מדבקת הזרקת דיו אט עמידה בפני מזג אוויר נייר RFID עקרון טכנולוגיית תווית חכמה וניתוח מעמיק של יתרונות

Dec 07, 2022

השאר הודעה

כלכלת השוק שלנו מתפתחת במהירות, מה שגורם לשוק מחזור הסחורות להיות פעיל מיום ליום. עם זאת, בגלל שהמערכת המשפטית שלנו עדיין לא מושלמת, השוק אינו סטנדרטי, גורמים בלתי חוקיים מקומיים וזרים לרווחים, עלובים, מזויפים ונכונים, יצרו שוק סחורות מזויפות ומזויפות מסוימות. חלק ממוצרי הייטק מושפעים גם ממוצרים מזויפים ונחותים בדרגות שונות. זה משבש את סדר כלכלת השוק החברתי בצורה רצינית ומעכב את ההתפתחות הבריאה של הכלכלה שלנו. נכון לעכשיו, מוצרים מזויפים ועלובים עדיין מתפשטים, וגם הכמות וההיקף מתרחבים. לכן, קיים צורך דחוף בפיתוח מהיר של טכנולוגיה נגד זיוף והיווצרות תעשיית נגד זיוף. זה הכרחי כדי לפתח את כלכלת השוק הסוציאליסטית, להרחיב את הפתיחה, לפתח סחר חוץ, להבטיח התפתחות מסודרת של הכלכלה הלאומית, ולטיהור השוק והגנה על האינטרסים של המפעלים והצרכנים. טכנולוגיית RFID, כטכנולוגיית זיהוי אוטומטי ורכישת נתונים מתקדמת, ממלאת תפקיד חשוב באבטחה, לוגיסטיקה, ניהול אבטחת הציבור והיבטים נוספים, וצפויה להפוך לחלוצה בעתיד בתחום האבטחה, הלוגיסטיקה, ניהול הביטחון הציבורי ועוד. שדות.

I. סקירה כללית

RFID (Radio Frequency Identification) היא טכנולוגיית זיהוי אוטומטי המשתמשת באינדוקציה אלקטרומגנטית, גלי רדיו או מיקרוגל לתקשורת דו-כיוונית ללא מגע כדי להשיג מטרות זיהוי ולהחלפת נתונים. "תקשורת באמצעות אנרגיה משתקפת" מאת הארי סטוקמן, שפורסם ב-1948 בכתב העת Proceedings of the Institute of Radio Engineers Power) הניח את הבסיס התיאורטי של טכנולוגיית RFID. סוג זה של טכנולוגיה הופיע מאז אמצע ה-1980, ועם הבגרות של טכנולוגיית מעגלים משולבים בקנה מידה גדול, גודלה של מערכת ה-RFID הצטמצם מאוד, ולכן היא נכנסה לשלב היישום המעשי. ניתן לסווג RFID כטכנולוגיית תקשורת אלחוטית לטווח קצר. בהשוואה לטכנולוגיות תקשורת אלחוטיות קצרות טווח אחרות כגון WLAN, Bluetooth, אינפרא אדום, ZIGBEE ו-UWB, ההבדל הגדול ביותר טמון במצב העבודה הפסיבי של RFID, כלומר, השימוש באנרגיה המשתקפת לתקשורת.

1. עקרון עבודה של מערכת RFID

מערכת ה-RFID מורכבת מהחלקים הבאים: (1) התג האלקטרוני, המורכב משבב ואנטנת תג, מתקשר עם הקורא באמצעות צימוד אינדוקטיבי או עקרון פיזור לאחור אלקטרומגנטי. (2) קורא הוא המכשיר שקורא/כותב מידע על התווית. בתור מסוף רכישת הנתונים, הקורא צריך גם להחליף נתונים עם תוכנת הביניים. (3) אנטנה היא מכשיר המספק התפשטות חלל של אותות בתדר רדיו עבור תוויות וקוראים. (4) תוכנת ביניים היא הקישור בין התקני RFID ליישומים ארגוניים, אך גם הליבה של מערכת יישומי RFID.

