Что такое RFID
Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) — метод автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках.
Любая RFID-система состоит из считывающего устройства (считыватель, ридер), подключенного к персональному компьютеру или другому устройству обработки информации, и транспондера (он же RFID-метка, иногда также применяется термин RFID-тег).
Считывающее устройство состоит из антенны и электронного устройства обработки информации. Антенна осуществляет прием/передачу сигнала от/к транспондеру. Электронное устройство обработки информации осуществляет обработку принятой и передаваемой информации и обмен данными с компьютером. Антенна и устройство обработки информации могут совмещаться в одном корпусе.
Транспондер (RFID-метка) состоит из чипа (интегральной
микросхемы) и антенны. Антенна осуществляет прием/передачу сигнала от/к считывателю. Чип служит для обработки принятых/передаваемых сигналов и хранения информации. 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 типу источника питания RFID-метки делятся на:
- Пассивные RFID-метки не имеют встроенного источника энергии. Электрический ток, индуцированный в антенне электромагнитным сигналом от считывателя, обеспечивает достаточную мощность для функционирования чипа, размещённого в метке, и передачи ответного сигнала.
- Активные RFID-метки обладают собственным источником питания и не зависят от энергии считывателя, вследствие чего они читаются на дальнем расстоянии, имеют большие размеры и могут быть оснащены дополнительной электроникой. Однако, такие метки наиболее дороги, а у батарей ограничено время работы.
- 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.
RFID-метки могут изготавливаться различных размеров и форм, на бумажной или пластиковой гибкой самоклеющейся основе, в специальных защищенных корпусах.
Сегодня RFID-системы используют четыре частотных диапазона: 125-150 кГц, 13,56 МГц, 862-950 МГц и 2,4-5 ГГц. Чем объясняется выбор этих диапазонов частот? Это те частоты, для которых в большинстве стран разрешено вести коммерческие разработки. Для примера отметим, что диапазон 2,45 ГГц — это частоты, на которых работают беспроводные устройства стандарта Bluetooth и Wi-Fi. Для каждого из упомянутых частотных диапазонов действуют свои стандарты со своей степенью проработки. Наиболее общие их характеристики представлены в таблице.
Название диапазона
Рабочая частота
Стандарт
Приложения
Низкие частоты (LF)
125-150 кГц
ISO 14223
ISO 11784/11785
ISO 18000-2
Применяются в системах контроля доступа, для идентификации животных, а также достаточно широко используются, например, в автомобильных иммобилайзерах
Высокие частоты (HF)
13.56 МГц
ISO 14443
ISO 15693
ISO 10373
ISO 18000-3
Применяются в системах контроля доступа, платежных системах, а также для идентификации товаров в складских системах и книг в библиотечных системах
Сверхвысокие частоты (UHF)
860-960 МГц
2.4-5 ГГц
U-CODE
18000-4
18000-6
Областью применения являются системы логистики и учета движения транспорта. Отличительной особенность является повышенная дальность и высокая скорость чтения
Принцип работы RFID-системы достаточно прост. Идентификация объектов производится по уникальному коду, считываемому из памяти транспондера, прикрепляемой к объекту идентификации. Считывающее устройство формирует через определенные промежутки времени (как правило, доли секунды) радиочастотные сигналы-посылки. При попадании в радиочастотное поле считывателя транспондер передает ответный цифровой код, который принимается антенной считывателя и затем обрабатывается.
Основные преимущества технологии RFID:
- Для RFID не нужен контакт или прямая видимость.
- Большое расстояние чтения в сравнении со штрих-кодированием.
- Взаимная ориентация метки и считывателя часто не играет роли.
- RFID-метки читаются быстро и точно (приближаясь к 100%-ной идентификации).
- Поддержка чтения нескольких меток. Считыватели могут одновременно считывать несколько (и даже более тысячи) меток в секунду, используя так называемую антиколлизионную функцию.
- Метки могут читаться через любой радиопрозрачный материал, что делает возможным их скрытое размещение.
- Считывание данных метки может происходить при любом её расположении. Требований к месту размещения меток не существует. Единственное условие — нахождение метки в зоне действия считывателя.
- Объект с меткой может перемещаться и на довольно большой скорости .
- Пассивные метки имеют длительный срок эксплуатации (до 10 и более лет).
- Метки несут большое количество информации. В чипе метки может храниться до 10000 байт информации, в то время как штриховые коды могут вместить 100 байт (знаков) информации, для воспроизведения которых понадобится площадь размером с лист формата А4.
