Радиочастотная идентификация

В современном магазине, прибыль напрямую зависит от скорости получения информации о наличии нужного потребителю товара: на полке в торговом зале или на складе. Повышенные требования современного покупателя, реалии рынка, заставляют ритейлеров искать пути оптимизации затрат, более тщательно подходить к управлению цепочкой поставок, анализу покупательского спроса и обеспечению наличия востребованных товаров в магазине.

​Внедрение технологии RFID позволяют решить большинство этих задач.

О проблемах и ограничениях применения RFID в России

Коллектив АО “ИМЦ Концерна “Вега”: Кулиш А.В. (ДМН, временный генеральный директор), Колпаков С.Н. КТН (зам. генерального директора по науке), Рахманов И.М (руководитель RFID центра, Испытательной лаборатории ЭМС), Козлов С.И. (начальник лаборатории специальных проверок), Шилин А.Б. (ведущий инженер) - опубликовали статью о проблемах и ограничениях применения RFID в России.

В данной статье рассматриваются проблемы, связанные с применением RFID технологии стандарта EPC Global Gen2 (ISO 18000-6C) в коммерческой деятельности на территории Российской Федерации с учётом требований законодательства и регулирующих органов власти.

О ТЕХНОЛОГИИ
Технология радиочастотной идентификации (RFID) в УВЧ диапазоне используется во всём мире как уникальный инструмент массовой идентификации объектов вне прямой видимости от считывающих устройств на расстояниях до 10 м со скоростями идентификации до 1000 уникальных объектов в секунду. Эти свойства технологии RFID открывают новые возможности в таких отраслях как логистика, производство, ритейл. Большой объём памяти идентификаторов (RFID меток), позволяет применять их на государственном уровне для защиты товаров от подделки и учёта продукции, облагаемой акцизом, например, в недавно реализованном государственном проекте по обязательной маркировке меховых изделий.
В настоящее время RFID маркировка активно применяется для маркировки одежды и обуви, для учета основных средств предприятий и организаций в интересах быстрой и эффективной инвентаризации, в железнодорожном транспорте для отслеживания перемещений вагонов, для учета оборотной тары, в системах контроля доступа и отслеживания посетителей.
В ближайшей перспективе на государственном уровне планируется внедрение акцизных марок с RFID меткой для экспортной древесины, обуви, трубопрокатной продукции и других товаров, производимых в России.

О ЗАКОНАХ И СТАНДАРТАХ
С одной стороны, ограничений для ввоза RFID оборудования УВЧ диапазона на территорию РФ нет: оборудование свободно ввозится в страну. С другой стороны, существует ряд законодательных ограничений со стороны регулятора – Государственного комитета по радиочастотам (ГКРЧ) в части его применения.
Для отражения сути проблемы обратимся к решению ГКРЧ № 07-20-03-001 от 07.05.2007. В нём введено понятие устройства радиочастотной идентификации:
«Устройства радиочастотной идентификации – это устройства малого радиуса действия, предназначенные для передачи данных в соответствующие «метки» и получение данных вручную или машинным способом».

Также в этом решении определены следующие частоты:

таблица №1

Далее, на заседании ГКРЧ от 10 марта 2011 г. (протокол № 11-11), отдельно для технологии RFID принято решение о выделении полосы радиочастот 916 -921 МГц для устройств радиочастотной идентификации (RFID) (решение ГКРЧ № 11-11-01-3, таблица №2)

таблица №2

Из указанных выше решений ГКРЧ следует, что для работы излучающих RFID устройств, где не требуется присвоение (назначение) радиочастот или радиочастотных каналов, возможно использовать 5 радиочастот: 866,6 МГц, 866,8 МГц, 867,0 МГц, 867,2 МГц, 867,4 МГц с эффективной излучаемой мощностью не более 100 мВт.
Из таблицы № 2 следует, что государственной радиочастотной комиссией были дополнительно выделены полосы радиочастот: 916,2 МГц; 917,4 МГц; 918,6 МГц; 919,8 МГц с эффективной излучаемой мощностью 1 Вт. Но вместе с тем, для использования в данном диапазоне радиочастот излучающих RFID устройств вне закрытых помещений необходимо получать специальное индивидуальное разрешение в ГКРЧ на их использование, что ограничивает возможные применения RFID решений.
Согласно европейскому стандарту ETSI TR 102 436 V2.1.1, в нижней полосе частот UHF диапазона (865 – 868 МГц) регламентировано 4 канала. Распределение каналов представлено на рисунке 1. Ширина полосы пропускания каждого канала составляет 200 кГц, а центральные частоты каналов располагаются на частотах 865,7 МГц; 866,3 МГц; 866,9 МГц и 867.5 МГц соответственно. Эффективная излучаемая мощность может достигать до 2 Вт.