עקרון העבודה של מערכת ה-RFID הוא כדלקמן: המידע שיישלח על ידי הקורא מקודד ונטען על אות הנשא בתדר מסוים ונשלח החוצה דרך האנטנה. התג האלקטרוני הנכנס לאזור העבודה של הקורא מקבל את אות הדופק. המעגל בשבב בכרטיס מווסת, מפענח ומפענח את האות, ולאחר מכן שופט את בקשת הפקודה, הסיסמה והסמכות. אם הפקודה נקראת, מעגל לוגי הבקרה קורא את המידע הרלוונטי מהזיכרון, מצפין, מקודד ומווסת, ואז שולח אותו לקורא דרך האנטנה שבכרטיס. לאחר מכן, הקורא מפרק, מפענח ומפענח את האות המתקבל ושולח אותו למערכת המידע המרכזית לעיבוד נתונים. אם פקודת הכתיבה היא לשנות את המידע, משאבת המטען הפנימית הנגרמת על ידי לוגיקית הבקרה מגדילה את מתח העבודה, ומספקת למחוק את תוכן ה-EEP-ROM לצורך כתיבה מחדש. אם הסיסמה וההרשאה התואמות נמצאות לא עקביות, תוחזר הודעת שגיאה. (כפי שמוצג באיור 1)

2. יתרונות ה-RFID

תווית חכמה ידועה גם כתווית זיהוי תדר רדיו, זהו מוצר היי-טק בתחום התוויות, מילא כעת תפקיד חשוב באריזת המוצר, יחליף בהדרגה את תווית המוצר והברקוד המסורתיים. תווית חכמה היא מותג חדש בתחום התווית, יש לו תפקיד להתעלות על התווית המסורתית, הוא התגבשות של טכנולוגיה גבוהה כגון אלקטרוניקה ומחשב בהדפסת תוויות. תג RFID הוא סוג של תג חכם. טבלה 1 משווה תגי RFID עם טכנולוגיות זיהוי אוטומטיות אחרות עכשוויות או מוקדמות כגון כרטיסים מגנטיים, כרטיסי IC וברקודים מסורתיים.

כפי שניתן לראות מטבלה 1, לתגי RFID יש ביצועים מקיפים מצוינים, ויתרונותיו באים לידי ביטוי בעיקר ב:

① כל תג RFID מתאים למספר מזהה ייחודי בעולם. מספר הזיהוי נכתב בזיכרון במהלך ייצור תגי RFID. לאחר שנכתב, לא ניתן לשנות אותו ולא קל להעתיק אותו.

(2) תגי RFID וקוראי RFID מועברים באופן אלחוטי, שיכול לזהות מהירות גבוהה, נעים ואובייקטים מרובים. לכן, ניתן לקרוא את התגים מספר פעמים ללא שחיקה מכנית, וניתן לקרוא אותם במהירות על ידי הקורא בקבוצות.

תג RFID הוא שבב בקנה מידה גדול שתוכנן בטכנולוגיית מעגל משולב. שבבים כאלה קשים מבחינה טכנית ויקרים לתכנון וייצור, מה שיוצר מכשול בלתי עביר עבור זייפנים. במקביל, השילוב של טכנולוגיית RFID וטכנולוגיית קריפטוגרפיה גם מייקר את העלות של הזייפנים מההיבט של פענוח התוכנה.

(4) לקריאה של תגי RFID יש את המאפיינים הבולטים של ללא מגע, יכולת הסתגלות חזקה לסביבה, ניתן לקרוא מספר תוויות בו זמנית, ומהירות הקריאה מהירה. לכן, טכנולוגיית RFID נגד זיוף יכולה להיות מיושמת לא רק על טבק מפורסם, יין מפורסם ומוצרי צריכה יקרים אחרים, אלא גם יכולה להיות מיושמת על תעשייה, חקלאות, מוצרים הקשורים לתחבורה.

⑤ יתרון טבעי של RFID נגד זיוף הוא השילוב של לוגיסטיקה נגד זיוף. על ידי מעקב אחר שרשרת אספקת המוצר, בשילוב עם ניהול מסד נתונים מבוזר, ניתן לאתר את המוצר למקור.

