Как это работает

Строение и виды RFID меток

Упрощенно RFID метка состоит из электронного чипа, миниатюрной антенны и элемента питания (в активных и полупассивных метках), покрытых внешней оболочкой. Характеристики каждого из этих элементов определяют особенности RFID метки.

Электронный чип можно охарактеризовать типом памяти, объемом записываемой информации.

По типу памяти метки бывают трех типов:

• RO (Read Only) — только для чтения. На этапе изготовления в память записывается информация (часто только идентификатор метки), которая в последствии считывается при эксплуатации.
• WORM (Write Once–Read Many) — однократная запись — многократное чтение. От изготовителя такие метки поступают без каких либо пользовательских данных. Клиент с помощью специального оборудования RFID записи записывает необходимые данные в метку, однако дальнейшее внесение изменений в данные невозможно.
• RW (Read–Write) — многократная запись/чтение информации.

Память метки используется для хранения служебных и пользовательских данных. Объем памяти зависит от конкретной модели чипа, обычно он не превышает 2 КБит; большое распространение получили метки с 96 битами пользовательской информации, которые используются всего лишь для хранения серийного номера партии или изделия. Существуют, однако, метки с объемом памяти до 4, 8 и 32 Кбайт. В память таких меток можно загружать не только данные, но и небольшие Java-приложения.

Антенна

Размер антенны определяет общий форм-фактор RFID метки.

Взаимодействие метки и считывателя в высокочастотном и низкочастотном диапазонах происходит за счет взаимного индуктивного сопряжения антенн метки и считывателя. Размеры антенн для меток этих диапазонов составляют 15…2 см.

В СВЧ и микроволновом диапазонах связь осуществляется посредством приема и отражения электромагнитного излучения. В этом случае оптимальный размер антенны составляет половину длины соответствующей радиоволны. Таким образом, антенны на частотах 860 МГц и 2,45 ГГц имеют размеры ~15 и 6 см соответственно. В зависимости от исполнения, габариты меток могут варьироваться.

Элементы питания

В пассивных метках элементы питания отсутствуют. Электрическая схема чипа запитывается током, наведенным излучением считывателя.

В метках, называемых полупассивными, присутствует элемент питания, обеспечивающий только работу чипа, сигнал метка посылает за счет энергии считывателя.

В активных метках миниатюрная батарея обеспечивает работу логического блока и передачу сигнала. За счет этого существенно вырастает дальность считывания активных меток, однако их срок службы ограничивается временем существования заряда батареи.

Внешняя оболочка является максимально ориентированном на конкретное применение элементом метки. Так называемый «инлей» в составе чипа, антенны (и батареи) может быть вставлен в картон упаковки, полиэстерную или бумажную штрихкодовую наклейку на товаре, вшит в ткань маркируемой одежды, имплицирован в банковскую пластиковую карту. Для идентификации животных корпус метки отливается из стекла. Для учета контейнеров, транспорта, крупных производственных объектов используются метки в прочных полимерных корпусах, устойчивых к температурному, атмосферному, вибрационному воздействию. Специальная ферритовая основа защищает подобные метки от экранирования и отражения радиоволн на металлическом корпусе объекта учета.

Стоимость RFID меток также определяется особенностями исполнения каждого компонента. Цена пассивных ReadOnly меток, хранящих в памяти только собственный идентификатор, составляет несколько центов.

Повышают стоимость такие факторы как:

• наличие элемента питания;
• наличие перезаписываемой памяти большого объема (более 2 Кбит);
• стойкий к внешним воздействиям материал оболочки.

Некоторые RFID метки представляют собой настоящие радиочастотные устройства, в которых сложная электронная начинка упакована в специальный композитный корпус. Цена таких образцов достигает десятков долларов.

RFID частоты

Рабочая частота определяет возможность и направление бизнес-приложения RFID технологии. Укрупненно RFID частоты разделяют на четыре диапазона: низкочастотный, высокочастотный, сверхвысокочастотный и микроволновый.

Схематичное соотношение частотных диапазонов и дальностей считывания в логарифмических осях выглядит следующим образом: 

 Сравнительные характеристики частот:

Низкочастотный диапазон (Low frequency–LF)

• Частоты: 125–134 КГц;
• Дальность: 0,1–0,7 м;
• Область применения: контроль доступа, автоиммобилайзер, идентификация животных, промышленность, логистика.

Высокочастотный диапазон (High frequency–HF)

• Частоты: ~13,56 МГц;
• Дальность: 0,1–2 м;
• Область применения: логистика, контроль доступа, учет багажа, библиотеки.

Сверхвысокочастотный диапазон (Ultra High frequency–UHF)

• Частоты: 860… 920 МГц;
• Дальность: 0,3–15 м;
• Область применения: логистика, промышленность, учет грузов на транспорте.

Микроволновый диапазон (Microvawe)

• Частоты: 2,45… 5,6 ГГц;
• Дальность: 2–90 м;
• Область применения: промышленность, идентификация транспорта.