясь, в том числе, и на довольно большой скорости. Напротив, устройству считывания штрих-кода всегда необходима прямая видимость штрих-кода для его чтения.
• Большее расстояние чтения . RFID-метка может считываться на значительно большем расстоянии, чем штрих-код. В зависимости от модели метки и считывателя, радиус считывания может составлять до нескольких сотен метров. В то же время подобные расстояния требуются не всегда.
• Больший объём хранения данных . RFID-метка может хранить значительно больше информации, чем штрих-код.
• Поддержка чтения нескольких меток . Промышленные считыватели могут одновременно считывать множество (более тысячи) RFID-меток в секунду, используя так называемую антиколлизионную функцию. Устройство считывания штрих-кода может единовременно сканировать только один штрих-код.
• Считывание данных метки при любом её расположении . В целях обеспечения автоматического считывания штрихового кода, комитеты по стандартам (в том числе EAN International) разработали правила размещения штрих-меток на товарной и транспортной упаковке. К радиочастотным меткам эти требования не относятся. Единственное условие - нахождение метки в зоне действия считывателя.
• Устойчивость к воздействию окружающей среды . Существуют RFID-метки, обладающие повышенной прочностью и сопротивляемостью жёстким условиям рабочей среды, а штрих-код легко повреждается (например, влагой или загрязнением). В тех сферах применения, где один и тот же объект может использоваться неограниченное количество раз (например, при идентификации контейнеров или возвратной тары), радиочастотная метка оказывается более приемлемым средством идентификации, так как её не требуется размещать на внешней стороне упаковки. Пассивные RFID-метки имеют практически неограниченный срок эксплуатации.
• Интеллектуальное поведение . RFID-метка может использоваться для выполнения других задач, помимо функции носителя данных. Штрих-код же не программируем 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. Радиочастотная метка обладает возможностью закрыть паролем операции записи и считывания данных, а также зашифровать их передачу. В одной метке можно одновременно хранить открытые и закрытые данные.

Недостатки радиочастотной идентификации

• Работоспособность метки утрачивается при частичном механическом повреждении.
• Стоимость системы выше стоимости системы учёта, основанной на штрих-кодах.
• 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 людях.
• Установленная техническая база для считывания штрих-кодов существенно превосходит по объёму решения на основе RFID.
• Недостаточная открытость выработанных стандартов .

Характеристики технологии

Составлена по материалам книги Сандип Лахири «RFID. Руководство по внедрению»

Характеристики технологии	RFID	Штрих-код
Необходимость в прямой видимости метки	Чтение даже скрытых меток	Чтение без прямой видимости невозможно
Объём памяти	От 10 до 10 000 байт	До 100 байт
Возможность перезаписи данных и многократного использования метки	Есть	Нет
Дальность регистрации	До 100 м	До 4 м
Одновременная идентификация нескольких объектов	До 200 меток в секунду	Невозможна
Устойчивость к воздействиям окружающей среды: механическому, температурному химическому, влаге	Повышенная прочность и сопротивляемость	Зависит от материала, на который наносится
Срок жизни метки	Более 10 лет	Зависит от способа печати и материала, из которого состоит отмечаемый объект
Безопасность и защита от подделки	Подделка практически невозможна	Подделать легко
Работа при повреждении метки	Невозможна	Затруднена
Идентификация движущихся объектов	Да	Затруднена
Подверженность помехам в виде электромагнитных полей	Есть	Нет
Идентификация металлических объектов	Возможна	Возможна
Использование как стационарных, так и ручных терминалов для идентификации	Да	Да
Возможность введения в тело человека или животного	Возможна	Затруднена
Габаритные характеристики	Средние и малые	Малые
Стоимость	Средняя и высокая	Низкая

Критика

RFID и права человека

Дебра Боуэн, сенатор штата Калифорния , на слушаниях 2003 года

Использование RFID-меток вызвало серьёзную полемику, критику и даже бойкотирование товаров. Четыре основных проблемы этой технологии, связанные с , следующие:

• Покупатель может даже не знать о наличии RFID-метки. Или не может её удалить
• Данные с метки могут быть считаны дистанционно без ведома владельца
• Если помеченный предмет оплачивается кредитной картой , то возможно однозначно связать уникальный идентификатор метки с покупателем
• Система меток EPCGlobal создаёт или предполагает создание уникальных серийных номеров для всех продуктов, несмотря на то, что это создаёт проблемы с неприкосновенностью частной жизни и совершенно не является необходимым для большинства приложений

Основное беспокойство вызывается тем, что иногда RFID-метки остаются в рабочем состоянии даже после того, как товар куплен и вынесен из магазина, и поэтому могут быть использованы для слежки и других неблаговидных целей, не связанных с инвентаризационной функцией меток. Считывание с небольших расстояний также может представлять опасность, если, например, считанная информация накапливается в базе данных, или грабитель использует карманный считыватель для оценки богатства проходящей мимо потенциальной жертвы. Серийные номера на RFID-метках могут выдавать дополнительную информацию даже после избавления от товара. Например, метки в перепроданных или подаренных вещах могут быть использованы для установления круга общения человека.

Эксперты по безопасности настроены против использования технологии RFID для аутентификации людей, основываясь на риске кражи идентификатора. Для примера, атака «человек посередине» делает возможным атакующему в реальном времени украсть идентификатор личности. На данный момент, из-за ограничений в ресурсах RFID меток, теоретически не представляется возможным защитить их от таких моделей атак, поскольку это потребует сложных протоколов передачи данных.

Стандарты

Негативное отношение к технологии RFID усугубляется пробелами, существующими во всех нынешних стандартах. Хотя процесс совершенствования стандартов не закончился, во многих прослеживается тенденция скрывать от публики часть команд меток. Например, команда Аутентификация в фирменной технологии Philips MIFARE , использующей стандарт ISO/IEC 14443, после которой метка должна шифровать свои ответы и воспринимать только шифрованные команды, может быть нейтрализована некоторой командой, которую фирма-разработчик держит в секрете. После выполнения этой команды возможно успешно использование ReadBlock , фиктивно зашифрованной на константе (которая используется для подсчёта CRC в стандарте ISO/IEC 14443). Таким образом можно прочитать MIFARE-карточку. Более того, анализируя потребляемый карточкой ток, инженер-схемотехник может прочитать все пароли доступа ко всем блокам MIFARE-карточки (в силу относительной прожорливости EEPROM ячеек и схемотехнической реализации чтения памяти в чипе). Так, в наиболее распространённых RFID-карточках может изначально содержаться закладка.

