40. Технологии радиочастотной идентификации (rfid).

Технология использования для идентификации товаров меток радиочастотной идентификации RFID (Radio Frequency IDentification), позволит упростить и автоматизировать процессы управления материальными (в т. ч. товарными) запасами и организации торговли. Средства радиочастотной идентификации были впервые применены в 40-е годы в устанавливавшихся на кораблях и самолетах системах опознавания «свой-чужой».

С помощью данной технологии компании производители могут следить за всеми передвижениями своих изделий с того момента, когда они покидают предприятие, и до прибытия изделий на погрузочную площадку или в магазин розничной торговли.

Типовая RFID-этикетка содержит компьютерный чип и антенну. В отличие от штрих-кодов, которые необходимо сканировать вручную и считывать каждый по отдельности, для считывания радиоидентификационных меток условие прямой видимости не является обязательным. Появляется возможность считывать сотни меток в секунду.

При получении определенного радиосигнала чип передает уникальный код для идентификации товара, к которому прикреплена данная этикетка. Этот идентификатор не только несет в себе универсальный код продукта ЕPC (Electronic Product Code), как в ставших привычными штрих-кодах, но также позволяет распознать каждую отдельную единицу товара. К примеру, штрих-код выдает следующую информацию: «Это упаковка товара Х», а RFID-чип сообщает: «Это упаковка номер N товара Х». В этом случае у розничного продавца появляется возможность оперативно отслеживать перемещение конкретных товаров, истечение их сроков годности и т.п.

Одно из направлений использования RFID-технологии, — создание «умных полок». Маркированные товары располагаются на полках со встроенными считывающими устройствами, которые сообщаются через беспроводную локальную сеть непосредственно с системой управления торговлей. Эти полки автоматически распознают перемещение или замену маркированных товаров и сообщают об этих изменениях центральной системе. В случае необходимости полки автоматически выдают запросы на пополнение и обновление ассортимента.

Торговые полки могут быть также оснащены жидкокристаллическими дисплеями, в этом случае они могут получать информацию о цене находящихся на них товаров непосредственно от системы управления торговлей по радиосети посредством встроенных в потолок базовых станций. Это позволит отображать название и цену товара автоматически на той полке, где данный товар находится.

Т.о. компьютерная сеть магазина будущего будет соединять такие устройства как специализированные «персональные помощники для покупок» (Personal Shopping Assistant, PSA), универсальные «персональные цифровые помощники» (PDA могут использоваться как сотрудниками магазина, так и покупателями, например, для расчетов электронными деньгами), ряд стационарных устройств наподобие установленных на полках электронных этикеток, контрольно-кассовые аппараты и плоскопанельные дисплеи, служащие для рекламы товаров.

PSA — миниатюрный компьютер, прикрепленный к торговой тележке и подключенный к беспроводной локальной сети. Это устройство оборудовано сенсорным дисплеем со встроенным сканером, который дает покупателям возможность самостоятельно сканировать свои покупки, чтобы быстрее их оплатить на кассе.

Что касается емкости одной метки, то современный уровень технологии позволяет записать до 10 Кбайт на площади в 1 кв. см. Время работы метки во многом определяется ее конструкцией. Существуют активные метки, которые требуют источника питания; они функционируют, пока функционирует батарейка. Доступ к ним может осуществляться с расстояний до 1 км. Более дешевые пассивные метки получают питание для ответа считывателю за счет излучаемой им энергии; они практически вечны. Правда, простота накладывает определенные ограничения: на минимальную мощность приемо-передающего устройства, максимальное расстояние между ним и этикеткой (диапазон действия не более 30 м), максимальную скорость перемещения этикетки и приемо-передающего устройства относительно друг друга.

Пассивные RFID-этикетки могут хранить до 128 байт данных, активные – до 1 Мбайт. Огромным преимуществом RFID-этикеток является возможность перезаписывать информацию. Существуют относительно дешевые варианты, не обладающие этим свойством (Read Only), однократно записываемые и многократно читаемые конструкции (WORM, от англ. Write Once Read Many) и многократно записываемые и читаемые метки (R/W). Стоимость последних наиболее высока.

Частоты электромагнитного излучения считывателя и обратного сигнала, передаваемого меткой значительно влияют на характеристики работы радиочастотной системы в целом. Как правило, чем выше диапазон рабочих частот системы RFID, тем больше дальности, на которых считывается информация с радиочастотных меток.

Примеры применения RFID-этикеток разных диапазонов частот

Диапазон частот	Характеристики системы	Примеры применения
Низкие 100-500 кГц	малая дальность считывания (15-20 см), низкая стоимость меток	электронная маркировка недорогих товаров (например, продуктов), контроль доступа, идентификация животных, системы инвентаризации
Промежуточные 10-15 МГц	средняя дальность считывания, на частоте 13,56 МГц скорость считывания достигает 200 меток в секунду	электронная маркировка товаров средней ценовой группы (например, одежды, бытовой техники), контроль доступа, смарт-карты
Высокие 850-950 МГц 2,4-5,0 ГГц	большая дальность (десятки метров) и скорость, считывания, требуется точное нацеливание считывателя, высокая стоимость меток	электронная маркировка дорогих товаров (например, автомобилей), наблюдение за перевозкой грузов железной дорогой, системы взимания платы за пользование дорогой с водителей автомобилей, противоугонные системы

Варианты RFID-этикеток, работающие на высоких частотах 2,4-5 ГГц, делают возможным считывание при относительно больших скоростях взаимного перемещения этикетки и считывающего устройства.

