RFID (радиочастотная идентификация) - это форма беспроводной связи, которая включает в себя использование электромагнитного или электростатического соединения в радиочастотной части электромагнитного спектра для уникальной идентификации объекта, животного или человека.

RFID-системы

Система RFID состоит из трех компонентов: сканирующей антенны и приемопередатчика (часто объединенной в один читатель, также известный как следователь) и транспондера, RFID-метка. RFID-метка состоит из микрочипа, памяти и антенны.

RFID-считыватель - это сетевое устройство, которое может быть постоянно прикреплено или переносимо. Он использует радиочастотные волны для передачи сигналов, которые активируют тег. После активации тег отправляет волну обратно в антенну, где она переводится в данные.

Типы RFID-меток

Существует два основных типа RFID-меток: активный RFID и пассивный RFID. Активный RFID-метка имеет собственный источник питания, часто аккумулятор. С другой стороны, пассивный RFID-метка не требует батарей; скорее он получает свою мощность от читающей антенны, чья электромагнитная волна вызывает ток в антенне RFID-метка. Существуют также полупассивные RFID-метки, что означает, что батарея управляет схемами, в то время как связь работает с RFID-читателем.

RFID-метки обычно содержат менее 2000 KB данных, включая уникальный идентификатор/серийный номер. Теги могут быть только для чтения или чтения, где данные могут быть добавлены читателем или существующие данные переписаны.

Диапазон чтения для RFID-меток варьируется в зависимости от факторов, включая тип тега, тип читателя, частоту RFID и помехи в окружающей среде или от других RFID-меток и читателей. Вообще говоря, активные RFID-метки имеют более длинный диапазон чтения, чем пассивные RFID-метки из-за сильного источника питания.

Частоты RFID: Типы RFID-систем

Существует три основных типа RFID-систем: низкая частота (LF), высокая частота (HF) и сверхвысокая частота (UHF). Microwave RFID также доступен. В разных странах и регионах характерны значительные различия.

Низкочастотные RFID-системы варьируются от 30 кГц до 500 кГц, хотя типичная частота составляет 125 кГц. LF RFID имеет короткие диапазоны передач, обычно от нескольких дюймов до менее шести футов.

Высокочастотные RFID-системы варьируются от 3 МГц до 30 МГц, при этом типичная частота HF составляет 13,56 МГц. Стандартный диапазон - от нескольких дюймов до нескольких футов.

UHF RFID-системы варьируются от 300 МГц до 960 МГц, с типичной частотой 433 МГц и обычно могут быть прочитаны с 25 + футов.

Микроволновые RFID-системы работают на 2,45 ГГц и могут быть прочитаны более чем на 30 с лишним футов.

Используемая частота будет зависеть от приложения RFID, причем фактические полученные расстояния иногда значительно отличаются от того, что можно ожидать. Например, когда Госдепартамент США объявил о выдаче электронных паспортов с чипом RFID, он сказал, что чипы смогут быть читаемы только примерно с четырех дюймов. Тем не менее, Государственный департамент вскоре столкнулся с доказательствами того, что RFID-считыватели могут сбрасывать информацию с RFID-меток гораздо дальше, чем на 4 дюйма, некоторые утверждают, что на расстоянии более 33 футов, доказывая разницу между рекламируемым и фактическим диапазоном может сильно различаться.

Если нужны более длинные диапазоны, использование определенных тегов с дополнительной мощностью может увеличить диапазоны чтения до 300 с лишним футов.

RFID-приложения и случаи использования

RFID датируется 1940-ми годами; он использовался чаще в 1970-х годах. Однако высокая стоимость тегов и читателей запретила широкое коммерческое использование. Поскольку затраты на аппаратное обеспечение сократились, внедрение RFID увеличилось.

Наиболее распространенным приложением RFID является отслеживание и управление. Это включает в себя отслеживание домашних животных и скота, управление запасами и отслеживание активов, логистику грузов и цепочки поставок и отслеживание транспортных средств. RFID также может использоваться в розничной торговле для рекламы обслуживания клиентов и контроля потерь; в цепочке поставок для улучшения видимости и распространения; и в ситуациях безопасности для контроля доступа.

