Перспективы использования RFID-технологий

Е. Гаврилова, начальник отдела маркетинга компании «Скан Сити»

В системах автоматизации логистических и торговых бизнес-процессов последние 30 лет широкое распространение получила технология штрихового кодирования. Технология имеет безусловные достоинства – достаточную информативность, низкую стоимость, простоту, эффективность, но у нее есть и ряд недостатков. Так, этикетки штрих-кода недолговечны и считываются при определенных условиях видимости, они чувствительны к агрессивным средам (вода, грязь). Процесс считывания штрих-кодовых меток идет медленно, так как не могут считываться одновременно несколько меток.

Существуют определенные сегменты, где указанные недостатки несущественны, однако что делать тем, кто работает с агрессивными средами, в загрязненных помещениях или для кого скорость считывания имеет важное значение? Помочь в этом призвана технология бесконтактной радиочастотной идентификации RFID (Radio Frequency IDentification), которая получает все большее распространение.

Что же представляет собой RFID-технология? RFID-система состоит из специальных радиометок и устройства опроса/чтения – ридера. И радиометка, и ридер содержат антенну и микросхему, в которой находится приемник, передатчик и «память» с информацией о содержимом маркируемого объекта. Сигнал ридера активизирует работу радиометки. Такие метки называются пассивными. При чтении антенна ридера излучает радиосигнал определенной частоты, который принимается антенной радиометки. Энергии радиосигнала достаточно для питания передатчика радиометки и передачи на ридер содержимого «памяти» радиометки. Поскольку обмен информацией между ридером и радиометкой происходит по радиоканалу, прямой видимости между ними не требуется. Это свойство является важнейшим для RFID-систем.

Кроме того, RFID-технология имеет и другие преимущества, например:

  • считывание происходит автоматически, как только радиометка попадает в радиус действия антенны; для нее не являются помехой гарь, грязь, высокая или низкая температура или агрессивные среды, картонная или пластиковая упаковка;
  • радиометка может быть размещена внутри каждого объекта;
  • объем «памяти» радиометки достаточно большой;
  • скорость чтения радиометки может составлять единицы миллисекунд;
  • возможно одновременное считывание информации с многих радиометок.

По способу записи информации радиометки можно разделить на три группы:

  • только чтение (RO);
  • однократная запись – множественное чтение (WORM);
  • многократная запись – множественное чтение (RW).

Радиометки только для чтения (RO) программируются в процессе изготовления и изменены быть не могут. Радиометки для однократной записи и множественного чтения (WORM) программируются тоже только один раз, но пользователем. Радиометки для многократной записи и множественного чтения (RW) позволяют пользователю менять и дописывать в память новую необходимую информацию. Срок эксплуатации радиометок составляет 10 лет, а работают они в диапазоне температур окружающей среды от –40 до +70 °С.

Активные радиометки

Они отличаются от пассивных тем, что содержат литиевую батарею, которая обеспечивает дополнительное питание интегральной микросхемы. Таким образом, они принимают и передают информацию на заметно большей дальности, чем пассивные. Диапазоны рабочих частот активных радиометок: 10...15 МГц; 850...950 МГц; 2,45 ГГц. Объем «памяти» достигает 2 МБ а способы записи-считывания аналогичны пассивным радиометкам. Срок эксплуатации зависит от срока службы батареи и составляет 3...10 лет. Рабочий диапазон температур обычно –10...+50 °С. Активные радиометки могут использоваться с теми же ридерами, что и пассивные. Кроме того, их работа при наличии электромагнитных помех от силового электрооборудования по понятным причинам более устойчива, чем пассивных радиометок.

Ридеры

Как уже сказано, ридер представляет собой комбинацию передатчика и приемника, снабженных антенной, демодулятора и дешифратора принятого от радиометки сигнала и интерфейса с компьютером или с компьютерной сетью. Ридеры имеют ручное и стационарное исполнение. Антенна ридера излучает радиосигналы, которые активизируют радиометку и принимают ответный радиосигнал. Антенны различаются по размерам и форме и могут быть либо частью ручных ридеров, либо встраиваться в любое место, мимо которого перемещаются предметы, снабженные радиометками, в случае стационарного исполнения. Ридеры работают в непрерывном режиме при считывании большого числа радиометок. Однако если в непрерывном считывании нет необходимости, они включаются только по команде оператора. Для расширения рабочей зоны может быть применена система из нескольких антенн, подключенных к одному ридеру. Работой ридера управляет несложная и недорогая операционная система.

Применение RFID

Применение радиочастотной идентификации длительное время сдерживали отсутствие общепринятых стандартов и сравнительно высокая стоимость необходимого для широкого использования оборудования. В настоящее время эти проблемы в значительной степени решены.

Применение технологии RFID предполагает обязательную информационную связь с автоматизированными системами управления. Обмен информацией может происходить с использованием различных каналов связи. Это могут быть сети Ethernet, GSM- и GPRS-терминалы. В литературе описана оригинальная система связи, состоящая из RFID-ридера, выполненного в виде CompactFlash-карты, вставленной в карманный компьютер (PDA), который в свою очередь имеет встроенный адаптер Bluetooth. Для связи используется любой сотовый телефон, поддерживающий Bluetooth.

