RFID-технология завоевывает все большую популярность. Она используется в таких сферах, как безопасность, промышленность, логистика, торговля, складское хранение, общественное питание, гостеприимство, транспорт и других. Специфика бизнеса диктует правила архитектуры подходящей RFID-системы.
В статье — обо всех типах оборудования, необходимого для работы с RFID-метками. Подробно расскажем об устройствах для автоматизации рабочих процессов и о том, как не ошибиться в выборе.
Радиочастотные метки
Это миниатюрные электронные устройства, предназначенные для приема, обработки и возврата сигнала RFID-считывателю. Их также называют тегами. На радиочастотную метку записываются данные об объекте, к которому она привязывается, в том числе его уникальный код. Метка обеспечивает возможность идентификации и мониторинга передвижений как различных объектов — транспорта, включая контейнеры, товаров, инструментов и инвентаря, так и животных, людей.
Радиометки классифицируются по нескольким критериям, в первую очередь — по структуре. Так, различают три вида тегов:
- пассивные;
- активные;
- полуактивные (или полупассивные).
Простейшая структура метки включает три элемента — электросхему с RFID-чипом и встроенной памятью, мини-антенну для обмена сигналами со считывающим устройством и корпус. Такая конструкция характерна для пассивных тегов. Это радиометки без собственного источника питания. Они заряжаются от считывателей, с которыми контактируют. Функционируют на расстоянии до 10 м.
Совет. Если купить крупную партию меток с RFID-чипами, можно сэкономить — как правило, продавцы существенно снижают цены на опт.
В составе корпуса активного тега собственный источник питания — крошечная батарейка. Электросхема может быть оборудована дополнительными датчиками: температуры, влажности, уровня вибраций, атмосферного давления. У активных меток самая большая дальность действия: до 300 м.
Полуактивные (или полупассивные) радиометки совмещают свойства устройств обоих упомянутых типов. Они оборудованы собственными источниками питания, но нуждаются в подзарядке, которую обеспечивает RFID-считыватель. Дальность действия таких тегов не превышает 10 м.
Помимо конструкции, радиометки различаются диапазонами рабочих частот:
- 30–300 кГц — низкочастотный или LF (low frequency);
- 3–30 МГц — высокочастотный или HF (high frequency);
- от 300 МГц до 3 ГГц — ультравысокочастотный или UHF (ultra high frequency).
Стоимость РФИД-меток LF-диапазона выше, а скорость обмена сигналами со считывателем при этом ниже, чем у UHF-меток. Низкочастотные теги чувствительны к радиопомехам, но устойчивы к воздействию металлов и жидкостей. Их легко встроить в браслеты, ошейники, значки или смарт-карты. Основная сфера применения — СКУД (системы контроля и управления доступом). Функционируют на расстоянии до 2 м.
HF-теги дешевые и быстрые. Работают так же, как и LF-метки, на дистанции до 2 м. Они подходят для использования в библиотеках, архивах, логистических центрах и системах адресного хранения, отелях.
UHF-метки тоже «скоростные» и бюджетные. У них самая высокая дальность действия: например, у активных — до 300 м. При этом они чувствительны к радиопомехам, плохо переносят влагу, жару и холод. Используются на производстве, в торговле, фармацевтике, на транспорте, в логистике и ювелирном деле.
RFID-метки еще классифицируются и по рабочей дистанции:
- до 20 см — ближняя;
- 0,2–5 м — средняя;
- 5–300 м — дальняя.
Минимальный объем памяти радиометки — 256 бит (согласно ГОСТ Р 17363-2010*). В зависимости от модели чипа, теги бывают перезаписываемыми (R/W) и предназначенными только для чтения (WORM или R/O). Подробнее о RFID-метках читайте в одном из наших предыдущих материалов.
Примечание. В нашем магазине вы сможете подобрать и купить РФИД-метки для маркировки шуб и шин.
RFID-считыватели
Это устройства для регистрации меток. Обеспечивают возможность идентификации и мониторинга движения объектов, людей и животных. RFID-считыватели «умеют»:
- обмениваться информацией с радиочастотными метками и снабжать их энергией;
- записывать данные на метку.
