Радиочастотная идентификация RFID: автоматизация учета и контроля в бизнесе

Промышленное производство и деятельность коммерческих компаний всегда опирается на сложные алгоритмы учета и контроля. Во второй половине ХХ столетия эти алгоритмы начали унифицировать и стандартизировать, что привело к появлению бесконтактного 2D-штрихкодирования (QR-код), где информация о товаре шифровалась в последовательностях черных и белых штрих-полос, а «считать» ее можно было с помощью специальных QR-сканеров.

QR-кодирование далеко от совершенства, но сегодня используется глобально. Однако ему на смену идет новая универсальная технология радиочастотной идентификации RFID, использующая радиоволны.

Что такое RFID-технологии?

RFID-технология (Radio Frequency Identification) – это, фактически, усовершенствованный алгоритм «свой-чужой», использующий радиоволны определенной частоты. Информация содержится в специальной RFID-метке, и ее можно принимать и дистанционно дешифровывать специальными ридерами-считывателями.

Схема работы RFID технологии проста:

• Информация записывается на микрочип с  помощью радиоволны.
• Метка с помощью встроенной антенны передает эти данные на считыватели с помощью радиосигнала.
• Считыватель автоматически определяет излучаемую частоту, настраивается на нее и считывает информацию.

РЧИ начала быстро набирать популярность в начале XXI века, постоянно совершенствуется и удобна для маркировки и автоматизированной идентификации товаров. Однако возможности RFID намного шире – вы можете идентифицировать и контролировать движение маркированных живых и неживых объектов.

Как работает RFID-модуль

Как работает RFID-технология, и почему за ней будущее автоматизированных алгоритмов?

Стандартный RFID-модуль представляет собой комплекс из трех связанных элементов – метки-микрочипа с передающей антенной, считывающего устройства и программного обеспечения, поддерживающего процессы автоматического поиска сигнала, настройки сканера на нужную частоту и процедуру считывания кода.

RFID-метка

Это микроустройство с чипом (интегральной схемой), на котором записывается и хранится персональный номер и закодированная пользовательская информация. Встроенная антенна принимает сигналы ридера (считывателя) и передает ему данные. Все модификации меток используют единый принцип связи, но различаются по ряду параметров.

Метки различаются по материалу маркировки (для металлических и неметаллических поверхностей, универсальные) и конструкции:

• наклеиваются;
• интегрированы внутрь (бирка или этикетка);
• заключены в корпус (мини-бокс, брелок, браслет часов и т. п.).

По источнику питания бывают:

• Пассивные (микрочип+антенна) – активируются, получают питание и передают информационный импульс только при попадании в зону электромагнитного излучения считывателя. Для активации и работы им нужно находиться в излучаемом считывателем электромагнитном поле, то есть, на расстоянии 0.5—8.0 метров.
• Полупассивные (микрочип+антенна+батарея питания) – активируются от импульса считывателя, а для передачи информации используют собственное питание. Дальность работы намного больше, но зависит от чувствительности антенны и мощности считывателя.
• Активные (микрочип+антенна+источник питания) – транслируют сигнал самостоятельно и постоянно. Они дороже и ограничены в сроке годности емкостью батарей, но имеют больший объем памяти и точнее считывают, передают сигнал на расстояние до 300 метров и могут комплектоваться дополнительными датчиками уровня температуры, влажности, вибраций, радиации, загазованности и т. д.

По типу памяти различают три типа RFID-меток:

• одноразовые (RO) – информация записывается один раз и используется для идентификации;
• для многократного прочтения (WORM) – идентификатор и информацию записывают один раз, но считывать можно многократно;
• для записи и перезаписи (RW) – идентификатор и записанные данные многократно считываются и перезаписываются.

