Технологии радиочастотной идентификации (radio-frequency identification, RFID) используются в системах контроля и управления доступом уже более 30 лет. У нее много преимуществ и, скорее всего, она будет существовать еще долгие годы. Какие частоты обычно используются в RFID-системах повышенной дальности для дистанционной идентификации людей и автомобилей? Какие RFID-считыватели и идентификаторы предпочтительно использовать для идентификации автомобилей на максимальной дальности и/или высокой скорости, а какие для идентификации людей в режиме "свободные руки"? На эти и другие вопросы отвечают эксперты из компаний "Диамант групп", "АРМО-Системы", НВП "Болид", К2Тех, МПК "СОАР" и PERCo.
Леонид Стасенко, Диамант групп
Все связано, во-первых, с физикой (особенностями распространения радиоволн различных частотных диапазонов), а во-вторых, с законодательной базой – далеко не все частоты разрешено использовать для RFID-идентификации, в том числе и в системах контроля и управления доступом (СКУД). Из разрешенных диапазонов – 125 кГц, 13,56 МГц, 860 МГц, 2,45 ГГц только последние два диапазона пригодны для дальней идентификации. Можно еще упомянуть UWB-диапазон (5–6 ГГц) и 430 кГц, но они не получили достаточного распространения в сфере идентификации.
Причем диапазон 860 МГц в основном используется в пассивных системах RFID (метка не имеет собственного источника питания и питается от энергии поля считывателя), а 2,45 ГГц – в активных, когда идентификатор имеет собственный источник питания.
Алексей Коноплёв, АРМО-Системы
Для дистанционной идентификации используется частота 868 МГц, причем по целому ряду причин. Во-первых, она является разрешенной и соответствует требованиям и стандартам беспроводной связи. Во-вторых, частота 868 МГц обеспечивает хорошую проникающую способность сигнала и возможность передачи данных на дальние расстояния. Кроме того, RFID-метки и считыватели UHF, работающие на этой частоте, относительно недороги и могут быть произведены в различных формах и размерах, что облегчает их интеграцию в различные системы.
Николай Перепелица, НВП "Болид"
В RFID-системах повышенной дальности для дистанционной идентификации людей и автомобилей широко распространены частоты HF (high frequency) – высокие частоты (ВЧ) 13,56 МГц и UHF (ultra high frequency) – ультравысокие частоты (УВЧ): 433 МГц, 860–960 МГц, 2,45 ГГц. Выбор УВЧ обусловлен необходимостью обеспечения высокой скорости идентификации и дальности действия, особенно в условиях регистрации транспортных средств, где требуется быстрое и надежное считывание меток при движении. Диапазон ВЧ чаще используется для систем с меньшей дальностью, поэтому он менее распространен в задачах дальнего считывания по сравнению с УВЧ. В последнее время также все чаще применяются стандарты технологий Bluetooth (BLE), данные технологии используют радиочастотные сигналы для установления связи и обмена идентификационной информацией на частоте 2,4 ГГц и обычно имеют аккумулятор, что позволяет отнести их к активным технологиям RFID. Преимущества использования Bluetooth – это возможность использования мобильного устройства (смартфон, планшет, умные часы).
Иван Кондратенков, К2Тех
Чаще всего используются две технологии: ультравысокие частоты (UHF, 860–960 МГц) с дальностью 10–15 м для работы с быстрыми и плотными потоками RFID-меток, а также cверхвысокие частоты (SHF, 2,4–2,5 ГГц, 20–50 м), применяемые на платных трассах. Частоты включены в стандарт ISO, утвержденный законодательством. В теории, можно сделать считыватель на любой частоте, но нас ограничивают рамки стандартов. Отмечу, что указанные выше частоты являются "золотой серединой" скорости, дальности и качества распознавания.