Ручной RFID-считыватель — компактное внешнее устройство, предназначенное для регистрации радиометок. Конструкция и принцип работы те же, что и у сканера штрихкодов. Различие — только в типах распознаваемых информационных носителей. Выпускаются как проводные, так и беспроводные модели, оборудованные встроенными аккумуляторами. На одном устройстве может быть установлено несколько антенн различных частотных диапазонов. Такая модель «умеет» работать с метками нескольких видов, например, UHF и HF. Дистанция считывания зависит не только от возможностей RFID-сканера, но и от функциональности самого тега и составляет от 10 см до 10–15 м.
Настольный стационарный USB RFID-сканер (англ. scanner) — оборудование для регистрации радиометок-одиночек или ограниченного количества тегов на коротких и средних дистанциях — 2–15 м. Антенна (или несколько) встраивается в корпус устройства. Интерфейс взаимодействия с внешней техникой и компьютерами — USB.
Считыватель смарт-карт (англ. RFID-card reader) — компактное устройство для считывания данных с брелоков и электронных пропусков с последующей их передачей на контроллер СКУД. Работает в составе систем контроля и управления доступом. В зависимости от модели поддерживается один или несколько стандартов смарт-карт:
- 125 кГц (EM-Marine или EM 4100);
- 13,56 МГц (iClass, MIFARE);
- 865−868 МГц (UHF RFID).
Примечание. Если вам нужно купить RFID-модуль для приема карт EM-Marine, обращайте внимание на модели, поддерживающие диапазон HF (13,56 МГц), — они, как правило, работают и на частоте 125 кГц.
Стационарный считыватель RFID-меток — профессиональное оборудование, способное обрабатывать до нескольких сотен тегов одновременно, обеспечивать высокую скорость и максимальное расстояние (до 300 м) их регистрации. Модели поддерживают несколько интерфейсов взаимодействия с внешней техникой — USB, RS-232, RS-485, Wiegand и «умеют» соединяться с проводной локальной сетью через встроенные Ethernet-адаптеры. Их можно подключать к серверам, POS-системам, ПАК (программно-аппаратным комплексам). Антенны приобретаются отдельно (в соответствии с нуждами бизнеса). Для их подключения предназначается от 2 до 8 разъемов — в зависимости от модели RFID-считывателя. Исполнение корпусов, как правило, предусматривает высокий уровень ударопрочности и защиты от влаги и пыли.
Потолочный RFID-считыватель — внешнее устройство с конструкцией, обеспечивающей возможность монтажа, не требующего вмешательства в интерьер помещения. Размещается под подвесными потолками (отсюда и название) — на широких проходах или проездах. Как правило, оборудуется патч-антеннами с круговой поляризацией и способен регистрировать теги в любой ориентации.
RFID-тоннель — спецтехника, предназначенная для учета большого количества (300 и более) тегов. «Заточена» под работу с мелкими объектами (упаковками с парфюмерией или драгоценностями), которые размещаются в зоне объемом, не превышающим 1 кубометра. Конструкция — бокс, оборудованный петлевой ближнепольной антенной и экранами (рамками), защищающими RFID-тоннель от внешних радиопомех. Дистанция считывания меток не превышает 25 см.
Терминалы сбора данных и RFID-планшеты
ТСД и планшеты с поддержкой считывания радиометок тоже попадают под определение RFID-считывателей, хотя их функциональность гораздо шире. Это мобильные компьютеры, разработанные для выполнения комплекса задач, в том числе в сложных и экстремальных условиях среды (пыльных и загрязненных помещениях, под дождем и снегопадом, в морозильниках и горячих цехах). Помимо корпусов в ударопрочном и пылевлагозащищенном исполнении — по стандарту от IP54, могут поставляться в комплекте со средствами, повышающими выносливость модели (чехлами и бамперами).
Подавляющее большинство терминалов сбора данных с функцией чтения тегов и RFID-планшетов работает на базе Android и совместимо со множеством профессиональных корпоративных приложений и товароучетных программ. Автономную эксплуатацию (8–24 ч) обеспечивают АКБ емкостью до 8 000 мАч (в зависимости от модели). Дистанция регистрации радиометок: для стандартных моделей — 1–6 м, для устройств, оборудованных дальнобойными RFID-сканерами, — до 15 м.
В нашем магазине можно купить ТСД со встроенными RFID-сканерами на любой бюджет. Мы работаем с ведущими производителями мобильных компьютеров — Zebra, Honeywell, Chainway и другими.
Примечание. Встроенный в ТСД модуль чтения RFID-тегов в диапазоне HF (15,56 мГц) распознает и NFC-метки.