Наконец, метки рассчитаны на широкий рабочий диапазон частот:

• 125—134 кГц (LF) – недорогие, с ограниченным радиусом действия и невысокой точностью считывания;
• 13,56 МГц (HF) – стандартизированные, недорогие и экологически безопасные, с высокой точностью считывания на небольшом расстоянии, при нормальной влажности и отсутствии экранирующего металла (логистика,  платежи, идентификация личности и т. п.).
• 860—960 МГц (UHF) – мощные, с большой точностью считывания, EPC-идентификаторами подлинности носителя и встроенными антиколлизионными алгоритмами (логистика, производство, склад).

RFID-считыватели

В работе технологии RFID-меток вторым важным элементом радиочастотной идентификации являются ридеры (энкодеры сигнала), которые отправляют запрос на микросхему и идентифицируют ее уникальный номер, получают, расшифровывают и преобразуют встречный сигнал в доступную текстовую и графическую информацию.

Ридеры могут работать в автономном режиме, подключаясь к базе при получении радиосигнала, либо быть включенными в систему постоянно. Полученные идентификатор и данные считыватель передает в учетную базу, которая их анализирует и систематизирует.

Сегодня существует множество моделей считывателей (энкодеров), каждая из которых имеет свои возможности и ограничения. Выбирать ридер следует с учетом задач, которые вам предстоит решать.

Условно все RFID-ридеры можно разделить на два типа по функциональным возможностям и выполняемым задачам:

• Настольные принтеры-энкодеры – считывают идентификаторы с транспондеров меток, пластиковых карт и смарт-наклеек, записывают полученные данные на вкладыши, а принтер апплицирует на упаковку или этикетку текст и штрихкод (маркировка документов, книг, промышленных товаров).
• Мобильные энкодеры – используются вне рабочих мест, в помещениях без источника электропитания, на складах или на улице, помогают вести идентификацию, групповой учет и инвентаризацию (склады, архивы, библиотеки, подтверждение подлинности и т. д.).
• Портальные энкодеры – устанавливаются стационарно, помогают контролировать наличие и безопасность имущества (антикража), вести учет и идентификацию персонала и транспорта, используются в  магазинах, на заводах, складах, в библиотеках, музеях и т.д.
• Потолочные энкодеры – используются на культурных и финансовых объектах для дублирования функций портальных считывателей при необходимости сложного и детального контроля.

Motorola FX7500

72 990 ₽

Быстрый просмотр

для маркировки

Zebra ZD500R

45 430 ₽

Быстрый просмотр

Система учета RFID

Система учета (программный комплекс) – третье важное звено в структуре РЧИ. Это программное обеспечение, которое управляет обменом радиосигналами между метками и считывателями, расшифровкой, передачей, накапливанием и анализом полученной информации, ее дальнейшим использованием и созданием необходимых структур автоматизированного контроля.

Обычно RFID-комплексы управляются совместимыми корпоративными программами R3Com, MS Axarta и приложениями семейства программ 1С.

Преимущества РФИД перед QR-кодированием

РФИД  технологии появились намного позже QR-кода, однако многие проблемы автоматизации решают быстрее и проще. Чем же радиочастотная идентификация лучше QR-кодирования?

• Метки невозможно подделать и можно многократно перезаписывать.
• Микрочипы могут интегрироваться в любую зону предмета (стандарты EAN неприменимы).
• Идентификация возможна на расстояния более 300 метров.
• Микросхема вмещает намного больший объем (до 10 Гб) идентификационных данных.
• Непосредственный контакт или прямая видимость объекта не нужны.
• Возможен групповой учет множества движущихся единиц (до 200 меток) и принятие интеллектуальных решений в реальном времени.
• Установленный и настроенный РФИД-комплекс работает без проблем не менее 10 лет.

Специалисты по внедрению автоматизированного учета и контроля бизнеса рекомендуют использовать возможности обеих систем параллельно, используя их сильные стороны и исключив недостатки.

