Πώς λειτουργεί το RFID. Η χρήση του RFID στην υγειονομική περίθαλψη. Δυσκολίες στη χρήση της τεχνολογίας RFID για μια αποθήκη

Από την αγαπημένη (τουλάχιστον, το ελπίζω πολύ) σειρά «Inside Look» - πάνω από έξι μήνες. Δεν είναι ότι δεν υπήρχε τίποτα να γράψω ή να μιλήσω, απλώς ξεπέρασαν τις περιπτώσεις που θα γίνουν το θέμα ενός από τα επόμενα άρθρα μου στο Habré (ελπίζω ότι δεν θα σταλεί στο σκραπ, αφού δεν θα αφιερωθεί εξ ολοκλήρου σε θέματα πληροφορικής). Εν τω μεταξύ, υπάρχει μια ελεύθερη στιγμή, ας καταλάβουμε τι είναι το RFID (Αναγνώριση ραδιοσυχνοτήτων) - θα ενωθούν πιο απλές ετικέτες - ή πώς ένα μικρό βήμα στην τεχνολογία έχει αλλάξει δραστικά τις ζωές εκατομμυρίων, ακόμη και δισεκατομμυρίων ανθρώπων σε όλο τον κόσμο. κόσμος.

Πρόλογος

Θα ήθελα να επισημάνω αμέσως ένα σημείο.

Πριν ξεκινήσω την εργασία σε αυτό το άρθρο, ήλπιζα πραγματικά ότι από μικροφωτογραφίες, και ειδικά από οπτική, πληροφορίες που βρέθηκαν στο Διαδίκτυο και κάποιες γνώσεις από προηγούμενες δημοσιεύσεις, θα ήταν δυνατό να προσδιοριστεί πού και ποια στοιχεία του μικροκυκλώματος βρίσκονται. Τουλάχιστον στο «καθημερινό» επίπεδο: λένε, αυτή είναι η μνήμη, αυτή είναι η παροχή ρεύματος και εδώ γίνεται επεξεργασία των πληροφοριών. Πράγματι, φαίνεται ότι το RFID είναι η απλούστερη συσκευή, ο απλούστερος "υπολογιστής" που μπορείτε να σκεφτείτε ...

Ωστόσο, η ζωή έχει κάνει τις δικές της προσαρμογές και όλα όσα κατάφερα να βρω: το γενικό σχήμα της συσκευής μιας νέας γενιάς ετικετών, φωτογραφίες για το πώς, για παράδειγμα, πρέπει να μοιάζει η μνήμη - δεν ξέρω καν γιατί το έκανα Δώστε προσοχή σε αυτό σε ένα άρθρο σχετικά με τη μνήμη RAM (μήπως συστήσω στον εαυτό μου μια ευκαιρία να βελτιωθώ;!), και σκάνδαλα-ίντριγκες-εκθέσεις επεξεργαστών A5 από chipworks .

Μέρος θεωρητικό

Κατά παράδοση, ας ξεκινήσουμε με κάποιο εισαγωγικό μέρος.

RFID

Η ιστορία της τεχνολογίας RFID -ίσως έτσι μπορούν να ονομαστούν όλες οι νοητές και ασύλληπτες παραλλαγές του RFID (αναγνώριση ραδιοσυχνοτήτων) - ξεκινάει από τη δεκαετία του '40 του 20ου αιώνα, όταν στην ΕΣΣΔ, την Ευρώπη και τις ΗΠΑ, όλα τα είδη αναπτύχθηκε ενεργά ηλεκτρονικός εξοπλισμός.

Εκείνη την εποχή, οποιοδήποτε προϊόν που κινούνταν με ηλεκτρισμό ήταν ακόμα μια περιέργεια, έτσι οι επιστήμονες είχαν μπροστά τους ένα χωράφι χωρίς όργωμα: όπου κι αν τρυπήσετε, όπως στην περιοχή του Τσερνόζεμ, ένα κοτσάνι από ένα φτυάρι, ένα δέντρο θα φυτρώσει. Κρίνετε μόνοι σας: Ο Μάξγουελ πρότεινε τους νόμους του μόλις πριν από μισό αιώνα (το 1884). Και οι θεωρίες που βασίζονται σε αυτές τις εξισώσεις άρχισαν να εμφανίζονται μετά από 2-3 δεκαετίες (μεταξύ 1900 και 1914), συμπεριλαμβανομένης της θεωρίας των ραδιοκυμάτων (από την ανακάλυψή τους, μέχρι μοντέλα διαμόρφωσης σήματος κ.λπ.). Επιπλέον, η προετοιμασία και η διεξαγωγή του Β' Παγκοσμίου Πολέμου άφησαν το στίγμα τους δεδομένης περιοχής.

Ως αποτέλεσμα, μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '40, αναπτύχθηκαν συστήματα αναγνώρισης "φίλου ή εχθρού", τα οποία ήταν κάπως μεγαλύτερα από αυτά που περιγράφονται σε αυτό το άρθρο, αλλά στην πραγματικότητα λειτουργούσαν με την ίδια αρχή με τις σύγχρονες ετικέτες RFID.

Η πρώτη επίδειξη της σχεδόν σύγχρονης RFID πραγματοποιήθηκε το 1973 στο Ερευνητικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος και ένα από τα πρώτα διπλώματα ευρεσιτεχνίας για ένα τέτοιο σύστημα αναγνώρισης ελήφθη μια δεκαετία αργότερα - το 1983. Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με την ιστορία της RFID μπορείτε να βρείτε στο Wiki και σε ορισμένους άλλους ιστότοπους (και).

Λόγω της ενσωματωμένης μπαταρίας, οι ενεργές ετικέτες έχουν σημαντικά μεγαλύτερη ακτίνα λειτουργίας, διαστάσεις, πιο περίπλοκη «γέμιση» (μπορείτε να προσθέσετε ένα θερμόμετρο, υγρόμετρο ή τουλάχιστον ένα ολόκληρο τσιπ εντοπισμού θέσης GPS) και την αντίστοιχη τιμή.

Οι ετικέτες μπορούν να ταξινομηθούν με διάφορους τρόπους: κατά συχνότητα λειτουργίας (LF - χαμηλής συχνότητας ~ 130 KHz, HF - υψηλής συχνότητας ~ 14 MHz και UHF - εξαιρετικά υψηλής συχνότητας ~ 900 MHz), ανάλογα με τον τύπο μνήμης μέσα στην ετικέτα (μόνο για ανάγνωση , γράψτε μια φορά και γράψτε μια φορά). Παρεμπιπτόντως, το NFC, τόσο αγαπητό σε όλους τους κατασκευαστές και προωθούμενο, αναφέρεται στη μπάντα HF, η οποία έχει μια σειρά από γνωστά προβλήματα.

Άλλες ετικέτες

Δυστυχώς, το κόστος των ετικετών RFID είναι αρκετά υψηλό σε σύγκριση με άλλους τύπους αναγνώρισης, επομένως, για παράδειγμα, εξακολουθούμε να αγοράζουμε τρόφιμα και άλλα «καυτά» αγαθά χρησιμοποιώντας γραμμωτούς κώδικες (ή γραμμωτούς κώδικες), μερικές φορές κωδικούς QR και προστασία από κλοπές. -ονομάζονται αντικλεπτικές ετικέτες (ή EAS - ηλεκτρονική επιτήρηση αντικειμένων)

Οι πιο συνηθισμένοι τρεις τύποι (όλες οι φωτογραφίες λαμβάνονται από το Wiki):

Μπροστά μας υπάρχουν πολλές υπέροχες ανακαλύψεις, μερικές φορές εντελώς απροσδόκητες και, φυσικά, σκληρό πορνό σε μορφή HD!

Αν σε κάποιον φάνηκε λίγη θεωρία, καλώς ήρθατε σε αυτόν τον αγγλόφωνο ιστότοπο.

Μέρος πρακτικό

Λοιπόν, ποια σημάδια βρέθηκαν στον κόσμο γύρω μας:

Αριστερή στήλη από πάνω προς τα κάτω: χάρτης του μετρό της Μόσχας, κάρτα Aeroexpress, πλαστική κάρτα για την είσοδο στο κτίριο, ετικέτα RFID που παρουσίασε η Perekrestok στην έκθεση RosNanoForum-2011. Δεξιά στήλη από πάνω προς τα κάτω: ετικέτα RF EAS, ετικέτα AM EAS, εισιτήριο μπόνους για δημόσια συγκοινωνίαΜόσχα με μαγνητική λωρίδα, η κάρτα RFID ενός επισκέπτη στο RosNanoForum περιέχει ακόμη και δύο ετικέτες.