Аркадий Созданов, СОАР
Для RFID-систем дальнего действия обычно используются изделия с частотами 2,45 ГГц, 13,56 МГц, 860–960 МГц (UHF, ultra high frequency). Применение высокочастотного излучения позволяет использовать систему дистанционной идентификации в сложных городских условиях, а также при наличии объектов, вызывающих затухание и ослабление электромагнитного излучения. Для уменьшения влияния на человека высокочастотного излучения целесообразнее применять системы дистанционной идентификации, состоящие из считывателей, работающих на частоте 125 кГц, при этом расстояние считывания идентификаторов в зависимости от "накачки" антенны уменьшается до 1,5 м.
Игорь Ядрихинский, PERCo
Для систем RFID с повышенной дальностью действия (до нескольких десятков метров) обычно используются частоты UHF-диапазона (860–960 МГц). Для работы на расстоянии до 100 м применяются частоты микроволнового диапазона (2,45 ГГц и 5,8 ГГц), подходящие в том числе для дистанционной идентификации автомобилей, так как способны работать с объектами, движущимися на высокой скорости.
Леонид Стасенко, Диамант групп
Касательно максимальной дальности – однозначным ответом будет применение активной идентификации (рабочая частота 2,45 ГГц), поскольку в этом случае дальность может достигать 100 м. При использовании пассивной идентификации максимальная дальность составит до 15 м. Что касается высокой скорости, то все зависит от ее значения. Если говорить о скорости в 100 км/ч, то за секунду автомобиль проедет примерно 27 м, и система пассивной идентификации при ее дальности может автомобиль пропустить. В то же время система активной идентификации с дальностью до 100 м наверняка сможет такой автомобиль зафиксировать (при условии, что метка будет излучать свой код не менее раза в секунду).
Алексей Коноплёв, АРМО-Системы
Например, отечественный производитель SAUK предлагает устройства, разработанные с учетом российских климатических особенностей. Бренд Smartec производит считыватели на базе чипов R2000 или E710, за счет чего они обеспечивают высокую чувствительность и производительность, но при этом имеют невысокую стоимость. Можно упомянуть и считыватели Vanch, которые также относятся к бюджетному классу устройств.
Николай Перепелица, НВП "Болид"
Для идентификации автомобилей на максимальной дальности и при высокой скорости рекомендуется использовать считыватели диапазона 860–960 МГц, 2,45 ГГц, с антенной увеличенной дальности, большой мощности, устойчивой к помехам. Для этого при выборе антенны следует учитывать коэффициент усиления, поляризацию и ее тип (omni-направленные и направленные). Высокий коэффициент усиления позволяет увеличивать дальность считывания, но может сужать угол излучения, круговая поляризация обеспечивает более стабильное считывание независимо от ориентации меток, направленные антенны обеспечивают фокусировку сигнала в определенной зоне, а omni-направленные антенны покрывают большую площадь.
Иван Кондратенков, К2Тех
Для идентификации автомобилей лучше всего подходят именно SHF-частоты с активными или пассивными метками. В зависимости от требований сверхвысокие частоты могут считывать метки на скорости до 200 км/ч и дальности до 50 м. Для одновременного считывания нескольких меток на рынке есть модели с алгоритмами антиколлизии.
Аркадий Созданов, СОАР
Для автомобилей, движущихся со скоростью от 40 км/ч и выше, целесообразнее применять системы идентификации, состоящие из считывателей, работающих на частоте 2,45 ГГц, и активных меток, что обеспечивает стабильную работу на расстоянии до 10 м на промышленных и индустриальных объектах и в различных погодных условиях.
Системы дальней идентификации на частоте 860–960 МГц с технологией UHF с применением пассивных или активных меток или карт целесообразно использовать для комфортного проезда на парковку бизнес-центров, жилых комплексов, офисов, при этом идентификация обеспечивается на расстоянии до 10 м.
Игорь Ядрихинский, PERCo
Для идентификации автомобилей на больших расстояниях и при высокой скорости лучше всего использовать решения на базе UHF RFID. Для радиуса действия до 20 м подойдут пассивные UHF-метки, для дальности свыше 20 м более оптимальным решением станут полуактивные и активные метки. Активные метки имеют встроенный источник питания для усиления сигнала, что позволяет обеспечить стабильное считывание даже при высокой скорости и большом расстоянии считывания.