3. מצב פיתוח נוכחי של טכנולוגיית RFID בבית ומחוץ

טכנולוגיית RFID התפתחה מוקדם יותר ומהירה יותר במדינות זרות. במיוחד בארצות הברית, בריטניה, גרמניה, שוודיה, שוויץ, יפן, דרום אפריקה הן כעת מערכת RFID בוגרת ומתקדמת יותר. על פי הסיווג השונה של תדר ההפעלה, ניתן לחלק את תגי RFID לתדר נמוך (LF), תדר גבוה (HF), תדר גבוה במיוחד (UHF) ותדר גבוה במיוחד (SHF) ועוד סוגים שונים. ביניהם, מערכת ה-RFID בתדרים קצרים מרוכזת בעיקר במערכת 125KHz, 13.56MHz; מערכת RFID מרחוק בתדר גבוה מרוכזת בעיקר בפס UHF (902MHz -- 928MHz)915MHz, 2.45GHz, 5.8GHz. מערכת ה-RFID ארוכת הטווח של רצועת UHF פותחה היטב בצפון אמריקה. באירופה נעשה שימוש נרחב במערכות 2.45GHz פעילות. מערכת 5.8GHz קיימות מערכות RFID אקטיביות בוגרות יחסית ביפן ובאירופה.

גם בטכנולוגיית RFID המחקר מתפתח במהירות, גידול השוק החל להניב פרי. דוגמה טיפוסית היא שבבניית מערכת זיהוי אוטומטית של מספר רכבת בסין, הושקה מערכת זיהוי אוטומטית למרחקים ארוכים עם זכויות קניין רוחני עצמאיות. לאחר שנים רבות של מבחן תפעול בשטח, פרויקט מערכת הזיהוי האוטומטית של הרכבת הוכנס לבנייה מלאה בשנת 1999. לאחר כשנתיים של בנייה והפעלת ניסיון, פרויקט מערכת הזיהוי האוטומטית של מספרי הרכבת שיחק פונקציה עיצובית שיטתית, חלומם של אנשי הרכבת , והקרינה והחדירה שלו ליישומים אחרים של התפקיד הופכת ברורה יותר ויותר. ביישום RFID למרחקים קרובים, ערים רבות הבינו את כרטיס ה-RF של האוטובוס ככרטיס אלקטרוני בתשלום מראש, כרטיס ארוחה אלקטרוני בתשלום מראש ויישומים אחרים. במונחים של מחקר ופיתוח טכנולוגיות RFID, סין פיתחה את היכולת הטכנית ואת יכולת האינטגרציה של המערכת לפתח באופן עצמאי תגים וקוראים אלקטרוניים של RFID בתדר נמוך, תדר גבוה ומיקרוגל. הפער בין RFID לטכנולוגיה מתקדמת זרה בא לידי ביטוי בעיקר בטכנולוגיית שבבי ה-RFID. למרות זאת, בעיצוב ופיתוח שבבי התווית, לשוק המקומי יש מספר מוצלח של שוק שבבי מערכות RFID בתדר נמוך.

שניים, היישום של טכנולוגיית RFID

בגלל היתרונות הייחודיים שלה, תגיות RFID חכמות נמצאות בשימוש נרחב בהיבטים נגד זיוף, לוגיסטיקה, ניהול ציבורי והיבטים אחרים.

1. יישום טכנולוגיית RFID במניעת זיוף

① תעודת אבטחה. כיום ניתן להטמיע תגי RFID בכיסוי הדרכון הסטנדרטי או בתעודה בהיבטים של אבטחת דרכונים וארנק אלקטרוני, והשבב שלו מספק פונקציות אבטחה ותומך בהצפנת חומרה, בהתאם לתקן הבינלאומי של ISO14443. הפנים בתחום זה יצרו קנה מידה ניכר של יישום, הקידום והיישום של תעודת זהות מהדור השני הוא נציג טיפוסי של היבט זה.

