Как выбрать RFID-метки?

При выборе радиометок следует ориентироваться на следующие критерии:

• рабочая частота: 125-134 кГц (LF), 13,56 МГц (HF), 860-960 МГц (UHF);
• защищенность оборудования: делится на четыре класса – IP66, IP67, IP68;
• дальность считывания: ручной или стационарный прибор чтения;
• место и способ крепления тега (транспондера);
• стоимость реализации системы идентификации и оборудования.

Выбрать RFID метки

Классификация RFID меток по:

1. источнику питания
2. виду памяти
3. рабочей частоте
4. применению
5. классу защиты

Как работает RFID-метка?

Любой RFID chip содержит в себе антенну, приемник, передатчик, и память для хранения данных. Принцип работы РЧИ (RFID) метки заключается в следующем. Энергообеспечение чипа обеспечивается от радиосигнала антенны считывателя или от собственного источника питания. Возможно применение внешних RFID-антенн. Антенна нужна для улавливания электромагнитных волн считывателя. После того как внешний сигнал получен, радиочип отвечает обратным импульсом, который передает ID.

После считывания ридером по ID определяется соответствующая информация для загрузки и отображения в интерфейсе программного обеспечения. Записать данные ID на RFID метку возможно Все компоненты кроме антенны помещается в корпус радиочастотного чипа. В зависимости от назначения и вида, тег относится к защищенным корпусным меткам или более упрощенным меткам с тканевым корпусом или вовсе в виде наклейки или бирки.

RFID чипы классифицируются:

• по источнику питания:

  Пассивные RFID-метки не имеют встроенного источника энергии и работают за счет энергии магнитного поля, которое создает ридер. Накопив необходимую энергию, метка начинает передачу/получение сигнала в пределах 0,20 — 10 метров. Дальность чтения зависит от технических характеристик считывателя. Преимуществом является практически неограниченный срок эксплуатации и недорогая цена. Минус в потребности более мощных RFID считывателей.

  Активные RFID-метки обладают собственным источником питания и не зависят от энергии ридера. Читаются на дальнем расстоянии до 100 метров, но отличаются высокой стоимостью и более крупными габаритами, чем обычно пассивная метка. С помощью возможностей активной метки доступна дополнительная установка термостата и чипа навигатора для определения места положения и радиочастотной триангуляции.

  

Питание РФИД меток в зависимости от класса чипа (поколение Gen 2 или др.) разделяют между собой, согласно принятому мировому стандарту EPC Global, на следующие группы.

Класс	Соответствие
Class 0 (RO)	Тип пассивных меток только для чтения и идентификации объектов, которые хранят не перезаписывающий EPC (Electronic Product Code) и использующие CRC (Cyclic redundancy check), предназначенный для проверки целостности данных и обнаружения ошибок.
Class 1 (WORM)	Тип пассивных меток с функциональными возможностями единоразового перезаписываемого EPC и шифрования данных, в т.ч. для многоразового чтения радиометок.
Class 2 (RW)	Полуактивные (полупассивные) метки, имеющие свой источник питания, который задействуется только для энергообеспечения микросхемы, а не для отправки сигнала считывателю.
Class 3 (RW)	Тип активных меток (Active Tag), которые так же содержат встроенный источник питания, полностью обеспечивающий метку необходимой энергией вне зависимости от считывателя. Доступно как чтение так и запись.
Class 4 (RW)	Так же активные теги со встроенными передатчиками. Поддерживают обмен данными между такими же чипами и ридерами. Доступно как чтение так и запись.
Class 5 (RW)	Схожи с метками Class 4, с разницей в дополнительных функциях, например, обеспечение питания для других тегов и возможностью синхронизации с другими устройствами, не обязательно считывателями.





Только чтение (RO — Read Only ) – данные записываются только один раз сразу при изготовлении устройства. Они пригодны только для идентификации без возможности записи на носитель, и их практически невозможно подделать.

Одноразовая запись (WORM — Write Once Read Many) – метки содержат блок однократно записываемой памяти, данные которой в дальнейшем можно многократно считывать. Так же присваивается уникальный идентификатор.

