КомпьюАрт

12 - 2006

Автоматическая идентификация

Дмитрий Гудилин

Функции систем автоматической идентификации

Идентификационные метки

Штриховое кодирование

Автоматическая идентификация с использованием радиоволн (RFID)

Заключение

Автоматическая идентификация — комплекс технологий, которые находят все более широкое применение в разных отраслях промышленности. Системы автоматической идентификации позволяют упростить и автоматизировать логистику, а также защитить товары, в том числе печатную продукцию, от подделки и хищения.

В общем случае система автоматической идентификации включает следующие элементы:

•   устройство, генерирующее контрольный сигнал;

•   метка, преобразующая определенным образом поступивший сигнал или генерирующая ответный сигнал;

•   устройство, принимающее сигнал от метки;

•   устройство, обрабатывающее сигнал от метки.

Обычно первый и третий элементы системы объединены в одно устройство — сканер, связанный с обрабатывающим информацию компьютером.

Идентификационные метки, которые иногда называют умными этикетками, как правило, имеют форму этикетки, бирки или ярлыка и обладают свойством быть автоматически идентифицируемыми. После нанесения метки на товар или на его упаковку это свойство передается товару.

Функции систем автоматической идентификации

Системы автоматической идентификации были разработаны для выполнения следующих функций:

•   логистической;

•   защиты от фальсификации;

•   защиты от хищения.

Логистическая функция систем автоматической идентификации предназначена для отслеживания пути товара на всех этапах его движения от производителя к потребителю. Это позволяет оптимизировать размеры складских запасов, оперативно пополнять запасы товаров в торговом зале (супермаркеты зачастую несут большие убытки из­за нерадивости своих служащих, забывающих своевременно пополнять запасы товаров на полках), повысить эффективность планирования деятельности торгового предприятия.

Защита товаров от фальсификации является одной из наиболее насущных проблем современной экономики. Между тем достаточно эффективных способов защиты все еще не найдено. Существующие технологии в основном сводятся к попытке создания условий, при которых подделка продукта станет экономически невыгодной. При этом производители исходят из предположения, что производство фальсификата по объему уступает выпускаемой ими продукции, а это должно делать нецелесообразным воспроизведение защитных средств, например голограмм, стоимость которых значительно возрастает при уменьшении тиража. Однако реальность доказывает, что это предположение совершенно безосновательно: «пираты» идут на копирование любых защитных марок, причем в настоящее время для воспроизведения голограммы средней степени сложности требуется не более двух недель. И хотя копия не идентична оригиналу, внешнего сходства обычно вполне достаточно, чтобы ввести покупателя в заблуждение.

Решается данная проблема путем создания цифровой технологии защиты, позволяющей однозначно идентифицировать товар; причем непременным условием успеха в этом случае является надежная защита информации, которую содержит идентификационная метка.

Хищение товаров из магазина — бич крупных супермаркетов самообслуживания. Наиболее широко идентификационные метки применяются сегодня именно для предотвращения этой напасти.

Возможно, что в перспективе функции идентификационных меток будут расширяться, например этикетка пищевого продукта сможет сообщать бытовой технике о правилах его хранения или приготовления.

В начало В начало

Идентификационные метки

Идентификационная метка должна обеспечивать хранение и воспроизведение информации в цифровом виде, а кроме того, должна иметь малые габариты, позволяющие без ущерба для внешнего вида товара интегрировать ее в этикетку, упаковку или непосредственно в защищаемый объект. Покупатель при выборе товара должен иметь возможность убедиться в наличии метки, но не должен ее видеть и в идеале не должен знать, в каком месте этикетки или упаковки она находится. Таким образом, он будет уверен в том, что товар не поддельный, но не сможет вывести метку из строя с целью хищения товара из магазина.

В зависимости от типа реакции на поступающий сигнал идентификационные метки делят на пассивные и активные. Первые из них преобразуют поступающий сигнал, изменяя определенные его параметры, например интенсивность. Вторые, приняв контрольный сигнал, генерируют ответ. Обычно они оснащаются автономным источником питания. Достоинством активных меток является большая дальность считывания, недостатком — ограниченный срок службы, определяемый сроком службы источника питания.