Часть подозрений в отношении RFID может быть снята выработкой полных и открытых стандартов, отсутствие каковых вызывает подозрения и недоверие к технологии.

Применение меток диапазона СВЧ в Российской Федерации в настоящее время регулируется СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03, утвержденными Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ № 135 от 09.06.2003 г. Несмотря на распространяемое заблуждение о несоответствии данного оборудования стандартам , при реальных расчётах учитывается напряженность электромагнитного поля или плотность потока мощности, излучаемая оборудованием, а не выходная мощность прибора, как это было установлено в СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96, утративших силу с 30.06.2003 г.; фактические значения для расчёта предельно допустимого уровня в реально существующем в России UHF-оборудовании примерно в 10-20 раз ниже, чем установленные санитарно-гигиеническими нормами.

Развитие RFID-рынка

По мнению экспертов, рынок RFID-систем в России еще только зарождается, так что предложение в этом сегменте существенно превышает спрос. Из-за этого отставания отечественный рынок развивается опережающими темпами - совокупный среднегодовой темп роста в период с по 2010 год превышает 19 %. Тогда как среднегодовой темп роста мирового RFID рынка (CAGR) превышает 15 %.

По оценкам участников рынка, объем мирового рынка RFID продукции в 2008 году составил $5,29 млрд. Ожидается, что к 2018 году он вырастет более чем в 5 раз. Объем российского рынка RFID - чуть более одного процента от мирового рынка, и составляет $69 млн.

Все системы радиочастотной идентификации в России внедряются впервые. Компании, устанавливающей RFID-систему, не нужно тянуть за собой устаревшее оборудование и частоты, подстраивать под задачу уже имеющееся на объекте оборудование, есть возможность внедрять самые передовые разработки.

В силу своей дороговизны RFID в России используется преимущественно для осуществления логистических операций , в метрополитене крупных городов (Москва , Санкт-Петербург , Казань ) и в библиотечных системах. Однако, по мнению генерального директора «Роснано » Анатолия Чубайса , в ближайшие годы возможен переход на наночипы для банковских карт с RFID, с помощью которых технология станет массово использоваться в розничной торговле.

Применение

Станция выдачи книг в библиотеке СПБГУ

На текущий момент RFID-технологии применяются в самых разнообразных сферах человеческой деятельности:

1. Медицина - мониторинг состояния пациентов, наблюдение за перемещением по зданию больницы.
2. Библиотеки - станции автоматической книговыдачи, быстрая инвентаризация.
3. Система управления багажом
4. Система Локализации Объектов в реальном режиме времени

В первую очередь, используется следующий функционал RFID:

• Информация об объекте, его свойствах, качествах и т. п.
• Информация о положении объекта.

RFID только начинают использовать в розничной торговле - в логистике и складском учёте, а также в торговом зале для предотвращения краж.

В апреле 2012 года ритейлер электроники и бытовой техники компания Media-Saturn Russia (сети Media Markt и Saturn) объявила о том, что совместно с Центром инноваций Metro Group (Германия) работает над пилотным проектом по внедрению технологии RFID в магазинах компании. Тестирование начнется в конце 2-го - начале 3-го квартала 2012 года и будет проходить на базе отдела «Мультимедиа» одного из московских магазинов Media Markt. Таким образом, компания Media-Saturn Russia станет первой розничной компанией в сегменте бытовой техники и электроники на российском рынке, начавшей тестирование RFID в логистике, складском учёте и на уровне торгового зала.

По аналогии с использованием RFID-меток в больницах в будущем возможно вживление такой метки человеку в определенном возрасте для однозначной идентификации. Это позволит заменить чипом небольшого размера множество бумажных документов, например: паспорт, индивидуальный налоговый номер, свидетельство о рождении, водительские права, медицинские противопоказания, группа крови, и другие. Преимущество такой технологии в компактности, надежности (потерять имплантат сложнее, чем документ), и удобству опознавания мертвого человека или человека, находящегося в бессознательном состоянии в случае ранения, аварии, несчастного случая, или других неблагоприятных для жизнедеятельности событий.

Кроме того, это позволит отказаться от бирок на теле в морге.

Стандарты

Основная статья: Стандарты RFID

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.

Организации-разработчики стандартов

EPCglobal

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

• 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»