Леонид Стасенко, Диамант групп
Сама технология hands free таит в себе ряд проблем. Например, при использовании ее в помещениях (типичной коридорной системе многих офисов) при прохождении носителя идентификатора вдоль дверей со считывателями hands free все двери поочередно будут открываться (при условии, что доступ в них разрешен).
То есть такая технология реально применима на пространственно обособленных точках прохода, каковыми могут быть, например, входы в складские помещения: несешь коробку на склад и дверь сама открывается.
При этом пассивные идентификаторы, работа которых сильно зависит от ориентации относительно считывателя, являются не лучшим решением. Наверное, идеальным решением было бы применение комбинации идентификатора и устройства определения объекта на заданном расстоянии от двери (сейчас существуют компактные и не очень дорогие радары с дальностью до нескольких метров, которые могут быть встроены в считыватели). То есть считыватель hands free с радаром прочитает и отправит код идентификатора только в случае, когда субъект доступа окажется уже напротив двери.
Алексей Коноплёв, АРМО-Системы
Если говорить о UHF-идентификации в форм-факторе обычного считывателя, то одним из немногих компактных решений, подходящих для работы со "свободными руками", является Nedap uPASS Access. Можно также использовать решения от FEIG Electronic, но они менее компактны, что в некоторых случаях может быть критично. Оборудование других зарубежных производителей, которое ранее присутствовало на нашем рынке, сейчас недоступно. Те, кто сегодня представлен, используют технологии, основанные на Bluetooth, которые подходят для идентификации через смартфоны или специальные метки и имеют свои преимущества и недостатки.
Николай Перепелица, НВП "Болид"
Для идентификации людей в режиме "свободные руки" в пределах офиса рекомендуется использовать считыватели семейства Bluetooth (BLE), а для паркинга можно использовать классические считыватели с частотой 433 МГц.
При использовании Bluetooth не нужно использовать отдельный идентификатор, он уже есть мобильном устройстве (смартфон, планшет, умные часы). Мобильные устройства уже оснащены функциями безопасности, такими как отпечатки пальцев, ПИН-коды и шифрование данных. При этом мобильные устройства должны быть включены и заряжены, иметь поддержку необходимого стандарта, а также должен быть включен Bluetooth. Идентификация посредством считывателей 433 МГц поддерживает большой радиус действия и имеет доступные по цене считыватели, но при этом более дорогие брелоки, и нужно, как правило, нажимать кнопку на брелоке для идентификации.
Иван Кондратенков, К2Тех
Для людей можно использовать как UHF-частоты, так и HF-частоты (13,56 МГц), действующие на расстоянии до 100 см. Считыватели с HF-частотами компактны и могут быть интегрированы в турникеты. HF-частоты также используются для идентификации водителей: одно дело – считать транспондер, определив машину на автотрассе, другое – распределить уровни и зоны доступа каждого отдельного водителя, например, в условиях производства. Качественного различия частот нет, все дело в задачах и дальности считывания.
Аркадий Созданов, СОАР
Считыватели с мощностью сигнала в антенне более 1 Вт в частотном диапазоне 860 МГц по экологическим причинам не используются для каждодневного применения людьми, поэтому в режиме "свободные руки" (hands free) используются частотные диапазоны 13,56 МГц и 125 кГц. Недостатки такого решения: дальность считывания не более 1 м и проблемное определение направления прохода при двухстороннем проходе на двери. В настоящее время все большую популярность в СКУД для режима "свободные руки" приобретают биометрические терминалы или системы видеонаблюдения с функциями распознавания лиц.
Игорь Ядрихинский, PERCo
Для идентификации людей в режиме "свободные руки" подходят считыватели, работающие в UHF-диапазоне (860–960 МГц). Они способны осуществлять считывание на расстоянии до 10 м, обеспечивая бесконтактную идентификацию. Такие считыватели поддерживают антиколлизионные алгоритмы, позволяя одновременно обрабатывать несколько меток, что важно при интенсивном потоке людей, например, на проходных предприятий.