В зависимости от возможности изменения информации различают три вида меток:

•   однократно записываемые (Read Only — отсутствует возможность изменения единожды записанной информации);

•   однократно перезаписываемые (Write Once Read Many — с возможностью однократного изменения информации);

•   многократно перезаписываемые (Read/Write — с возможностью многократного изменения информации).

Основные параметры метки определяются применяемой технологией идентификации, которая, в свою очередь, характеризуется способом обмена информацией между сканером и идентификационной меткой. В современных системах автоматической идентификации для передачи информации используется электромагнитное излучение: световые или радиоволны.

В начало В начало

Штриховое кодирование

В штриховом кодировании применяются световые волны. Оптические метки — штриховые коды — уже многие годы используются для маркировки товаров. Однако штриховые коды имеют целый ряд недостатков, ограничивающих их применение:

•   малая информационная емкость (одномерный штрих­код размером с лист формата А4 позволяет закодировать лишь около 50 байт информации);

•   отсутствие возможности изменения записанной информации (штрих­коды относятся к классу меток read only);

•   неэффективность использования для защиты товара от фальсификации;

•   низкая надежность и относительно низкая скорость считывания информации;

•   недолговечность (срок службы зависит от характеристик носителя штрих­кода, от краски, которая использовалась для воспроизведения кода, от условий эксплуатации).

Этих недостатков лишены системы автоматической идентификации с использованием радиоволн — RFID (Radio Frequency IDentification).

В начало В начало

Автоматическая идентификация с использованием радиоволн (RFID)

RFID­система состоит из радиосканера, компьютера и радиометки. Радиосканер состоит из передатчика, приемника, антенны, а также включает интерфейс для связи с компьютером, выполняющим обработку информации.

Радиометка, или транспондер (TRANSmitter/resPONDER — передатчик­приемник), обычно состоит из приемника, передатчика, антенны и блока памяти для хранения информации. Приемник, передатчик и память конструктивно выполняются в виде отдельной микросхемы (чипа).

Сравнение характеристик штриховых кодов и радиометок

Параметр

Штрих-коды

Радиометки

Максимальный объем информации, Кбайт

2

32

Возможность изменения информации

+

Возможность автоматического считывания информации

+

+

Максимальное расстояние до устройства считывания информации, м

0,5

5*

Влияние точности позиционирования этикетки относительно сканера
на процесс считывания

Высокое

Низкое

Скорость считывания информации

Средняя

Очень высокая

Влияние на считываемость кода характеристик этикеточного материала

Критичны оптические характеристики материала

Критична электромагнитная проницаемость материала

Возможность визуальной оценки кода

Ограничена

Сложность подделки

Низкая

Высокая

Стоимость

Низкая

Высокая

Радиометки могут быть как пассивными, так и активными. Пассивные радиометки не имеют собственного источника питания, а необходимую для работы энергию получают из поступающего от считывателя электромагнитного сигнала. Дальность чтения пассивных радиометок зависит от энергии радиосканера. Активные радиометки включают источник питания, повышающий дальность их считывания, по сравнению с пассивными метками, как минимум в 2­3 раза.

В отличие от однократно записываемых штрих­кодов, радиометки могут выполняться и перезаписываемыми, с возможностью одно­ или многократного изменения информации.

Передатчик радиосканера генерирует радиоволны определенной частоты, активирующие метку, которая отвечает собственным сигналом той же самой или иной частоты, содержащим полезную информацию. Частоты сигналов сканера и метки оказывают существенное влияние на характеристики RFID­системы. Как правило, чем выше диапазон рабочих частот, тем больше дальность считывания информации с радиометки (до 30 м и более), тем меньше габариты метки и выше ее стоимость.

Автоматическая идентификация с использованием радиоволн предоставляет пользователям гораздо большие возможности по сравнению со штриховым кодированием. RFID­системы имеют следующие достоинства:

•   возможность создания многократно перезаписываемых меток;

•   возможность хранить большие объемы информации (до 1 Мбайт);

•   высокая скорость записи данных, во много раз превышающая время печати штрих­кода;

•   возможность защиты данных от изменения и несанкционированного считывания;

•   метка может занимать любое положение в пределах зоны действия радиосканера, что позволяет разместить ее внутри упаковки и скрыть таким образом от покупателя (для предотвращения ее несанкционированного удаления), а также защитить от воздействия окружающей среды;

•   высокая долговечность (срок службы пассивных меток при условии их защиты от воздействия окружающей среды фактически неограничен).