См. также

• Смарт-магазин

Примечания

1. Раздел сайта, посвящённый RFID (англ.) . EFF . Архивировано
2. Пересказ содержания Обращения Священного Синода Русской Православной Церкви к органам власти стран Содружества Независимых Государств и Балтии от 6 октября 2005 года (рус.) . Официальный сайт Московской Патриархии (17 октября 2005 г.). Архивировано из первоисточника 29 января 2011. Проверено 14 октября 2008.
3. Hacking Exposed Linux: Linux Security Secrets & Solutions (third ed.). McGraw-Hill Osborne Media. 2008. pp. 298. ISBN 978-0-07-226257-5 .
4. RFID-технологии на службе вашего бизнеса = RFID Field Guide: Deploying Radio Frequency Identification Systems / Троицкий Н.. - Москва: «Альпина Паблишер», 2007. - С. 47. - 290 с. - ISBN 5-9614-0421-8
5. google books - ссылки на работу Стокмана
6. История технологии (рус.) . Scale Company. Архивировано из первоисточника 29 января 2011. Проверено 14 октября 2008.
7. google books - поиск по номеру патента
8. ISBN 5-91136-025-X глава 1, параграф 1.2.1 «Метка» и его подпараграфы
9. Клаус Финкенцеллер, Справочник по RFID, 2008, 496 стр, иллюстрирована, ISBN 978-5-94120-151-8 , Издательский дом «Додэка-XXI», 2008
10. rfid-news.ru
11. Hitachi Unveils Smallest RFID Chip (англ.) . Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено 30 января 2011.
12. Hitachi разработала самые маленькие чипы RFID (рус.) . CNews (21 февраля 2007). Архивировано из первоисточника 29 января 2011. Проверено 14 октября 2008.
13. Маниш Бхуптани, Шахрам Морадпур RFID-технологии на службе вашего бизнеса = RFID Field Guide: Deploying Radio Frequency Identification Systems / Троицкий Н.. - Москва: «Альпина Паблишер», 2007. - С. 70. - 290 с. - ISBN 5-9614-0421-8
14. Mark Roberti A 5-Cent Breakthrough (англ.) . RFID Journal. Архивировано из первоисточника 29 января 2011. Проверено 14 октября 2008.
15. Polymer technology opens up new fields of application for RFID in logistics (англ.) . PRISMA press release (26 января 2006). Архивировано
16. Daniel M. Dobkin RFID Basics: Backscatter Radio Links and Link Budgets (англ.) . The RF in RFID: Passive UHF RFID in Practice . www.rfdesignline.com (10 февраля 2007). Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено 5 февраля 2010.
17. Маниш Бхуптани, Шахрам Морадпур RFID-технологии на службе вашего бизнеса = RFID Field Guide: Deploying Radio Frequency Identification Systems / Троицкий Н.. - Москва: «Альпина Паблишер», 2007. - С. 65. - 290 с. - ISBN 5-9614-0421-8
18. Locating, Responding, Optimizing in Real Time. RFID System for the Locating (англ.) . Siemens . - при этом данная система по мощности является скорее радиопередатчиком с нетипичной для активных RFID-меток мощностью излучения. В обычном случае активные метки излучают до 10мВт, работают на расстоянии порядка 100 м. На это же расстояние работает упомянутая система в здании. Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено 26 ноября 2008.
19. Киви Берд Маленькие секреты больших технологий (рус.) . Компьютерра (17 февраля 2008 года). Проверено 13 февраля 2009.
20. Киви Берд Ясно, что небезопасно (рус.) . Компьютерра (30 марта 2008 года). Проверено 13 февраля 2009.
21. Киви Берд И грянул гром (рус.) . Компьютерра (28 марта 2008 года). Проверено 13 февраля 2009.
22. Tao Cheng, Li Jin Analysis and Simulation of RFID Anti-collision Algorithms (англ.) (pdf). School of Electronics and Information Engineering, Beijing Jiaotong University. Архивировано из первоисточника 29 января 2011. Проверено 5 февраля 2010.
23. Иван Боенко Уникальность или универсальность? (рус.) . журнал "Information Security" №3 за апрель-май 2008. Архивировано
24. 28 апреля под председательством Министра информационных технологий и связи Российской Федерации Л.Д. Реймана прошло заседание Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) (рус.) . Архивировано
25. Министерство связи и массовых коммуникаций Российской Федерации Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) (рус.) . - О внесении изменений в решение ГКРЧ от 07.05.2007 № 07-20-03-001 «О выделении полос радиочастот устройствам малого радиуса действия» (решение ГКРЧ № 08-24-01-001). Архивировано из первоисточника 29 января 2011. Проверено 16 февраля 2009.
26. Claire Swedberg A Shift to UHF Near-Field Predicted for Pharma (англ.) . RFID Journal. Архивировано из первоисточника 29 января 2011. Проверено 13 февраля 2009.
27. Подтверждена эффективность EPCIS и RFID для европейской фармацевтики (рус.) . ЮНИСКАН/ГС1 РУС (09.02.2009). Архивировано из первоисточника 29 января 2011. Проверено 13 февраля 2009.
28. Сандип Лахири. RFID. Руководство по внедрению = The RFID Sourcebook / Дудников С. - Москва: Кудиц-Пресс, 2007. - 312 с. - ISBN 5-91136-025-X глава 1, параграф 1.2.2 и его подпараграфы
29. ideas international 2/2007 pp.12-13. ISSN 1619-5043 Publisher: Siemens AG
30. Alorie Gilbert, Staff Writer Privacy advocates call for RFID regulation (англ.) . CNET News. Архивировано из первоисточника 29 января 2011. Проверено 26 ноября 2008.
31. "Антивор" . Архивировано из первоисточника 29 января 2011. Проверено 13 февраля 2009.
32. Открытое письмо . Архивировано из первоисточника 29 января 2011. Проверено 13 февраля 2009.
33. В кризис.ру - вся правда о жертвах
34. Леонид Волчанинов ИТ в торговле: RFID все-таки станет мейнстримом . CNews . Архивировано из первоисточника 29 января 2011. Проверено 13 февраля 2009.

Опубліковано 19.08.2014

Вы, наверное, замечали, что в некоторых магазинах на товары закрепляют “противоугонные” приборы. Это могут быть какие пластиковые блямбы или наклейки. Если такую штуковину не снять на кассе, и выйти за специальную рамку, расположенную на выходе из магазина, то зазвенит веселый звоночек и возле Вас мгновенно появляется кубический человек (или несколько). И начинается практическое познание что такое RFID . Но вернемся к теории.

Также у многих из Вас есть ключи от подъезда, похожие на брелок. Достаточно его поднести к замку и двери открываются. В некоторых городах существует система оплаты за проезд (например в метро), где используются бесконтактные RFID карты. Аналогичные карты используются в некоторых фирмах для контроля доступа. На некоторых товарах производители наклеивают свои RFID метки в виде наклеек, которые не сразу можно заметить. Такими метками замечают животных, а иногда – и непослушных людей.

Сначала немного теории, собранной из Интернета. Затем (в следующих статьях) – на примерах я расскажу, каким образом можно подключить различные считыватели к микроконтроллерам, микрокомпьютеров, и к обычным компьютерам.

RFID

RFID (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) – способ автоматической идентификации объектов, при котором с помощью радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках . Любая RFID-система состоит из считывателя и транспондера (RFID-метка , или RFID-тег ).

Считыватели (ридеры)

Приборы, которые читают информацию с меток и записывают в них данные. Эти приборы могут быть постоянно включен в учетную систему, или работать автономно. Считыватели могут быть как стационарные, так и переносные. Исполнение считывателей также может быть различным: в виде рамок (как в супермаркетах), в виде настенных считывателей, настольных и портативных карманных. Считыватели могут иметь различные протоколы связи (UART , RS-232 , SPI , WG26 , WG32 , USB и т.п.) для подключения их к информационной системе.

