Устройства радиочастотной идентификации в библиотечных технологиях

Тимошенко Игорь

Принято считать, что начало развития технологии РЧИ в современном её понимании было положено учеными из Массачусетского технологического института (США), которые в конце 90-х гг. занялись разработкой стандартов, необходимых для широкого применения РЧИ на практике. Применение стандартных подходов позволяло снизить стоимость микросхем для меток за счет их массового производства. Это делало технологию РЧИ доступной во многих областях. Финансовую поддержку этого проекта оказывала организация «Uniform Code Council, Inc.» (Некоммерческая организация США по стандартам идентификации продукции и средств электронных коммуникаций. В 2005 г. вошла в GS1). В 1999 г. в рамках проекта был открыт специализированный

научный центр «Auto-ID Center» в Кембриджском исследовательском центре Массачусетского технологического института, затем появились аналогичные центры при университетах Англии, Китая, Кореи, Японии, Швейцарии, Австралии. В 2003 г. «Auto-ID Center» был преобразован в научное объединение «Auto-ID Labs», которое, совместно с созданной организацией «EPC Global», продолжило развитие и стандартизацию технологии РЧИ в системе стандартов EPC (Electronic Product Code). В настоящее время развитием стандартов EPCGlobal занимается международная некоммерческая организация GS1, образованная в 2005 г. на базе международной ассоциации EAN, в которую вошла «EPC Global».

В настоящее время стандарты EPC широко используются для производства СВЧ оборудования РЧИ, широко применяемого в области складской и транспортной логистики.

Еще одно направление в области стандартизации средств РЧИ связано с такими организациями как Международная организация по стандартизации (ИСО) и Международная электротехническая комиссия (МЭК). В 1987 г. ими был образован Совместный технический комитет ИСО/МЭК ОТК1 «Информационные Технологии», в рамках которого в 1996 г. был создан Подкомитет ПК31 «Автоматическая идентификация и технология сбора данных», в котором были разработаны первые стандарты, упорядочивающие технические характеристики различных устройств РЧИ и методы их применения.

Первый международный стандарт, описывающий параметры радиоканала и протокол обмена данными между считывателем и пассивной меткой РЧИ был принят Совместным техническим комитетом СТК1 ИСО/МЭК в 2000 г. Стандарт ИСО/МЭК 15693 [4] определяет условия использования и технические характеристики для идентификационных карт РЧИ удаленного действия, работающих на частоте 13,56 МГц. Карты этого типа имеют сравнительно большую дальность считывания, до 1 м. Действие стандарта также распространяется на радиочастотные метки на бумажной основе для маркировки учетных единиц и их автоматизированной идентификации.

Следующим международным стандартом, разработанным СТК1 стал ИСО/МЭК 14443 [5], который определил технические характеристики для карт РЧИ ближнего радиуса действия, с малой дальностью чтения и большими скоростями обмена данными. Стандарт определяет работу семейства карт, разработанных компанией «NXP Semiconductors» под торговой маркой «Mifare». В семейство входят карты ряда типов, отличительной особенностью которых является наличие сравнительно большого объема встроенной памяти, защищенной средствами криптозащиты. Карты этих типов находят применение преимущественно в системах бесконтактной оплаты.

В дальнейшем основные положения стандартов ИСО/МЭК 15693 и ИСО/МЭК 14443 вошли в стандарт ИСО/МЭК 18000, который появился позднее. В настоящее время эти стандарты являются действующими и являются базовыми для стандартов прикладного уровня в области РЧИ.

§ 2.2. Общая нормативная база РЧИ

2.2.1. Система стандартов ИСО/МЭК 18000

Стандарты ИСО/МЭК 18000, под общим названием «Информационные технологии. Радиочастотная идентификация для управления предметами», сегодня являются базовыми для всех видов устройств РЧИ. Первая версия стандартов

была принята в 2004 г. Стандарты получили широкую, хотя и не всеобщую поддержку со стороны производителей оборудования РЧИ. Сегодня эти стандарты представлены 6 частями [6], определяющими работу РЧИ устройств в различных установленных частотных диапазонах. В настоящее время стандарт состоит из 6 частей с номерами от 1 до 7, с пропуском 5 части.

Первая часть стандарта является общей для всех остальных и определяет положения, применяемые во всех стандартах группы.

Вторая часть стандарта определяет работу систем РЧИ с пассивными метками, работающих в НЧ диапазоне 135 кГц. Метки этого диапазона имеют очень малое расстояние считывания, обычно не превышающее один сантиметр, и преимущественно используются в виде карт в системах контроля и управления доступом (СКУД) для оборудования автоматизированных шлагбаумов, турникетов и т. д. В настоящее время карты этого диапазона выходят из употребления и замещаются картами, определяемыми третьей частью стандарта.

Третья часть стандарта определяет работу систем РЧИ с пассивными метками, работающих в ВЧ диапазоне 13,56 МГц. Дальность считывания меток этого диапазона лежит в пределах 1 м, они предназначены для работы в системах логистики, на транспорте и в системах бесконтактной оплаты. В стандарте определены три типа систем независимых и несовместимых друг с другом:

– Тип Mode 1 соответствуют меткам стандартов ИСО/МЭК 15693 и ИСО/МЭК 14443. Метки этого типа сегодня являются самыми востребованными в ВЧ диапазоне и широко используются в системах РЧИ, в том числе и в библиотечных системах автоматизации.

– Тип Mode 2 на сегодняшний день не нашел применения у производителей оборудования РЧИ.

– Тип Mode 3 соответствует стандарту организации GS1 для меток типа «EPC Class 1 HF». В настоящее время разработка систем РЧИ на базе меток типа Mode 3 является перспективным направлением, но пока слабо поддержанным разработчиками оборудования и систем РЧИ.

Четвертая часть стандарта определяет работу систем РЧИ с пассивными метками, работающих в МВЧ диапазоне 2,45 ГГц. Дальность считывания меток этого диапазона может достигать 150 м. Метки этого типа обычно применяются в системах локальной навигации и локального позиционирования.

Шестая часть стандарта определяет работу систем РЧИ с пассивными метками, работающих в СВЧ диапазоне 860–960 МГц. Дальность считывания меток этого диапазона находится в пределах десяти метров, они предназначены для работы в системах логистики, на транспорте. В шестой части стандарта выделено пять разделов, объединенных общим названием: «Параметры радиоинтерфейса для диапазона частот 860–960 МГц». Первый раздел определяет общие требования к СВЧ системам РЧИ. Последующие четыре раздела определяют четыре независимых типа систем: A, B, C и D. Метки типа C соответствуют стандарту организации «GS1» для меток «EPC Class 1 Generation 2» (EPC Cl1g2). В настоящее время это самый распространенный в мире тип меток, применяемых в системах автоматизации на базе РЧИ в области складской и транспортной логистики.

Седьмая часть стандарта определяет работу систем РЧИ с активными метками, работающих в СВЧ диапазоне 433 МГц. Дальность считывания меток этого диапазона достигает 100 м, они применяются в системах логистики для маркировки контейнеров и возвратной тары.

2.2.2. Система стандартов ИСО/МЭК 14443

Стандарты ИСО/МЭК 14443 под общим названием «Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах бесконтактные. Карты близкого действия» состоит из 4 частей, определяющих основные характеристики карт этого типа.