Ανακοινώθηκε η πρώτη κάρτα του μετρό της Μόσχας - ας ξεκινήσουμε.

Στον πρώτο κύκλο. Εισιτήριο μετρό της Μόσχας

Αρχικά, μουλιάζουμε την κάρτα σε συνηθισμένο νερό για να αφαιρέσουμε τα στρώματα χαρτιού που κρύβουν την ίδια την καρδιά αυτού του «σημαδιού».

Απογυμνωμένος χάρτης του μετρό της Μόσχας

Τώρα κοιτάξτε το προσεκτικά σε μια μικρή αύξηση σε ένα οπτικό μικροσκόπιο:

Μικροφωτογραφίες ενός τσιπ κάρτας για μετάβαση στο μετρό της Μόσχας

Το τσιπ έχει στερεωθεί αρκετά καλά και θέλω να επιστήσω την προσοχή σας στο γεγονός ότι και τα 4 "πόδια" είναι προσαρτημένα στην κεραία - αυτό θα μας φανεί χρήσιμο αργότερα για σύγκριση με μια άλλη ετικέτα RFID. Διπλώνοντας την πλαστική βάση στη μέση, όπου κάθεται το τσιπ και κουνώντας ελαφρά από τη μία πλευρά στην άλλη, απελευθερώνεται εύκολα. Ως αποτέλεσμα, έχουμε ένα τσιπ στο μέγεθος ενός ματιού βελόνας:

Οπτικές μικρογραφίες του τσιπ αμέσως μετά τον διαχωρισμό από την κεραία

Λοιπόν, ας παίξουμε με εστίαση:

Αλλαγή της θέσης εστίασης από το κάτω στρώμα στο επάνω μέρος

Τώρα για μια ίντριγκα.

Φήμες λένε ότι η Micron αναπτύσσει και κατασκευάζει τσιπ για το μετρό της Μόσχας μόνη της χρησιμοποιώντας παρόμοια τεχνολογία Mifare (τουλάχιστον, η προσάρτηση στην κεραία είναι διαφορετική - πόδια διαφορετικού σχήματος). Στις 22 Αυγούστου, το BarsMonster χωρίς να κηρύξει πόλεμο και προδοτικά έστειλε έκκληση στη Micron για διευκρίνιση εάν είναι δυνατόν να δούμε αυτό το τσιπ κάπου, μέχρι τις 3.11 δεν υπήρχε απάντηση. Ένας από τους δημοσιογράφους (δηλαδή, ο Alexander Erlikh) στο φόρουμ του IXBT επρόκειτο επίσης να διευκρινίσει αυτή η πληροφορίαεκπρόσωποι της Micron, αλλά αυτή τη στιγμή τα πράγματα είναι ακόμα εκεί, δηλαδή οι επίσημοι εκπρόσωποι της Micron αποφεύγουν να απαντήσουν σε μια άμεσα τεθείσα ερώτηση.

Το εισιτήριο που συζητήθηκε παραπάνω, προφανώς, κατασκευάστηκε (ή απλώς τοποθετήθηκε σε μια κεραία;) στην επιχείρηση Mikron (Zelenograd) - δείτε τους παρακάτω συνδέσμους - χρησιμοποιώντας την τεχνολογία της NXP, μιας πολύ γνωστής εταιρείας στους κύκλους RFID, η οποία είναι στην πραγματικότητα ξεκάθαρα υπονοείται από 3 τεράστια γράμματα και το έτος κυκλοφορίας της τεχνολογίας (και ίσως το έτος παραγωγής) στο ανώτερο στρώμα της μεταλλοποίησης του τσιπ. Αν υποθέσουμε ότι το 2009 αναφέρεται στη χρονιά που κυκλοφόρησε η τεχνολογία και αποκρυπτογραφήσουμε τη συντομογραφία CUL1V2 ως Circuit ULtralite 1 Version 2 (αυτή η υπόθεση επιβεβαιώνεται επίσης από αυτήν την είδηση), τότε στον ιστότοπο NXP μπορείτε να βρείτε Λεπτομερής περιγραφήδεδομένα τσιπ (οι δύο τελευταίες γραμμές στη λίστα)

Παρεμπιπτόντως, πέρυσι οργανώθηκε μια εκδρομή στο εργοστάσιο Mikron για τους συμμετέχοντες της Ολυμπιάδας Νανοτεχνολογίας Διαδικτύου (φωτογραφίες και βίντεο), επομένως δεν έχει νόημα να πούμε ότι ο εξοπλισμός είναι αδρανής εκεί, αλλά η δήλωση του «θείου σε λευκό παλτό» που βγάζουν σημάδια στα πρότυπα 70nm, θα αμφισβητούσα...

Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία που συνέλεξε το BarsMonster μετά την ανάλυση των μαρκών 109 εισιτηρίων μετρό (ένα αρκετά αντιπροσωπευτικό δείγμα), σύμφωνα με την κανονική κατανομή, οι πιθανότητες να βρεθεί ένα «ασυνήθιστο» εισιτήριο είναι ~109^1/2 ή περίπου 10%, αλλά λιώνετε με κάθε ανοιχτό εισιτήριο…

Μια προσεκτική ματιά έχει ήδη παρατηρήσει την κύρια διαφορά μεταξύ των δύο τσιπ Mifare - την επιγραφή Philips2001. Στην πραγματικότητα, το 1998, η Philips αγόρασε έναν αμερικανικό κατασκευαστή μικροηλεκτρονικών - τη Mikron (δεν πρέπει να συγχέεται με τη Zelenograd Micron). Και το 2006, το NXP αποχώρησε από τη Philips.

Είναι επίσης εύκολο να παρατηρήσετε το σήμα CLU1V1C, το οποίο, με βάση τα παραπάνω, σημαίνει Circuit ULtralite 1 Version 1C. Δηλαδή, αυτή η ετικέτα είναι ο προκάτοχος του Mifare, που χρησιμοποιείται από το μετρό της Μόσχας και, ως εκ τούτου, είναι συμβατή με αυτήν όσον αφορά τις βασικές παραμέτρους. Ωστόσο, όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, το 2001 είναι ένδειξη του έτους ανάπτυξης και εφαρμογής της τεχνολογίας ή του έτους παραγωγής. Είναι περίεργο που η Aeroexpress χρησιμοποιεί ξεπερασμένες ετικέτες...

Στον τρίτο κύκλο. Πλαστική κάρτα

Κάποτε, αποφάσισα να δείξω σε έναν από τους φίλους μου άρθρα και φωτογραφίες στο Habrahabr. Μετά ρώτησε αν είχε κάποια άχρηστη κάρτα για το επόμενο άρθρο RFID. Εκείνη την εποχή, είχε μόλις μετακομίσει για σπουδές στο EPFL και μου παρουσίασε μια κάρτα, η οποία επιτρέπει την πρόσβαση σε ένα από τα κτίρια του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας. Ο χάρτης, αντίστοιχα, χωρίς καμία σήμανση, και δεν είμαι καν σίγουρος ότι γράφει κάτι πάνω του, εκτός από το συνηθισμένο κλειδί για την είσοδο στο κτίριο.
Η κάρτα είναι εντελώς πλαστική, οπότε τη βάζουμε αμέσως σε ασετόν για κυριολεκτικά μερικές δεκάδες λεπτά:

Κάνοντας λουτρά ακετόνης

Στο εσωτερικό, όλα είναι αρκετά τυπικά - μια κεραία και ένα τσιπ, ωστόσο, αποδείχθηκε ότι ήταν σε ένα μικρό κομμάτι textolite. Δυστυχώς, χωρίς κανένα σημάδι αναγνώρισης - ένα τυπικό κινέζικο όνομα. Το μόνο πράγμα που μπορείτε να μάθετε για αυτό το τσιπ και την κάρτα είναι ότι είναι κατασκευασμένα / ανήκουν σε κάποιο πρότυπο TK41. Υπάρχουν πολλές τέτοιες κάρτες στις πωλήσεις όπως το ali-baba και το dealextreme.

Στον τέταρτο γύρο. σταυροδρόμι

Στη συνέχεια, θέλω να εξετάσω δύο ετικέτες που παρουσιάστηκαν στην έκθεση RosNanoForum 2011. Η πρώτη από αυτές παρουσιάστηκε με εξαιρετικό πάθος, λέγοντας ότι ήταν σχεδόν πανάκεια για κλέφτες και κλοπές καταστημάτων. Και γενικά, αυτή η ετικέτα θα σας επιτρέψει να μεταφέρετε πλήρως τα καταστήματα σε self-service. Δυστυχώς, ο αποτελεσματικός διευθυντής αποδείχθηκε ότι ήταν κάτι παραπάνω από εντελώς ανίκανος σε θέματα σχολικής φυσικής. Και μετά την πρόταση να ελεγχθεί η αποτελεσματικότητά του και η ετικέτα με έναν ισχυρό μαγνήτη συνδεδεμένο στην ετικέτα, γρήγορα έκλεισε το θέμα ...

