Реферат Рабыкина. Федеральное госудаственное автономное образовательное учреждение высшего образования
 Скачать 52.15 Kb.
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Обнинский институт атомной энергетики Реферат Технологии RFID. Выполнил студент __________________ Рабыкина Д.В. Проверил __________________ Пляскин А.В. Обнинск, 2022 г. СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение…………………………………………………………………..3 2. Технология RFID………………………………………………………....5 3. Виды RFID меток………………………………………………………...6 4. Виды RFID считывателей…………………………………………….....10 5. Сферы применения RFID технологий……………………………….....11 6. Преимущества и недостатки RFID……………………………………..13 7. Заключение………………………………………………………………16 8. Список литературы……………………………………………………...17 Введение RFID (англ. 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 или интеррогатор) и транспондера (он же RFID-метка, иногда также применяется термин RFID-тег). Большинство RFID-меток состоит из двух частей. Первая — интегральная схема (ИС) для хранения и обработки информации, модулирования и демодулирования радиочастотного (RF) сигнала и некоторых других функций. Вторая — антенна для приёма и передачи сигнала. В 1945 году Лев Сергеевич Термен изобрёл для Советского Союза устройство, которое позволило накладывать аудиоинформацию на случайные радиоволны. Звук вызывал колебание диффузора, которое незначительно изменяло форму резонатора, модулируя отражённую радиочастотную волну. И хотя устройство представляло лишь пассивный передатчик (т. н. «жучок»), это изобретение причисляют к первым предшественникам RFID-технологии. Технология, наиболее близкая к данной — система распознавания «свой-чужой» IFF (Identification Friend or Foe), изобретённая Исследовательской лабораторией ВМС США в 1937 году. 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 1948). 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). Технология RFID RFID (англ. 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 или интеррогатор) и транспондера (он же RFID-метка, иногда также применяется термин RFID-тег). Большинство RFID-меток состоит из двух частей. Первая — интегральная схема (ИС) для хранения и обработки информации, модулирования и демодулирования радиочастотного (RF) сигнала и некоторых других функций. Вторая — антенна для приёма и передачи сигнала. Принцип работы RFID заключается в том, что при наведении RFID считывателя на метку, считыватель получает информацию и передает ее в систему учета данных. При этом расстояние между RFID ридером и меткой может быть до 300 метров, в зависимости от возможной дальности распознавания у системы. С RFID метки можно не только считать информацию и идентифицировать товар, но и отслеживать его перемещение.  Виды RFID меток RFID метки различают по: Дальности считывания Типу источника питания Типу памяти Рабочей частоте Возможной конструкции Классу защиты Дальность считывания у RFID меток бывает Ближняя (на расстоянии до 20 см) Средняя (от 20 см до 5 м) Дальняя (от 5 м до 300 м) По типу источника питания RFID метки разделяют на: • Пассивные Не имеют встроенного источника энергии. Такие метки работают за счет энергии магнитного поля, которое создает RFID считыватель. Преимуществом пассивных меток является относительно недорогая стоимость и долгий срок службы. К недостаткам можно отнести ограниченность радиуса действия возможностями RFID считывателя. • Активные Активные RFID метки обладают собственным источником питания и не зависят от энергии считывателя. По габаритам активная метка крупнее пассивной. Достоинством таких меток является дальность считывания. А к недостаткам относятся более высокая цена и ограниченность срока эксплуатации объемом аккумулятора. После разрядки аккумулятора, активная RFID метка «превращается» в пассивную, так как теряет собственный источник питания. На некоторых сайтах выделяют еще полупассивные(полуактивные) RFID метки. Это неверно, поскольку принцип работы RFID метки зависит от наличия или отсутствия батареи, а понятия «полубатареи» не существует. По типу памяти RFID метки делятся на: • RO (Read Only) — только для чтения. Информация записывается один раз при изготовлении, за счет этого метки невозможно подделать. RO метки используются только для распознавания товаров без возможности записи