Запись и чтение (RW — Read/Write) – такие метки содержат идентификатор и блок памяти для чтения/записи информации. Данные в них могут быть перезаписаны большое число раз.



• по виду памяти:

  Наиболее распространенная классификация РФИД чипов по видам памяти:

  • Зарезервированная память (Reserved Memory):

    Этот банк памяти хранит пароль для удаления и пароль доступа (каждый из них — 32 бита). Kill-пароль при ненулевом значении навсегда отключает тег, без восстановления, а access-пароль необходим для блокировки/разблокировки и доступен только для записи при знании пароля. Включает в себя исключительно информацию о двух кодах и паролей для них. Большинство пользователей не используют эту область памяти, если отсутствует необходимость в конфиденциальности.

  • Память EPC (Electronic Product Code):

    Это банк памяти, который хранит электронный код продукта на RFID теге. По этому номеру метки отличаются друг от друга при идентификации, по которому определяются исходные данные предмета учета. Минимальная длина идентификатора 96 бит записываемой памяти. Существуют теги, в которых выделено до 240 бит в память EPC из пользовательской памяти. EPC требуют перезаписи, т.к. чипы часто поставляются без идентификатора.

  • TID-память (Transponder ID):

    Эта память используется только для хранения модели чипа и уникального идентификационного номера метки изготовителя. В зависимости от метки доступен дополнительный ID каждой отдельной метки и ее серийного номера (Serialized TID), который используется как средство защиты тега от подделки. Как правило, эта часть памяти не изменяется, т.к. ID метки и банк ID защищен от перезаписи при производстве чипа и наличии Serialized TID.

  • Пользовательская память (User Memory):

    Не обязательный дополнительный банк памяти, если пользователю требуется больший объем данных, чем в секции EPC для хранения дополнительной информации. Как правило, расширенный объем составляет от 32-512 бит. Транспондеры с большим объемом (до 4-8 Кбайт.) требуют дополнительной совместимости с ридерами.




• по рабочей частоте диапазона делятся на следующие типы:

  Частота RFID меток	Использование
  Low Frequency (LF) Низкочастотные (НЧ) 125-134 кГц	Считываются с расстояния в несколько сантиметров и имеют самую низкую скорость передачи параметров и стоимость. Используются в животноводстве для чипирования животных.
  High Frequency (HF) Высокочастотные (ВЧ) 13,56 МГц	Считываются с расстояния до 1 метра и плохо работают вблизи металла, по причине отражения и возникающих помех. Применяются в платежных системах, логистике, идентификации личности. Основные проблемы состоят в функциональности на больших расстояниях, в условиях высокой влажности. По цене относятся к среднему ценовому диапазону.
  Ultra High Frequency (UHF) Сверхвысокочастотные (СВЧ) 860-960 МГц (для РФ: 863—868 МГц)	Самый популярный диапазон в современных РЧИД системах. Относится к меткам дальнего действия и считывания расстояния до 10 метров, со скоростью передачи более 128 кбит/сек. Основной RFID стандарт уже как более 10 лет в логистике, управлении цепочками поставок, складском учете и инвентаризации. Активные UHF метки применяются в системах определения места нахождения объектов в реальном времени (RTLS) UHF чип дешевле, чем приборы диапазонов LF и HF, но в целом система идентификации UHF дороже за счет стоимости остального оборудования.



• по исполнению и применению:
  