диаграмма распределения каналов

Ограничивающей энергетической характеристикой передатчика считывателя является эквивалентная излучаемая мощность (ЭИМ, англ. E. R. P.), которая может быть рассчитана по формуле:
ERP = P * Ga, (1)
где:
P - мощность, подаваемая на вход антенны, с учётом потерь в фидере [Вт],
Ga – коэффициент усиления антенны [б/р].

Данные характеристики уже заложены производителями RFID устройств в продукцию, которая закупается в Европейском Союзе, Китае и завозится на территорию Российской Федерации без переделок и ограничений по частоте и мощности. Так как объём поставок на наш рынок невелик, надзор за выполнением требований законодательства относительно слаб, и, как результат, создание отдельных “русских” прошивок считается нецелесообразным западными и китайскими производителями.
Рассмотрим, на какие свойства систем и устройств RFID влияют регламентируемые законодательством излучаемая мощность радиосигнала, количество частотных каналов и их плотность.
Мощность радиопередатчика и, соответственно, мощность излучаемого радиосигнала считывателем RFID меток влияет в первую очередь на дальность считывания (один из основных параметров УВЧ RFID устройств и систем), а также на проникающую способность электромагнитного зондирующего поля в массив меток и в материалы, окружающие RFID метки. Чем мощность передатчика выше, тем на большем расстоянии от антенн считывателя мы можем обнаружить RFID метку и тем более сложными, с точки зрения электромагнитной проницаемости, могут быть промаркированные объекты, тем глубже проникает зондирующее поле в материалы, внутри которых могут находиться RFID метки.
Количество частотных каналов и их частотный разнос влияет на эффективность работы сложных RFID систем, состоящих из двух и более считывателей. Большое количество радиочастотных каналов позволяет создавать гибкие частотные планы для более эффективного функционирования RFID системы. Физические принципы устройства RFID считывателя (смотрите “синхронный детектор” или “синхронная детекция”) таково, что при очень высокой избирательности в рабочей полосе частот, он крайне чувствителен к широкополосным помехам, создаваемым соседними считывателями, поэтому крайне необходимо иметь возможность гибко оперировать частотами для повышения эффективности RFID системы. Кроме того, возможность перестройки по частоте в максимально широком диапазоне частот позволяет снизить негативное влияние интерференции зондирующего электромагнитного поля.
Из приведенных данных следует, что частоты европейского стандарта лишь частично подходят для использования на территории России в рамках следующих вариантов:
с ЭИМ до 100 мВт, при работе без разрешительных документов со стороны ГКРЧ доступен только 1 частотный канал - 866,9 МГц;
с ЭИМ до 500 мВт и до 2 Вт потребуется разрешительный документ (присвоение радиочастот) будут доступны уже 3 канала: 866,3; 866,9; и 867,5 МГц;
частотный канал 865,7 при этом не доступен в любом случае, так как на этой частоте функционирует специальное оборудование одной из спецслужб России.

ВЫВОДЫ
Считаем, что для активного развития RFID направления в коммерческой деятельности на территории Российской Федерации, должно быть Решение Государственной радиочастотной комиссии на открытое, то есть без предъявления дополнительных требований по присвоению (назначению) радиочастот или радиочастотных каналов, использование радиочастотного диапазона от 865,0 МГц до 868,0 МГц с уровнем выходной мощности зондирующего сигнала RFID считывателя до 2 Вт в закрытых помещениях и до 1 Вт в открытом пространстве, а также для использования RFID устройств с уровнем выходной мощности зондирующего сигнала до 5 Вт с присвоением радиочастот в установленном порядке.

Предлагаемые параметры регламента применения устройств RFID

Кроме того, для полноценного и качественного использования RFID технологии в каждом отдельном случае необходимо получать специальное индивидуальное разрешение в ГКРЧ.

читать статью полностью