RFID-считыватель меток: что это такое и как работает, обзор моделей

Автоматизация склада и учет имущества

Сфера применения сканеров для считывания RFID-меток

Область использования систем распознавания с каждым годом увеличивается. С ее помощью сортируют продукцию, выделяют контейнеры, подлежащие погрузке, ограничивают проход в отдельные кабинеты. Ниже обозначена только часть доступных сфер применения оборудования:

На производстве

Технология позволяет идентифицировать, например, партии, предназначенные для разных потребителей. Сотрудники точно знают, что и куда перемещать, когда и что отгружать.

В деятельности складов

В складских комплексах могут храниться сотни тысяч наименований продукции, в том числе крупногабаритной. Выделить нужную позицию, не вскрывая упаковку, не всегда возможно. И в такой ситуации незаменим RFID scanner и метки. С их помощью можно не только маркировать контейнеры, ящики, коробки, но и проверять местоположение каждой единицы товара.

В целях ограничения доступа

На предприятии могут быть зоны, куда могут проходить только отдельные сотрудники. Точно определить, кто и куда может проходить, поможет СУБД. Каждый работник получает РФИД-карту. При входе в конкретный кабинет или подразделение он прикладывает ее к считывателю. Далее система принимает решение, пропускать сотрудника или нет. Этот же принцип можно использовать при пропуске машин на парковку или на внутреннюю территорию предприятия.

В платежных системах

RFID-сканеры и метки стали основой множества систем бесконтактной оплаты (NFC) в ритейле, метро. С их помощью можно снимать наличные в банкоматах и терминалах, переводить деньги и т. д.

В медучреждениях

Теперь врачу необязательно носить с собой медкарты всех клиентов. Достаточно выдать пациенту браслет с радиометкой, пополнять и считывать информацию по мере необходимости. Например, можно вносить данные о вспомогательных диагнозах, ограничениях в еде и т. д.

Еще одна возможная сфера применения сканеров — идентификация медикаментов, например, перед выдачей пациентам или при приемке от поставщика.

В логистической отрасли

Логистам приходится держать в памяти значительные объемы данных о поступивших или отгружаемых товарах, комплектации поддонов и контейнеров. Чтение и запись RFID-меток существенно упрощает эти процессы. Снижается вероятность ошибок со стороны персонала, ускоряется комплектация грузов для отправки получателям.

В текстильной промышленности

Несколько лет назад производителей и продавцов меховых изделий обязали маркировать свои изделия. Постепенно это требование стало распространяться и на текстиль, например, детский.

Достаточно одной метки, чтобы потенциальный покупатель узнал, из какой ткани сшито изделие, на какой возраст рассчитано, можно ли его стирать и т. д.

В инструкциях

Больше нет необходимости к каждому изделию (бытовой технике, ПК, игрушкам на радиоуправлении) прикладывать многостраничную инструкцию. Достаточно небольшого чипа, чтобы сообщить покупателю необходимую информацию. А специальную программу для сканирования данных можно установить на смартфон.

Для противодействия хищениям

В любом магазине продавцы и руководство сталкиваются с проблемой краж. Предотвратить их если не полностью, то в значительной мере позволяет установка специальных РФИД-наклеек. Ими маркируют дорогие спиртные напитки, одежду, книги, компьютерную технику. Если покупатель попытается вынести товар с неснятым чипом, сработает считыватель. Это позволяет задержать мошенника.

Классификация RFID-сканеров

В первую очередь считыватели делят на группы или классы с учетом используемой частоты, например:

• LF, или низкочастотные, — 125–134 кГц. Расстояние между источником и приемником сигнала должно быть не более 0,3 м.
• HF, или высокочастотные — 13,56 МГц. Этот вариант приемлем, если используются метки небольшого формата, а считывание происходит на дистанции не более 2 метров. Основная сфера применения – торговля, логистика.
• UHF, или утратвысокочастотные. В странах ЕС допускаются значения 433 и 860-960 МГц, в США – 902–928 МГц. Есть и микроволновый диапазон – 2,4 ГГц. В этом случае передавать данные можно на дистанцию до 15 метров.
• SHF, или сверхвысокочастотные, — 3-30 ГГц. Такие ридеры дальнего радиуса действия (до 300 м) используют, например, для чипирования КРС.