Транспондеры, RFID-теги или RFID-метки

Транспондеры, RFID-теги или RFID-метки могут иметь различные исполнения и могут быть замаскированы под разные вещи. Также RFID-метки могут быть специализированны под конкретные задачи и иметь специальные крепления, например для маркировки животных или птиц.

Карточки:

Брелки:

Наклейки:

Для животных:

Для торговых сетей:

Большинство RFID-меток состоит из двух частей. Первая – интегральная схема для хранения и обработки информации, модуляции и демодуляции радиочастотного (RF) сигнала и некоторых других функций. Вторая – антенна для приема и передачи сигнала.

История RFID

Історія RFID починається з 1945 року, коли Лев Сергійович Термен зробив пасивний пристрій (тобто без будь-кого живлення), який модулював відбиту радіохвилю. Це був жучок, але його приписують до історії RFID за те, що цей пристрій “викривляв” наведену на нього радіохвилю. Саме таким чином і працюють сучасні RFID мітки.

Але були і активні системі. Тобто з автономним живленням. Вони нас не цікавлять. Я не буду розповідати про системи свій-чужий який ще під час другої світової почали використовувати у авіації. Це теж можна назвати RFID системами. Це можна при бажанні прочитати у Інтернеті. Нас цікавлять RFID системи масового застосування.

Отже перші RFID-чіпи з’явилися у 1973 році. З того часу з’явилося декілька типів міток і їх технологія постійно вдосконалюється.

История RFID начинается с 1945 года, когда Лев Сергеевич Термен сделал пассивное устройство (т.е. без любого питания), который модулировал отраженную радиоволну. Это был жучок, но его приписывают к истории RFID за то, что это устройство “искажал” приведенную на него радиоволну. Именно таким образом и работают современные RFID метки.

Но были и активные системы. То есть с автономным питанием. Они нас не интересуют. Я не буду рассказывать о системах свой-чужой который еще во время второй мировой стали использовать в авиации. Это тоже можно назвать RFID системами. Об этом можно при желании прочитать в Интернете. Нас интересуют RFID системы массового применения.

Итак первые RFID-чипы появились в 1973 году. С тех пор появилось несколько типов меток и их технология постоянно совершенствуется.

Классификация RFID-меток

RFID-мітки можна кваліфікувати за:

• дальністю зчитування
• джерелом живлення
• типом пам’яті
• робочій частоті
• виконанням

RFID-метки можно квалифицировать по:

• дальности считывания
• источнику питания
• типу памяти
• рабочей частоте
• исполнению

Дальность

По дальности считыватели RFID-системы можно разделить на:

• ближнего действия (до 20 см);
• средней дальности (від 20 см до 5 м);
• большой дальности (от 5 м до 100 м)

Источник питания

По типу питания RFID-метки делятся на:

• пассивные
• активные
• полупассивным

Пассивные

Пассивные RFID-метки не имеют встроенного источника питания. Электрический ток, индуцированный в антенне электромагнитным сигналом от считывателя, обеспечивает достаточную мощность для функционирования микрочипа и передачи обратного сигнала.

Пассивные метки УВЧ и СВЧ диапазонов (860-960 МГц и 2,4-2,5 ГГц) передают сигнал методом модуляции отраженного сигнала несущей частоты (англ. Backscattering Modulation – модуляция обратного рассеяния). Антенна считывателя излучает сигнал несущей частоты и принимает отраженный от метки модулированный сигнал.

Пассивные метки ВЧ диапазона передают сигнал методом модуляции загрузки сигнала несущей частоты (англ. Load Modulation – нагрузочная модуляция). Каждая метка имеет идентификационный номер. Пассивные метки могут содержать энергонезависимую EEPROM память.

Дальность действия меток 1-200 см (ВЧ-метки) и 1-10 метров (УВЧ и СВЧ-метки).

Активные

Активные RFID-метки имеют собственный источник питания и не зависят от энергии считывателя, благодаря чему они считываются с большего расстояния. Такие метки имеют большие размеры и могут быть оснащены дополнительной электроникой. Такие метки стоят достаточно много, а у батарей питания ограниченное время работы.

Активные метки в большинстве случаев более надежны и обеспечивают самую высокую точность считывания на максимальном расстоянии.

Активные метки, имея собственный источник питания, также могут генерировать выходной сигнал большего уровня, чем пассивные, позволяют использовать их в агрессивных для радиочастотного сигнала средах: в воде (включая людей и животных, которые в основном состоят из воды), металлах (корабельные контейнеры, автомобили).

Большинство активных меток позволяют передавать сигнал на расстояние в сотни метров при сроке жизни батареи питания до 10 лет.

Некоторые RFID-метки имеют встроенные сенсоры, например, для мониторинга температуры товаров, которые быстро портятся. Другие типы сенсоров в совокупности с активными метками могут использоваться для измерения влажности, регистрации толчков / вибрации, света, радиации, температуры и газов в атмосфере (например, этилен).

Активные метки обычно имеют значительно больший радиус считывания (до 300 м) объем памяти, чем пассивные, и способны хранить больший объем информации.

Полупассивные

Полупассивные RFID-метки , также называют полуактивными, очень похожи на пассивные метки, но оснащены источником питания, который обеспечивает чип энергопитанием. При этом дальность действия таких меток зависит только от чувствительности приемника считывателя и они могут функционировать на большем расстоянии и с лучшими характеристиками.

По типу памяти

По типу памяти RFID-метки делятся:

• RO (англ. Read Only) – данные записываются только один раз, при изготовлении. Такие метки пригодны только для идентификации. Никакую новую информацию в них записать нельзя, поэтому 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.

Рабочая частота

RFID-метка LF (125 кГц)

Пассивные системы этого диапазона имеют низкую цену , и по своим физическим характеристикам , могут использоваться также для подкожных меток при чипировании животных , людей и рыб . Но есть определенные проблемы с расстоянием считывания , связанные с длиной волны .