- RFID-метки практически невозможно подделать, так как при производстве метке присваивается уникальное неизменяемое число-идентификатор.
- Данные на метке могут быть зашифрованы. Как и любое цифровое устройство, радиочастотная метка обладает возможностью закрыть паролем операции записи и считывания данных, а также зашифровать их передачу. В одной метке одновременно можно хранить открытые и закрытые данные.
RFID и библиотеки
Технологии RFID нашли широкое применение и в процессе обслуживания читателей в библиотеках, а также в системах учета библиотечного фонда. Радиочастотные метки специального исполнения легко размещаются на библиотечных материалах и выполняют не только функцию идентификации, но и функцию защиты от краж.
С помощью RFID-ридера можно легко идентифицировать книги на полках, что используется для быстрого проведения инвентаризации библиотечного фонда, а также для поиска определенных библиотечных материалов. Это важно для автоматизации процесса выдачи книг.
RFID позволяет создать информационную систему управления библиотекой, с помощью которой можно выполнять считывание и запись радиочастотных меток на библиотечных материалах, активировать противокражную функцию меток, идентифицировать бесконтактные карты читателей.
На случай выхода RFID-чипа из строя, идентификатор метки дублируется в виде штрих-кода на основе метки.
В настоящее время в мире уже накоплен достаточно большой опыт решения вопросов, связанных с использованием технологии RFID в библиотеках. Накопленный опыт нашел свое отражение в международном стандарте ISO 28560 «RFID in Libraries» (принят в РФ с 23.03.2011г., в РБ с 01.04.2011г.). Стандарт регламентирует широкий круг вопросов связанных с применимостью оборудования и совместимостью RFID систем, использую-щихся в различных библиотеках.
К принципиальным моментам, оговоренным в стандарте можно отнести предназначение для использования в библиотеках оборудования ВЧ диапазона 13,56 МГц (ISO/IEC 18000-3). Оборудование ВЧ диапазона 13,56 МГц соответствует санитарным требованиям (СанПиН 2.2.4.1191-03, п. 3.6) по предельно допустимым уровням излучения, что позволяет его широко использовать в системах, где предполагается постоянный контакт с людьми.
Следующая особенность RFID оборудования для библиотек, оговоренная стандартом — использование меток стандарта ISO 15693 имеющих перезаписываемый противокражный (EAS) бит, позволяющий расширять RFID системы противокражными функциями, не уступающими по эффективности специализированным противокражным системам (RFID-метки I-Code SLI).
Стандарт так же определяет основные принципы взаимодействия RFID оборудования с компьютерными системами — структуру данных записываемых в память метки и используемых системами автоматизации, а так же структуру команд для управления работой RFID устройств. Стандартом предлагается использование структуры данных основанной на специализированной модели, изложенной в датском национальном стандарте «RFID Data model for libraries» (Датская модель данных), являющейся в настоящее время стандартом де-факто для стран Европы.
Основные поля Датской модели
- · Основной идентификатор объекта.
- · UID номер метки.
- · Страна библиотеки пользователя.
- · Код библиотеки пользователя ISIL.
- · Идентификатор зоны применения — AFI.
- · Допуск к самообслуживанию.
- · Порядковый номер компонента (для многокомпонентных носителей).
Согласно стандарту обмен данными между RFID устройствами и библиотечными программами предлагается вести посредством текстовых сообщений, организованных в соответствии с одним из следующих протоколов:
- NCIP (NISO Circulation Interchange Protocol; ANSI/NISO Z39.83-1-2008) — межбиблиотечный протокол обмена данными принятый в США;
- SIP2 (3M Standard Interchange Protocol) — протокол обмена данными между системой авто-матизации библиотек и стандартным библиотечным автоматизированным устройством, предложенный частной компанией «3M Library Systems».
Факты:
- · Первыми библиотеками, в 1999 году начавшими использовать RFID (в США), стали Rockefeller University в Нью-Йорке и Farmington Community Library.
- · Одно из первых самых крупных библиотечных применений RFID — библиотека Ватикана, насчитывающая в своем фонде более двух миллионов экземпляров книг.
- · Первой в Москве RFID-система внедрена в Доме Украинской Книги имени Леси Украинки.
- · Первой в Санкт-Петербурге с помощью RFID автоматизирована библиотека восточного факультета СПБГУ.
- · В целом в мире уже более 700 крупнейших библиотек используют или внедряют RFID-технологии.