Главная
Продукция
web-дизайн
Магазин
Статьи
Партнеры
Контакты
Русская версия  English version 
Главная arrow Статьи arrow Технология RFID arrow Как работает RFID
Как работает RFID Версия для печати Отправить на e-mail

Введение

Длинные очереди в продуктовом магазине - одна из самых больших жалоб у тех, кто посещает магазин. Скоро, эти очереди могут исчезнуть, когда повсеместно универсальный штриховой код продукта (UPC) заменится умными метками,­ также называемыми тэгами радиочастотной идентификации (RFID). Тэги RFID - интеллектуальные штриховые коды, которые могут взаимодествовать с сетевой системой, чтобы следить за каждым продуктом, который Вы ложите в свою продуктовую тележку.

Представьте себе, Вы идете в продуктовый магазин, заполняете вашу тележку и выходите прямо в двери. Вы больше не должны ждать из-за того, что кассир пробивает каждую покупку из Вашей тележки по одному. Вместо этого тэги RFID будут обращаться к электронным считывающим устройствам, которые обнаружат каждую покупку в телеге и пробьют каждую покупку немедленно. Считывающее устройство будет подключено к большой сети, которая пошлет информацию относительно Ваших продуктов изготовителям продуктов и розничному продавцу. Ваш банк будет уведомлен, и сумма чека будет снята с Вашего счета. Никаких очередей, никакого ожидания.

RFID tag
Фотография предоставлена Getty Images
Тэг RFID

Тэги RFID, которые однажды применялись только для отслеживания перемещения крупного рогатого скота, сейчас следят за потребительскими товарами во всем мире. Много изготовителей используют тэги, чтобы следить за перемещением каждого продукта, который они делают с момента изготовления и пока он не береться с полки и бросается в тележку посетителя магазина.

Вне области розничной торговли тэги RFID следят за транспортом, пассажирами авиалиний, пациентами с болезнью Альцгеймера и домашними животными. Скоро, они могут даже следить ваше предпочтение короткому или сливочному маслу арахиса. Некоторые критики говорят, что технология RFID становится слишком большой частью нашей жизни - то есть, мы даже можем не знать обо всех частях нашей жизни, которую эта технология затрагивает.

В этой статье Вы узнаете о типах тэгов RFID, и как эти тэги могут быть прослежены через всю систему поставок. Мы также посмотрим на некоммерческое использование тэгов RFID и то, как госдепартаменты и система государственной безопасности их используют.

Повторное изобретение штрих-кода

Почти на всем, что Вы покупаете в розницу, напечатан штриховой код. Эти штриховые коды помогают изготовителям и розничным продавцам отслеживать продукцию. Они также дают ценную информацию о количестве купленных продуктов и, в некоторой степени, кем эти продукты были куплены. Эти коды служат отпечатками пальцев продуктов, сделанными из машинно-читаемых параллельных линий, которые хранят двоичный код.


Штриховые коды, такие как этот на газированной воде, может находиться на почти всем, что мы покупаем.

Созданные еще в начале 1970-ых, для ускорения технологии контрольно-кассовых пунктов, у штриховых кодов есть несколько недостатков:

  • Чтобы следить за товарами, компании должны сканировать каждый штриховой код на каждой коробке отдельного продукта.
  • Прохождение очереди на контрольно-кассовом пункте требует сканирования каждого штрихового кода на каждом товаре.
  • Штриховой код предназначен только для чтения, и он не может отослать информацию.

Тэги RFID лучше штриховых кодов, потому что тэги имеют возможность чтения и записи. Данные, записанные на тэгах RFID, могут быть изменены, обновлены и за блокированы. Некоторые магазины, которые начали использовать тэги RFID, обнаружили, что технология предлагает лучший способ следить за товарами для целей организации поставок и маркетинга. Через тэги RFID магазины могут видеть, как быстро продукты оставляют полки, и кто их покупает.

В дополнение к розничной торговле, тэги RFID были также применены в перевозках в качестве билетов на общественный транспорт и метро. Из-за их способности эффективно запоминать данные, тэги RFID могут проанализировать стоимость поездки по тарифу и вычесть стоимость поездки от той суммы, которую пользователь помещает на счет. Вместо того, чтобы ждать, чтобы заплатить за проезд в будке с билетами или бросать монеты в автомат, пассажиры используют проездные с чипами RFID как дебетовые карты.

Но Вы бы поручили свою историю болезни тэгу RFID? Или Ваш домашний адрес или безопасность Вашего ребенка? Давайте посмотрим на два типа тэгов RFID, и как они запоминают и передают данные, прежде чем мы перейдем от покупкок в продуктовом магазине к вопросу о человеческой жизни.