Считыватели классифицируют еще по ряду признаков:

• Наличие/отсутствие, тип антенн. Их может быть несколько или не быть вообще. Есть и модели со встроенными передатчиками.
• Поддерживаемые стандарты: ISO, IEC, EPC и т. д. Производитель обязан указывать их в руководстве по эксплуатации.
• По способу передачи данных на ПК: USB, RS-232, RS-485, Ethernet, Bluetooth, Wi-Fi и т. д.

Виды RFID-считывателей

Рассмотрим несколько модификаций сканеров, наиболее востребованных в настоящее время.

Наименование	Площадь покрытия антенны, м2	Скорость считывания меток, шт/сек	Диапазон частот	Наличие памяти	Поддержка проводных интерфейсов
Nordic ID AR85	120	1000	UHF	Внутренняя флеш-память – 4 Гб, оперативная – 1 Гб	Да
Zebra MC3300U	18,2	900	865-928	ОЗУ – 4 Гб, постоянная – 32 Гб	Да
Urovo DT50P UHF	До 15 м	200	UHF	4/6 ГБ RAM/ 64/128 ГБ ROM	Да

Но в целом сканеры делятся на несколько подгрупп, обозначенных ниже.

Мобильные

Внешне могут иметь формат стандартного терминала передачи данных. Их преимущество в том, что оборудование можно брать с собой, например, при перемещении по складу, цеху, логистическому терминалу. К основным требованиям, предъявляемым к устройствам, относят устойчивость к внешним температурам, возможным падениям и ударам.

Стационарные

Могут иметь вид тоннеля, рамки. Основа — высокопроизводительный цифровой процессор. Метка оказывается в поле считывания и выделяется на общем фоне используемых радиочастот. Ее не могут заглушить даже возможные шумы.

Какие бывают РФИД считыватели

Приборы, предназначенные для считывания микрочипов, в зависимости от конструктивных особенностей, относят к одному из следующих классов:

• Модули, входящие в ТСД.
• Насадки для смартфонов и терминалов сбора данных.
• Автономные сканеры. Они могут быть как небольшими настольными, так и масштабными в виде порталов и тоннелей.

Мобильные RFID-считыватели

Эта группа устройств достаточно большая. Каждый вариант заслуживает отдельного внимания.

Ручной РФИД-сканер

В большинстве случаев к этой группе относят ТСД со специальными модулями. Можно приобрести оборудование, позволяющее не только считывать данные с радиометок, но и вносить новые.

Среди технических параметров нужно выделить следующие моменты:

• Защита от влаги и пыли — от IP54-IP64 (начальный уровень) до IP67 (сверхзащита).
• Морозоустойчивость. Есть оборудование, способное работать при температуре до -25 0C.
• Количество процессоров — 2, 4, 8 с частотой 1,2–2,5 ГГц.
• Объем ОЗУ — до 6 ГБ, ПЗУ — до 64 ГБ.
• Тип ОС — Android, Windows CE, Windows Embedded Handheld.
• Радиус действия — до 15 метров. Возможна работа с метками HF или UHF.

Промышленный RFID планшет

В этом случае расстояние для считывания информации с карт может измеряться сотнями метров. Допускается работа в условиях повышенной влажности, высоких и низких температур, значительной запыленности.

Сканировать можно смарт-карты (магнитные и бесконтактные), отпечатки пальцев и т. д. В продаже есть модели, устойчивые к механическим ударам, сохраняющие работоспособность даже после падения с высоты 2-3 метра.