на носитель. • WORM (Write Once Read Many) — для однократной записи и многократного считывания. Используя такие метки, можно многократно считывать единожды записанную информацию, но удалить данные с метки нельзя. • RW (англ. Read and Write) — для многократной записи и чтения. Данные в RW метках могут быть перезаписаны и считаны неограниченное количество раз. По рабочей частоте RFID: • Низкочастотные (LF) – такие RFID метки работают на частотах 125-134 кГц. Для них характерны низкие цены и небольшая дальность считывания. Могут применяться для системы контроля и управления доступом, домофонов, чипирования животных. • Высокочастотные (HF/NFC) – частота 13,56 МГц. Считывают информацию с большего расстояния по сравнению с низкочастотными метками. Относится к среднему ценовому диапазону. Считывание не всегда успешно на большом расстоянии, при высокой влажности и вблизи металла. Высокочастотные RFID метки используются в системах проведения платежей, логистике и для идентификации личности. • Сверхчастотные (UHF) – частота работы RFID 860-960 МГц. Эти метки относятся к более дорогому ценовому сегменту. Они подходят для считывания с большого расстояния. У них высокая скорость передачи данных. Сверхчастотные RFID метки применяются для маркировки имущества, логистики, складского учета. По конструкции RFID метки могут представлять собой • Этикетки – RFID метки для наклеивания на гладкие поверхности. Рассчитана на одноразовое использование. Этикетки применяются для идентификации различных товаров (напр. мебели, инвентаря). • Корпусные метки на металл – метки, имеющие специальную высокопрочную и противоударную конструкцию. Корпусные метки применяются для маркировки металлических инструментов, газовых баллонов, контейнеров. • RFID браслеты – удобные для носки RFID метки. Метка вшита в корпус браслета, благодаря чему защищена от влаги, пыли и ударов. Сам браслет может быть выполнен из разных материалов в зависимости от условий эксплуатации. RFID браслеты удобны для применения в качестве входного билета, ключа от шкафчика, а также в медучреждениях для хранения информации о пациенте. • RFID брелоки– бесконтактные RFID метки в специальном корпусе. Отлично подходят для применения в качестве ключа от домашних или офисных дверей. • RFID карты– пластиковые бесконтактные карте. Такие карты широко распространены для применения в пропускных системах, общественном транспорте, в гостиницах и т.д. • Вшивные RFID метки– при необходимости, такую метку можно вшить в ткань. Таким образом, метка становится «невидимой». • Специальные RFID метки– такие метки имеют конкретную сферу применения, в соответствии с которой определяется размер, защищенность от внешней среды и конструкция. Специальные метки подходят для сложных условий эксплуатации, например, для емкостей с жидкостью, для вживления RFID чипа под кожу животных. Также существуют RFID метки в форме монеты или диска, RFID метки с корпусом в форме колбы, высокотемпературные метки. Кроме того, RFID метки можно выбирать по классу защиты (Первая цифра означает защиту от пыли, вторая – от проникновения воды.) • IP66 – защита от пыли, а также от непродолжительного воздействия водяных струй. • IP67 – защита от пыли, а также защита при непродолжительном погружении в воду до 1 м. • IP68 – защита от пыли, а также при продолжительном погружении в воду на глубину от 1 м и более. Стабильная работа в погруженном состоянии. • IP69K – высокая степень защиты по европейскому стандарту. Защита от пыли и полная водонепроницаемость. Виды RFID считывателей Считыватели RFID не только обрабатывают полученный от меток сигнал, но и выступают в роли источника энергии для пассивных меток. Кроме того, большинство RFID ридеров позволяют записывать данные с RFID меток и даже стирать с них информацию. Выделяют несколько типов приборов для считывания: • Мобильный RFID считыватель– имеет небольшую дальность действия. Такие считыватели обладают внутренней памятью для записи данных с меток и беспроводным интерфейсом. Кроме того, устройства могут записывать информацию в метку. Работа ридера обеспечивается за счет аккумулятора и ограничена его объемом. Мобильные RFID считыватели применяются на складах, в магазинах, офисах и тд. • Стационарный RFID считыватель – крепится неподвижно на стенах, дверях, мобильных