② נגד זיוף כרטיסים. אזורים מסוימים זקוקים בדחיפות לטכנולוגיית RFID, למשל, בתחנת הרכבת, ברכבת התחתית ובאטרקציות תיירותיות ובמקומות אחרים עם מספר רב של אנשים, כרטיסים אלקטרוניים RFID במקום כרטיסים ידניים מסורתיים לשיפור היעילות, או בתחרויות והופעות וכמות כרטיסים אחרת הוא אירועים גדולים יחסית, עם טכנולוגיית RFID למניעת זיוף כרטיסים. זה לא רק שכבר לא מצריך זיהוי ידני, כדי להשיג מעבר מהיר של כוח אדם, אלא גם לזהות את מספר הכרטיסים המשמשים למניעת גניבת כרטיסים ומסירים לשימוש שוב, כדי להשיג "מספר של מניעת זיוף".

2. יישום טכנולוגיית RFID במעקב אחר בטיחות רכבת

משא הרכבת המסורתי אינו יכול עוד לענות על צורכי פיתוח הלוגיסטיקה המודרנית, ויש לפתחו כדי לספק תחבורה, אחסון, אריזה, הפצה, תפוצה, עיבוד, עיבוד מידע ושירותים נוספים.

מערכת המידע לניהול תחבורה רכבת (TMIS) לא רק מכסה את כל המחלקות העסקיות המוסמכות בלשכת הרכבת של משרד הרכבות, אלא גם מכסה את כל התחנות הבסיסיות של כל הכביש, ומשולבת דרך רשת המחשבים של הרכבת. זוהי "מערכת ניהול התחבורה ברכבת המורכבת והגדולה בעולם", שיכולה לעקוב ולנהל רכבות משא, קטרים, רכבות ומכולות. התחנות המרכזיות של כל הכביש ניתנות לניהול באמצעות מחשב; למשרד הרכבת, תזמון הובלה של לשכת הרכבת ותכניות תחבורה יומיות להכנה וניהול ממוחשבים; מכסה את כל התהליך של תחבורה וייצור רכבת, זוהי מערכת הליבה של אינפורמטיזציה של רכבות. הוא מורכב מתתי מערכות מרובות, בעיקר כולל: ניתוח סטטיסטי תחבורה, ניהול שיגור תחבורה, ניהול תחנות מקיף, ניהול מידע מדויק של דוחות, ניהול מידע על כרטיסי מטען, מכירת מטענים ותכנון טכנולוגיה, ניהול מעקב משאיות גדולות, מערכת זיהוי אוטומטית של רכב מספר, מערכת מעקב אחר בטיחות סמים, ניהול מעקב מכולות, הסדר דמי שימוש במשאיות.

הזיהוי האוטומטי של מספר רכבת (ATIS) הוא חלק חשוב ב-TMIS, וגם היישום המוצלח ביותר של RFID בסין. ATIS יכולה לזהות במדויק מידע על רכבות ורכבים פועלים על ידי התקנת תוויות אלקטרוניות על כל הקטרים והמשאיות והצבת ציוד זיהוי קרקע בכל תחנות המקטעים, תחנות הסדר, תחנות משא גדולות ותחנות גבול, ובכך להקים מערכת דיווח ורכישה אוטומטית של מספר הרכבות. , מספר קטר ומשאית, זיהוי, תכונה ומידע על מיקום. הוא יכול לאסוף בזמן ומדויק מספר רכבת, מספר רכבת ומידע הגעה ויציאה, להאיץ את ניהול המעקב אחר משאיות, קטרים, רכבות ומכולות, לענות על הצרכים של TMIS ומערכות ניהול אחרות לרכבות, לרכב ולמידע בסיסי אחר, ולבסוף. לממש את המודרניזציה של ניהול תפעול תחבורה, רשתות ושיתוף משאבים. ATIS כמקור המידע של TMIS, השימוש בו ממלא תפקיד חשוב ביותר בשיפור קצב הניצול של קטר רכבת, רכב, קצב ניצול, שיפור יעילות התחבורה ברכבת ורמת המודרניזציה של ניהול התחבורה.