Метки диапазона HF (13,56 МГц)

Системы 13.56 МГц недорогие, не имеют экологических и лицензионных проблем, хорошо стандартизованы. Имеют достаточно широкую линейку решений. Используются в платежных системах, логистике, идентификации. Для частоты 13,56 МГц разработан стандарт ISO 14443 (вид A / B). В отличие от Mifare 1К в этом стандарте обеспечена система диверсификации ключей, позволяет создавать открытые системы. Используются стандартизированные алгоритмы шифрования.

Как и для диапазона LF , в системах, построенных в HF-диапазоне , существуют проблемы с считыванием на больших дистанциях, считывания в условиях высокой влажности, наличия металла вблизи.

Метки диапазона UHF (860-960 МГц)

Метки этого диапазона работают на дальних дистанциях. Ориентированы сначала для нужд складской и промышленной логистики, метки диапазона UHF не имели уникального идентификатора.

Предполагалось, что идентификатором для метки будет EPC-номер (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 положить на метку еще и функцию контроля подлинности. Возникло требование, которое противоречит само себе: одновременно обеспечить уникальность метки и позволить производителю записывать любой EPC-номер .

В 2008 году компания NXP выпустила два новых чипа, которые на сегодняшний день отвечают всем вышеперечисленным требованиям. Чипы SL3S1202 и SL3FCS1002 выполнены в стандарте EPC Gen 2.0 , но отличаются от своих предшественников тем, что поле памяти TID (Tag ID ), в которое при производстве обычно записывается код типа метки (и он в рамках одного артикула не отличается от метки до метки), разбито на две части. Первые 32 ​​бита отведены под код производителя метки и ее марку, а вторые 32 ​​бита – под уникальный номер самого чипа. Поле TID – неизменное, и, таким образом, каждая метка уникальна. 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 другого оборудования.

Преимущества радиочастотной идентификации по сравнению с другими популярными системами

• Возможность перезаписи. Данные RFID-метки могут перезаписываться и дополняться много раз;
• Отсутствие необходимости в прямой видимости. RFID-считыватель не требует прямой видимости метки, чтобы считать ее данные. Ориентация метки и считывателя часто не играет роли. Метки могут читаться через упаковку, что делает возможным их скрытое размещение. Для считывания данных метке достаточно хотя бы ненадолго попасть в зону регистрации, перемещаясь, в том числе, и на достаточно большой скорости. В отличие от считывания штрих-кода, где всегда необходима прямая видимость штрих-кода для его считывания;
• Большее расстояние чтения. RFID-метка может считываться на значительно большем расстоянии, чем штрих-код. В зависимости от модели метки и считывателя, радиус считывания может составлять до нескольких сотен метров. В то же время подобные расстояния не всегда нужны;
• Возможность хранения большего количества данных. RFID-метка может хранить значительно больше информации, чем штрих-код;
• Поддержка считывания нескольких меток. Промышленные считыватели могут одновременно считывать множество (более тысячи) RFID-меток в секунду, используя так называемые антиколлизионные функции. Устройство считывания штрих-кода может единовременно сканировать только один штрих-код;
• Считывание данных метки при любом ее расположении. В целях обеспечения автоматического считывания штрихового кода, комитеты по стандартам (в том числе EAN International) разработали правила размещения штрих-меток на товарной и транспортной упаковке. К радиочастотных меток эти требования не относятся. Единственное условие – нахождение метки в зоне действия считывателя;
• Устойчивость к воздействию окружающей среды. Существуют RFID-метки , обладающие повышенной прочностью и сопротивляемостью жестким условиям рабочей среды, а штрих-код легко повреждается (например, влагой или загрязнением). В тех областях применения, где один и тот же объект может использоваться неограниченное количество раз (например, при идентификации контейнеров или возвратной тары), радиочастотная метка оказывается более приемлемым средством идентификации, так как ее не нужно размещать на внешней стороне упаковки. Пассивные RFID-метки имеют практически неограниченный срок эксплуатации;
• Интеллектуальная поведение. RFID-метка может использоваться для выполнения других задач, помимо функции носителя данных. Штрих-код не может быть самозапрограмованим и является лишь средством хранения данных;
• Высокая степень безопасности. Уникальное неизменное число-идентификатор, присваиваемое метке при производстве, гарантирует высокую степень защиты меток от подделки. Также данные на метке могут быть зашифрованы. Радиочастотная метка обладает возможностью закрыть паролем операции записи и считывания данных, а также зашифровать их передачу. В одной метке можно одновременно хранить открытые и закрытые данные.

Недостатки радиочастотной идентификации

• Работоспособность метки теряется при частичном механическом повреждении;
• Стоимость системы выше стоимости системы учета, основанной на штрих-кодах;
• Сложность самостоятельного изготовления. Штрих-код можно напечатать на любом принтере;
• Чувствительность к помехам в виде электромагнитных полей;
• Недоверие пользователей через возможность использования ее для сбора информации о людях;
• Установленная техническая база для считывания штрих-кодов существенно превосходит по объему решения на основе RFID ;
• Недостаточная открытость выработанными стандартами.

Как работает RFID система с пассивными тегами

Пассивные RFID-теги не имеют источника питания. Они используют энергию излучения антенны считывателя.

Считыватель излучает электромагнитное поле определенной частоты. Когда RFID-тег попадает в поле действия этого излучения, в антенне RFID-тега индуцируется электрический ток, мощности которого достаточно для работы чипа. Таким образом питаются пассивные RFID-теги .

RFID-тег с помощью своей электроники может вызвать больший отток энергии от антенны. Это искажает магнитное поле и вызывает падение напряжения на антенне считывателя. Этот эффект используется для передачи данных от RFID-метки .

RFID и права человека

Использование RFID-меток вызвало серьезную полемику, критику и даже бойкот товаров. Четыре основных проблемы этой технологии, связанные с неприкосновенностью частной жизни, следующие:

• Покупатель может даже не знать о наличии RFID-метки . Или не может ее удалить;
• Данные с метки могут быть считаны дистанционно без ведома владельца;
• Если обозначенный предмет оплачивается кредитной картой, то возможно однозначно связать уникальный идентификатор метки с покупателем;
• Система меток EPCGlobal создает или предусматривает создание уникальных серийных номеров для всех продуктов, несмотря на то, что это создает проблемы с неприкосновенностью частной жизни и совершенно не является необходимым для большинства приложений.

Главное беспокойство вызывает то, что иногда RFID-метки остаются в рабочем состоянии даже после того, как товар куплен и вынесен из магазина. И уже после этого они могут быть использованы для слежения и других неблаговидных целей, не связанных с инвентаризационной функцией меток. Считывание с небольших расстояний также может представлять опасность, если, например, считанная информация накапливается в базе данных, или грабитель использует карманный считыватель для оценки “богатства” проходя мимо потенциальной жертвы. Серийные номера на RFID-метках могут выдавать дополнительную информацию даже после отделения от товара. Например, метки в перепроданных или подаренных вещах могут быть использованы для установления круга общения человека.

Некоторые эксперты по безопасности настроены против использования технологии RFID для аутентификации людей, основываясь на риске кражи идентификатора. Например, атака «человек посередине» делает возможным атакующему в реальном времени украсть идентификатор личности. На данный момент, из за ограничений в ресурсах RFID-меток , теоретически не представляется возможным защитить их от таких атак, поскольку это требует сложных протоколов передачи данных.

Безопасность

Возможность незаметного дистанционного считывания RFID-метки вызывает опасения по поводу безопасности людей. Например, вор может незаметно для человека считать RFID-ключ от ее подъезда. Для этого ему даже не нужно брать ваш ключ в руки.

Считыватель вора может находиться в сумке, кармане или в элементах одежды, мебели и т.д.. Достаточно на долю секунды приблизить замаскированный считыватель к вашей сумочке или к карману, где находится RFID-ключ . Это может быть сделано в транспорте, на улице. Никто даже не прикоснется к вашим вещам, а ключ уже скопирован.

Воспроизвести точно такую ​​же метку достаточно сложно, если говорить о брелке или карточке. Но вора вид вашего ключа не интересует. А скопировать сигнал простой RFID метки (ключа) – дело не очень сложное. Если повторитель вашей метки будет размером пусть и с чемодан, он все равно откроет в ваш подъезд.

Относительно платежных систем, все будет не столь просто (данные на платежных карточках шифруются), но тоже можно получить неприятности.

В некоторых городах используют RFID карты для уплаты за проезд в городском транспорте. В этих системах с карты не только считывается, но и записывается на карту информация. То есть, есть возможность если не использовать, то хотя бы повредить информацию, хранящуюся на карте. Это может вызвать некоторый дискомфорт для одного человека, а может вызвать транспортный коллапс для всего города.

Для того, чтобы сделать невозможным или затруднить нелегальное считывания RFID-меток , нужно экранировать антенну RFID-меток . Мы знаем, что металлические предметы и металлизированные поверхности препятствуют прохождению электромагнитных волн. Также наличие воды, теоретически, может осложнить прохождение электромагнитных волн.

Для того, чтобы выяснить какие именно бытовые вещи помогут нам обезопасить себя от несанкционированного считывания RFID-меток, ключей, карт доступа или платежных карточ, проведем эксперимент.

RFID: спорная технология будущего

Вряд ли хоть кто-то из людей, следящих за техническими новшествами, еще не встречал аббревиатуру RFID. Сегодня RFID-технологии проникают в самые различные сферы нашей жизни. Они открывают огромные возможности, но и таят в себе множество неведомых опасностей. Между тем, даже многие инженеры-радиоэлектронщики оказываются в затруднительном положении, когда их просят объяснить принципы работы RFID-чипов. Давайте разбираться вместе.

Определение

RFID (от английского Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) – метод автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются и/или записываются данные, хранящиеся в так называемых RFID-метках. Любая RFID-система состоит из считывающего устройства (ридер, он же считыватель) и RFID-метки. RFID-метка состоит из двух частей:

Интегральной схемы (микрочипа) для хранения и обработки информации, модулирования и демодулирования радиочастотного сигнала;
- антенны для приема и передачи сигнала.

История

В 1948 году теоретические основы RFID-технологии изложил Гарри Стокман в своей работе "Коммуникации посредством отраженного сигнала" (Communication by Means of Reflected Power). Теория воплотилась в практику в 1973-м, когда в США Марио Кардулло получил патент на "Пассивный радиопередатчик с памятью" – в патенте была, по сути, описана современная RFID-технология. Патент Кардулло предусматривает использование в качестве средства передачи информации радиоволн, света и звука.

Первая демонстрация действующих прототипов современных RFID-чипов (на эффекте обратного рассеяния), как пассивных, так и активных, была проведена в Исследовательской лаборатории Лос-Аламоса в 1973 году. Портативная система работала на частоте 915 МГц и использовала 12-битные метки. Первый патент, в котором уже прямо упоминалась аббревиатура RFID, был выдан Чарльзу Уолтону в 1983 году.

Сложилось несколько способов систематизации RFID-меток и систем – по рабочей частоте, источнику питания, типу памяти и форм-фактору. К примеру, по типу используемой памяти различают следующие RFID-метки:
- RW (Read and Write) – такие метки содержат идентификатор и блок памяти для чтения/записи информации. Данные в них могут быть перезаписаны многократно;
- WORM (Write Once Read Many) – кроме уникального идентификатора такие метки содержат блок однократно записываемой памяти, которую в дальнейшем можно многократно читать;
- RO (Read Only) – данные записываются лишь один раз, при изготовлении. Такие метки пригодны только для идентификации. Никакую новую информацию в них записать нельзя, и их практически невозможно подделать.

Активные и пассивные RFID-метки

Сегодня наиболее широко распространены пассивные RFID-метки, не имеющие встроенного источника энергии. Работа кремниевого CMOS-чипа метки и передачи ответного сигнала обеспечиваются за счет электротока, индуцируемого в антенне электромагнитным сигналом от считывателя. Пассивные низкочастотные RFID-метки обычно встраиваются в стикер (наклейку на товар в магазине) или имплантируются под кожу. Максимальная дистанция считывания пассивных меток – от 10 см до нескольких метров, в зависимости от выбранной частоты и размеров антенны.