В качестве идентификаторов подойдут радиочастотные метки, интегрируемые в бейджи, значки, форменную одежду. При необходимости обеспечить высокий уровень защиты данных можно использовать комбинированные карты доступа, в которых установлена как радиочастотная метка, так и, например, чип MIFARE для более защищенного доступа в помещения. Однако дальность метки в этом случае составляет до 3–5 м.
Для идентификации людей на расстоянии до 10 м подойдет также система, включающая в себя Bluetooth-считыватели. В качестве идентификаторов в этом случае используются смартфоны. Такой способ отличается более высоким уровнем безопасности, помехозащищенности, надежности и удобства. К тому же мощность излучения такого считывателя на порядок меньше мощности считывателей дальнего действия UHF-диапазона.
Леонид Стасенко, Диамант групп
Идентификация большегрузного транспорта, контейнеров и вагонов скорее актуальна не с точки зрения СКУД, а с точки зрения их учета. Слабо себе представляю, что при приближении того же вагона к точке прохода вагону следует открывать ворота. а с точки зрения учета наиболее оптимальным, наверное, будет применение пассивной идентификации с хорошими считывателями и метками – решение, оптимальное по бюджету, периодической замены батареек не требуется.
Алексей Коноплёв, АРМО-Системы
Решения для идентификации большегрузного транспорта и контейнеров по своему принципу работы мало чем отличаются от решений для идентификации легковых транспортных средств, поскольку в их основе тоже лежит взаимодействие "метка – считыватель".
Николай Перепелица, НВП "Болид"
Да, на современном рынке представлено оборудование для таких решений. Эти технологии позволяют отслеживать местоположение большегрузного транспорта, контейнеров и ж/д вагонов и определять их направление движения. Используются они как в логистике, так и в сфере технического обслуживания, ремонта и эксплуатации. Основные особенности RFID-компонентов в данной отрасли – это большая дальность действия, возможность использования без прямого контакта, длительный срок службы пассивных меток, разнообразие форм (наклейки или корпус), высокая пыле- и влагозащищенность (IP67/68), широкий температурный диапазон (от -40 до +85 °С).
Иван Кондратенков, К2Тех
Для таких задач чаще используются частоты UHF и SHF, так как считыватель не всегда удается разместить близко, например, к ж/д вагону.
Если мы говорим о морском терминале, нужно также учитывать сохранность оборудования.
Существуют активные SHF-метки, работающие на аккумуляторных батареях. Они устойчивы к перепадам температур, влажности и механическим повреждениям благодаря специальному устройству корпуса. Если заказчик не хочет менять батарейки каждые 2–3 года, можно рассмотреть UHF-метки. Да, рабочий диапазон будет меньше, но удобство эксплуатации – выше. Вопрос дальности считывания критичен в местах, где контейнеры могут раскачиваться при транспортировке кранами.
Отмечу видеоаналитику, способную определять как тип предмета, так и номер, указанный на корпусе, будь то вагон, контейнер или что-то еще. Однако здесь важно при проектировании учитывать погодные условия: грязь и снег на объекте могут мешать видеокамере считывать информацию.
Аркадий Созданов, СОАР
Наиболее распространенной системой для решения этих задач является видеосистема для распознавания номеров. Номера вагонов, контейнеров, большегрузного транспорта не меняются в принципе и являются стационарными. В системе вагон всегда привязан к накладной – это уникальный номер, который далее передается в базу данных. По связке "номер накладной – номер вагона" мы можем узнать основные атрибуты перевозки. В качестве идентификаторов RFID также применяются пассивные и активные метки UHF-метками на грузы. Идентификация железнодорожного транспорта может осуществляться с помощью систем автоматической идентификации, основанных на использовании сверхвысоких радиочастот (СВЧ-системы). Например, таковой является система автоматической идентификации "ПАЛЬМА".
Игорь Ядрихинский, PERCo
Для идентификации таких объектов могут применяться системы распознавания номерных знаков (ANPR), RFID-метки или интегрированные решения, сочетающие в себе визуальное распознавание (ANPR) и RFID-технологии. Например, на железнодорожных узлах используются интегрированные решения, где система с камерой, оснащенной алгоритмами OCR для распознавания номеров вагонов, дополняется RFID-считывателями, что обеспечивает многоуровневую идентификацию.
Леонид Стасенко, Диамант групп
Если не RFID, то можно рассмотреть считыватели QR-кодов. Современные сенсоры QR-кодов при приемлемых размерах самого кода (например, 10х10 см) могут читать их на расстоянии метра и более.
Кроме того, можно использовать системы распознавания изображений (в том числе и на базе искусственного интеллекта). Типичный пример – системы распознавания автомобильных номеров, системы распознавания лиц. Но все эти технологии имеют один существенный недостаток по отношению к RFID: требуется прямая видимость и отсутствие помех (той же грязи на автомобильных номерах).
Алексей Коноплёв, АРМО-Системы
На российском рынке СКУД технологии дальней идентификации, не относящиеся к классу RFID, встречаются относительно редко. Однако можно обратить внимание на методы, связанные с использованием видеокамер: биометрия (распознавание лиц, радужной оболочки глаза и т.д.), считывание QR-кодов. Можно выделить также системы видеоаналитики, которые хоть и не являются традиционными методами идентификации, но могут использоваться для мониторинга и распознавания лиц или транспортных средств на расстоянии. Что касается дефицита, то на российском рынке наблюдается недостаток доступных и надежных биометрических систем, особенно после прекращения поставок некоторых зарубежных продуктов. Кроме того, существует ряд жестких требований в нормативной базе для биометрических СКУД, что может препятствовать развитию новых технологий.
Николай Перепелица, НВП "Болид"
На отечественном рынке СКУД помимо RFID используются различные технологии дальней идентификации. Среди них выделяются системы распознавания автомобильных номеров (ANPR), биометрические системы, технологии LoRaWAN и NB-IoT, а также ультразвуковые и инфракрасные системы, и все они доступны на рынке.
Существует потребность в глубоко интегрированных системах для комплексной идентификации, потребность в локализованных решениях с полной поддержкой и сервисом, соответствующих специфическим требованиям российских предприятий.
Иван Кондратенков, К2Тех
Помимо RFID на нашем рынке присутствует несколько альтернативных классов решений. Во-первых, технология BLE – bluetooth low energy для идентификации на расстоянии до 50 м. Решение аналогично RFID, состоит из носимой метки и антенны, принимающей сигнал. Интересным здесь является то, что на основе BLE можно создавать решения для позиционирования людей, их навигации, например внутри офиса. На рынке сегодня не хватает отечественных решений в этой области. Во-вторых, NFC – для коротких дистанций (до 10 см). Эта технология часто используется в смартфонах и картах доступа. Несмотря на небольшой радиус действия, решение отлично подходит для доступа к конкретному турникету, двери, также в рамках формата hands free. В-третьих, уже описанная выше видеоаналитика, технология компьютерного зрения. В-четвертых, радиочастотные системы (LoRa, Sigfox) для идентификации на расстоянии до нескольких километров. Технология еще не распространена на российском рынке, но имеет огромный потенциал внедрения.
Аркадий Созданов, СОАР
С развитием технологии Bluetooth LE (bluetooth low energy) в современных системах СКУД активно стали использоваться возможности мобильного доступа (mobile access) к компонентам СКУД, где в качестве идентификатора при использовании интерфейса связи BLE используется мобильное устройство (смартфон). Такое решение позволяет достигать дальности считывания до 10 м. В последнее время становятся популярными системы распознавания автомобильных номеров. В составе видеокамеры с инфракрасной подсветкой и блока обработки данных в едином корпусе они позволяют выполнять считывание номеров транспортного средства на расстоянии до 10 м (недостатки: если номер автомобиля загрязнен или сильно засвечен посторонним источником света, то распознавания не произойдет). Давно забытое, но не менее эффективное решение для дальней идентификации – это применение изделий с использованием инфракрасного излучения (ИК). С помощью активного ИК-брелока и приемника расстояние считывания может достигать 10–20 м (имеется недостаток, зависимость от "засветки" – помех от ИК-прожекторов).
Игорь Ядрихинский, PERCo
Сейчас широкое распространение получают способы биометрической идентификации людей, в том числе и на расстоянии, – это системы распознавания по лицу. Для идентификации транспортных средств на расстоянии применяются системы распознавания номерных знаков.
Для идентификации движущихся объектов на расстоянии до 20 м удобным решением являются системы, основанные на технологии bluetooth low energy (BLE). Среди преимуществ BLE – возможность выдачи и блокировки идентификаторов через приложение, автоматическая идентификация при появлении bluetooth-метки в зоне считывания, отсутствие необходимости разблокировки смартфона, если приложение активно в фоновом режиме.
Однако BLE-идентификация требует наличия работающего мобильного приложения и может зависеть от особенностей работы bluetooth-модулей различных устройств. Для идентификации транспортных средств также применяется технология GPS. При использовании GPS шлагбаум или автоматические ворота открываются при появлении автомобиля в обозначенной зоне. Среди недостатков решений на базе GPS – возможная задержка сигнала и помехи в городской среде, а также погрешность до 20 м. Однако в сочетании с другими способами аутентификации (BLE или временные ограничения) решения на базе GPS могут использоваться на ряде объектов, например на небольших корпоративных парковках.
Леонид Стасенко, Диамант групп
RFID-технология, имеющая историю более 30 лет (именно практического использования), будет существовать еще многие годы: у нее слишком много преимуществ относительно других, более молодых, технологий. Как говорится, "на наш век хватит". А если учесть возможность применения в качестве идентификаторов современных смартфонов с технологиями NFC (тот же RFID), BLE (та же активная идентификация), то можно смело прогнозировать, что RFID "жил, жив и будет жить". Так что не будем списывать данную технологию в утиль раньше времени.
Алексей Коноплёв, АРМО-Системы
Долгосрочные прогнозы я бы не стал делать, так как они редко сбываются. Краткосрочный прогноз: ожидаем дальнейшего расширения использования RFID-идентификации, так как в ее рамках осуществимо не только чтение, но и запись данных. Возможность перезаписи информации делает RFID-метки более гибкими и универсальными для различных приложений, следовательно, и RFID-технология становится еще более привлекательной для бизнеса.
Николай Перепелица, НВП "Болид"
На данный момент RFID продолжает занимать лидирующие позиции в СКУД благодаря своей надежности и широкому применению. В ближайшее время RFID, вероятно, будет использоваться в сочетании с другими технологиями, создавая гибридные решения, которые объединяют преимущества различных методов идентификации. В дальней перспективе RFID может быть заменена другими технологиями идентификации, такими как UWB (англ. ultra-wide band, сверхширокая полоса, СШП), биометрические технологии, многофакторная аутентификация, технологии на основе блокчейна, Интернет вещей и смарт-карты, а также современные видеорешения с использованием искусственного интеллекта.
Иван Кондратенков, К2Тех
Пожалуй, RFID останется золотым стандартом идентификации на ближайшие 10–15 лет благодаря низкой стоимости, надежности и универсальности. Технология закрывает все необходимые для СКУД диапазоны: 0 см, до 100 см, до 10 м, до 50 м. Не могу назвать проект, который нельзя реализовать при помощи RFID. Отмечу, что наиболее перспективной альтернативой станет компьютерное зрение: распознавание лиц, предметов, номеров, иных отличительных признаков при помощи искусственного интеллекта. Активно развивается также биометрия: считывание отпечатков пальцев, радужки глаза, голоса.
Аркадий Созданов, СОАР
RFID будет доминировать в СКУД еще лет 5–7. На смену придут системы видеоконтроля, видеоаналитики и биометрии на основе искусственного интеллекта.
Игорь Ядрихинский, PERCo
Предсказать точный момент появления новых прорывных технологий достаточно сложно. Возможно, уже в недалеком будущем для идентификации людей будут применяться экспресс-анализы ДНК. Однако на дальних расстояниях для идентификации объекта радиочастотные методы применяться будут еще очень долго: альтернативу этому простому, надежному и довольно дешевому способу пока сложно придумать.
Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 1/2025
Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>
Изображение от vecstock на Freepik