Система радиочастотной идентификации RFID все больше завоевывает различные сферы экономики, в которых требуются контроль и мониторинг прохождения товаров, грузов, транспортных и денежных средств. Не последнее место на этом рынке принадлежит маркировке, для которой RFID-чипы стали превосходной альтернативой уже привычному штрих-коду. Что стоит за инновационной технологией, и какие перспективы она имеет в России?

RFID: история и современность

Изобретение устройства, предшествовавшего современным RFID, приписывают советскому исследователю Льву Термену (настоящая фамилия – Theremin). В 1946 г. конструктор создал пассивный передатчик («жучок»), способный накладывать аудиоинформацию на случайные радиоволны. На Западе первый патент на «пассивный радиопередатчик с памятью» был выдан инженеру Марио Кардулло в США.

Практическое применение этих передатчиков началось в сфере транспорта в 1971 г., однако, еще за два года до этого были выдвинуты предложения использовать RFID-чипы в банковском деле (кредитные карты и т. д.), в сфере безопасности (персональная идентификация, автоматические ворота) и проч. Вскоре началось использование этих систем в торговле для предотвращения краж, а на рубеже 1970-80 гг. они стали широко внедряться в животноводстве и на терминалах безналичной оплаты на автостоянках и платных дорогах (США, Норвегия и т.д.). Сегодня RFID-метки встроены в паспорта во многих странах: Нидерланды, Норвегия, Ирландия, Польша, Великобритания, Германия, Португалия, США, Япония, Пакистан, Малайзия и др. Также эти чипы используются в российских паспортах нового образца с биометрическими данными.

Активным пионером в применении RFID-технологии в ритейле стала сеть Wal-Mart, являющаяся крупнейшим мировым оператором супермаркетов. Введение системы в 2004 г. позволило снизить уровень дефицита товаров на прилавках на 30% и сократить процедуры инвентаризации на складах. По информации Wal-Mart, из-за сокращения логистических издержек в пользу потребителей экономится 22,8 млн долл. ежегодно. Пользуясь опытом Wal-Mart, и другие крупные розничные сети начали внедрять в своих магазинах RFID-маркировку. Так, британская сеть супермаркетов Marks & Spencer обязала около сотни своих поставщиков продуктов питания маркировать паллеты с помощью радио-чипов.

В 2008 г. рынок RFID-систем достигнет 4,93 млрд долл., предполагают эксперты агентства IDTechEx. Таким образом, по итогам года число чипов, помещенных на коробках, контейнерах и паллетах, составит около 325 млн шт. Согласно прогнозам IDTechEx, благодаря росту популярности RFID, объем мирового рынка к 2018 г. увеличится по сравнению с нынешним уровнем более чем в пять раз. При этом стоимостные показатели мало отражают действительную тенденцию распространения технологии RFID, что связано с постоянным удешевлением меток и сопутствующего оборудования.

Технология радиочастотной идентификации и оборудование для ее применения

В основе метода радиочастотного распознавания лежит явление электромагнитного резонанса: сигнал от антенны вызывает в замкнутом контуре проводника индуцированный электрический ток, который модулирует ответный сигнал на считывающее устройство.

Система радиочастотной идентификации, как правило, состоит из так называемых чипов или RFID-меток, устройств для их нанесения и записи информации, идентификаторов, считывающих данные, и соответствующего программного обеспечения.

Пассивные RFID-чипы не имеют источника энергии, но принцип их работы основан на использовании электрического тока, индуцированного в антенне электромагнитным сигналом от считывающего устройства. Чип воспринимает сигнал и индуцирует модулированную волну, которую и воспринимает считывающее устройство. RFID-метка состоит из микросхемы (на основе кремния или полупроводников) и собственной антенны, которая превышает размеры микросхемы на два порядка. Правда, эта антенна может занимать совсем немного места: она размещается, как правило, в свернутом виде в форме небольшой карточки, толщиной в доли миллиметра. Объем памяти пассивных RFID-чипов обычно составляет до 1 кБ, они могут быть предназначены как для однократной записи, так для перезаписи и многократного использования. Этикеточные RFID-метки имеют размеры от 2,5 см². В настоящее время технология их производства напоминает обычную печать, что позволяет значительно снижать себестоимость некогда весьма затратной технологии. Дистанция считывания меток варьирует от 10 см до нескольких метров, что определяется подаваемой частотой тока и размерами антенны. Так, оборудование, работающее на сверхвысоких и ультравысоких частотах, позволяет распознавать чипы на удалении до 10 м и более.

RFID-чипы могут также быть активными, то есть генерировать радиоволну с помощью собственного источника питания, что позволяет использовать их не только на открытых пространствах, но и, например, в воде, в металлических контейнерах, автомобилях, передавать сигнал на сотни метров. Активные RFID-чипы более надежны, позволяют измерять влажность, освещенность, температуру и т. д., хранят информацию, но при этом – во много раз дороже пассивных меток. Полупассивные RFID-метки также имеют встроенную батарею, но используют электричество только для обеспечения работы микросхемы. Посылать собственные сигналы эти чипы не могут.