Многие отрасли используют RFID-приложения, включая здравоохранение, производство, розничную торговлю, бизнес и домашнее использование.

RFID vs. barcodes

Использование RFID в качестве альтернативы штрих-кодам увеличивается в использовании. Среди его преимуществ, RFID может идентифицировать отдельные объекты, животных или людей без прямой линии зрения, может идентифицировать многие предметы - часто тысячу или более - одновременно и может сканировать предметы в любом месте от дюймов до ступней в зависимости от типа тега и RFID-считывателя. Время чтения для RFID-меток обычно меньше 100 миллисекунд.

Баркоды, с другой стороны, требуют прямой линии видимости и более близкой близости, чем RFID-метка. Они также занимают больше времени, чтобы читать, как правило, 1⁄2 секунды или более за тег. Поскольку штрих-коды представляют тип продукта против отдельного объекта, представленного RFID-меткой, дополнительная информация не может быть получена от них. Кроме того, штрих-коды не читают-записывают, а потому, что они печатаются снаружи объекта, ограничены в терминах повторного использования благодаря износу и износу. RFID-метки более прочны и лучше защищены, часто в пластиковой обложке. Однако RFID-метки стоят больше, чем печатный штрих-код.

RFID-проблемы

RFID подвержен двум основным проблемам: столкновению с читателем и столкновению тегов. Столкновение читателей, когда сигнал от одного RFID-считывателя мешает второму читателю, может быть предотвращено с помощью протокола против слияния, чтобы RFID-метки по очереди передавали своему соответствующему читателю.

Столкновение происходит, когда слишком много тегов путают RFID-считывателя, передав данные одновременно. Выбор читателя, который собирает информацию один за другим, предотвратит эту проблему.

Защита RFID и конфиденциальность

Общая проблема безопасности или конфиденциальности RFID заключается в том, что данные RFID-метка могут быть прочитаны кем угодно с совместимым читателем. Кроме того, теги часто можно прочитать после того, как элемент покидает магазин или цепочку поставок. Теги также можно читать без ведома пользователя, и если тег имеет уникальный серийный номер, он может быть связан с потребителем. В то время как забота о конфиденциальности для людей, в военных или медицинских условиях это может быть проблемой национальной безопасности или вопросом жизни или смерти.

Поскольку RFID-метки не имеют много вычислительной мощности, они не могут вместить шифрование, например, может быть использовано в системе аутентификации вызов-ответ. В то же время одно исключение относится к RFID-меткам, используемым в паспортах, базовому контролю доступа (BAC). Здесь чип имеет достаточную вычислительную мощность для декодирования зашифрованного токена от читателя, тем самым доказывая действительность читателя. На читателе, в свою очередь, информация, напечатанная на паспорте, отсканирована и используется для получения ключа для паспорта. Используется три элемента информации: номер паспорта, дата рождения владельца паспорта и дата истечения срока действия паспорта, а также цифра чека для каждого из трех. Исследователи указали, что это означает, что паспорта защищены паролем с значительно меньшей энтропией, чем обычно используется в электронной коммерции, и далее, что ключ является статичным для жизни паспорта, так что, как только организация имеет один раз доступ к печатной ключевой информации, паспорт считывается с согласия или без его согласия до истечения срока действия паспорта. Государственный департамент США, который принял систему BAC в 2007 году, дополнительно добавил антискользящий материал в электронные паспорта, чтобы смягчить угрозу необнаруженных попыток украсть личную информацию пользователей.

Стандарты RFID

Существует ряд руководящих принципов и спецификаций для технологии RFID, основными из которых являются Международная организация по стандартизации (ISO), Код электронных продуктов Global Incorporated (EPCglobal) и Международная электротехническая комиссия (IEC).

Каждая радиочастота имеет соответствующие стандарты, включая ISO 14223 и ISO/IEC 18000-2 для LF RFID, ISO 15693 и ISO/IEC 14443 для HF RFID и ISO 18000-6C для UHF RFID.

Использование RFID следующего поколения

RFID-системы все чаще используются для поддержки интернет-развертывания вещей. Сочетание технологии с интеллектуальными датчиками и/или технологией GPS позволяет передавать данные датчиков, включая температуру, движение и местоположение.