ТЕХНОЛОГИЯ RFID И БУДУЩЕЕ ПРОИЗВОДСТВО РАДИОЧАСТОТНОЙ ЭТИКЕТКИ

Вековцева Т.А.¹, Шанина Т.В.²

¹Кандидат искусствоведения, доцент, ²студент-бакалавр, Южно-Уральский государственный университет

ТЕХНОЛОГИЯ RFID И БУДУЩЕЕ ПРОИЗВОДСТВО РАДИОЧАСТОТНОЙ ЭТИКЕТКИ

Аннотация

В данной статье рассмотрена система радиочастотной идентификации, ее основные функции, а так же проведено сравнение технологии радиочастотной идентификации с технологией штрихового кодирования. Были выявлены наиболее значимые факторы, препятствующие внедрению и активному использованию RFID-этикеток, и приведены возможности сокращения расходов предприятий благодаря их введению. Определены и проанализированы современные способы производства RFID-этикеток и тенденции их развития, а так же отрасли хозяйства, для которых оно представляет наибольший интерес.

Ключевые слова: радиочастотная идентификация, этикетка, печать, транспондер, радиометка.

Vekovtseva Т.А.¹, Shanina Т.V.²

¹PhD in Arts, associate professor, ²student-bachelor, South Ural state University

RFID TECHNOLOGY AND THE FUTURE PRODUCTION OF RFID LABELS

Abstract

This article considers the RFID system with its main functions, and compares it with the technology of bar coding. The authors identify significant factors that prevent implementation of RFID labels and discuss their consideration in costs reduction. The authors also describe current methods and trends of RFID design, and define industries that might be interested in their use.

Keywords: radio frequency identification, label, printing, transponder, RFID tag.

RFID (Radio Frequency Identification) – это способ радиочастотной идентификации. Эта технология обеспечивает возможность автоматического бесконтактного и однозначного определения объектов посредством радиосредств. Любая RFID-система состоит из считывающего устройства и транспондера.

Они широко используются в различных областях человеческой деятельности. Одним из основных способов их применения стали самоклеящиеся этикетки. Их используют в библиотеках, архивах, складских и логистических предприятиях, ювелирном деле, медицине и торговле для учета, автоматизации, идентификации и защиты [1].

Эта технология пришла на замену штриховому кодированию и соответственно имеет ряд технических преимуществ по сравнению с ним (Таблица 1). Несмотря на это она имеет несколько значимых факторов, которые препятствуют ее внедрению и активному повсеместному использованию. Ими являются:

– высокая цена RFID-меток, которая примерно в 10-20 раз повышает себестоимость этикетки;

– малая развитость IT-инфраструктуры;

– высокая стоимость оборудования;

– слабо развитая стандартизация;

– сложность с идентификацией разных объектов;

– неблагоприятные условия окружающей среды [2].

Таблица 1 – Сравнительная характеристика RFID и штрих-кода

Характеристики	RFID	Штрих-код
Необходимость в прямой видимости	нет	да
Объем памяти, байт	от 10 до 512 000	до 100
Возможность перезаписи	да	нет
Одновременная идентификация нескольких объектов	до 150 меток в секунду	нет
Устойчивость к внешним воздействиям	повышенная сопротивляемость	зависит от материала и метода нанесения
Срок жизни метки	более 10 лет
Дальность чтения, м	до 100	до 0,5
Защита от подделки	подделка невозможна	подделывается легко
Идентификация движущихся объектов	да	затруднена
Подверженность электромагнитным помехам	да	нет
Размеры	средние и малые
Защита от несанкционированного чтения	да	нет
Стоимость	средняя и высокая	низкая

 

RFID-этикетки были разработаны для выполнения трех основных функций:

1. Логистическая: позволяет отслеживать путь товара от производителя к потребителю для оптимизации размеров складских запасов, оперативности пополнения запасов товара в торговом зале, а так же повышения эффективности планирования деятельности торгового предприятия.
2. Защита от фальсификации: применение RFID-технологий позволяет однозначно идентифицировать товар, обеспечивая надежную защиту содержащейся информации.
3. Защита от воровства – это главная функция, ради которой RFID-этикетки сегодня применяются наиболее широко.

Несмотря на свою высокую себестоимость, по сравнению с обычными этикетками со штриховым кодированием, внедрение технологии RFID способно сократить расходы предприятия. Этому способствует сокращение трудозатрат на инвентаризацию, количества сотрудников охраны (при повышении ее эффективности) и возможность обслуживания большего количества клиентов за то же время.

Для того, что бы этикетка выполняла функции радиочастотной, она должна содержать в себе RFID-метку или транспондер. Метка является сложным электронным устройством для хранения и передачи информации об объектах, на которую нанесена. Она обычно состоит из приемника, передатчика, антенны и блока питания. Однако для внедрения этикетки чаще всего используют пассивные радиометки, то есть метки, которые не содержат источника питания. Для выполнения своих функций они должны находиться в зоне считывания, чтобы использовать энергию излучения антенны считывателя.  Эти метки имеют практически неограниченный срок работы и часто меньшие размеры по сравнению с активными и полупассивными.