3. יישום טכנולוגיית RFID בביטחון הציבור

להולדת טכנולוגיית ה-RFID יש משמעות רבה בתחומי המזון והרפואה הקשורים לבריאות האנשים ולבטיחות החיים. כיום, היישום של טכנולוגיית RFID בתעשיית התרופות מתבטא בעיקר ב: אמצעים נגד זיוף של תרופות; למנוע טעויות תרופתיות ושימוש לא הגיוני בסמים; זיהוי ומעקב של המטופל; ריקול של סמים פגומים; מעקב אחר מסמכים, מבחנות, בקבוקונים או דגימות; מעקב אחר מכשור רפואי וציוד רפואי.

תוויות חכמות RFID יכולות לעזור ליצרנים ולצרכנים להבין בזמן את המלאי, התפוצה, האיכות ותנאים אחרים, עבור יצרנים לפקח על המצב והמיקום של המוצרים שלהם בשרשרת האספקה משחק תפקיד גדול. לדוגמה, אריזות מזון ותרופות רבות חייבות להיות מאוחסנות ולהוביל בטמפרטורות ספציפיות ובסביבות עם זיהום נמוך. תוויות כלליות אינן יכולות להבין ולנטר את הטמפרטורה והמאפיינים של מוצרים המאוחסנים, אך תוויות חכמות יכולות לנטר בזמן את הטמפרטורה של מוצרים מתכלים הרגישים לדרישות הטמפרטורה בתהליך האחסון וההובלה של המוצר. הוא מסתמך על שבבים מיוחדים, אנטנות, חיישנים וכו', כדי למדוד את הטמפרטורה בתהליך האחסון וההובלה, מה שמזהיר את היצרנים למנוע את השפעת שינויי הטמפרטורה על מוצרים. בדוק את נתוני מלאי המוצרים כדי לקבוע את סטטוס מכירת המוצר. בנוסף, התווית החכמה RFID משפרת את אפקט האנטי-זיוף של התווית המסורתית, במיוחד באריזת התרופות, הפונקציה נגד הזיוף שלה עלתה בהרבה על הברקוד המסורתי. זה מבטיח למעשה את ביטחון הציבור.

שלוש, הבעיות הנוכחיות העומדות בפני טכנולוגיית RFID

1. הטכנולוגיה לא בשלה

RFID היא תעשייה מבטיחה, אך הקידום שלה מצריך כל שלב של המשרד והבוגר הבא: ניסוח סטנדרטי, טכנולוגיית עיצוב וייצור שבבים, טכנולוגיית עיצוב וייצור אנטנות, טכנולוגיית אריזת שבבים, טכנולוגיית פיתוח וייצור של ציוד קריאה וכתיבה, שילוב מערכות פלטפורמת תוכנה לניהול נתונים, פיתוח מערכות יישומים, טכנולוגיית ייצור וייצור. פס ה-UHF המבטיח ביותר אינו זמין עבור מכשירים רבים בשוק, ואותות RFID נחסמים בקלות על ידי אובייקטים, מה שמציב אתגרים טכניים.

2. עלויות גבוהות

זהו החיסרון הקטלני ביותר של RFID כיום. עלות הייצור של תווית RFID בלבד ביפן (עלות ההדפסה מהווה את החלק העיקרי) מגיעה ליותר מעשרה יואן, בעוד שעלות היחידה של תווית ברקוד היא רק 0.l יואן. הביקוש העולמי כיום לתגי RFID עומד על כ-10 מיליון בשנה, והמחיר יירד ל-2 אגורות רק לאחר שהביקוש יעלה על 5 מיליארד. מערכת RFID עולה בדרך כלל כ-2.5 מיליון דולר בארה"ב, כולל הטמעת תוכנית, והרבה יותר עבור מערכות גדולות יותר, אומר כריסטופר שרזל, נשיא Tag-istics, שותף ה-RFID של Wal-Mart. China Railway Express בחנה ללא הרף את ההשפעה של מערכת RFID בשנים האחרונות, וערכה פיילוט קטן. לבסוף, נמצא כי ההשקעה גדולה מדי, וכמפעל, הוא לא יכול היה לשאת את החלק הזה של ההשקעה לבד.