­
История штрихового кода
В 8:01, 26 июня 1974, клиент в супермаркете Marsh в городе Трой, Огайо, сделал первую покупку продукта со штрих-кодом, упаковку из 10 жевательных резинок Wrigley's Juicy Fruit. Это начало новую эру в розничной продаже, которая ускорила очереди перед кассой и дала компаниям более эффективный метод контроля за состоянием запасов. Та упаковка жевательной резинки состоялась в американской истории и в настоящее время демонстрируется в Национальном музее американской истории Smithsonian. Та историческая покупка была кульминацией почти 30 лет исследований и разработок. Первая система для автоматического кодирования продуктов была запатентована Бернардом Сильвером и Норманом Вудлендом, двумя аспирантами из Института технологии Drexel (теперь Университет Drexel). Они использовали узор из чернил, которые светилась под ультрафиолетовым излучением. Эта система была слишком дорога, и чернила были не очень устойчивыми. Система, которую мы используем сегодня, была представлена IBM в 1973 и использует считывающие устройства, разработанные NCR.

Прошлое и настоящее тэгов RFID

Технология RFID разрабатывалась с 1970, но до недавнего времени ее было слишком дорого использовать в крупных масштабах. Первоначально, тэги RFID использовались, чтобы следить за большими предметами, такими как коровы, железнодорожные вагоны и багаж на авиалиниях, который отправлялся на дальние расстояния. Эти первые тэги, называемые индуктивно связанными тэгами RFID, были сложными системами из металлических катушек индуктивности, антенн и стекла.

Индуктивно связанные тэги RFID питались магнитным полем, сгенерированным считывающим устройством RFID. У электрического тока есть электрическая компонента и магнитная компонента - он является электромагнитным. Из-за этого вы можете создать магнитное поле с помощью электричества, и вы можете создать электрический ток с помощью магнитного поля. Название, "индуктивно связанные", исходит из этой сути этого процесса - магнитное поле индуцирует ток в проводе.

Тэг RFID фирмы Texas Instuments
Фотография предоставлена Getty Images
Этот тэг RFID от фирмы Texas Instuments изготовлен в 1999 году, он использовался, чтобы следить за багажом.

Емкостно-связанные тэги были созданы позже в попытке понизить стоимость технологии. Они задумывались как одноразовые тэги, которые могли быть применены к менее дорогим товарам и сделаны столь же универсальными как штрих-коды. Емкостно-связанные тэги использовали проводящие карбоновые чернила вместо металлических катушек индуктивности для передачи данных. Чернила были напечатаны на бумажных метках и сканировались считывающими устройствами. Тэги BiStatix Фирмы Motorola были лидерами в этой технологии. Они использовали кремниевую микросхему, которая была шириной всего 3мм, и сохраняла 96 битов информации. Эта технология не завоевывала популярность у розничных продавцов, и BiStatix был закрыт в 2001 году [Источник: Журнал RFID].

Новые разработки в RFID включают активные, полуактивные, и пассивные тэги RFID. Эти тэги могут сохранять до 2 килобайтов данных и состоят из микрочипа, антенны, и, в случае активного и тэги полупассивного тэга, батареи. Компоненты тэга помещаются в корпус из пластмассы, кремния или иногда стекла.

На основном уровне каждый тэг работает следующим образом:

  • Данные, сохраненные в кристалле микрочипа тэга RFID, ожидают считывания.
  • Антенна тэга получает электромагнитную энергию от антенны считывающего устройства RFID.
  • Используя питание от внутренней батареи или энергию от электромагнитного поля считывающего устройства, тэг отсылает радиоволны назад к считывающему устройству.
  • Считывающее устройство принимает радиоволны от тэга и интерпретирует частоты как значимые данные.

Индуктивно связанные и емкостно-связанные тэги RFID не используются сегодня, потому что они являются дорогими и большими. В следующем разделе мы узнаем больше об активных, полупассивных и пассивных тэгах RFID.

Активные, полупассивные и пассивные тэги RFID

Активный, полупассивный и пассивный тэги RFID делаю технологию RFID, более доступной и заметной в нашем мире. Эти тэги менее дороги в производстве, и они могут быть сделаны достаточно небольшими, чтобы поместится на почти любом продукте.

Активный и полупассивный тэги RFID используют внутренние батареи для питания их схем. Активный тэг также использует свою батарею для передачи радиоволн к считывающему устройству, тогда как полупассивный тэг полагается на считывающее устройство, чтобы поставлять ему питание для передачи данных. Поскольку эти тэги содержат больше аппаратного обеспечения, чем пассивные тэги RFID, они более дорогие. Активный и полупассивный тэги зарезервированы для дорогостоящих предметов, которые считываются на большом расстоянии - они передают высокие частоты от 850 до 950 МГц, которые могут читаться на расстоянии в 30 метров или дальше. Если необходимо с читать тэги на более далеких расстояниях, дополнительные батареи, могу увеличить дальность действия тэга до более чем 100 метров [Источник: Журнал RFID].