Большинство представленных на рынке RFID-чипов рассчитаны на работу в интервале температур от -25º C до 70º C. Однако для специализированных применений рабочая температура может быть иной – например, с режимом до 250º C.

Считывающие устройства бывают нескольких типов, что определяется спецификой назначения: портальный, настольный и переносной. Стационарные устройства обычно устанавливаются на контрольных пунктах или крепятся на пути следования изделий. Портальные считывающие устройства обладают большей мощностью, более широкой дистанцией действия, способны одновременно получать и обрабатывать информацию от многих чипов. Эти порталы служат для определения предметов с меткой в своем рабочем пространстве (например, на выходе из торгового зала), или для отслеживания поэтапного перемещения товаров в логистических терминалах. Настольные устройства меньше по объему и радиусу действия. Примером может служить терминал у кассового аппарата торговой точки, к которому оператор подносит проданный товар. Стационарные терминалы часто бывают связаны с логистическими контроллерами и обслуживаются специальными компьютерными программами.

Переносные считывающие устройства компактны и не обладают большой дальностью действия. Данные с прочитанных чипов записываются во внутреннюю память, однако, при последующем подключении к компьютеру, эту информацию можно загружать в него.

Преимущества систем радиочастотной идентификации (RFID)

RFID-системы выступают альтернативой широко распространенной технологии оптически распознаваемых штрих-кодов. Преимущества RFID-чипов можно резюмировать следующим образом:

1) Высокая надежность. RFID-метки устойчивы к действию окружающей среды. При надлежащем обращении и размещении на упаковке они имеют неограниченные сроки использования.

2) Свободное расположение. В отличие от штрих-кода, который всегда должен быть виден, RFID-метку можно помещать даже внутрь упаковки, ориентация в пространстве не играет роли. При этом, независимо от расположения, информация с чипа будет считана в полном объеме.

3) Удобство в обращении. Для получения данных чипа достаточно, чтобы он лишь ненадолго попал в зону действия считывающего устройства. Одновременно терминал позволяет считывать информацию с большого числа RFID-чипов, что ускоряет процессы обработки товара. Зона действия считывающих устройств радиочастотной идентификации гораздо больше, чем у оптических систем, позволяющих распознавать штрих-код лишь на небольшом расстоянии.

4) Большой объем памяти. Память RFID-чипов позволяет накапливать на несколько порядков больше информации, чем та, что может быть зафиксирована с помощью штрих-кода.

Кроме отмеченных здесь преимуществ, относящихся к большинству применяемым RFID-системам, у специализированных чипов имеются и более широкие возможности: перезапись данных, мониторинг и передача дополнительной информации (режим температуры и влажности, вибрации и т. д.) контроль с помощью спутниковой связи и проч.

Хотя устройства радиочастотной идентификации (RFID) в некотором смысле являются альтернативной штрих-кодов, встречаются и варианты взаимного дополнения обоих методов маркировки. Так, с помощью штрих-кода можно фиксировать неизменные данные (дата изготовления, состав продукта и т д.), в то время как изменяемые данные (даты отгрузки, покупки и проч.) удобно помещать на RFID-чипах. Правда, дублирование связано с излишними расходами средств, времени и пространства: ведь, радио-чипы могут полностью заменить штрих-код.

RFID-системы в торговых сетях

Сегодня RFID-чипы получили широкое распространение в розничных сетях, а такие из них как Wal-Mart, Target, Tesco имеют собственные стандарты. Метки для розничной торговли отличаются небольшим размером, они могут встраиваться в наклейку и прикрепляться не только с внешней стороны упаковки или самого изделия. Например, при продаже книг такой стикер можно поместить под обложку или между любыми страницами издания: это не помешает идентифицирующему устройству обнаруживать метку и считывать всю необходимую информацию. Компания Hitachi разработала микрочипы на базе кремния с габаритами в сотые доли миллиметра, что позволяет встраивать RFID-устройство в обычный лист бумаги.

Современные RFID-чипы, используемые в крупных розничных сетях, существенно не влияют на стоимость упаковки и продукта. Так, на примере Wal-Mart, Tesco и Metro речь идет всего о нескольких центах за штуку. Российские торговые учреждения пока не могут похвастаться широким использованием RFID-меток. Если они и применяются, то, в основном, только для предотвращения краж. Cредняя стоимость противокражной системы на российском рынке составляет порядка 60 тыс. руб., в то время как внедрение комплексной системы управления логистическими процессами на основе RFID обойдется в 250 тыс. руб.

Расширение применения систем радиочастотной идентификации в российских розничных сетях до недавнего времени ограничивалось стоимостью меток. В результате внедрение инновационной технологии могли позволить себе только очень крупные ритейлеры, такие как Рамстор, SPAR и т.д. В то же время всем известен пример "Библио-Глобуса", который освоил противокражную систему RFID одним из первых в секторе книготорговли. Сегодня цена метки, предлагаемой российским ритейлерам, составляет $ 0,12-0,15. Таким образом, RFID-систему могут позволить себе не только крупные сети. В связи с этим число новых внедрений увеличивается на 30-40% в год.

www.newchemistry.ru