RFID-насадки для ТСД
Это подвид внешних считывателей UHF-радиометок, совместимых с мобильными устройствами и предназначенных для расширения их функциональности. Подключаются к смартфону или терминалу сбора данных через аудиоразъем или по Bluetooth. Оборудованы встроенными антеннами и способны регистрировать метки на дистанции до 6 м. RFID-насадки устанавливаются на корпуса мобильных устройств с помощью специальных креплений. Цена внешнего РФИД-модуля зависит в первую очередь от дальности считывания тегов, количества поддерживаемых частотных диапазонов, герметичности и ударопрочности.
Подробнее об оборудовании для регистрации радиометок — в одной из предыдущих публикаций.
Вы можете купить RFID-считыватель, ТСД или промышленный планшет в нашем магазине.
ПО DataMobile для мобильных RFID-устройств и автоматизации склада
DataMobile RFID — решение для автоматизации учета объектов с радиочастотными метками. Это модуль, расширяющий функциональность нашего основного ПО DataMobile, начиная с версии Стандарт Pro. Возможности:
- моментальная регистрация сотен радиометок в течение одной секунды;
- быстрая проверка товаров при приемке/отгрузке без нарушения сохранности упаковки;
- оперативное выявление пересортицы;
- проведение инвентаризации в соответствии с план-фактом;
- работа с тегами EPC Class 1 Gen 2.
Если необходимо расширить функциональность DataMobile RFID, можно дополнить его модулем Маркировка. Решение обеспечит:
- быструю сверку идентификаторов в разрезе штрихкодов Data Matrix с учетом GTIN (серийного номера продукта) и SN (кода товарного экземпляра);
- возможность редактирования отгрузочных документов, содержащих Data Matrix, непосредственно на терминале сбора данных;
- оперативный контроль товаров по GTIN.
С помощью DataMobile RFID можно найти объект по радиочастотной метке. На экране мобильного терминала появляется шкала дальности. Цветовой индикатор направляет пользователя, сообщая, как близко или далеко от него находится нужный объект.
Решение DM.Invent RFID помогает проводить инвентаризацию основных средств с радиометками в разрезе их расположения и материально-ответственных лиц. Вы сможете:
- оперативно списать бракованные объекты (поддерживается выбор причины из готового перечня, встроенного в интерфейс софта);
- провести инвентаризацию с учетом малоценного имущества;
- дополнить описание объекта фотографией, которую можно привязать к причине его списания;
- закрепить ответственного сотрудника за выполнением той или иной задачи;
- провести ревизию (план-фактный анализ; предусмотрена возможность обозначения объектов различными цветами).
Преимущества решений DataMobile RFID и DM.Invent RFID:
- параметрические настройки, избавляющие пользователя от необходимости программирования. Чтобы организовать процесс, достаточно отметить флажками нужные опции;
- интуитивный интерфейс — обучение работе с ПО занимает не более получаса;
- легкая масштабируемость — для перехода с текущей на старшую версию в удобный пользователю момент нужно оплатить только разницу в цене.
Все решения DataMobile совместимы с 1С и другими товароучетными системами. Регулярные обновления выпускаются с учетом изменений действующего законодательства РФ по работе с ЕГАИС и «Честным ЗНАКом». Также нашим клиентам мы предоставляем бесплатную техническую поддержку.
RFID-антенны и аксессуары для считывателей радиометок
Полноценная работа RFID-системы невозможна без аксессуаров. Среди самых распространенных:
- антенны;
- кабели;
- защитные боксы для RFID-считывателей.
Именно антенна, которой оборудован считыватель радиометок, отвечает за рабочий частотный диапазон.
Ближнепольные или патч-антенны («накладки») обеспечивают чтение тегов на дистанции от 1 (а может быть и менее) до 30 см. Оборудованные ими RFID-сканеры распознают радиочастотные метки в сложных климатических (жара, холод, дождь, снег, туман), эксплуатационных (сырость, грязь, пыль) условиях и труднодоступных местах. При выборе аксессуара следует обращать внимание на размер петли — диаграмму направленности.
Дальнепольные антенны обеспечивают возможность регистрации меток на расстоянии до 15 м. Их используют для оснащения RFID-ворот и конвейерных рамок. Дальность считывания тегов зависит от поляризации — круговой или линейной и коэффициента усиления. При выборе нужно учитывать:
- ширину луча (диаграмму направленности);
- направленность (способность создавать определенный вектор фокусировки, необходимый для приема/передачи сигнала).