Низкочастотные метки имеют встроенные антенны в виде многоконтурных (несколько сотен) обмоток. Высокочастотные метки имеют одноконтурные обмотки (диполь-антенна).

Преимущества RFID по сравнению со штриховым кодированием:

• данные идентификационной этикетки могут дополняться;

• на RFID-этикетку можно записать больше информации;

• процесс записи данных на RFID-этикетку проходит быстрее;

• данные этикетки можно засекретить;

• срок жизни этикетки больше;

• место расположения этикетки на упаковке не имеет значения;

• RFID-этикетка лучше защищена от загрязнений.

Наряду с достоинствами радиочастотным меткам присущи и некоторые недостатки:

• относительно высокая стоимость;

• невозможность размещения под металлическими и электропроводными поверхностями и маркировки токопроводящих объектов;

• взаимные коллизии (в случае попадания в поле действия считывателя нескольких радиочастотных меток одновременно);

• подверженность помехам в виде электромагнитных полей;

• возможное влияние на здоровье человека.

Вмонтированные в PSA считыватели RFID-этикеток автоматически регистрируют товары в тележках у покупателей. Информация о покупках передается по беспроводной локальной сети на кассовый терминал. Здесь покупатели оплачивают покупки, не вынимая их из тележки. Для тех посетителей магазина, которые предпочитают обходиться без PSA, информация о покупках будет автоматически записываться на контрольно-кассовом аппарате, также оборудованном считывателями.

Еще одна возможность применения технологии RFID – это повышение эффективности управления цепочками поставок и складскими запасами. Паллеты и упаковки маркируются этикетками в распределительном центре, в дальнейшем информация об их перемещениях автоматически собирается и передается в БД системы управления ресурсами предприятия для анализа.

Располагая более точной информацией о том, что имеется на полках торговых залов, в складских помещениях и, что находится в пути, предприятия розничной торговли смогут минимизировать случаи отсутствия нужных товаров в магазинах (создав динамическую систему пополнения запасов). А это, в свою очередь, позволит им увеличить объемы продаж, более полно удовлетворять спрос, повышать качество услуг и ускорять оборачиваемость товарных запасов. У покупателей появится возможность вернуть товары (у которых сохранилась RFID-этикетка) без предъявления чека или заполнения гарантийного формуляра.

Структура информационной среды предприятий, использующих технологию RFID:

• EPC (электронные коды продуктов), аналогичные штриховым кодам UPC (Universal Product Code);

• системы идентификации EPC (EPC ID System), включающие RFID-этикетки, технологические устройства для их нанесения (принтеры, устройства записи), считыватели;

• ПО промежуточного слоя EPC (EPC middleware) обеспечивает первичную обработку данных, полученных от считывающих устройств. Это ПО отличается необходимостью обработки и фильтрации больших потоков данных;

• служба объектных имен (object name service, ONS) выполняет ту же функцию, что и служба доменных имен DNS в WWW, но в сфере RFID;

• автоматизированные системы управления ресурсами предприятия (например, ERP-системы), они практически не имеют никакой специфики, привязанной к RFID, и работают через ПО промежуточного слоя и службу объектных имен.

Пример. Современные системы на базе радиочастотных меток позволяют считывать одновременно несколько меток с большой скоростью. Например, I.CODE SLI компании Phillips Semiconductor позволяет обрабатывать до 30 RFID-этикеток в секунду с расстояния до 1,5 м.

RFID-системы позволяют считывать информацию с этикеток на коробках, уложенных штабелями; при этом не обязательно, чтобы этикетки находились в зоне прямой видимости. RFID-этикетки можно использовать для отслеживания перемещений багажа; их можно также вшивать в одежду и т.п.

Важно отметить, что использование RFID-этикеток должно осуществляться исключительно с целью отслеживания перемещения паллет и товаров до момента их продажи, а не покупателей и купленных ими товаров. Для успешного внедрения технологии радиочастотной идентификации покупатели должны быть уверены в соблюдении своих прав на неприкосновенность частной жизни.

Отметим другие технологии, которые представляются наиболее перспективными в торговле. Прежде всего, это беспроводные локальные сети стандарта 802.11. Системы 802.11b передают данные на скорости до 11 Мбит/с, что делает их удовлетворительной альтернативой кабельным сетям на складах и в супермаркетах, где трафик вполне допускает такую пропускную способность.

Стандарт 802.11b предполагает автоматическое снижение скорости передачи при ее низком качестве, а также поиск пунктов доступа в сеть по уровню сигнала и степени загруженности. Это делает стандарт очень удобным для использования в различных мобильных устройствах. Технология Bluetooth оптимальна для соединения большого числа периферийных устройств на расстоянии до 10 м с одним источником. Скорость передачи существенно ниже — 200-400 Кбит/с. Но и этого вполне достаточно для решения, например, складских задач.