Внедрение RFID технологий

Каждый вид производства и коммерческой деятельности имеет свои устоявшиеся законы, для которых можно разработать готовые решения по автоматизации на базе современных RFID технологий. Наиболее широко востребованными решениями для РЧИ являются:

• маркировка товаров идентификационными метками;
• учет перемещения продукции на производстве, доставка, складирование, сортировка, продажи, отгрузка;
• прием, формирование, выполнение, доставка  и учет заказов;
• наблюдение за сохранностью, местонахождением и движением в реальном времени;
  контроль доступа.

Процесс внедрения RFID-технологий в структуру готовых решений сложен, требует индивидуальной разработки, учета специфики хозяйственной деятельности предприятия или компании, тщательного выбора специализированного оборудования и его настройки. Важно также четко определить те элементы системы, которые требуют автоматизации.

Применение RFID-технологий

RFID-технология идентификации сегодня применяется все шире и особенно востребована там, где необходим интеллектуальный учет перемещения предметов, быстрая автоматизация работы и безошибочность управленческих решений.

Промышленное производство

• Маркировка транспорта и тары;
• маркировка закупки и доставки сырья;
• маркировка готовой продукции;
• автоматизация приемки/выгрузки;
• автоматизация межцеховых рабочих процессов;
• автоматизация управленческих процессов;
• контроль доступа, работы и безопасности персонала.

Складской учет

• Маркировка мест хранения;
• маркировка доставки, складирования и перемещения грузов;
• управление движением транспортных средств;
• контроль доступа и безопасности территории.

RFID технология в логистике перевозок

• отслеживание перемещения транспортных средств и грузов в реальном времени;
• бесконтактная маркировка товарных партий, групп товаров;
• автоматизация процессов сортировки и комплектования грузов;
• контроль своевременной доставки груза получателю;
• безопасность и соблюдение режима транспортировки грузов.

Ритейл

• автоматизация торговых залов и кассовых зон;
• учет прихода и расхода товаров, доставки заказов покупателям;
• борьба с контрафактом и хищениями;
• автоматизация процессов учета и инвентаризации;
• автоматизация дисконтных программ.

Автоматизация платных дорог

• автоматическая работа пунктов оплаты проезда;
• обеспечение платного проезда и защита от нарушений;
• идентификация автомобилей на высокой скорости движения;
• мониторинг работы оборудования.

Контроль доступа

• контроль индивидуального доступа персонала в офисные здания и помещения;
• автоматизация доступа транспортных средств на охраняемую территорию;
• защита от нежелательных проникновений и хищений;
• удаленное управление дверьми, шлагбаумами, воротами;
• автоматизация работы паркинга.

Сельское хозяйство (животноводство)

• маркирование животных и наблюдение за их состоянием;
• автоматизация  жизнеобеспечения фермы;
• автоматизация процессов кормления;
• автоматизация учета удоев и весового прироста;
• контроль доступа и защита от проникновений.

Платежные сервисы

• оплата проезда в транспорте, метро;
• оплата пропуска через турникеты;
• мониторинг исправности оборудования;
• оплата пользования парками развлечений и аттракционов, аквапарками.

RFID-технологии в библиотеках

РФИД-технологии в библиотеках – относительно новое направление применения автоматизации. Их используют для структуризации архивов и хранилищ, упрощения выполнения заказов, контроля движения книг и документов, обеспечения инвентаризации и доступа, защиты от проникновений и краж в гардеробе.

Резюме

Применение RFID технологий в различных сферах человеческой деятельности – это комплексная и эффективная автоматизация, позволяющая осуществлять учет и контроль в режиме реального времени. И пока альтернативы радиочастотной идентификации не существует.

Но стоит учитывать, что РФИД – достаточно дорогое решение (одна метка с микрочипом, в зависимости от типа и сложности, может стоить 0,15—7,0 долларов). Высокая стоимость оборудования будет оправданной при маркировании дорогих товаров, крупногабаритной упаковки с продукцией, доступа на территории с максимально высокими требованиями к уровню безопасности.