Изотропные антенны излучают равномерное во всех направлениях радиополе. Всенаправленные устройства лучше всего подходят для регистрации меток, расположенных с разных сторон.
Анизотропные антенны направляют поток энергии строго в заданную область (или зону). Чем больше усиление, тем четче фокусировка луча, имеющего вид конуса. Однонаправленные антенны оптимальны для применения на конвейерных лентах. Движущиеся по ним объекты циклически проходят через одну и ту же зону.
Важнейшая характеристика антенны — поляризация:
- линейная — обеспечивает максимально устойчивую связь с тегом и гарантирует успешную регистрацию на максимально возможной дистанции. Вся энергия устройства направляется в одну зону. Антенны с линейной поляризацией подходят для учета статичных радиометок;
- круговая — обеспечивает всенаправленность сигнала (поле вокруг антенны). На успешность распознавания тегов их ориентация не влияет.
Дальность считывания RFID-меток устройствами, оборудованными антеннами с круговой поляризацией, ниже, чем с линейной. При этом они лучше подходят для регистрации движущихся объектов и меток, расположенных с разных сторон.
Кабели для RFID-считывателей различаются типом и уровнем изоляции и длиной. Для подключения настольных устройств рекомендуем использовать шнуры стандарта USB 2.0 без пассивных разветвителей. Длина — от 0,5 до 5 м, но оптимальный вариант — 1 м. Для промышленных RFID-сканеров, оборудованных интерфейсом RS-485, лучше применять неэкранированные витые кабели с сечением каждого провода от 0,22 мм2 (UTP cat 3 и выше). Длина проводной линии — до 1 200 м.
Для электромагнитных замков без управления подходят многожильные сетевые шнуры сечением от 0,5 до 1,5 мм². Для управляемых замков нужно использовать:
- многожильный сетевой шнур с сечением от 0,5 до 1,5 мм² — для питания обмотки;
- параллельный сигнальный кабель UTP cat 3 — для управления электросхемой.
Чтобы подключить считыватель радиометок к LAN, оптимально использовать Ethernet кабель UTP cat 5e. Максимальная длина шнура — 100 м. При подключении устройств через интерфейс RS-232 необходим кабель не более 15 м.
RFID-системы
Простейшая RFID-система представляет собой пару — метка и считыватель, совместимые друг с другом в заданном частотном диапазоне. Примеры таких тандемов встречаются повсеместно, практически во всех бизнес-сферах — розничной торговле, например, меховыми изделиями или шинами, гостиничном, библиотечном и ювелирном деле, на небольших производствах, в логистике, на транспорте и в складском хозяйстве.
RFID-ворота (портал) — система, предназначенная для предотвращения краж в торговых точках, библиотеках, учреждениях культуры и искусства, на производстве и в складских комплексах. Также используется для регистрации транспорта, сотрудников и клиентов организации, посетителей выставок, мероприятий, медицинских и других учреждений. Портальная RFID-система включает:
- пару ворот (до 160 м в высоту);
- внешний коммутатор, к которому можно подключить от 2 до 32 антенн;
- промышленный RFID-считыватель;
- блок питания с силовым шнуром;
- сигнализацию, оборудованную световыми и звуковыми индикаторами;
- источник бесперебойного автономного электропитания.
Дальность действия такой системы — до 3 м.
Библиотечная RFID-система может включать несколько настольных ридеров, ворота и станции для выдачи книг и программирования тегов, нанесенных на материалы или вшитых в электронные читательские билеты. Управление по локальной сети — с компьютера или сервера, интегрированного с АБИС (автоматизированной библиотечной информационной системой). В составе RFID-станции:
- стационарный считыватель радиометок;
- дисплей;
- блок питания и кабель для подключения к управляющему устройству.
Простейшая производственная RFID-система предназначена для контроля и прослеживания фабричных процессов. Включает обязательный минимум:
- стационарный RFID-сканер и мобильное устройство — ТСД с функций считывания тегов или промышленный планшет;
- метка;
- специализированный софт — RFID-сервер, менеджер локаций и мобильное ПО (например, DataMobile).
RFID-системы для складского хранения собираются по аналогии с производственными, но включают дополнительные компоненты:
- «товароучетку», интегрированную с RFID-сервером;
- ворота со световой или звуковой сигнализацией;
- дисплей или информационное табло.