Передатчик радиосканера генерирует волны определенной частоты, которые активируют метку. Она отвечает на них собственным сигналом, который включает в себя уникальный номер. Метки с более сложным строением обладают некоторым количеством памяти и имеют возможность хранения и перезаписи информации об объекте, на который она нанесена. Как правило, чем выше диапазон рабочих частот, тем больше дальность считывания информации, тем меньше размеры метки и соответственно выше цена.

Сегодня существуют различные виды устройств считывания RFID-меток. Они могут быть стационарными, портальными, настольными, встраиваемыми, мобильными и так далее. Это позволяет находить им различное применение и выбирать наиболее эффективный вариант для заданных индивидуальных потребностей пользователя. Так, например, свое основное применение мобильные считыватели нашли на складах, библиотеках и архивах. Ведущими производителями являются Alien Technology (США), CAEN (Италия) Nordic ID (Финляндия) TAGSYS (США) и другие.

RFID-этикетки могут изготавливаться различными способами.

Первый – это печать цифровыми методами. Для этого используют специальный этикеточный RFID-принтер, который наносит изображение на рулонный материал с заранее встроенными радио-метками. Такое оборудование выпускают компании Zebra (США), Toshiba (Япония), Printronix (США) и другие.

Достоинствами этого метода являются простота, низкая стоимость оборудования, и возможность одновременной печати и кодирования RFID-этикеток. Недостатками – низкая скорость и невозможность печати цветного изображения, поэтому обычно на этикетку наносят текстовую информацию и штрих-код.

Второй способ ­– это нанесение изображения на этикетку, а затем внедрение в нее RFID-метки. Печать может осуществляться флексографским, офсетным, глубоким или трафаретным способами на рулонном самоклеящемся материале. Внедрения меток происходит в печатной машине, посредством встраиваемого модуля или на отдельном специальном оборудовании.

Например, крупная американская компания Mark Andy разрабатывает такие модули для всех своих узкорулонных флексографских машин. Он монтируется между последней печатной секцией и устройством высечки этикеток. Сначала осуществляется деламинация самоклейки. Затем транспондер отделяется от рулона, позиционируется в нужном месте полотна и фиксируется клеевым слоем лицевого материала. После этого лицевой слой самоклейки снова соединяется с лайнером и происходит завершающий процесс – высекание готовой этикеточной продукции.

Другая крупная британская организация – ABG international занимается выпуском отдельных машин для встраивания RFID-меток в этикеточную продукцию, таким примером является Omela TI 200.

Достоинствами данного способа являются высокая скорость и качество печати этикетки, а так же экономичность при средних и крупных тиражах.

Недостатками – высокая стоимость оборудования, большая занимаемая площадь помещения, а так же необходимость наличия у заказчика устройств с программным обеспечением для кодирования.

Последние 10 лет осуществляется разработка третьего способа изготовления RFID-этикеток. Это сложный метод, в котором элементы наносятся напрямую в печатной машине электропроводными красками флексографским, глубоким или трафаретным способами на самоклеющийся рулонный материал (например, для печати антенн предлагается использование серебросодержащих). Для развития этой технология крупная американская компания Flint Ink выделила группу по производству электропроводных красок в отдельное предприятие Precisia.

На сегодняшний день данная технология еще имеет множество недоработок, такие как ее сложность, нестабильность качества продукции, низкая надежность полученных RFID-этикеток и, возможно, более быстрый износ элементов печатной машины в связи со специфической формой пигментов. Однако можно предположить, что, если проблемы удастся решить, то этот способ будет иметь неоспоримые преимущества, такие как отсутствие необходимости приобретения дополнительного оборудования и значительно меньшие затраты на изготовление RFID-этикетки, в связи с тем, что стоимость таких красок ниже стоимости используемых в стандартных технологиях фольги и металла, а печать является более быстрым и дешевым процессом, чем встраивание транспондера.

Таким образом, в ближайшее время ожидается дальнейшее развитие данной технологии, которое представляет особый интерес для крупных логистических, торговых и производственных компаний.

Список литературы / References

1. Бондаревский А.С. Проектирование средств радиочастотной идентификации (RFID) – проблемная ситуация / А.С. Бондаревский, Р.В. Золотов // Современные наукоемкие технологии. – 2009. – №9. – С. 19-23.
2. Григорьев П.В. Особенности технологии RFID и ее применение // Молодой ученый. – 2016. – №11. – С. 317-322.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Bondarevskiy A.S. Proektirovanie sredstv radiochastotnoy identifikatsii (RFID) – problemnaya situatsiya [Making radio frequency identification (RFID) – a problem situation] / A.S. Bondarevskiy, R.V. Zolotov // Sovremennye naukoemkie tekhnologii. [Modern high technologies] – 2009. – №9. – P. 19-23. [in Russian]
2. Grigor'yev P.V. Osobennosti tekhnologii RFID i ee primenenie [Features of RFID technology and its application] // Molodoy uchenyy. [Young scientist] – 2016. – №11. – P. 317-322. [in Russian]