складских устройствах и имеет большую зону действия и высокую производительность. Устройство подключается к компьютеру с помощью одного из интерфейсов и мгновенно передает данные. Ридер подходит для использования на крупных предприятиях, в контрольных зонах. • RFID считыватель для ТСД и смартфона – компактное мобильное устройство, которое позволяет считать RFID метку телефоном или терминалом сбора данных. Смартфон или ТСД крепится к специальной конструкции. Такой считыватель используется при необходимости, расширяя возможности цифровых устройств. Сферы применения RFID технологий RFID технологии широко распространены и применяются во многих сферах деятельности. • Логистика Технология RFID используется как в транспортной, так и в складской логистике. При учете и контроле товаров на складе RFID системы помогают решить проблему больших временных затрат, а также «пропажи» товаров со склада. В транспортной логистике RFID используется для маркировки паллетов, морских контейнеров и тд, позволяя владельцу груза получать информации о перемещении груза. • Промышленность RFID системы широко используются для автоматизации промышленных процессов машиностроения. Крупные потребители RFID – сферы, где существует сборочное производство: автомобильная промышленность, производство бытовой техники. RFID используется не только в машиностроении, но и в легкой промышленности. Применение RFID в производстве мебели позволяет оптимизировать работу персонала, упростить процесс сборки заказа, а также отслеживать товар во время логистики. Кроме того, RFID технологии используются для маркировки одежды и обуви. RFID метки на одежде также позволяют производителю оптимизировать работу предприятия, а потребителю быть уверенным в подлинности товара. Особенностью применения RFID в промышленности является то, что RFID метка, которая была прикреплена к изделию, в дальнейшем может использоваться при складском учете. • Общественный транспорт Во многих странах для оплаты проезда в общественном транспорте используются RFID карты. • Системы контроля и управления доступом (СКУД) При использовании системы распознавания людей RFID метка является электронным пропуском, в котором содержится информация о владельце. Такая система применяется в домофонах жилых домов, для прохода в офис, на КПП. • Медицина RFID используется в родильных домах в виде специальных браслетов, которые позволяют отождествлять младенца с матерью. Кроме того, RFID браслеты используют для поиска нуждающегося в постоянном присмотре и вышедшего из своей палаты пациента, а также для поиска срочно понадобившегося врача. В сами метки может заноситься вся необходимая информация о пациенте. • Дистанционное управление RFID метки могут встраиваться в ключи зажигания автомобилей, чтобы улучшить противоугонную защиту. Мотор транспортного средства не заведется, если считыватель машины не «увидит» в своей зоне действия определенный идентификатор. Машина распознает RFID чип с расстояния до 1 м, позволяя владельцу дистанционно открыть дверь или завести машину. • Маркировка животных Система RFID используется в виде бирок, ошейников, ушных клипс с RFID чипами или при помощи имплантации микрочипов. Применяется для упрощения учета животных, отслеживания их пути во время транспортировки, исключения подмены животного. Разработанные для имплантирования животным RFID метки начинают использоваться на людях. Это явление вызвало общественный резонанс. • Спорт RFID браслеты используются в таких видах спорта как: спортивное ориентирование, триатлон и некоторых других. • Библиотеки RFID в библиотеках ускоряет инвентаризацию, поиск и выдачу книг. Также RFID метки позволяют следить за своевременным возвратом литературы. • Защита банковских карт Существуют специальные RFID блокираторы, защищающие бесконтактные карты от дистанционного считывания. Карты для RFID блокировки создают электронное поле, которое делает банковские карты невидимыми для считывателей. Для защиты кошелька достаточно вложить в него RFID защитную карту. • Паспорта RFID метки используются в качестве встроенного чипа внутри паспорта во многих странах. Такой системой удобно пользоваться, например, в аэропорту. В чипе хранится та же информация, что и в печатном варианте документа, а также цифровая подпись гражданина. От несанкционированного