Такие системы применяются в машиностроении, сфере безопасности и ретейле.
Одна из самых сложных RFID-систем — транспортная, предназначенная для онлайн-мониторинга движущихся объектов. Также используется в добывающей промышленности и сфере безопасности. В ее составе:
- несколько серверов;
- анкеры — узлы локализации мобильных объектов с заданными координатами;
- RTLS-системы позиционирования в режиме реального времени (real-time locating systems);
- базовая станция;
- коммутатор для подключения нескольких антенн;
- крупный цветной дисплей или информационное табло.
Больше информации о RFID-системах — в нашем блоге.
RFID-принтеры
RFID-принтеры — устройства для записи данных на радиочастотные метки. «Умеют» печатать тексты и изображения на поверхности RFID-наклейки или этикетки. Разделяются на две основных категории принтеров:
- пластиковых карт;
- RFID-наклеек.
Для записи данных на «пластик» или смарт-карту потребуется устройство, оборудованное энкодером. В зависимости от модели поддерживается одно- или двусторонняя, цветная или монохромная печать. Одна из важнейших характеристик — метод нанесения текстов и изображений на поверхность карты: полимерный (сублимационный) или реверсивный (ретрансферный) перенос.
В зависимости от суточного тиража печатной RFID-продукции принтеры подразделяются на классы:
- начальный — до 2 000 тыс. этикеток или 250 карт;
- корпоративный — до 10 тыс. наклеек или 500–1 000 карт;
- промышленный (премиум) — 15–20 тыс. этикеток или от 1 000 карт.
Энкодеры программируют магнитную полосу или RFID-чип, встроенный в пластиковую карту, а RFID-принтеры этикеток записывают данные на радиометки HF- и UHF-диапазонов. В зависимости от модели оборудование может поставляться с аксессуарами. Так, некоторые карт-принтеры идут в комплекте с модулями для выпрямления «пластика», наборами для чистки, внешними ламинаторами, кронштейнами, лотками для отбракованных заготовок и другими аппаратными расширениями.
Примечание. В нашем магазине можно купить RFID-принтеры с поддержкой Bluetooth — оборудование оптимально для мобильной печати. Это отличное дополнение к ТСД с функцией чтения радиочастотных меток или RFID-планшету.
RFID-программаторы
Это специализированное оборудование для создания электронных идентификаторов смарт-карт и ключей RFID, используемых в СКУД. Применяются для выпуска:
- новых бесконтактных пользовательских карт-пропусков взамен вышедших из строя или утерянных. Обеспечивают сохранение изначально заданной нумерации;
- партии смарт-карт с последовательной нумерацией или принадлежащих одному семейству (facility коду).
Простой вариант RFID-программатора — дубликатор. Используется для изготовления копии смарт-карты или электронного ключа по имеющемуся образцу. Дубликаты способствуют экономии средств на технике, необходимой для создания инфраструктуры СКУД. С их помощью упрощается процедура выдачи сотрудникам или гостям учреждения новых пропусков взамен утраченных или вышедших из строя.
Примечание. Если вы собираетесь купить RFID-программатор, обязательно учитывайте стандарты заготовок, которые он поддерживает.
Итоги
Выбор RFID-оборудования, отвечающего нуждам бизнеса, — кропотливая и сложная задача. Мы решили дать несколько советов, которые помогут сориентироваться при покупке подходящего устройства.
Опирайтесь на сферу применения. Например, для учета чипированных шуб может хватить настольного RFID-сканера с небольшим радиусом действия, а для регистрации животных необходим дальнобойный считыватель, распознающий теги на расстоянии в несколько сотен метров.
Учитывайте поляризацию антенны. Круговая подходит для учета движущихся меток вне зависимости от их ориентации, линейная — для регистрации статичных объектов.
При сборке RFID-системы обращайтесь к профессионалам. Конечно, вы можете сделать это сами, но хотя бы получите консультацию у эксперта, чтобы избежать переплаты.
Внимательно изучайте стандарты диапазонов, поддерживаемых RFID-устройством. Они обязательно должны совпадать с рабочими частотами тегов, которые вы используете.
Не экономьте на программном обеспечении для автоматизации склада и работы с радиометками. Обращайтесь к нам! Мы подробно расскажем о возможностях ПО DataMobile RFID и поможем выбрать версию, которая подходит вашему бизнесу.
Ссылки на материалы, законы, постановления, использованные в статье:
