В рубрику "Системы контроля и управления доступом (СКУД)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
М.Б. Лосьев
В. В. Сидоров
По прогнозам ABI Research, в следующем году прогнозируется рост отрасли RFID на 16% и достижение порога в 5,3 млрд долларов. Немалая доля в таком росте принадлежит сектору складской и транспортной логистики.
В основном метки для построения RFID-систем делятся по следующим основным признакам:
По наличию/отсутствию источника питания метки делятся на:
Нередко в классификации упоминаются полупассивные RFID-метки, также называемые полуактивными, которые очень похожи на пассивные метки, но оснащены батареей, обеспечивающей чип транспондера энергопитанием.
По типу используемой памяти метки делятся на:
Наиболее широко в RFID применяются четыре частотных диапазона: 125–134 кГц, 13,56 МГц, 860–928 МГц и 2,45 ГГц.
Из таблицы 1 видно, что в основном для решения задач транспортной и складской логистики используются метки пассивные частотного диапазона 860–930 МГц или активные метки частотного диапазона 2,400–2,483 ГГц.
Международные стандарты RFID как составной части технологии автоматической идентификации разрабатываются и принимаются международной организацией ISO (International Organization for Standardization) совместно с IEC (International Electrotechnical Commission). Подготовка проектов (разработка) стандартов производится в тесном взаимодействии с инициативными заинтересованными организациями.
С точки зрения складской логистики наибольший интерес представляет стандарт EPCglobal. Деление меток на классы было принято задолго до появления инициативы EPCglobal, однако не существовало общепринятого протокола обмена между считывателями и метками. Это приводило к несовместимости считывателей и меток различных производителей.
В 2004 г. ISO/IEC приняла единый международный стандарт ISO 18000, описывающий протоколы обмена во всех частотных диапазонах RFID – от 135 кГц до 2,45 ГГц. Диапазону УВЧ-UHF (860–960 МГц) соответствует стандарт ISO 18000-6А/В.
С учетом технических проблем, проявлявшихся при считывании меток классов 0 и 1 первого поколения, в 2004 г. специалисты Hardware Action Group EPCglobal создали новый протокол обмена между считывателем и меткой УВЧ-диапазона – Class 1 Generation 2.
В 2006 г. предложение EPC Gen 2 с незначительными изменениями было принято ISO/IEC в качестве дополнения "C" к существующим вариантам "А" и "В" стандарта ISO 18000-6, и на данный момент стандарт ISO/IEC 18000-6C является наиболее распространенным стандартом технологии RFID в УВЧ-диапазоне.
EPC Gen 2 представляет собой концепцию с улучшенными качествами и стандартами работы, такими как функционирование нескольких считывателей в непосредственной близости друг от друга, соответствие всем нормам мировых регулирующих органов, высокий уровень качества считываемости меток, высокая скорость считывания, возможность многоразовой записи информации на метки и повышенный уровень безопасности. Предполагается, что протокол EPC Global Gen 2 станет лидирующим стандартом для RFID с рабочей частотой систем в UHF-диапазоне 860–930 МГц, который преодолевает многие ограничения решений EPC Global Class 0 и Class 1 первого поколения.
Остановимся подробнее на следующей немаловажной части систем складской логистики – считывателях и общих принципах построения таких систем. Их общая структурная схема представлена на рис 1.
В состав системы входят погрузчики с оборудованием RFID; стационарные посты идентификации (например, в местах комплектации/раскомплектации и взвешивания грузов); RFID-порталы, устанавливаемые в местах проезда транспорта или провоза грузов; мобильные пункты, оснащенные переносными терминалами с возможностью передачи данных по каналам GPRS, Wi-Fi и Bluetooth. Отдельной, очень важной составляющей при построении подобных систем является специализированное ПО. Необходимо отметить, что его стоимость, не говоря уже о стоимости работ по его локализации под требования заказчика сопоставима со стоимостью аппаратной части, а зачастую и превосходит ее.