РФИД-насадка для смартфонов

К телефону их подключают при помощи специального разъема. Как вариант, пользователь получает отдельное устройство, работающее в диапазоне UHF. Для передачи данных в смартфон используется Bluetooth-технология. Такие насадки незаменимы при проведении инвентаризации в магазинах, на небольших складах. Радиус действия антенны редко превышает 6 метров.

Стационарные RFID-считыватели

От мобильных такие модели отличаются большей производительностью: скоростью считывания меток и радиусом приема сигнала. Чаще всего предусмотрена защита даже от сильных помех, бытовых и промышленных шумов. Такую технику используют на крупных промышленных предприятиях, в торговых и логистических центрах. Работать можно с грузами практически любого характера.

Настольный считыватель карт RFID (USB)

Чаще всего речь идет о компактных моделях. Сканер способен принимать данные на расстоянии не более 1-2 метров. В основном техника предназначена именно для маркировки товаров: мехов, медикаментов, дорогого алкоголя и т. д. Есть модификации, предназначенные и для работы в архивах, книжных магазинах, библиотеках.

Оборудование можно подключать напрямую к компьютерам. Альтернатива — передача данных через USB-порты или иным способом. Конкретный вариант подбирается с учетом потребностей пользователя.

Портальный RFID-считыватель

Это — практически «классические» рамки. Их можно видеть у касс или на выходе из торговых залов, в дверях складов или заводских цехов. Сканерами оснащают библиотечные центры и архивы, где велика вероятность хищения ценных документов или книг.

Оборудование пригодится и при взимании тарифов с машин за проезд по платным участкам. Еще один вариант применения — контроль перемещения персонала и посетителей на предприятиях, в гостиницах, на выставках и т. д. Программное обеспечение в большинстве случаев позволяет вести статистику по передвижениям и иным моментам.

Потолочный РФИД-считыватель меток

По характеристикам похож на портальный. Этот вариант выбирают, если предстоит оборудовать помещение с широким проходом, где невозможно установить традиционную арку. Либо необходимо сохранить архитектурные особенности здания, помещения.

В большинстве случаев антенны радиометок имеют небольшой радиус действия, а трафик измеряется десятками или сотнями чипов или карт. При необходимости сканеры размещают не на потолке, а на стенах.

RFID-тоннель

Его преимущество в том, что на поверхности можно разместить множество РФИД-сканеров для обработки информации с тысяч меток. Товары (грузы) проходят через тоннель, происходит считывание данных. Как вариант, антенны направлены так, чтобы принимать сигнал с разных сторон одного предмета. Тоннели зачастую дополняют особыми экранами, чтобы не принимались данные извне, от упаковок, ящиков, расположенных вне оборудования.

Советы по выбору РФИД-считывателя

Чтобы получить оборудование, позволяющее решать задачи пользователя, при его выборе следует учитывать:

• Дальность считывания данных, допустимое количество антенн на метке. Расстояние меняется от 1 до 100 метров, а передатчиков – от 8 до 32 (при наличии мультиплексоров).
• Способ подключения к ПК или иному внешнему оборудованию. Соединение может быть как проводным, через USB-порты или беспроводным (при помощи Bluetooth, Wi-Fi).
• Функционал, дополнительные возможности. В самом простом случае сканер принимает данные с радиометки или записывает на нее новую информацию. Более сложные модели позволяют работать с обычными штрих-кодами, фотографировать чипы (карты), передавать сведения на удаленные устройства, в том числе через интернет и т. д.
• Источник питания. Стационарные модели оснащают силовым или LAN-кабелем длиной до 300 м. Во втором случае можно сразу передавать данные на ПК при помощи Ethernet. Для переносных необходимы аккумуляторы.

Область действия RFID tools

Здесь многое зависит от радиуса воздействия считывателя:

• 0,1-1 метра достаточно, чтобы взаимодействовать с товарами на кассе магазина.
• 1-5 м выбирают, например, при взимании платы за проезд.
• 10-15 метров — хороший вариант при работе с грузами на крупных логистических терминалах.
• 100-300 м. Такие РФИД-сканеры позволяют распознать объект по методу «свой-чужой» и т. д.