Пассивные тэги RFID полагается полностью на считывающее устройство как на источник питания. Эти тэги читаются на расстоянии в 6 метров, и у они более дешевые в производстве, это означает, что они могут быть применены к менее дорогим товарам. Эти тэги изготовляются, чтобы быть одноразовыми, наряду с одноразовыми товарами массового потребления, в которые они помещаются. Таким образом, у железнодорожного вагона будет активный тэг RFID, а у бутылки шампуня пассивный тэг.

Другой фактор, который влияет на стоимость тэгов RFID, является возможность сохранения данных. Есть три типа возможностей хранения данных: чтение-запись, только для чтения и ОЗМЧ (однократная запись, многократное чтение). В тэгах для чтения и записи данные могут быть дополнены к или записаны поверх. В тэгах только для чтения данные не могут быть дополнены к или записаны поверх - они содержат только данные, которые сохраняются в них, когда они были сделаны. У тэгов ОМЗЧ информация может содержать дополнительные данные (такие как серийный номер), записанные однажды, но они не могут быть перезаписаны поверх.

RFID tag
Фото предоствлено Getty Images
Этот крошечный тэг RFID будет помещен на бутылку увлажняющего крема.

Большинство пассивных тэгов RFID стоят от 7 до 20 центов за штуку [источник: Журнал RFID]. Активные и полупассивные тэги более дорогие, и изготовители RFID, как правило, не указывают цены на эти тэги без определения их дальности действия, ­типа памяти и количества. Цель промышленности RFID состоит в том, чтобы снизить стоимость пассивных RFID тэгов до 5 центов за каждый, как только продавцы их примут.

В следующем разделе мы узнаем, как эта технология могла бы использоваться для создания глобальной системы тэгов RFID с подключением к Интернету.

Говорящие тэги

Когда промышленность RFID будет в состоянии понизить цену тэгов, это приведет к повсеместной сети умных упаковок, которые следят за каждым этапом системы поставок. ­Полки магазинов ­будут полны умно помеченных продуктов, которые могут быть прослежены от покупки до мусорного ведра. Сами полки сообщаются по безпроводной связи с сетью. Тэги будут только одним узлом этой большой следящей за продуктами сети.

Другие две части в этой сети - считывающие устройства, которые общаются с тэгами и с Интернетом, что обеспечит связующие звенья сети.

Давайте посмотрим на реальный сценарий этой системы:

  • В продуктовом магазине Вы покупаете пакет молока. У контейнеров молока будет тэг RFID, который запоминает дату истечения срока хранения молока и цену. Когда Вы снимаете молоко с полки, полка может отобразить определенную дату истечения срока хранения молока, или информация может быть по безпроводной сети послана на Ваш мобильный компьютер или сотовый телефон.
  • Как только Вы выходите из магазина, Вы проходите через двери со встроенным считывателем тэгов. Это считывающее устройство подсчитывает стоимость всех предметов в вашей магазинной тележке и посылает счет от бакалеи в Ваш банку, который сумму с Вашего счета. Изготовители продукта знают, что Вы покупали их продукт, и компьютеры магазина знают точно, сколько из каждого продукта должно быть заказано.
  • Как только Вы возвращаетесь домой, Вы помещаете свое молоко в холодильник, который также оборудуется считывающим устройством для тэгов. Этот умный холодильник способен отслеживать всю бакалею, которая хранится в нем. Он может следить за продуктами, которые Вы используете, как часто Вы пополняете запасы своего холодильника и может сообщить, когда молоко или другие продукты испортятся.
  • Продукты также прослеживаются, когда они бросаются в мусорное ведро или мусорную корзину. В этой точке ваш холодильник мог бы добавить молоко к Вашему списку покупок, или Вы могли бы запрограммировать холодильник, чтобы заказать эти товары автоматически.
  • Основываясь на продуктах, которые Вы покупаете, Ваш продуктовый магазин узнает ваши уникальные предпочтения. Вместо того, чтобы получать универсальные информационные бюллетени с еженедельными предложениями товаров в магазине, Вы могли бы получить именно тот список, который, создан только для Вас. Если у Вас есть двое детей школьного возраста и щенок, ваш продуктовый магазин может использовать нацеленный на клиента маркетинг, и посылать Вам купоны на товары, такие как пакеты сока и еда для собаки.

Для работы этой системы, каждому продукту выдадут уникальный номер продукта. Центр автоматической идентификации Массачуссетского технологического института работает над Электронным кодом продукта (ЭКП), который мог бы заменить штрих-код. Каждая умная метка может содержать 96 битов информации, включая изготовителя продукта, название продукта и 40-битовый серийный номер. Используя эту систему, умная метка общалась бы с сетью, названной Системой именования объектов. Эта база получила бы данные о продукте прямо с компьютера изготовителя.