Μετά από μερικές αγορές στο SmartShop, έχω ακόμα μερικές ετικέτες στη διάθεσή μου. Έχοντας καθαρίσει ένα από αυτά από κόλλα και ένα λευκό προστατευτικό στρώμα, βλέπουμε τα εξής:

Νέα ετικέτα για την αλυσίδα καταστημάτων Perekrestok

Ενεργούμε με τον ίδιο τρόπο όπως το Mifare, το αποσυνδέουμε προσεκτικά από τη βάση πολυμερούς και την κεραία και το βάζουμε στο τραπέζι του οπτικού μικροσκοπίου:

Οπτικές μικρογραφίες μιας ετικέτας που προορίζεται για χρήση στο SmartShop

Από μια ευτυχή σύμπτωση (είτε η κόλλα μας άφησε κάτω, είτε ήταν έτσι σχεδιασμένη), το σημάδι ξηλώθηκε γρήγορα από τη βάση και η επιφάνειά του παρέμεινε χωρίς ίχνη κόλλας. Θα ήθελα να σημειώσω ότι εάν η Mifare έχει και τις 4 ακίδες συνδεδεμένες στην κεραία (2 ακίδες σε κάθε άκρο), τότε εδώ βλέπουμε ότι δύο καρφίτσες είναι προσαρτημένες σε δύο μικρές περιοχές που δεν έρχονται σε επαφή με την κεραία.

Ας παίξουμε λίγο με εστίαση σε διάφορα μέρη της ετικέτας:

Αλλαγή εστίασης...

Μέγιστη μεγέθυνση ενός οπτικού μικροσκοπίου

Στην τελευταία φωτογραφία πάνω αριστερά, προφανώς, αποτυπώνεται η μονάδα μνήμης EEPROM, αφού καταλαμβάνει περίπου το ένα τρίτο της επιφάνειας του τσιπ και έχει «κανονική» δομή.

Το RFID (Radio Frequency Identification) είναι ένας τρόπος για να διασφαλιστεί η αποθήκευση και η μετάδοση πληροφοριών από έναν βολικό φορέα ετικετών στο σωστό μέρος, χρησιμοποιώντας ειδικές συσκευές. Τέτοιες ετικέτες αναγνώρισης διευκολύνουν την αναγνώριση διαφόρων αντικειμένων: αγαθά σε ένα κατάστημα, κινητά οχήματα κατά τη μεταφορά, βοηθούν στον προσδιορισμό της θέσης τους, μπορούν να αναγνωρίσουν ανθρώπους και ζώα, για να μην αναφέρουμε ευκαιρίεςταυτοποίηση εγγράφων και περιουσίας.

Τι είναι μια ετικέτα RFID

Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα που λαμβάνεται από την ετικέτα RFID από την κεραία το ενεργοποιεί και καθίσταται δυνατή η εγγραφή δεδομένων στην ετικέτα και η ανάγνωση δεδομένων από την ετικέτα. Η κεραία χρησιμεύει έτσι ως ένα πολυλειτουργικό κανάλι επικοινωνίας μεταξύ του πομποδέκτη και της ετικέτας, το οποίο διασφαλίζει πλήρως τις διαδικασίες μετάδοσης και λήψης δεδομένων.

Κεραίες διαφόρων σχημάτων και μεγεθών μπορούν να ενσωματωθούν σε σαρωτές, πύλες, τουρνικέ, - με διάφορα μέσα για εργασία με ετικέτες RFID, προκειμένου να παρέχεται πρόσβαση σε πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στις ετικέτες αγαθών, αντικειμένων, ανθρώπων, οχημάτων κ.λπ. - τα πάντα , που κινείται στην εμβέλεια της κεραίας του σαρωτή και έχει μια ετικέτα RFID πάνω της.

Η κεραία μπορεί να λειτουργεί συνεχώς και να διαβάζει συνεχώς ετικέτες σε μεγάλους αριθμούς, μετρώντας τις συνεχώς, ή μπορεί να ενεργοποιηθεί για λίγο με ένα σήμα από τον χειριστή. Η κεραία με τον πομποδέκτη και τον αποκωδικοποιητή βρίσκονται συχνά σε ένα κοινό περίβλημα, έτσι ώστε το σήμα από την κεραία να αποδιαμορφώνεται αμέσως, να αποκωδικοποιείται και να μεταδίδεται μέσω μιας τυπικής διεπαφής σε έναν υπολογιστή για περαιτέρω επεξεργασία των δεδομένων που λαμβάνονται.

Η ίδια η ετικέτα περιέχει συνήθως μια κεραία, έναν δέκτη, έναν πομπό και μια μνήμη για την αποθήκευση δεδομένων. Η ετικέτα λαμβάνει ενέργεια από το ραδιοσήμα της κεραίας του αναγνώστη ή από τη δική της πηγή ενέργειας, αφού λάβει ένα εξωτερικό σήμα, η ετικέτα ανταποκρίνεται με το δικό της σήμα, το οποίο περιέχει ορισμένες πληροφορίες αναγνώρισης. Έτσι, οι ετικέτες RFID είναι ένα είδος ετικετών, μόνο πιο έξυπνες.

Καταγραφή πληροφοριών σε ετικέτα RFID

Οι πληροφορίες της ετικέτας μπορούν να γραφτούν διαφορετικοί τρόποι, ανάλογα με το σχέδιο της ετικέτας. Έτσι, οι ετικέτες RFID μπορούν να είναι των ακόλουθων τύπων:

R/O - ετικέτες μόνο για ανάγνωση, όταν τα δεδομένα εισάγονται στο στάδιο κατασκευής της ετικέτας και δεν αλλάζουν πλέον.

WORM - ετικέτες για μια μεμονωμένη εγγραφή και επακόλουθη πολλαπλή ανάγνωση (Write Once Read Many), δεν εισάγονται δεδομένα σε τέτοιες ετικέτες στο εργοστάσιο, οι πληροφορίες γράφονται από τον χρήστη μία φορά και στη συνέχεια μπορούν να διαβαστούν πολλές φορές.

R/W - ετικέτες για πολλαπλή εγγραφή και επακόλουθη πολλαπλή ανάγνωση πληροφοριών (Read/Write).

Παθητικές και ενεργές ετικέτες RFID

Μια παθητική ετικέτα RFID μπορεί να λειτουργεί χωρίς τη δική της πηγή ενέργειας, λαμβάνει ενέργεια για ισχύ μόνο από το σήμα του σαρωτή. Τέτοιες ετικέτες είναι μικρότερες από τις ενεργές ετικέτες, ελαφρύτερες σε βάρος, φθηνότερες στην κατασκευή και έχουν απεριόριστη διάρκεια ζωής - αυτό είναι το κύριο πλεονέκτημά τους.

Το υπό όρους μειονέκτημα μιας παθητικής ετικέτας RFID είναι ότι αρκεί ένας αναγνώστης υψηλή ισχύ. Μια ενεργή ετικέτα διακρίνεται από την παρουσία μιας ενσωματωμένης μπαταρίας ή την ανάγκη για προσαρτημένη μπαταρία.

Τέτοιες ετικέτες αλληλεπιδρούν με την κεραία του σαρωτή σε μεγαλύτερη απόσταση από τις παθητικές ετικέτες, καθώς απαιτούν λιγότερη ισχύ από την κεραία κατά τη λειτουργία - αυτό είναι το κύριο πλεονέκτημα των ενεργών ετικετών, έχουν εύρος ανάγνωσης 2-3 φορές μεγαλύτερη από τις παθητικές ετικέτες, επιπλέον , μια ενεργή ετικέτα μπορεί να μετακινηθεί με υψηλή ταχύτητα στην περιοχή του σαρωτή και να έχει ακόμα χρόνο για ενεργοποίηση.

Τόσο οι παθητικές όσο και οι ενεργές ετικέτες όσον αφορά την εγγραφή / ανάγνωση, μονή / πολλαπλή, μπορεί να διαφέρουν πολύ ανεξάρτητα από την παροχή ρεύματος.

Ο δέκτης, ο πομπός, η κεραία και η μονάδα μνήμης είναι τα κύρια μέρη μιας ετικέτας RFID. Όλα εκτός από την κεραία τοποθετούνται στην περίπτωση ενός μικρού μικροκυκλώματος - ένα τσιπ, επομένως μπορεί να φαίνεται ότι η ετικέτα αποτελείται μόνο από μια κεραία πολλαπλών περιστροφών και ένα τσιπ. Οι ενεργές ετικέτες έχουν ένα ακόμη μέρος - μια πηγή ενέργειας, για παράδειγμα, μια μπαταρία λιθίου.

Πλεονεκτήματα των ετικετών RFID έναντι των αναγνωριστικών γραφικών

Ο γραμμωτός κώδικας εκτυπώνεται μόνο μία φορά στο στάδιο της παραγωγής και της συσκευασίας και οι πληροφορίες στην ετικέτα RFID μπορούν όχι μόνο να αλλάξουν εντελώς, αλλά και να συμπληρωθούν. Οι ετικέτες μπορούν να διαβαστούν σε μεγάλους αριθμούς ταυτόχρονα λόγω του μηχανισμού κατά της σύγκρουσης, κάτι που είναι δύσκολο να επιτευχθεί για τους κώδικες γραφικών.

Παρά το γεγονός ότι οι κωδικοί μήτρας είναι ικανοί να συγκρατούν σχετικά μεγάλες ποσότητες δεδομένων, απαιτούν μεγάλες περιοχές για κωδικοποίηση, για παράδειγμα, για να γράψετε 50 byte με γραμμωτό κώδικα, χρειάζεστε ένα φύλλο A4, ενώ μια ετικέτα RFID με τσιπ μόλις 1 τετραγωνικό εκατοστό είναι εύκολο χωράει 1000 byte.

Η εγγραφή σε μια ετικέτα είναι αρκετά γρήγορη και οι κωδικοί γραφικών πρέπει πρώτα να πληκτρολογηθούν, στη συνέχεια να εκτυπωθούν και να επικολληθούν, ακόμη και να διατηρηθεί η ακεραιότητα της εικόνας.

Με τα αναγνωριστικά RFID, όλα είναι απλούστερα, αρκεί να «εμφυτεύσετε» την ετικέτα στη συσκευασία στο στάδιο της παραγωγής (όχι απαραίτητα έξω), στη συνέχεια να γράψετε τα δεδομένα χωρίς επαφή και η ετικέτα θα είναι αιώνια (τουλάχιστον 1.000.000 αλληλεπιδράσεις με την κεραία του σαρωτή), η ετικέτα που κρύβεται μέσα στο προϊόν δεν φοβάται τη βρωμιά ή τη σκόνη.

Επιπλέον, τα δεδομένα που εγγράφονται στην ετικέτα, εν όλω ή εν μέρει, μπορούν να προστατευθούν από την ανάγνωση ή την αντικατάσταση με κωδικό πρόσβασης, εάν είναι απαραίτητο - αυτός είναι ένας αξιόπιστος τρόπος προστασίας από πλαστογραφία. Σε αυτήν την περίπτωση, η ανάγνωση πραγματοποιείται σε οποιαδήποτε θέση της ετικέτας στην περιοχή κάλυψης του σαρωτή - αυτό είναι πιο βολικό από έναν κώδικα γραφικών που πρέπει να μεταφερθεί ομοιόμορφα στο σαρωτή.

Συχνότητες ανάλογα με την εφαρμογή

Όπου απαιτείται υψηλή ταχύτητα ανάγνωσης, για παράδειγμα, για τον έλεγχο των αυτοκινήτων σε κίνηση, χρησιμοποιούνται βαγόνια στο σιδηρόδρομο, σε συστήματα συλλογής απορριμμάτων, υψηλές συχνότητες 850-950 MHz και 2,4-5 GHz. Οι σαρωτές υψηλής συχνότητας τοποθετούνται σε πύλες ή φράγματα και τοποθετείται μια ετικέτα RFID (αναμεταδότης), για παράδειγμα, σε ένα παρμπρίζ αυτοκινήτου. Το εύρος αλληλεπίδρασης μεταξύ της ετικέτας και του σαρωτή είναι από 4 έως 8 μέτρα, γεγονός που δημιουργεί ευνοϊκές συνθήκες για τους ανθρώπους, καθώς ο αναγνώστης βρίσκεται μακριά τους.

Επί του παρόντος, το εύρος μεσαίας συχνότητας των 10-15 MHz είναι πολύ δημοφιλές. Χρησιμοποιείται στις μεταφορές και σε άλλες παρόμοιες εφαρμογές όπου απαιτούνται εγγράψιμες κάρτες, έξυπνες κάρτες κ.λπ.. Πολλές από τις σημερινές έξυπνες κάρτες λειτουργούν ακριβώς όπως οι ετικέτες RFID μεσαίου κύματος.

Το εύρος χαμηλής συχνότητας 100-500 kHz δρα μικρή απόστασημεταξύ του σαρωτή και του αντικειμένου, όχι περισσότερο από 50 cm, μερικές φορές λιγότερο από 10 cm.

Η μεγάλη κεραία αντισταθμίζει τη μικρή εμβέλεια, αλλά οι παρεμβολές από γραμμές υψηλής τάσης, υπολογιστές, ακόμη και λαμπτήρες εξοικονόμησης ενέργειας μπορεί να επηρεάσουν τη λειτουργία του συστήματος. Ωστόσο, σε πολλά συστήματα ελέγχου πρόσβασης (αποθήκες, σημεία ελέγχου) χαμηλές συχνότητεςγια να δουλέψω με ανεπαφικές κάρτες RFIDισχύουν. Επιπλέον, το εύρος χαμηλής συχνότητας χρησιμοποιείται για αναγνώριση ζώων και μεταλλικών αντικειμένων χωρίς επαφή, όπως βαρέλια μπύρας.

Το RFID είναι μια τεχνολογία αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων. Κάθε χρόνο οι τεχνολογίες RFID διεισδύουν βαθύτερα στην καθημερινότητά μας. Μερικές φορές, δεν συνειδητοποιούμε καν ότι υπάρχει μια ετικέτα RFID κρυμμένη κάτω από τον γραμμωτό κώδικα της ετικέτας τιμής των τζιν σε ένα κατάστημα ρούχων. Το μέγεθος και το πάχος του σημάδι μπορεί να είναι τόσο μικρό που είναι απλά δύσκολο να το βρεις με γυμνό μάτι. Παρά το μέτριό της μέγεθος, μια ετικέτα RFID (ή στην αγγλική έκδοση - ετικέτα rfid) μπορεί να κάνει πολλά και σας επιτρέπει να επιλύσετε ένα ευρύ φάσμα εργασιών στην αυτοματοποίηση του ορόφου συναλλαγών ενός καταστήματος, αποθήκης ή βιομηχανικής παραγωγής. Αυτό το "ψίχουλο" μπορεί να αποθηκεύσει πολλά δεδομένα σχετικά με το προϊόν: το μοναδικό αναγνωριστικό της ίδιας της ετικέτας (TID), τον αριθμό του προϊόντος, το βάρος, την τιμή, την ημερομηνία παραγωγής, το μέγεθος, το κελί αποθήκευσης και άλλες πληροφορίες.

Ανάλογα με: την περιοχή (μέγεθος) της κεραίας, το περίγραμμά της και τον τύπο του τσιπ που είναι εγκατεστημένο στην ετικέτα, οι πληροφορίες από αυτήν μπορούν να διαβαστούν σε απόσταση έως και 20 μέτρων, ακόμη και στο προϊόν στη συσκευασία. Η λειτουργία κατά της σύγκρουσης σάς επιτρέπει να διαβάζετε ετικέτες μαζικά, έως και 200 ​​κομμάτια σε ένα μέρος. Αυτό σας επιτρέπει να κάνετε ένα απόθεμα σχεδόν αμέσως ή να βρείτε το σωστό προϊόν στην αποθήκη ανάμεσα στις μάζες που δεν χρειάζονται αυτήν τη στιγμή.

Επιπλέον, οι αναμεταδότες RF μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αντικλεπτικές ετικέτες, οι οποίες σας επιτρέπουν να βελτιστοποιήσετε τον προϋπολογισμό των ορόφων συναλλαγών και να συνεισφέρετε νέο χαρακτηριστικόγια αποθήκες αποθήκευσης.

• χαμηλή συχνότητα (LF) - 125 ή 134,2 kHz.
• υψηλής συχνότητας (HF) - 13,56 MHz
• εξαιρετικά υψηλή συχνότητα (UHF) - 868-956 MHz.

Επίσης, κοινοποιήστε ενεργές και παθητικές ετικέτες RFID. Οι ενεργές ετικέτες είναι αρκετά ακριβές και έχουν μεγάλες διαστάσεις, αφού έχουν δικό τους τροφοδοτικό. Η ίδια πηγή ενέργειας που είναι ενσωματωμένη σε ενεργές ετικέτες περιορίζει επίσης τη διάρκεια ζωής τους. Ταυτόχρονα όμως έχουν μοναδικά χαρακτηριστικά ως προς το εύρος ανάγνωσης. Οι παθητικές ετικέτες RFID δεν έχουν δική τους πηγή ενέργειας και λειτουργούν με την ενέργεια της ραδιοεκπομπής του αναγνώστη. Η τιμή των παθητικών ετικετών RFID είναι ελάχιστη.

Οι ετικέτες υπερυψηλών συχνοτήτων χρησιμοποιούνται ευρέως στη λιανική πώληση, στην αποθήκη και στη βιομηχανική επιμελητεία, στα συστήματα ελέγχου πρόσβασης (ACS). Το πλεονέκτημά τους είναι: μια μεγάλη απόσταση για ανάγνωση και εγγραφή πληροφοριών - έως 17 μέτρα, δυνατότητα ταυτόχρονης ανάγνωσης μεγάλου αριθμού αναμεταδοτών και η αγορά ετικετών RFID αυτού του προτύπου είναι πολύ φθηνότερη - καθώς η τιμή των ετικετών UHF είναι πολύ χαμηλότερη σε σύγκριση σε άλλες ετικέτες ζώνες συχνοτήτων. Επομένως, όταν απαιτείται η επισήμανση ένας μεγάλος αριθμός απόμονάδες αγαθών, το ελάχιστο κόστος για τη σήμανση του κεφαλαίου εμπορευμάτων θα είναι ακριβώς για τις ετικέτες ζώνης UHF.

Εάν δεν βρήκατε την ετικέτα που χρειάζεστε σε αυτόν τον κατάλογο, πιθανότατα την έχουμε σε απόθεμα, αλλά δεν είχαμε χρόνο να τοποθετήσουμε αυτό το προϊόν στο ηλεκτρονικό μας κατάστημα. Ζητήστε την ετικέτα που χρειάζεστε στο ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗή μέσω της φόρμας σχολίων.

Τεχνολογία RFID(Radio Frequency Identification - Radio Frequency Identification) βασίζεται στη χρήση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ραδιοσυχνοτήτων. Το RFID χρησιμοποιείται για την αναγνώριση και την καταγραφή αντικειμένων.

Το RFID είναι μια τεχνολογία αναγνώρισης που παρέχει μεγάλες ευκαιρίες. Οι πιο κοινές ετικέτες RFID, όπως πολλοί γραμμωτοί κώδικες, είναι αυτοκόλλητες ετικέτες. Αλλά εάν οι πληροφορίες αποθηκεύονται σε έναν γραμμωτό κώδικα σε γραφική μορφή, τότε τα δεδομένα εισάγονται και διαβάζονται στην ετικέτα χρησιμοποιώντας ραδιοκύματα.

Πως δουλεύει

Ετικέτα RFID- μικροσκοπική συσκευή αποθήκευσης. Αποτελείται από ένα μικροτσίπ που αποθηκεύει πληροφορίες και μια κεραία μέσω της οποίας η ετικέτα μεταδίδει και λαμβάνει δεδομένα. Μερικές φορές μια ετικέτα RFID έχει τη δική της τροφοδοσία (ενεργό), αλλά οι περισσότερες ετικέτες δεν χρειάζονται εξωτερική τροφοδοσία (παθητική).

Η ετικέτα RFID αποθηκεύει έναν μοναδικό αριθμό και πληροφορίες στη μνήμη της. Όταν η ετικέτα εισέλθει στην περιοχή εγγραφής, αυτές οι πληροφορίες λαμβάνονται από τη συσκευή ανάγνωσης RFID.

Οι παθητικές ετικέτες RFID χρησιμοποιούν την ενέργεια του πεδίου του αναγνώστη για τη μετάδοση δεδομένων. Έχοντας συσσωρεύσει την απαιτούμενη ποσότητα ενέργειας, η ετικέτα ξεκινά τη μετάδοση. Η απόσταση εγγραφής των παθητικών ετικετών είναι 0,05 - 8 μέτρα, ανάλογα με τον τύπο του αναγνώστη RFID και την αρχιτεκτονική των ετικετών.

Πού ισχύει

Πεδίο εφαρμογής RFIDεπεκτείνεται συνεχώς. Η τεχνολογία είναι περιζήτητη σε βιομηχανίες που απαιτούν έλεγχο κίνησης αντικειμένων, έξυπνες λύσεις αυτοματισμού, ικανότητα εργασίας σε δύσκολες συνθήκες λειτουργίας, χωρίς σφάλματα, ταχύτητα και αξιοπιστία.

Σε παραγωγήΜε τη βοήθεια του RFID, λογιστικοποιούνται οι πρώτες ύλες, ελέγχονται οι τεχνολογικές λειτουργίες, παρέχονται αρχές JIT / JIS και FIFO. Οι λύσεις RFID στην κατασκευή παρέχουν υψηλό επίπεδοκαι σταθερότητα της ποιότητας των προϊόντων.

Σε απόθεμαΜε τη βοήθεια του RFID, η κίνηση των εμπορευμάτων παρακολουθείται σε πραγματικό χρόνο, οι διαδικασίες παραλαβής και αποστολής επιταχύνονται, αυξάνεται η αξιοπιστία και η διαφάνεια των λειτουργιών και μειώνεται η επιρροή του ανθρώπινου παράγοντα. Οι λύσεις RFID στην αποθήκη παρέχουν προστασία έναντι κλοπής και κλοπής προϊόντων.

Στη βιομηχανία καταναλωτικά αγαθάΚαι λιανικές πωλήσειςΤα συστήματα RFID παρακολουθούν τα αγαθά στα στάδια της παράδοσης, από τον κατασκευαστή στον πάγκο. Τα εμπορεύματα τοποθετούνται στο ράφι εγκαίρως, μην μένουν στην αποθήκη και πηγαίνουν σε εκείνα τα καταστήματα όπου υπάρχει μεγάλη ζήτηση για αυτό.

Στην ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗΤο RFID βοηθά στην εύρεση βιβλίων στην αποθήκευση και στην έκδοση βιβλίων στον αναγνώστη, για την αποφυγή κλοπής. Οι ουρές για έκδοση εξαφανίζονται. Ο χρόνος επιλογής και αναζήτησης της επιθυμητής δημοσίευσης μειώνεται, η απογραφή απλοποιείται.

Οι ετικέτες RFID χρησιμοποιούνται σε σήμανση γούναςκαι άλλα προϊόντα γούνας. Κάθε προϊόν φέρει σήμα ελέγχου (αναγνώρισης) (KiZ) με ενσωματωμένη ετικέτα RFID.

Πολλοί τομείς της επιχείρησης και της καθημερινής ζωής μπορούν να βελτιωθούν με την τεχνολογία RFID. Οι δυνατότητες για εφαρμογές RFID είναι τεράστιες.

Εξαρτήματα συστήματος RFID

• Ετικέτες RFIDσυσκευές ικανές να αποθηκεύουν και να μεταδίδουν δεδομένα. Η μνήμη της ετικέτας περιέχει έναν μοναδικό κωδικό αναγνώρισης. Για ορισμένες ετικέτες RFID, η μνήμη μπορεί να αντικατασταθεί.
• Αναγνώστες RFID- συσκευές που διαβάζουν πληροφορίες από ετικέτες και γράφουν δεδομένα σε αυτές. Συνδέονται με το λογιστικό σύστημα και λειτουργούν αυτόνομα.
• Λογιστικό σύστημα - λογισμικό, το οποίο συγκεντρώνει και αναλύει πληροφορίες που λαμβάνονται από ετικέτες και συνδέει όλα τα στοιχεία μέσα ενιαίο σύστημα. Μοντέρνο λογιστικά συστήματα(προγράμματα της οικογένειας 1C, εταιρικά Πληροφοριακά συστήματα- Τα MS Axapta, R3Com) είναι συμβατά με την τεχνολογία RFID και δεν απαιτούν ειδικές τροποποιήσεις.