Пассивные RFID-метки могут быть очень малы: в 2006 году компания Hitachi разработала пассивный µ-Chip (мю-чип), размерами 0,15х0,15 мм (без учета антенны) и тоньше бумажного листа (7,5 мкм). Такого уровня интеграции позволила достичь технология "кремний-на-изоляторе" (SOI). µ-Chip может передавать 128-битный уникальный идентификационный номер, записанный в микросхему по время производства. Номер не может быть изменен в дальнейшем, то есть он жестко привязан к объекту, в который встраивается этот чип. Радиус считывания µ-Chip от Hitachi – 30 см.

Другое их преимущество – дешевизна. Минимальная стоимость RFID-меток, ставших стандартом для торговых сетей, – примерно 5 центов за метку SmartCode (при покупке от 100 млн штук).

Дешевые некремниевые пассивные метки изготавливаются из полимерных полупроводников. Метки, работающие на частотах 13,56 МГц, были продемонстрированы в 2005 году компаниями PolyIC (Германия) и Philips (Голландия). В промышленных условиях полимерные метки изготавливаются методом прокатной печати (технология напоминает полиграфию). Благодаря этому в скором будущем для большинства сфер применения метки будут печатать так же просто и дешево, как и штрих-коды.

Активные RFID-метки имеют собственный источник питания, то есть не зависят от энергии считывателя. Соответственно, сигнал с них считывается на большом расстоянии, а сами чипы имеют большие размеры и могут оснащаться дополнительной электроникой.

Активные метки более надежны, чем пассивные, так как в них используются особые сессии связи между меткой и считывателем. Кроме того, активные метки, имея собственный источник питания, дают выходной сигнал большего уровня, чем пассивные. Это позволяет применять их в воде, теле людей и животных, металлах (корабельные контейнеры, автомобили), для больших расстояний на воздухе.

При этом активные метки более дороги в производстве ($3-15 за штуку) и имеют большие размеры – обычно как у таблетки.

Преимущества и недостатки RFID

Преимущества:

Возможность перезаписи. Хранящиеся в RFID-чипах данные могут многократно перезаписываться и дополняться, тем самым сохраняя свою актуальность. - Большой объем хранимых данных. RFID-метка может хранить во много раз больше информации, чем штрих-код. На чипе площадью в 1 см2 может храниться до 10.000 байт информации, в то время как штриховые коды могут вместить единицы байт.

Нет нужды в прямой видимости. В отличие от штрих-кода, взаимная ориентация метки и считывателя не играет роли – метке достаточно ненадолго попасть в зону регистрации, перемещаясь в том числе и на довольно большой скорости. Метки могут считываться сквозь упаковку, что позволяет размещать их скрытно.

Большое расстояние чтения. RFID-метка может считываться на значительно большем расстоянии, чем штрих-код. В зависимости от модели метки и считывателя, радиус считывания может составлять до нескольких сотен метров.

Устойчивость к воздействию внешних факторов. Специальные RFID-метки обладают значительной прочностью и сопротивляемостью жестким условиям рабочей среды. В тех сферах применения, где один и тот же объект может использоваться множество раз (например, при идентификации контейнеров), радиочастотная метка оказывается экономически самым выгодным средством идентификации. А пассивные RFID-метки и вовсе имеют практически неограниченный срок эксплуатации.

Интеллектуальность. RFID-метка может не только переносить данные, но и выполнять другие задачи. Данные на метке могут шифроваться. Радиочастотная метка может закрывать паролем операции записи и считывания данных, а также зашифровывать их передачу. В одной метке можно одновременно хранить открытые и закрытые данные.

Недостатки:

Сравнительно высокая стоимость системы.
- Уязвимость к воздействию электромагнитных помех.
- Возможность использования RFID для незаконного сбора информации о людях.
- Недостаточная открытость существующих стандартов.

Применение

RFID используется для связи некоторого физического объекта с его цифровыми атрибутами. В этом смысле RFID похож по функциям на штрих-код, но обладает существенными преимуществами в эксплуатации и позволяет использовать более сложные, криптографически защищенные протоколы. По оценке аналитиков Deutche Bank Research, к 2010 году емкость мирового рынка RFID-систем составит 22 млрд евро. Один из источников роста – применение RFID-технологий в паспортах и иных персональных документах, а также в медицине и ветеринарии. Кроме того, уже началось массовое применение RFID-технологий в розничных торговых сетях.

Логистика

Применение RFID-систем позволяет оптимизировать исходящую и входящую логистику. В логистике существуют примеры комплексных разработок с использованием RFID – для морских контейнерных перевозок. Каждый контейнер оснащается меткой RFID, содержащей информацию о грузе и скомбинированной с датчиками (например, открытия, содержания кислорода и т.п.) и передающей данные на центральную станцию сбора данных на борту контейнеровоза, которая в свою очередь передает данные через спутниковую связь. Так владелец груза получает возможность отслеживать местоположение и сохранность груза.

Общественный транспорт

Платежные T-money карты используются в общественном транспорте в Сеуле и прилегающих городах. В некоторых городах Южной Кореи система T-money заменена системой Upass с использованием MIFARE. Впервые эта система была применена для транспортных платежей в 1996 году. В Японии действует система Suica (Super Urban Intelligent Card – умная городская суперкарта) для оплаты проезда в железнодорожном транспорте. В Гонконге транспортные перевозки оплачиваются с использованием RFID-технологии, названной Octopus Card. Она была запущена в 1997 году для сбора оплаты за проезд, но "выросла" до масштабов обычной платежной карты, которая может использоваться в торговых автоматах и супермаркетах. Карта может быть пополнена в специальных автоматах или в магазинах. В Сингапуре автобусы и поезда общественного транспорта используют пассивные радиочастотные карточки, называемые EZ-Link. Трафик в многолюдные деловые районы регулируется с помощью переменных пошлин, взимаемых с помощью систем с активными метками и каточек с хранимой суммой (CashCard). В Малайзии RFID используется для оплаты проезда по системе скоростных шоссе (Malaysian Expressway System). Система называется Touch"nGo. В Московском метрополитене RFID-смарткарты были введены в 1998 году.