К недостаткам RFID­систем относятся:

•   относительно высокая стоимость меток;

•   возможность экранирования некоторых радиометок токопроводящими поверхностями, например листом фольги, что ограничивает возможность интеграции меток в металлическую упаковку, а также делает возможной ее намеренную деактивацию;

•   возможность сбоя при одновременном попадании в зону действия радиосканера нескольких однотипных меток;

•   возможность сбоя в результате внешних помех, например воздействия электромагнитных полей компьютеров и мониторов.

В начало В начало

Заключение

Можно предположить, что ближайшие перспективы развития систем автоматической идентификации будут связаны с RFID­системами.

Долгое время развитию систем автоматической идентификации с использованием радиоволн мешало отсут­ствие единых стандартов, регламентирующих их рабочий частотный диапазон, что приводило к несовместимости устройств от разных производителей. Однако сейчас эта проблема решена: согласно ISO 15693 за RFID­системами закреплен высокочастотный диапазон 13,56 МГц. Кроме того, используется УВЧ­диапазон, регламентированный региональными стандартами.

В настоящее время наиболее насущной проблемой систем автоматической идентификации с применением радиоволн является снижение стоимости радиометок. Пока использование RFID­технологии целесообразно в основном для защиты дорогостоящих товаров от краж. Во всем мире в розничной торговле широко применяются системы контроля EAS (Electronic Article Surveillance — электронный надзор за товарами). Поскольку пассивные EAS­метки содержат всего 1 бит информации, они относительно недороги и обычно интегрируются в самоклеящиеся этикетки, наносимые на поверхность товара в магазине или в упаковку еще на стадии ее изготовления (технология Source Tagging). Идентификация предмета происходит во время прохождения через зону контроля — специальных ворот, содержащих сканеры. В случае если товар не оп­лачен и метка не деактивирована на кассе, при его проносе через зону работы сканеров система подает сигнал тревоги. Существует множество различных реализаций системы EAS, различающихся характеристиками сканеров и меток. Недостатками некоторых из них является возможность экранировать метки металлами (чем часто пользуются воры), ограниченное расстояние между защитными стойками (что портит интерьер магазина и кажется покупателям агрессивным). Одной из перспективных разработок в этой области является система корпорации Xpondr, в которой используется технология деления частоты (сканер посылает метке сигнал частотой 132 кГц, а метка возвращает сигнал частотой 66 кГц). Данная технология отличается очень малым размером меток, невозможностью их экранирования, а также достаточно большой зоной работы сканирующей системы, что позволяет разместить ее элементы не в специальных воротах, а по контуру дверей, сделав их незаметными.

Достаточно дешевые метки для защиты потребительского товара от фальсификации и кражи, а также для логистики пока не созданы. В системах логистики в настоящее время применяются относительно дорогие метки, которыми обычно маркируют многооборотную транспортную тару — поддоны, контейнеры и пр.

В начало В начало

КомпьюАрт 12'2006

Выбор номера:

heidelberg

Популярные статьи

Удаление эффекта красных глаз в Adobe Photoshop

При недостаточном освещении в момент съемки очень часто приходится использовать вспышку. Если объектами съемки являются люди или животные, то в темноте их зрачки расширяются и отражают вспышку фотоаппарата. Появившееся отражение называется эффектом красных глаз

Мировая реклама: правила хорошего тона. Вокруг цвета

В первой статье цикла «Мировая реклама: правила хорошего тона» речь шла об основных принципах композиционного построения рекламного сообщения. На сей раз хотелось бы затронуть не менее важный вопрос: использование цвета в рекламном производстве

CorelDRAW: размещение текста вдоль кривой

В этой статье приведены примеры размещения фигурного текста вдоль разомкнутой и замкнутой траектории. Рассмотрены возможные настройки его положения относительно кривой, а также рассказано, как отделить текст от траектории

Нормативные требования к этикеткам

Этикетка — это преимущественно печатная продукция, содержащая текстовую или графическую информацию и выполненная в виде наклейки или бирки на любой продукт производства