Информация, хранящаяся на умных метках, была бы записана на языке разметки продукта (PML), который основан на Расширяемом языке разметки (XML). PML позволил бы всем компьютерам общаться с любой компьютерной системой, подобно тому, как Web-серверы читают Гипертекстовый язык разметки (HTML), общепринятый язык, который используется для создания Web-страниц.

Мы еще не дошли это этого, но тэги RFID являются более значимыми в Вашей жизни, чем Вы можете себе представить. Магазины Wal-Mart и Best Buy - это только два главных продавца, которые используют тэги RFID для целей снабжения и маркетинга.

Некоторые критики считают, тревожной идею торговцев, следящих и делающих запись о покупках. Но розничная торговля - не единственная промышленность, использующая технологию RFID. В следующем разделе мы узнаем, как правительство использует тэги RFID.­

RFID, выпущенные правительством

В то время как много потребителей счастливо - или безразлично - покупают товары помеченные тэгами RFID, некоторые люди в правительстве считают что паспорта должны быть со внедренными чипами RFID.

14 августа 2006 года, Госдепартамент начал выпускать электронные паспорта, или e-паспорта. Озабоченное террористическими атаками 11 сентября 2001 года, Министерство государственной безопасности (DHS) предложило e-паспорт как меру безопасности для безопасности путешествия самолётом, безопасности пересечения границы и более эффективного таможенного контроля в аэропортах. Улучшенные особенности безопасности e-паспорта - опознавательный номер микросхемы, цифровая подпись и фотография, которая работает как биометрический идентификатор - составляют паспорт, который невозможно подделать.

E-паспорт поможет улучшить безопасность, но с таким большим количеством личной информации, внедренной в документ, возникает множество вопросов о возможности краже личности. Два возможных вида кражи личности, которые могли бы произойти с e-паспортами:

  • Скачивание случается, когда кто-то использует считывающее устройство RFID, чтобы сканировать данные с микросхемы RFID без ведома владельца e-паспорта.
  • Подслушивание случается, когда кто-то читает частоты, испускаемые от микросхемы RFID, при считывании официальным считывающим устройством.

Однако, DHS настаивает, что e-паспорт совершенно безопасен для использования, и что надлежащие предосторожности были предприняты, чтобы гарантировать пользовательскую конфиденциальность.

  • Для защиты против скачивания e-паспорт содержит металлический экран. Этот экран установлен между обложкой паспорта и первой страницей. Когда e-паспорт закрыт, он не может быть считан вообще, когда он открыт, он может читаться только сканирующим устройством, которое находится на расстоянии меньше чем в 10 сантиметрах [источник: Госдепартамент].
  • Чтобы принять меры против подслушивания, DHS установил, что все участки, где e-паспорт раскрывается, должны быть полностью закрытыми и помещены в экран так, чтобы сигналы не могли быть считаны несанкционированным считывателем RFID.
Australian passport
Фотография предоставлена Getty Images
Австралийский паспорт послужил моделью для нового e-паспорта Соединенных Штатов.

E-паспорт стоит 97 долларов. В то время, как его стоимость может показаться Вам высокой, стоимость установки считывающих устройств RFID в аэропортах даже более высока. Принятие e-паспорта будет требовать постепенных изменений, но уполномоченные люди уже обсуждают, какую суммарную защиту и улучшенную биометрику будет иметь следующее поколение e-паспортов.

The debate over e-passports pales in comparison to debates over human chipping. Next, we'll learn what RFID microchips are doing in livi­ng things.

­
Реальный идентификатор
От воздушного движения до дорожного транспорта безопасность доставляет большие проблемы, и некоторые люди чувствуют, что за ними наблюдают более близко, чем когда-либо прежде. Реальный идентификатор - это программа разработанная Комиссией 9/11. Он предназначен для улучшения способа, которым выпускается официальная идентификация. В то время как Реальный идентификатор ждет утверждения (и горячо обсуждается), первый предложенный Реальный идентификатор - Реальные водительские права. DHS выпустил Примечание относительно правил для Реальных водительских права 1 марта 2007г. Реальные водительские права могут быть расширены, чтобы предоставить Вам легкий переход границы Канаде, и более стандартных водительских прав, это также предоставляет Вам доступ к федеральным учреждениям, федеральному аэропорту и атомным электростанциям [источник: Министерство государственной безопасности]. Штаты выберут, внедрять ли RFID, в Реальные водительские права вместо тока сегодняшнего двухмерного штрихового кода.

Для более подробной информации о технологии RFID, посетите следующие ссылки:

Источник:howstuffworks.com

 
< Пред.   След. >