Πλεονεκτήματα του RFID

1. Τα δεδομένα της ετικέτας RFID αντικαθίστανται και ενημερώνονται πολλές φορές, ενώ τα δεδομένα γραμμωτού κώδικα είναι αμετάβλητα - γράφονται αμέσως μετά την εκτύπωση.
2. Ο αναγνώστης RFID δεν χρειάζεται απευθείας οπτική επαφή με την ετικέτα για να διαβάσει τα δεδομένα της. Ο αμοιβαίος προσανατολισμός της ετικέτας και του αναγνώστη δεν έχει σημασία. Οι ετικέτες είναι ευανάγνωστες μέσω της συσκευασίας, καθιστώντας δυνατή την κρυφή τοποθέτηση. Για να διαβάσετε τα δεδομένα, αρκεί η ετικέτα να μπει στην περιοχή εγγραφής, ακόμη και κατά τη μετάβαση σε υψηλή ταχύτητα. Ο αναγνώστης γραμμωτού κώδικα χρειάζεται μια οπτική επαφή με τον γραμμωτό κώδικα για να τον διαβάσει.
3. Μια ετικέτα RFID διαβάζεται σε πολύ μεγαλύτερη απόσταση από έναν γραμμωτό κώδικα. Ανάλογα με το μοντέλο της ετικέτας και του αναγνώστη, η ακτίνα ανάγνωσης είναι μέχρι αρκετές δεκάδες μέτρα.
4. . Μια ετικέτα RFID μπορεί να αποθηκεύσει πολύ περισσότερες πληροφορίες από έναν γραμμωτό κώδικα. Σε ένα μικροτσίπ εμβαδού 1 τετραγωνικού εκατοστού μπορούν να αποθηκευτούν έως και 10.000 byte και οι γραμμικοί κώδικες χωρούν 100 byte (χαρακτήρες) πληροφοριών, για την αναπαραγωγή των οποίων χρειάζεστε μια περιοχή μεγέθους φύλλου Α4.
5. Οι βιομηχανικοί αναγνώστες RFID διαβάζουν ταυτόχρονα δεκάδες ετικέτες RFID ανά δευτερόλεπτο χρησιμοποιώντας τη λειτουργία κατά της σύγκρουσης. Η συσκευή ανάγνωσης γραμμωτού κώδικα μπορεί να σαρώσει μόνο έναν γραμμωτό κώδικα κάθε φορά.
6. Για την αυτόματη ανάγνωση γραμμωτού κώδικα, οι επιτροπές προτύπων (συμπεριλαμβανομένης της EAN International) έχουν αναπτύξει κανόνες για την τοποθέτηση γραμμωτών κωδίκων στις συσκευασίες προϊόντων και αποστολής. Αυτές οι απαιτήσεις δεν ισχύουν για ετικέτες RFID. Η μόνη προϋπόθεση είναι η ετικέτα να βρίσκεται εντός της εμβέλειας του αναγνώστη RFID.
7. Οι ετικέτες RFID είναι πιο ανθεκτικές και ανθεκτικές σε σκληρά περιβάλλοντα και ο γραμμωτός κώδικας καταστρέφεται εύκολα (για παράδειγμα, από την υγρασία ή τη βρωμιά). Σε εκείνες τις περιοχές όπου το ίδιο αντικείμενο χρησιμοποιείται πολλές φορές (για παράδειγμα, κατά την αναγνώριση παλετών ή επιστρεφόμενων εμπορευματοκιβωτίων), μια ετικέτα RFID είναι το καλύτερο μέσο αναγνώρισης, καθώς δεν απαιτεί τοποθέτηση στο εξωτερικό της συσκευασίας. Οι παθητικές ετικέτες RFID έχουν απεριόριστη διάρκεια ζωής.
8. Το RFID-tag χρησιμοποιείται όχι μόνο ως φύλακας πληροφοριών, αλλά είναι μια έξυπνη συσκευή με ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών με μοναδικό αναγνωριστικό. Ένας γραμμωτός κώδικας δεν έχει νοημοσύνη και απλώς αποθηκεύει δεδομένα.
9. Ο αμετάβλητος αναγνωριστικός αριθμός που αποδίδεται στην ετικέτα κατά την παραγωγή εγγυάται την προστασία των ετικετών από πλαστογραφία. Τα δεδομένα στην ετικέτα κρυπτογραφούνται εύκολα. Πως ψηφιακή συσκευή, η ετικέτα RFID προστατεύεται με κωδικό πρόσβασης και κρυπτογραφείται εάν είναι απαραίτητο. Μια ενιαία ετικέτα μπορεί να αποθηκεύσει δημόσια και ιδιωτικά δεδομένα ταυτόχρονα.

Πράγματα που πρέπει να θυμάστε κατά την εφαρμογή RFID

Κατά την εργασία με RFID, πρέπει να ληφθούν υπόψη ορισμένοι περιορισμοί: σχετικά υψηλό κόστος, αδυναμία τοποθέτησης κάτω από μεταλλικές και προστατευτικές επιφάνειες, αμοιβαίες συγκρούσεις.

Σχετικά υψηλό κόστος ετικετών RFID.Η τιμή μιας παθητικής ετικέτας RFID ξεκινά από 0,15 $ (όταν αγοράζετε περισσότερα από 1.000.000 τεμάχια) έως 3 $ (όταν αγοράζετε 1 τεμάχιο). Στην περίπτωση ετικετών ασφαλείας (ή για μέταλλο), αυτή η τιμή φτάνει τα 7 $ και πάνω. Έτσι, το κόστος των ετικετών RFID είναι υψηλότερο από το κόστος των ετικετών γραμμωτού κώδικα. Η χρήση ετικετών ραδιοσυχνοτήτων συνιστάται για την προστασία ακριβών αγαθών από κλοπή ή για την ασφάλεια των προϊόντων που μεταφέρονται για σέρβις εγγύησης. Στην εφοδιαστική και τη μεταφορά φορτίου, το κόστος μιας ετικέτας RFID είναι αμελητέο σε σύγκριση με το κόστος του περιεχομένου ενός εμπορευματοκιβωτίου, επομένως η χρήση ετικετών RFID δικαιολογείται σε κουτιά συσκευασίας, παλέτες και εμπορευματοκιβώτια.

Πιθανή θωράκιση όταν τοποθετείται σε μεταλλικές επιφάνειες.Οι ετικέτες RFID επηρεάζονται από μέταλλο (αυτό ισχύει για ορισμένους τύπους συσκευασιών - μεταλλικά δοχεία ή συσκευασίες υγρών τροφίμων σφραγισμένες με αλουμινόχαρτο). Αυτό δεν αποκλείει τη χρήση RFID, αλλά οδηγεί στην ανάγκη χρήσης ετικετών που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για εγκατάσταση σε μεταλλικές επιφάνειες ή σε μη τυπικούς τρόπους στερέωσης ετικετών σε ένα αντικείμενο.

Από την αγαπημένη (τουλάχιστον, το ελπίζω πολύ) σειρά «Inside Look» - πάνω από έξι μήνες. Δεν είναι ότι δεν υπήρχε τίποτα να γράψω ή να μιλήσω, απλώς ξεπέρασαν τις περιπτώσεις που θα γίνουν το θέμα ενός από τα επόμενα άρθρα μου στο Habré (ελπίζω ότι δεν θα σταλεί στο σκραπ, αφού δεν θα αφιερωθεί εξ ολοκλήρου σε θέματα πληροφορικής). Εν τω μεταξύ, υπάρχει μια ελεύθερη στιγμή, ας καταλάβουμε τι είναι το RFID (Αναγνώριση ραδιοσυχνοτήτων) - θα ενωθούν πιο απλές ετικέτες - ή πώς ένα μικρό βήμα στην τεχνολογία έχει αλλάξει δραστικά τις ζωές εκατομμυρίων, ακόμη και δισεκατομμυρίων ανθρώπων σε όλο τον κόσμο. κόσμος.

Πρόλογος

Θα ήθελα να επισημάνω αμέσως ένα σημείο.

Πριν ξεκινήσω την εργασία σε αυτό το άρθρο, ήλπιζα πραγματικά ότι από μικροφωτογραφίες, και ειδικά από οπτική, πληροφορίες που βρέθηκαν στο Διαδίκτυο και κάποιες γνώσεις από προηγούμενες δημοσιεύσεις, θα ήταν δυνατό να προσδιοριστεί πού και ποια στοιχεία του μικροκυκλώματος βρίσκονται. Τουλάχιστον στο «καθημερινό» επίπεδο: λένε, αυτή είναι η μνήμη, αυτή είναι η παροχή ρεύματος και εδώ γίνεται επεξεργασία των πληροφοριών. Πράγματι, φαίνεται ότι το RFID είναι η απλούστερη συσκευή, ο απλούστερος "υπολογιστής" που μπορείτε να σκεφτείτε ...