3. סטנדרטים לא עקביים

כיום, ישנם בעיקר שלושה תקנים: תקן בינלאומי, תקן EPC אירופאי ואמריקאי, וזיהוי יפני בכל מקום. ביניהם, Auto-ID Center, ארגון ללא מטרות רווח שיזם MIT, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, ישחק תפקיד ברור יותר בהסדרת היישום של RFID. בהתבסס על מחקר התיאוריה, הטכנולוגיה והיישום של RFID, Auto-IDCenter תרם את התרומות הבאות:

① הצג את הרעיון של EPC (קוד מוצר אלקטרוני) ותכנון הפורמט שלו. זה מניח בסיס להפחתת עיצוב הפונקציות של שבב תג אלקטרוני, הפחתת העלות של תג אלקטרוני והרחבת תחום היישום של RFID.

(2) הציגו את הרעיון והמסגרת של אינטרנט פיזי, כדי לבנות גשר עבור EPC לאינטרנט.

3. סטנדרטים לא עקביים

(2) הציגו את הרעיון והמסגרת של אינטרנט פיזי, כדי לבנות גשר עבור EPC לאינטרנט.

(3) הוקמה פלטפורמת מחקר טכנולוגית ציבורית בינלאומית פתוחה ליישום טכנולוגיית זיהוי אוטומטי כדי לקדם את הסטנדרטיזציה של תגי RFID וקוראים בעלות נמוכה.

עם זאת, בשל היעדר תקן טכני משותף ל-RFID, הטכנולוגיה הנוכחית אינה יכולה להבטיח שכל התגים והקוראים תואמים. לכן, במחסן שרוצה להשתמש ב-RFID, ייתכן שיהיה צורך ביותר מקורא אחד כדי לעבד תגים שונים מספקי חומרה שונים.

4. בעיות אבטחה

מכיוון ש-RFID בסופו של דבר מחובר לאינטרנט, הדבר כרוך באותן בעיות אבטחה וסודיות כמו כרטיסי אשראי.

5. בעיות פרטיות

ניתן לעקוב אחר RFID על ידי תגים. לאחר שאדם קונה בקבוק יין, הוא יכול לדעת את מקום הימצאו והרגלי החיים של הבעלים על ידי מעקב אחר התוויות על הבקבוק.

ארבע, הנחת יישום טכנולוגיית RFID

מכיוון שלטכנולוגיית RFID יש את הפונקציה של ניטור ומעקב בזמן אמת, היא יכולה לתת משחק מלא ליתרונות שלה בניהול מוצרים מסוכנים. לדוגמה, בהיבט של אקדחים בשליטה לאומית, ניתן להשתמש בטכנולוגיית RFID לניהול כדי למנוע מפושעים לסכן את ביטחון הציבור. בתהליך ייצור האקדח ניתן להוסיף לכל אקדח תגי RFID, שווה ערך למתן תעודת זהות לכל אקדח, כך שניתן יהיה לנטר ולעקוב אחריו. כמו כן ניתן להכניס את תג ה-RFID לאריזה של סחורות רעילות, ככל האפשר כדי להימנע ממגע של אנשים איתו, דרך המחשב כדי להבין את מצבו, כדי להפחית את הנזק של מוצרים רעילים לגוף האדם. טכנולוגיית RFID היא גם בחירה טובה בניהול ספרייה.

טכנולוגיית RFID כטכנולוגיית היי-טק אינטליגנטית עם יתרונותיה הייחודיים בהגנה על זיוף, לוגיסטיקה, ניהול אבטחת הציבור משחקת תפקיד חשוב. נכון להיום, בשל העלות והמחיר הגבוהים, הוא לא מיושם באופן נרחב, אך עם שיפור הטכנולוגיה, העלות והמחירים יורדים, פוטנציאל הפיתוח שלו עצום, הסיכוי אטרקטיבי מאוד.