Торговля

В Германии радиочастотные метки внедряются во всех магазинах сети гипермаркетов Metro AG. В перспективе ручные считыватели у кассиров практически перестанут использоваться. В случае, когда товар маркирован RFID-метками, покупатель, набрав продукты в тележку, провозит ее через специальный турникет на расчетно-кассовом узле. Сканеры автоматически считывают по радиоканалу всю информацию о товаре в корзинке, сразу же печатается чек. Если покупатель рассчитывается с помощью платежной карты, то присутствие кассира и вовсе не требуется. Аналогичные системы внедряются и в других крупнейших торговых сетях мира (Wal-Mart, DoD, Target, Tesco).

Библиотеки

Внедрение RFID в библиотеках ускоряет инвентаризацию и поиск книг, автоматизирует книговыдачу и помогает бороться с кражами. Одно из самых крупных на сегодняшний день библиотечных применений RFID – библиотека Ватикана, которая насчитывает в своем фонде более двух миллионов экземпляров книг. А в целом в мире уже более 700 крупнейших библиотек используют или внедряют RFID-технологии.

Медицина

В родильных домах RFID-браслеты используют для отождествления младенца с матерью. В обычных больницах их применяют для быстрого поиска ушедшего из своей палаты пациента, требующего постоянного присмотра (например, при болезни Альцгеймера), или срочно требующегося врача.

В сами метки или в базу данных, ключом к которой является ID-номер метки, могут заноситься необходимые для лечения данные – группа крови, сведения об аллергии, прописанные лекарства и др. А концерн Siemens AG разработал чип RFID со встроенным датчиком температуры, выдерживающий стерилизацию и пастеризацию, а также ускорение до 5000 g, развиваемое на центрифуге. Чип предназначен, в частности, для использования в банках крови.

Паспорта

Во многих странах RFID-чипы используются в качестве элемента паспортов и водительских удостоверений. Первые RFID-паспорта (е-паспорта) были введены в Малайзии в 1998 году. Кроме информации, хранящейся на визуальной странице паспорта, в малайзийских е-паспортах также содержится история (время, дата и место) въезда и выезда в страну.
Стандарты на RFID-паспорта определены Международной Организацией Гражданской Авиации (англ. International Civil Aviation Organization, ICAO). В стандартах ICAO указано, что е-паспорта могут быть идентифицированы с помощью стандартного логотипа на его передней стороне.
RFID-метки также включены в новые паспорта Великобритании, Германии и некоторых других стран Европы. США произвели до 100 млн е-паспортов; встроенный в них чип содержит ту же информацию, что и печатный вариант, а также цифровую подпись владельца. Паспорта включают тонкую металлическую прокладку, которая затрудняет считывание, когда паспорт закрыт (металл экранирует радиосигнал).

Дистанционное управление

С 1990-х RFID используется в качестве автомобильного ключа. Многие автопроизводители используют ключи зажигания с RFID в качестве антиугонной системы. Если считыватель машины не "увидит" в своей зоне действия определенный идентификатор, мотор просто не заведется. Ключ содержит активную RFID-микросхему, позволяющей машине идентифицировать его с расстояния до 1 метра от антенны. Владелец может открыть дверь и завести машину, не вынимая ключ из кармана.

Сельское хозяйство

RFID-метки позволяют отслеживать животных на пути от фермы до потребителя, проверять своевременность обязательных вакцинаций и лечения. Подключив сканер к компьютеру, можно автоматизировать ведение записей о здоровье животного, применяемых процедурах, разведении и кормлении. Сейчас обычно применяются имплантируемые под кожу при помощи шприца микрочипы типа FDXB размером 12х2 мм, покрытые биологически инертным стеклом и не имеющие подвижных частей и батареи питания. Стационарные сканеры, расположенные в местах прохода скота, подключаются к компьютеру, управляющему перемещениями животных при помощи электрических ворот.

Идентификация животных

Идентификация животных при помощи имплантируемых микрочипов (или бирок с микрочипами) применяется для упрощения их учета, для перемещения через границу, страхования, исключения подмены при разведении.

Поголовное "чипирование" домашних животных в самом ближайшем будущем станет обязательной практикой в странах Европы, Америки и Австралии. Не так давно Евросоюз полностью запретил ввоз нечипированных животных. В России применение микрочипов при разведении племенных животных рекомендовано законом.

Имплантируемые RFID

Один из самых спорных моментов, связанных с RFID-технологиями, это то, что имплантируемые RFID-метки, разработанные для маркировки животных, начинают использоваться на людях. Много шума в 1998 году наделал британский профессор кибернетики Кевин Уорвик, который имплантировал метку в свою руку. Вскоре после этого культовые ночные клубы в Испании, Нидерландах и США стали использовать имплантируемую RFID-метку для идентификации своих посетителей, которые, в свою очередь, пользовались ими для оплаты в баре. В 2004 году министерство юстиции Мексики вживило своим сотрудникам VeriChip для контроля за доступом в комнаты с секретными данными.

Есть вероятность, что в будущем в разных странах будет введена обязательная и поголовная маркировка людей RFID-чипами с присвоением уникального личного номера в целях "борьбы с международным терроризмом" или "обеспечения безопасности личности". Это уже не досужие вымыслы фантастов: примеры "социальной рекламы" вживляемых RFID-чипов для контроля за людьми были показаны в нашумевшем документальном фильме "Дух времени". RFID-чипы вводятся под кожу один раз и на всю жизнь, так как их практически невозможно извлечь из тела без разрушения стеклянной защитной оболочки - это может привести к тяжелым последствиям. То есть человек практически не может избавиться от радиометки с идентификационным номером. У многих религиозных людей RFID-метки ассоциируются со "знаком Зверя" (Откр.13:16-17): "И он сделает то, что всем – малым и великим, богатым и нищим, свободным и рабам – положено будет начертание на правую руку их [имплантация метки] или на чело их [в отсутствие у человека правой руки или для "безопасности и долгосрочности" метки], и что никому нельзя будет ни покупать, ни продавать, кроме того, кто имеет это начертание, или имя Зверя или число имени его".

К счастью, тело человека содержит разные жидкости, что сильно экранирует радиосигнал. Поэтому дальность действия имплантированного RFID не превышает 5 см (для пассивных меток).

Денис Лавникевич