считывания RFID метку защищает тонкая металлическая прокладка паспорта, которая затрудняет распознавание, если паспорт закрыт. Преимущества и недостатки RFID Стоит ли внедрять в свое производство RFID системы и отказываться от привычных штрих-кодов в пользу RFID? Давайте разберемся какие преимущества и недостатки влечет за собой применение RFID технологий. К преимуществам радиочастотной идентификации относятся: Высокая скорость работы системы – быстрое (за долю секунды) считывание данных, их перезапись и передача. Возможность перезаписи информации – есть метки, на которые можно перезаписывать данные неограниченное количество раз. Возможность бесконтактной работы – нахождение метки в зоне прямой видимости ридера не требуется. Устойчивость к внешним условиям – RFID метки надежны в эксплуатации за счет высокого уровня защиты от пыли, влаги, высоких температур. Распознавание данных на большом расстоянии – диапазон считывания RFID метки от нескольких см до 300 м в зависимости от модели. Безопасность и конфиденциальность записанной информации – данные засекречиваются благодаря уникальному ID-коду чипа. Объем хранящейся информации – некоторые RFID метки могут хранить практически неограниченное количество данных. Чтение нескольких меток – считыватель может быстро распознавать сразу несколько RFID меток, находящихся в его зоне чтения. Возможность выполнения интеллектуальных задач – помимо передачи и хранения информации, RFID метка может передавать данные о перемещении товара, а также об окружающей среде (измерять температуру, давление). Высокая точность считывания – RFID технология обладает 100% точностью. Возможности размещения считывателя – ридер RFID может крепиться как на неметаллических, так и на металлических поверхностях, а также внутри неметаллической конструкции. Возможность скрытого размещения – RFID чип может встраиваться или вшиваться в объект. К возможным недостаткам RFID систем можно отнести: Невозможность размещения под токопроводящей поверхностью – сигнал экранируется, что мешает корректному считыванию. Электромагнитные поля создают помехи для RFID – качество работы системы радиочастотной идентификации может ухудшаться вблизи включенных компьютеров и других приборов, создающих электромагнитные поля. Взаимные коллизии – при наличии двух или более меток в поле считывателя. Этот недостаток можно устранить, используя специальный алгоритм антиколлизии. Стоимость RFID меток – если сравнивать со штрих-кодированными этикетками, стоимость RFID меток выше. Итак, RFID система нужна вам, если вам необходимо: Автоматизировать процесс поиска, сбора, выдачи и сортировки товаров Автоматизировать процесс проведения инвентаризации Автоматизировать противокражный контроль Управлять цепочками поставок и отслеживать актуальное местоположение объекта Проводить идентификацию личности Иметь функцию контроля доступа Снизить время, затрачиваемое на поиск необходимого объекта Заключение Сегодня технология RFID формирует один из многообещающих сегментов рынка информационных технологий. Ее популярность обусловлена возможностями, которые открывает данная технология: автоматической идентификации физических объектов; бесконтактный ввод в ПО и считывание данных с чипов на расстоянии и без их прямой видимости, используя для этого как стационарные, так и мобильные устройства; эффективное управление производством товаров и услуг и мн. др. Уже сейчас стало понятным, что RFID- технология – это технология будущего, которая по истечении времени полностью заменит штриховое кодирование, сотрет из памяти кассовые аппараты. Возможно совсем скоро RFID произведет настоящую революцию в промышленности, сельском хозяйстве, транспорте и других областях, в том числе и в специальной технике. В настоящее время с учетом перспектив развития у RFID-системы серьезных конкурентов не имеется. Список литературы 1. http://ru.wikipedia.org/wiki/RFID; Википедия. 2. http://www.indel.by/ru/book/print/117 Indel.by - официальный сайт ЗАО «ИнделКо». 3. http://rfidforyou.com/index/o_tekhnologi_rfid/0-4; RFID4YOU О технологии Радиочастотной Идентификации по-русски и доступно – 2010. 4. http://www.keytex.ru/index.php?page=rfid_standart. 5. С.С. Агафьин LW-криптография: шифры для rfid-систем. 6. http://www.itrfid.ru/technology/rfid/#rfid215. |