Магазины, супермаркеты, торговые центры. Внедрение технологии учета, основанной на штриховом кодировании товаров, заметно оптимизирует бизнес-процессы торгового или складского предприятия, но даже в такой ситуации использование RFID может дать заметный экономический эффект, который объясняется следующими факторами:

  • операции при приемке товаров на склад резко ускоряются, повышается точность и надежность информации о принятых товарах;
  • процессы инвентаризации товаров на складах магазинов, супермаркетов и торговых центров проходят быстро и точно, и нет необходимости считывать штрих-код с каждого товара или упаковки;
  • установка ридеров на входе и выходе из складского помещения минимизирует кражи товаров;
  • в торговых залах ускоряется обслуживание покупателей на кассовых узлах за счет того, что нет необходимости считывать штрих-код с каждого товара – ридер сразу считывает данные о всех товарах, сколько бы их ни было.

Склады. Технологические операции, выполняемые на складах, хорошо всем известны – это приемка товаров, отгрузка товаров, инвентаризация и связь с поставщиками и потребителями. Применение технологии радиочастотной идентификации создает высокие конкурентные преимущества, особенно для складов с большим оборотом и большой номенклатурой товаров. Например, она предоставляет возможность в несколько раз сократить время и трудозатраты на приемку, отгрузку и инвентаризацию товара, устранить ошибки персонала. Персонал не может пропустить или дважды считать одну метку. Считается, что для складского применения оптимальным является применение радиочастотной идентификации высокочастотного диапазона 800 МГц...2,45 ГГц, обеспечивающего дальность идентификации 4...8 м, большую скорость считывания.

Логистика. Еще недавно с проблемами контроля за движением товаров от производителя к потребителю вполне справлялась технология штрихового кодирования. Рост транспортных и грузовых потоков при резком возрастании номенклатуры товаров привел к тому, что проблемы транспортной логистики стали более сложными, а процессы передачи и контроля товара – более продолжительными. Идеальной логистической системой была бы такая, которая могла бы отслеживать в реальном времени местоположение и состояние каждой логистической единицы. Но возможно ли осуществить ее в реальности? Да, технология радиочастотной идентификации в сочетании с современными системами определения местоположения на земной поверхности GPS (Global Positioning System) позволяет создать подобные системы. И они уже существуют, однако широкое их применение пока сдерживается ценой.

Более «простые» логистические процедуры, такие как перемещение товара по логистической цепочке, инвентаризация, могут быть автоматизированы применением RFID. Такой шаг может стать первым на пути к идеальной логистической системе.

Производство. При изготовлении продукции самого разного назначения применение радиочастотной идентификации может решить много серьезных проблем. Это касается фарминдустрии, пищевой, электронной, автомобильной и других отраслей промышленности.

В производственных процессах важно точно и быстро определять соблюдение технологического графика и контролировать качество выполнения технологических операций, а также качество комплектующих. В ситуации, когда возникает необходимость устранить технологические погрешности, выявленные лишь на стадии эксплуатации изделия, производитель несет большие потери. Известно, что контроль на входе обходится намного дешевле, чем коррекция и доработка впоследствии с необходимостью отзыва и замены бракованных изделий. В производстве сложных изделий с индивидуальными параметрами важно формировать паспорта изделий, в которых нашли бы отражение все особенности технологии и комплектации, а также результаты промежуточного и окончательного тестирования изделия.

Во всех перечисленных случаях уместно использование перезаписываемых радиометок, которые впоследствии будут полезны в процессе эксплуатации и сервиса. Они не только обеспечивают информацией систему управления технологическими процессами, но и корпоративную информационную систему предприятия. Кроме того, устанавливая на каждое изделие недорогую радиометку, легко отслеживать упаковку и отгрузку изделий со склада потребителю.

Системы контроля доступа (СКД) и учета рабочего времени. Актуальной сферой использования RFID является контроль доступа. Отличительной особенностью этого метода является отсутствие необходимости доставать карту, прикладывать ее к ридеру или сканировать код. Система на расстоянии читает метку – это так называемый контроль доступа «со свободными руками». Подобное применение позволяет использовать СКД для проезда транспорта, автоматической техники в закрытые зоны. Термин «контроль доступа» означает больше, чем контроль входа-выхода персонала. Дополнительной функцией RFID-системы в этом случае является учет времени работы сотрудников или их пребывания в закрытой зоне.

Исходя из представленного обзора технологии радиочастотной идентификации и некоторых областей ее применения, можно сделать вывод о том, что RFID находит и еще найдет новые интересные и важные области использования. В России процесс автоматизации с использованием технологии RFID пока не нашел широкого применения. Компания «Скан Сити» располагает большим пакетом предложений от лидеров рынка по производству оборудования для работы с радиометками и готова предоставить дополнительную информацию о них всем заинтересованным лицам, предложить соответствующее оборудование.