В систему, устанавливаемую на вилочный погрузчик, входит считыватель, разработанный с расчетом на подсоединение к устанавливаемому на транспортное средство компьютеру (рис. 2) по последовательному интерфейсу. Оба этих устройства (считыватель и бортовой компьютер) способны выдерживать воздействие вибраций и имеют класс защиты от проникновения загрязнений IP65. Функционирующий в качестве локального узла компьютер обеспечивает координацию работы во внешней сети (GPRS, Wi-Fi) и сетевую безопасность, а также возможность передачи данных на сопряженное устройство через Wi-Fi или Bluetooth, а при необходимости компьютер может быть оснащен GPS-приемником для отслеживания местоположения погрузчика на территории предприятия. Встроенный преобразователь постоянного тока устраняет помехи, поступающие из источника питания погрузчика.
Стационарные посты идентификации и порталы оснащаются RFID-считывателями, которые представляют собой стационарные интеллектуальные считыватели, фильтрующие поступающую от меток информацию, контролирующие внешние датчики, управляющие звуковыми/визуальными индикаторами и не требующие использования отдельного серверного устройства, каковое требуется для других устройств считывания радиочастотных меток и подвержено потенциальным сбоям. Считыватель имеет встроенную ОС, поддерживает программы, написанные на Java или C#.NET, имеет собственный WebServer, благодаря чему упрощается процедура настройки считывателя и расширяются возможности по интеграции считывателей в логистичеcкие сиcтемы для разработчиков таких систем.
Для проведения мобильной идентификации используются RFID-насадки, используемые совместно с мобильными компьютерами. Они объединяют в себе способность выполнять функции портативного мобильного вычислительного устройства и реализуют функции радиомодуля для считывания/записи данных с/в RFID-транс-пондеров с поддержкой сетей PAN, LAN и WAN и любых используемых в настоящее время RFID-протоколов.
Важной составляющей при построении подобных систем является принтер (рис. 4). Принтеры, используемые в системах RFID, кардинально отличаются от принтеров, с которыми приходится иметь дело в повседневной жизни. Они позволяют печатать на метках текстовую и графическую информацию, штрихкод, а также, имея встроенный радиочастотный модуль, позволяют вводить в память метки требуемую информацию. Эти принтеры оснащаются множеством интерфейсов (Ethernet, USB, последовательный интерфейс), а также имеют расширенные коммуникационные возможности посредством беспроводной связи (Wireless и Bluetooth). Такие принтеры могут работать как "интеллектуальный клиент", выполняющий заданные пользователем программы при абсолютно автономном использовании принтера. Это означает, что ваш принтер может работать без персонального компьютера и управлять дополнительным аппаратным обеспечением (например, сканерами, другими принтерами, конвейерами, весами), получать информацию от сетевого хоста и менять свою функциональность в зависимости от использования конкретных приложений.
Рассмотренное оборудование можно использовать для построения SCM-(Supply Chain Management), WMC-(Warehouse Management System) систем на основе RFID различного уровня сложности и с различными функциональными возможностями, а также и для построения множества других систем, где требуется производить идентификацию грузов.
Вышеописанная система может использоваться как самостоятельная полноценная система складской логистики, а также благодаря возможности экспорта данных быть интегрирована в сторонние SCM, WMC или другие системы.
RFID-системы транспортной логистики строятся по тому же принципу. Контрольно-пропускные пункты оборудуются RFID-воротами по количеству полос движения. Ворота представляют собой считыватель, пару антенн и автоматический шлагбаум.
В качестве транспондеров используются, как правило, защищенные пассивные RFID-метки, которые устанавливаются в кабине автомобиля или закрепляются непосредственно на кузове. Дальность считывания меток составляет порядка 5 м, что вполне достаточно для надежного считывания RFID-меток, установленных как в грузовых, так и в легковых автомобилях; при этом исключается случайное считывание метки автомобиля, находящегося на соседней полосе движения.
Применение активных RFID-меток в данном случае ограничено, так как большая дальность считывания таких меток приведет к неизбежному считыванию меток автомобилей, расположенных на соседних полосах движения.
В качестве примера системы транспортной логистики можно привести систему контроля движения автотранспорта через КПП платных автомобильных дорог. Она предназначена для круглосуточного автоматического отслеживания перемещения автотранспорта через контрольные точки автоматического учета и списания денежных средств с лицевых счетов контрагентов за пользование автодорогами.
