На текущий момент RFID-технологии применяются также в

УДК 004.9
ИСТОРИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ RFID-ТЕХНОЛОГИИ
Королева Д. А., Мыльникова Т. В.,
научный руководитель канд. техн. наук Колокольникова А. И.
Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева
На смену штрих-кодам и магнитным меткам приходят электронные радиометки,
основанные на RFID (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) - технологиях. RFID - способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в
так называемых транспондерах или RFID-метках. Что это такое, для чего используется
и нужно ли это в современном обществе? Цель статьи – ответить на эти вопросы. FID это технология, которая находится в разработке со времён Второй Мировой войны.
Наиболее активный период - два последних десятилетия. Всевозможные усовершенствования RFID-технологии привели к тому, что ею пользуются военные, промышленность и торговля.
Рассмотрим историю возникновения RFID- меток [1]. В 1946 году Лев Сергеевич Термен изобрел для Советского Союза шпионское устройство, которое позволило
накладывать аудиоинформацию на случайные радиоволны. Звук вызывал колебание
диафрагмы, которая незначительно изменяла форму резонатора, модулируя отраженную радиочастотную волну. И хотя устройство представляло лишь пассивный передатчик, то есть «жучок», это изобретение приписывают к первым предшественникам RFID
технологии. Наиболее близкая к данной технология - система распознавания «свойчужой», изобретенная британцами в 1939 году, активно применялась союзниками во
время Второй Мировой Войны, чтобы определить, своим или чужим является объект в
небе. Такие системы до сих пор используются как в военной, так и в гражданской авиации.
Еще одной вехой в использовании RFID технологии была опубликованная в
1948 году работа Гарри Стокмана под названием «Коммуникации посредством отраженного сигнала», где он отмечает, что «…значительные работы по исследованию и
разработки были сделаны до того, как были решены основные проблемы в связи посредством отраженного сигнала, а также до того, как были найдены области применения данной технологии».
Патент на первое пассивное устройство на отраженной энергии, продемонстрированное в 1971 году властям Нью-Йорка и другим потенциальным покупателям как
устройство с 16 битами памяти для взимания пошлины на дорогах, был, по сути, прародителем современной RFID технологии.
Оригинальный бизнес-план был представлен инвесторам в 1969 для использования радиометок в сфере транспорта (идентификация самоходных машин, автоматическая платежная система, электронные номерные знаки, электронные платежные ведомости, мониторинг состояния транспортных средств), в банковском деле (электронные
книги проверок, электронные кредитные карты), в сфере безопасности (персональная
идентификация, автоматические ворота, наблюдение) и в медицине (идентификация,
история болезни).
Первая демонстрация современных RFID-чипов (на эффекте обратного рассеяния), как пассивных, так и активных, была проведена в Исследовательской Лаборатории Лос-Аламоса 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.
Радиометка обычно представляет собой миниатюрный медный антенный контур
с припаянной к нему микросхемой, встроенный в "таблетку" из подходящего сорта
пластика. Иногда электронику радиометки крепят к тонкому полиэтиленовому кольцу
или наклеивают на пленку из полиэтилентерефталата. Большинство RFID-меток состоит из двух частей: интегральной схемы (ИС) для хранения и обработки информации, модулирования и демодулирования радиочастотного (RF) сигнала и
антенны для приёма и передачи сигнала.
RFID-метки и системы можно систематизировать по рабочей частоте; источнику
питания (пассивные, полупассивные, активные); типу памяти; исполнению. По дальности считывания RFID-системы можно подразделить на системы ближней идентификации (считывание производится на расстоянии до 20 см); идентификации средней дальности (от 20 см до 5 м); дальней идентификации (от 5 м до 100 м). RFID метки обычно
хранят не больше 2 килобайт информации и бывают активными, пассивными или полупассивными. Активные метки помимо микрочипа и антенны имеют внутренний источник питания для передачи данных ридеру и электронику для выполнения специализированных задач. Активные стоят дороже всех — цена может доходить до $100. Наличие собственного источника питания позволяет передавать информацию с них практически на любые расстояния. Если RFID-чип присоединяется к глобальной системе позиционирования или беспроводным коммуникациям, его стоимость может достигать
$500. Пассивные и полупассивные RFID-метки оцениваются в сумму от 25 до 50 центов за штуку. Информацию с них можно считать с расстояния не больше трех метров
[2]. Пассивные метки не имеют собственного источника питания, а вместо этого используют энергию из поступающего от считывателя электромагнитного сигнала.
Сверхтонкий транспондер может быть легко расположен между листами бумаги или
пластика с целью интеграции с существующими системами маркировки, включая стандартные принтеры печати штрих-кода и сканеры. Особым типом пассивной RFIDметки является бесконтактная смарт-карта, которая используется во многих различных
областях (как удостоверения в системах безопасности, пропуска, карточки лояльности
в системах розничной торговли).
RFID часто используется в системах безопасности магазинов розничной торговли для предотвращения краж. Радиометки в торговле имеют название - смарт-этикетки,
они представляют собой тонкую одно- или многослойную этикетку, которая может
быть наклеена на маркируемый объект или встроена в его упаковку. Технология смартэтикеток такова, что на тонкую пленку из полиэтилентерефталата наносится или напыляется флексографически медная, алюминиевая или серебряная антенна, к которой
припаивается или приклеивается токопроводящим клеем чип с выводами для подключения, затем метки приклеиваются к листу внешнего покрытия [3].
В России RFID используется преимущественно для осуществления логистических операций, в метрополитене крупных городов (Москва, Санкт-Петербург, Казань) и
в библиотечных системах. В первую очередь, используется следующий функционал
RFID: информация об объекте, его свойствах, качествах и т.п.; информация о положении объекта. Для крупного складского хозяйства выигрыш в росте эффективности и
сокращении издержек может перекрывать затраты на RFID-метки и оборудование.
Портальные считывающие системы позволяют считать все метки с упаковок перемещаемого товара со скоростью 60-150 меток в секунду, автоматически определить, что
происходит отгрузка, и формировать груз для клиента по списку считанных меток.
На текущий момент RFID-технологии применяются также в медицине - мониторинг состояния пациентов, наблюдение за перемещением по зданию больницы; в паспортах; транспортных платежах; дистанционном управлении; опознавании животных.