Ωστόσο, η ζωή έχει κάνει τις δικές της προσαρμογές και όλα όσα κατάφερα να βρω: το γενικό σχήμα της συσκευής μιας νέας γενιάς ετικετών, φωτογραφίες για το πώς, για παράδειγμα, πρέπει να μοιάζει η μνήμη - δεν ξέρω καν γιατί δεν έδωσα σημασία σε αυτό (μήπως θα υπάρχει ακόμα ευκαιρία να διορθώσω τον εαυτό μου;!), καλά, σκάνδαλα-ίντριγκες-εκθέσεις επεξεργαστών A5 από chipworks.

Μέρος θεωρητικό

Κατά παράδοση, ας ξεκινήσουμε με κάποιο εισαγωγικό μέρος.

RFID

Η ιστορία της τεχνολογίας RFID -ίσως έτσι μπορούν να ονομαστούν όλες οι νοητές και ασύλληπτες παραλλαγές του RFID (αναγνώριση ραδιοσυχνοτήτων) - ξεκινάει από τη δεκαετία του '40 του 20ου αιώνα, όταν στην ΕΣΣΔ, την Ευρώπη και τις ΗΠΑ, όλα τα είδη αναπτύχθηκε ενεργά ηλεκτρονικός εξοπλισμός.

Εκείνη την εποχή, οποιοδήποτε προϊόν που κινούνταν με ηλεκτρισμό ήταν ακόμα μια περιέργεια, έτσι οι επιστήμονες είχαν μπροστά τους ένα χωράφι χωρίς όργωμα: όπου κι αν τρυπήσετε, όπως στην περιοχή του Τσερνόζεμ, ένα κοτσάνι από ένα φτυάρι, ένα δέντρο θα φυτρώσει. Κρίνετε μόνοι σας: Ο Μάξγουελ πρότεινε τους νόμους του μόλις πριν από μισό αιώνα (το 1884). Και οι θεωρίες που βασίζονται σε αυτές τις εξισώσεις άρχισαν να εμφανίζονται μετά από 2-3 δεκαετίες (μεταξύ 1900 και 1914), συμπεριλαμβανομένης της θεωρίας των ραδιοκυμάτων (από την ανακάλυψή τους, μέχρι μοντέλα διαμόρφωσης σήματος κ.λπ.). Επιπλέον, η προετοιμασία και η διεξαγωγή του Β' Παγκοσμίου Πολέμου άφησαν το στίγμα τους σε αυτόν τον τομέα.

Ως αποτέλεσμα, μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '40, αναπτύχθηκαν συστήματα αναγνώρισης "φίλου ή εχθρού", τα οποία ήταν κάπως μεγαλύτερα από αυτά που περιγράφηκαν, αλλά στην πραγματικότητα λειτουργούσαν με την ίδια αρχή με τις σύγχρονες ετικέτες RFID.

Η πρώτη επίδειξη της σχεδόν σύγχρονης RFID πραγματοποιήθηκε το 1973 στο Ερευνητικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος και ένα από τα πρώτα διπλώματα ευρεσιτεχνίας για ένα τέτοιο σύστημα αναγνώρισης ελήφθη μια δεκαετία αργότερα - το 1983. Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με την ιστορία της RFID μπορείτε να βρείτε στο Wiki και σε ορισμένους άλλους ιστότοπους (και).

Λόγω της ενσωματωμένης μπαταρίας, οι ενεργές ετικέτες έχουν σημαντικά μεγαλύτερη ακτίνα λειτουργίας, διαστάσεις, πιο περίπλοκη «γέμιση» (μπορείτε να προσθέσετε ένα θερμόμετρο, υγρόμετρο ή τουλάχιστον ένα ολόκληρο τσιπ εντοπισμού θέσης GPS) και την αντίστοιχη τιμή.

Οι ετικέτες μπορούν να ταξινομηθούν με διάφορους τρόπους: κατά συχνότητα λειτουργίας (LF - χαμηλής συχνότητας ~ 130 KHz, HF - υψηλής συχνότητας ~ 14 MHz και UHF - εξαιρετικά υψηλής συχνότητας ~ 900 MHz), ανάλογα με τον τύπο μνήμης μέσα στην ετικέτα (μόνο για ανάγνωση , γράψτε μια φορά και γράψτε μια φορά). Παρεμπιπτόντως, το NFC, τόσο αγαπητό σε όλους τους κατασκευαστές και προωθούμενο, αναφέρεται στη μπάντα HF, η οποία έχει μια σειρά από γνωστά προβλήματα.

Άλλες ετικέτες

Δυστυχώς, το κόστος των ετικετών RFID είναι αρκετά υψηλό σε σύγκριση με άλλους τύπους αναγνώρισης, επομένως, για παράδειγμα, εξακολουθούμε να αγοράζουμε τρόφιμα και άλλα «καυτά» αγαθά χρησιμοποιώντας γραμμωτούς κώδικες (ή γραμμωτούς κώδικες), μερικές φορές κωδικούς QR και προστασία από κλοπές. -ονομάζονται αντικλεπτικές ετικέτες (ή EAS - ηλεκτρονική επιτήρηση αντικειμένων)

Οι πιο συνηθισμένοι τρεις τύποι (όλες οι φωτογραφίες λαμβάνονται από το Wiki):

Μπροστά μας υπάρχουν πολλές υπέροχες ανακαλύψεις, μερικές φορές εντελώς απροσδόκητες και, φυσικά, σκληρό πορνό σε μορφή HD!

Αν σε κάποιον φάνηκε λίγη θεωρία, καλώς ήρθατε σε αυτόν τον αγγλόφωνο ιστότοπο.

Μέρος πρακτικό

Λοιπόν, ποια σημάδια βρέθηκαν στον κόσμο γύρω μας:

Αριστερή στήλη από πάνω προς τα κάτω: χάρτης του μετρό της Μόσχας, κάρτα Aeroexpress, πλαστική κάρτα για την είσοδο στο κτίριο, ετικέτα RFID που παρουσίασε η Perekrestok στην έκθεση RosNanoForum-2011. Δεξιά στήλη από πάνω προς τα κάτω: ετικέτα ραδιοσυχνοτήτων EAS, ακουστική μαγνητική ετικέτα EAS, μπόνους εισιτήριο για τα μέσα μαζικής μεταφοράς στη Μόσχα με μαγνητική λωρίδα, η κάρτα RFID του επισκέπτη του RosNanoForum περιέχει ακόμη και δύο ετικέτες.

Ανακοινώθηκε η πρώτη κάρτα του μετρό της Μόσχας - ας ξεκινήσουμε.

Στον πρώτο κύκλο. Εισιτήριο μετρό της Μόσχας

Αρχικά, μουλιάζουμε την κάρτα σε συνηθισμένο νερό για να αφαιρέσουμε τα στρώματα χαρτιού που κρύβουν την ίδια την καρδιά αυτού του «σημαδιού».

Απογυμνωμένος χάρτης του μετρό της Μόσχας

Τώρα κοιτάξτε το προσεκτικά σε μια μικρή αύξηση σε ένα οπτικό μικροσκόπιο:

Μικροφωτογραφίες ενός τσιπ κάρτας για μετάβαση στο μετρό της Μόσχας

Το τσιπ έχει στερεωθεί αρκετά καλά και θέλω να επιστήσω την προσοχή σας στο γεγονός ότι και τα 4 "πόδια" είναι προσαρτημένα στην κεραία - αυτό θα μας φανεί χρήσιμο αργότερα για σύγκριση με μια άλλη ετικέτα RFID. Διπλώνοντας την πλαστική βάση στη μέση, όπου κάθεται το τσιπ και κουνώντας ελαφρά από τη μία πλευρά στην άλλη, απελευθερώνεται εύκολα. Ως αποτέλεσμα, έχουμε ένα τσιπ στο μέγεθος ενός ματιού βελόνας:

Οπτικές μικρογραφίες του τσιπ αμέσως μετά τον διαχωρισμό από την κεραία

Λοιπόν, ας παίξουμε με εστίαση:

Αλλαγή της θέσης εστίασης από το κάτω στρώμα στο επάνω μέρος

Τώρα για μια ίντριγκα.