Портальные системы устанавливают на заводах, в том числе на конвейерах. Мобильные могут находиться у сотрудников складов в процессе текущей работы.

Антенные порты

Разъемов под установку передатчиков может быть 2, 4, 8. При наличии мультиплексора количество увеличивается до 32. Но нужно учитывать, что концентраторы можно устанавливать не на всех сканерах.

Способ коммуникации RFID-считывателя пассивных меток

Метод передачи данных при выборе оборудования не менее важен, чем количество доступных антенн. Чаще всего для подключения используют следующие решения:

• HDMI. Этот вариант считается относительно новым. При помощи такого порта можно подключить настольную модификацию к монитору.
• USB. Данный способ подключения отличается особой популярностью. Таким образом подключают кабели питания, дополнительные носители информации и т. д.
• GPS. Такой вариант востребован при использовании мобильных считывателей и на крупных предприятиях, где сведения приходится передавать на сотни метров.
• Сотовая связь и ее аналоги. Ее используют преимущественно со РФИД-считывателями SHF, когда недоступна связь Wi-Fi.
• Inputs/Outputs. Такие приборы при помощи портов GPIO позволяют подключать дополнительные устройства, например, датчики движения, света, источников энергии и т. д.

Электропитание

Не всегда есть возможность подключить ридер напрямую к электросети. Именно поэтому для обеспечения сканеров энергией используют:

• Адаптеры. Они являются промежуточным звеном между считывателями и розетками. Позволяют нивелировать перепады напряжения.
• PoE или Power over Ethernet. В этом случае РФИД сразу подключают и к электросети переменного тока, и, например, к компьютеру для записи/чтения данных. Длина кабеля – до 300 метров.
• Аккумуляторы. Этот вариант незаменим при работе с мобильными ридерами, промышленными планшетами.
• In-Vehicle. RFID scan используют не только в помещениях, но и в транспорте. Именно тогда задействуют эту технологию для обеспечения техники энергией от батареи авто.

Подключение к Net

Сканеры не просто считывают данные, но и передают их на ПК, серверы для последующей обработки. Подключить их к сети можно одним из следующих способов:

• Wi-Fi. Этот вариант наиболее востребован при передаче сигнала на большие расстояния.
• LAN. Таким образом (при помощи кабеля Ethernet) сведения пересылают внутри локальных вычислительных сетей.
• Последовательные порты или Serial. Контактов – 9. Данные напрямую пересылаются на компьютер с применением стандарта RS-232. Это решение востребовано при организации самых простых систем передачи сигнала.
• Вспомогательные порты для пересылки информации при помощи Bluetooth.

Подведем итоги

Стационарные, мобильные, ручные, RFID-считыватели меток уже не являются чем-то новым в бизнесе. Их активно используют на производстве, на складах, в логистике и даже в медицине. Технология позволяет минимизировать количество ошибок со стороны персонала, быстрее обрабатывать большие объемы данных.

Вопросы – ответы

Каковы основные характеристики и параметры, на которые следует обращать внимание при выборе РФИД-сканера?

Чтобы выбрать оборудование нужного типа, при покупке нужно обращать внимание на рабочие частоты (от этого зависит радиус действия), источник питания, способ передачи информации, дополнительные возможности.

Как происходит процесс считывания данных с RFID-меток с помощью сканера?

Процесс предполагает выполнение следующих этапов:

1. Запись информации об объекте на карту/чип.
2. Помещение микрочипа в зону действия РФИД-сканера с приемом исходящего радиосигнала.
3. Пересылка полученных сведений на ПК для последующей обработки.

Каковы основные проблемы и ограничения при использовании RFID-считывателей?

Оборудование данного типа в основном производится за пределами России. И из-за высокой стоимости его можно отнести к инвестициям со значительными сроками окупаемости. К тому же нужно учитывать, что на использование определенных частот необходимо получать отдельное разрешение.