Ядром системы является сервер системы с центральной базой данных (MS SQL, Oracle), которая содержит всю информацию по контрольным точкам, RFID-считывателям, автотранспорту, RFID-меткам, участкам платных дорог, тарифами за пользование дорогами, контрагентам, лицевым счетам контрагентов. Система интегрирована с платежными и биллинговыми системами. На въездах платных участков автодорог расположены контрольно-пропускные пункты (КПП), оборудованные шлагбаумами, RFID-считы-вателями, RFID-антеннами. На все автомобили установлены пассивные защищенные RFID-метки с дальностью считывания до 5 м с перезаписываемой памятью.
При подъезде автотранспорта, оборудованного RFID-меткой к КПП, происходит считывание номера метки автомобиля и передача его на рабочую станцию КПП, где проверяется наличие такой метки в базе данных. Если метка зарегистрирована и на счету контрагента, которому принадлежит автомобиль, есть денежные средства, с его лицевого счета списывается сумма, соответствующая данному участку дороги, одновременно для обеспечения работоспособности системы на случай отсутствия связи с центральной базой данных указанная сумма списывается из памяти RFID-метки (аналог электронного кошелька), шлагбаум открывается.
При пополнении лицевого счета контрагента в центральной базе данных на ближайшем контрольно-пропускном пункте в память RFID-метки вносятся соответствующие изменения.
Связь между рабочей станцией с локальной базой данных и центральным сервером системы осуществляется через VPN-каналы с использованием Интернета либо через GPRS-каналы.
Между центральной базой данных и локальными базами организована репликация данных.
Специализированное ПО операторов системы позволяет:
Преимущества по сравнению с технологией штрихкодирования
• Возможность перезаписи. Данные RFID-меток могут перезаписываться и дополняться много раз, тогда как данные на штрихкоде не могут быть изменены – они записываются сразу при печати.
• Отсутствие необходимости в прямой видимости. Взаимная ориентация RFID-метки и считывателя часто не играет роли. Метки могут читаться через упаковку, что делает возможным их скрытое размещение. Для чтения данных метке достаточно хотя бы ненадолго попасть в зону регистрации, перемещаясь в том числе и на довольно большой скорости. Напротив, устройству считывания штрихкода всегда необходима прямая видимость штрихкода для его чтения.
• Большее расстояние чтения. RFID-метка может считываться на значительно большем расстоянии, чем штрихкод. В зависимости от модели метки и считывателя радиус считывания может составлять до нескольких сотен метров.
• Больший объем хранения данных. На микросхеме RFID-метки площадью в 1 см2 может храниться до 10 000 байт (знаков) информации, в то время как штрих-ковые коды могут вместить 100 байт, для воспроизведения которых понадобится площадь размером с лист формата А4.
• Поддержка чтения нескольких меток. Промышленные считыватели могут одновременно считывать множество (более тысячи) RFID-меток в секунду, используя так называемую "антиколлизионную функцию". Устройство считывания штрихкода может единовременно сканировать только один штрихкод.
• Считывание данных метки при любом ее расположении. В целях обеспечения автоматического считывания штрихового кода комитеты по стандартам (в том числе EAN International) разработали правила размещения штрихметок на товарной и транспортной упаковке. К радиочастотным меткам эти требования не относятся. Единственное условие – нахождение метки в зоне действия считывателя.
• Устойчивость к воздействию окружающей среды. Существуют RFID-метки, обладающие повышенной прочностью и сопротивляемостью жестким условиям рабочей среды, а штрихкод легко повреждается (например, влагой или загрязнением). В тех сферах применения, где один и тот же объект может использоваться неограниченное количество раз (например, при идентификации контейнеров или возвратной тары), радиочастотная метка оказывается более приемлемым средством идентификации, так как ее не требуется размещать на внешней стороне упаковки. Пассивные RFID-метки имеют практически неограниченный срок эксплуатации.
• Интеллектуальное поведение. RFID-метка может использоваться для выполнения других задач, помимо функции носителя данных. Штрихкод же непрограммируем и является лишь средством хранения данных.
• Высокая степень безопасности. Уникальное неизменяемое число-идентификатор, присваиваемое метке при производстве, гарантирует ее высокую степень защиты от подделки. Данные на метке также могут быть зашифрованы. Радиочастотная метка обладает возможностью закрыть паролем операции записи и считывания данных, а также зашифровать их передачу. В одной метке можно одновременно хранить открытые и закрытые данные.
Опубликовано: Каталог "СКУД. Антитерроризм"-2011
Посещений: 16917
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Системы контроля и управления доступом (СКУД)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