Φήμες λένε ότι η Micron αναπτύσσει και κατασκευάζει τσιπ για το μετρό της Μόσχας μόνη της χρησιμοποιώντας παρόμοια τεχνολογία Mifare (τουλάχιστον, η προσάρτηση στην κεραία είναι διαφορετική - πόδια διαφορετικού σχήματος). Στις 22 Αυγούστου, χωρίς να κηρύξει πόλεμο, και έστειλε προδοτικά μια έκκληση στη Micron για διευκρίνιση, είναι δυνατόν να δούμε αυτό το τσιπ κάπου, στις 3.11 δεν υπήρχε απάντηση. Ένας από τους δημοσιογράφους (δηλαδή ο Alexander Erlikh) στο φόρουμ IXBT επρόκειτο επίσης να διευκρινίσει αυτές τις πληροφορίες με τους εκπροσώπους της Mikron, αλλά αυτή τη στιγμή τα πράγματα είναι ακόμα εκεί, δηλαδή οι επίσημοι εκπρόσωποι της Mikron αποφεύγουν να απαντήσουν σε μια άμεσα τεθείσα ερώτηση .

Το εισιτήριο που συζητήθηκε παραπάνω, προφανώς, κατασκευάστηκε (ή απλώς τοποθετήθηκε σε μια κεραία;) στην επιχείρηση Mikron (Zelenograd) - δείτε τους παρακάτω συνδέσμους - χρησιμοποιώντας την τεχνολογία της NXP, μιας πολύ γνωστής εταιρείας στους κύκλους RFID, η οποία είναι στην πραγματικότητα ξεκάθαρα υπονοείται από 3 τεράστια γράμματα και το έτος κυκλοφορίας της τεχνολογίας (και ίσως το έτος παραγωγής) στο ανώτερο στρώμα της μεταλλοποίησης του τσιπ. Αν υποθέσουμε ότι το 2009 αναφέρεται στη χρονιά που κυκλοφόρησε η τεχνολογία και αποκρυπτογραφήσουμε τη συντομογραφία CUL1V2 ως Circuit ULtralite 1 Version 2 (αυτή η υπόθεση επιβεβαιώνεται επίσης από αυτήν την είδηση), τότε στον ιστότοπο NXP μπορείτε να βρείτε μια λεπτομερή περιγραφή αυτών των τσιπ (οι δύο τελευταίες γραμμές στη λίστα)

Παρεμπιπτόντως, πέρυσι οργανώθηκε μια εκδρομή στο εργοστάσιο Mikron για τους συμμετέχοντες της Ολυμπιάδας Νανοτεχνολογίας Διαδικτύου (φωτογραφίες και βίντεο), επομένως δεν έχει νόημα να πούμε ότι ο εξοπλισμός είναι αδρανής εκεί, αλλά η δήλωση του «θείου σε λευκό παλτό» που βγάζουν σημάδια στα πρότυπα 70nm, θα αμφισβητούσα...

Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία που συλλέχθηκαν μετά την ανάλυση των μαρκών 109 εισιτηρίων μετρό (αρκετά αντιπροσωπευτικό δείγμα), σύμφωνα με την κανονική κατανομή, οι πιθανότητες να βρεθεί ένα «ασυνήθιστο» εισιτήριο είναι ~109^1/2, ή περίπου 10%, αλλά λιώνουν με κάθε ανοιχτό εισιτήριο...

Μια προσεκτική ματιά έχει ήδη παρατηρήσει την κύρια διαφορά μεταξύ των δύο τσιπ Mifare - την επιγραφή Philips2001. Στην πραγματικότητα, το 1998, η Philips αγόρασε έναν αμερικανικό κατασκευαστή μικροηλεκτρονικών - τη Mikron (δεν πρέπει να συγχέεται με τη Zelenograd Micron). Και το 2006, το NXP αποχώρησε από τη Philips.

Είναι επίσης εύκολο να παρατηρήσετε το σήμα CLU1V1C, το οποίο, με βάση τα παραπάνω, σημαίνει Circuit ULtralite 1 Version 1C. Δηλαδή, αυτή η ετικέτα είναι ο προκάτοχος του Mifare, που χρησιμοποιείται από το μετρό της Μόσχας και, ως εκ τούτου, είναι συμβατή με αυτήν όσον αφορά τις βασικές παραμέτρους. Ωστόσο, όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, το 2001 είναι ένδειξη του έτους ανάπτυξης και εφαρμογής της τεχνολογίας ή του έτους παραγωγής. Είναι περίεργο που η Aeroexpress χρησιμοποιεί ξεπερασμένες ετικέτες...

Στον τρίτο κύκλο. Πλαστική κάρτα

Κάποτε, αποφάσισα να δείξω σε έναν από τους φίλους μου άρθρα και φωτογραφίες στο Habrahabr. Μετά ρώτησε αν είχε κάποια άχρηστη κάρτα για το επόμενο άρθρο RFID. Εκείνη την εποχή, είχε μόλις μετακομίσει για σπουδές στο EPFL και μου παρουσίασε μια κάρτα, η οποία επιτρέπει την πρόσβαση σε ένα από τα κτίρια του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχας. Ο χάρτης, αντίστοιχα, χωρίς καμία σήμανση, και δεν είμαι καν σίγουρος ότι γράφει κάτι πάνω του, εκτός από το συνηθισμένο κλειδί για την είσοδο στο κτίριο.
Η κάρτα είναι εντελώς πλαστική, οπότε τη βάζουμε αμέσως σε ασετόν για κυριολεκτικά μερικές δεκάδες λεπτά:

Κάνοντας λουτρά ακετόνης

Στο εσωτερικό, όλα είναι αρκετά τυπικά - μια κεραία και ένα τσιπ, ωστόσο, αποδείχθηκε ότι ήταν σε ένα μικρό κομμάτι textolite. Δυστυχώς, χωρίς κανένα σημάδι αναγνώρισης - ένα τυπικό κινέζικο όνομα. Το μόνο πράγμα που μπορείτε να μάθετε για αυτό το τσιπ και την κάρτα είναι ότι είναι κατασκευασμένα / ανήκουν σε κάποιο πρότυπο TK41. Υπάρχουν πολλές τέτοιες κάρτες στις πωλήσεις όπως το ali-baba και το dealextreme.

Στον τέταρτο γύρο. σταυροδρόμι

Στη συνέχεια, θέλω να εξετάσω δύο ετικέτες που παρουσιάστηκαν στην έκθεση RosNanoForum 2011. Η πρώτη από αυτές παρουσιάστηκε με εξαιρετικό πάθος, λέγοντας ότι ήταν σχεδόν πανάκεια για κλέφτες και κλοπές καταστημάτων. Και γενικά, αυτή η ετικέτα θα σας επιτρέψει να μεταφέρετε πλήρως τα καταστήματα σε self-service. Δυστυχώς, ο αποτελεσματικός διευθυντής αποδείχθηκε ότι ήταν κάτι παραπάνω από εντελώς ανίκανος σε θέματα σχολικής φυσικής. Και μετά την πρόταση να ελεγχθεί η αποτελεσματικότητά του και η ετικέτα με έναν ισχυρό μαγνήτη συνδεδεμένο στην ετικέτα, γρήγορα έκλεισε το θέμα ...

Μετά από μερικές αγορές στο SmartShop, έχω ακόμα μερικές ετικέτες στη διάθεσή μου. Έχοντας καθαρίσει ένα από αυτά από κόλλα και ένα λευκό προστατευτικό στρώμα, βλέπουμε τα εξής:

Νέα ετικέτα για την αλυσίδα καταστημάτων Perekrestok

Ενεργούμε με τον ίδιο τρόπο όπως το Mifare, το αποσυνδέουμε προσεκτικά από τη βάση πολυμερούς και την κεραία και το βάζουμε στο τραπέζι του οπτικού μικροσκοπίου:

Οπτικές μικρογραφίες μιας ετικέτας που προορίζεται για χρήση στο SmartShop

Από μια ευτυχή σύμπτωση (είτε η κόλλα μας άφησε κάτω, είτε ήταν έτσι σχεδιασμένη), το σημάδι ξηλώθηκε γρήγορα από τη βάση και η επιφάνειά του παρέμεινε χωρίς ίχνη κόλλας. Θα ήθελα να σημειώσω ότι εάν η Mifare έχει και τις 4 ακίδες συνδεδεμένες στην κεραία (2 ακίδες σε κάθε άκρο), τότε εδώ βλέπουμε ότι δύο καρφίτσες είναι προσαρτημένες σε δύο μικρές περιοχές που δεν έρχονται σε επαφή με την κεραία.

Ας παίξουμε λίγο με εστίαση σε διάφορα μέρη της ετικέτας:

Αλλαγή εστίασης...

Μέγιστη μεγέθυνση ενός οπτικού μικροσκοπίου

Στην τελευταία φωτογραφία πάνω αριστερά, προφανώς, αποτυπώνεται η μονάδα μνήμης EEPROM, αφού καταλαμβάνει περίπου το ένα τρίτο της επιφάνειας του τσιπ και έχει «κανονική» δομή.