  • Наклейки и этикетки (Sticker Tag) – самоклеющиеся радиометки для маркировки гладких диэлектрических поверхностей на клеевой основе. Наклеиваются как обычные этикетки. Применяются для маркировки товаров, мебели, инвентаря и т.д. Разновидности: термотрансферные, полипропиленовые, термо-эко, термо-топ этикетки.
  • Бирки и нашивки (Label Tag) – метки для одежды, применяются как в ритейле, так и при обслуживании рабочей одежды и средств индивидуальной защиты в производственных процессах. На одежде RFID метки могут быть пришиты, либо приклеены термопресом, в зависимости от условий эксплуатации.
  • Некорпусные на металл – спроектированы так, что внутренняя антенна тега удалена от металла на расстояние, необходимое для безошибочного считывания сведений. Чаще предназначены для учета объектов из металла внутри помещения. Могут быть выполнены, как в виде наклейки
  • Корпусные на металл (Hard-case Metal Tag) – высокопрочные, противоударные. Для сложных условий эксплуатации. Отлично переносят агрессивное воздействие минеральных масел, воды, соляного тумана и нефтепродуктов.
  • Специальные – работают в условиях повышенной влажности и магнитной среде. Проверяют подлинность продукции, позволяют вести достоверный учет. Для животных, текстиля, одежды, прачечных, упаковок лекарств, архивных папок, деревянных паллет, железнодорожных вагонов и т.д. Например, метки для прачечной спроектированы таким образом, что внутренняя антенна и РФИД чип запечатаны в плотную водонепроницаемую капсулу, облаченную в текстиль. А RFID метки для животных, в принципе уже теперь и для людей, представляют микрочип для имплантации под кожу и имеет свою спецификацию, требования и характеристики.

  


• по классу защиты:

  Что такое IP?
  Это система классификации уровня защиты корпуса электрооборудования — Ingress Protection Rating или сокращенно IP. Система IP стандартизирована: международным стандартом IEC 60529, немецким DIN 40050, российским ГОСТ 14254. Степень защиты определяется двумя цифрами, которые указывается после букв IP. Первая цифра указывает на степень защиты от проникновения твердых предметов (пыли), а вторая на степень защиты от попадания влаги.

  Кроме этого степень защиты может включать дополнительные буквы. Например, IP69K − это степень защиты в соответствии с немецким стандартом DIN 40050-9, дополняющим европейский IEC 60529. IP69K применима там, где необходима дополнительная защита от высоких температур и давления воды, или воды с паром.

  
  

  IP66 — полная защита от пыли, метка выдерживает повышенное воздействие водяных струй с любых направлений непродолжительное время.

  IP67 — полная защита от пыли. Защита при кратковременном погружении в воду на глубину до 1 м. Постоянная работа в погружённом режиме не предполагается.

  IP68 — полная защита от пыли, защита при непрерывном погружении в воду на глубину 1 м. и при кратковременном погружении в воду на глубину более 1 метра. Стабильно работает в погружённом режиме в соответствии с заявленным требованием производителя.

  IP69K — европейский стандарт высокой степени защиты, радиометки выдерживают высокую температуру и давление воды, в т.ч. в режиме длительного погружения на глубину более 1 метра. Корпус меток обеспечивает максимальную защиту от пыли и полную водонепроницаемость.

  
  

  В процессе эксплуатации метки большое значение имеет длительность неблагоприятного воздействия, сочетания различных факторов и концентрации химических элементов. При эксплуатации в агрессивных и высокотемпературных средах возможно изменение органолептических свойств, не влияющих на ее работу. В любом случае окончательное решение по выбору меток для проекта на основе результатов тестирования определяется пользователем самостоятельно.

Производители и изготовители RFID меток

В настоящее время достаточно много производителей РФИД меток как в России, так и зарубежом. В зависимости от назначения, способа крепления и памяти, большинство старается предложить улучшенную по характеристикам и цене модель. Но несмотря на это в мире можно выделить тройку производителей не меток, а разработчиков и изготовителей RFID чипов. Это Impinj, Inc., Alien Technology и NXP Semiconductors N.V.. На долю этих «разрабочиков-гигантов» выпадает до 80% всех используемых чипов при изготовлении RFID меток, включая UHF диапазон. Impinj предлагает продукты в целом направленные на Интернет вещей (IoT) для решения таких бизнес-задач, как управление запасами, безопасность пациентов, отслеживание активов и проверка подлинности товаров. Alien один из лидеров и новаторов в мировой индустрии UHF Gen-2 RFID, а NXP так же внедряет свои разработки для автоиндустрии и транспортных средств, при это наращивая тенденцию в области «умных» решений для комплексной безопасности и конфиденциальности.

Купить RFID метки