Современные информационные технологии поиска и идентификации

Стало привычным использование систем контроля, основанных на применении штрихового кодирования (barcode). Штриховое кодирование на транспорте широко применяют для идентификации грузовых мест, контейнеров и транспортных средств. Достоинствами метода штрихового кодирования являются доступность использования (достаточно просто снабдить наклейкой со штрих-кодом соответствующий объект, нуждающийся в идентификации), дешевизна наклеек или нанесения маркировки с помощью принтера. Вместе с тем опыт эксплуатации выявил и основные недостатки штрихового кодирования: необходимо обеспечить визуальную связь между незагрязненным штрих-кодом и считывающим устройством, штрих-код должен быть правильно ориентирован в пространстве, легко доступны злоупотребления (можно поверх штрих-кода поместить наклейку с иным кодом, оторвать или испортить наклейку и проч.).

Дальнейшим этапом применения IT является использование вместо оптических принципов распознавания объектов систем их радиочастотной идентификации (Radio Frequency Identification - RFID), обладающих рядом существенных достоинств.

Считывание информации с RFID -меток производится со значительно более высокой скоростью и надежностью почти 100 %, причем данные могут быть засекречены. Допускается произвольная ориентация метки в пространстве, что позволяет точно и легко идентифицировать движущиеся объекты. RFID-метка значительно меньше по размерам и может быть расположена внутри идентифицируемого объекта, что ограничивает доступность к ней злоумышленников и исключает случайное повреждение. Метка может содержать значительно большее число данных (вместо 50 байт в обычной штриховой метке RFID-метка может нести до 10 Кб данных и более), причем в необходимых случаях некоторые из данных могут задаваться и многократно обновляться пользователем, а сами метки допускают, в принципе, их многократное использование (более 1 млн. раз). Подделка меток практически исключается. Если злоумышленник дополнительно установит на объект свою метку, то считываться одновременно будут обе, что позволит автоматически перейти в тревожный режим работы. Пассивные RFID-метки имеют неограниченный срок эксплуатации. Дальность идентификации увеличивается с нескольких сантиметров до десятков метров. Можно идентифицировать сразу несколько объектов. RFID -метки более устойчивы к агрессивны воздействиям внешней среды, механическим нагрузкам.

К недостаткам RFID технологии относят невозможность размещения меток за металлической поверхностью, экранирующей распространение радиоволн (остальные материалы для радиоволн прозрачны), подверженность радиопомехам, возможность взлома меток хакерами при недостаточной защите от этих правонарушителей, более высокую цену по сравнению со штриховыми метками.

В техническом отношении система RFID состоит из сканеров, осуществляющих постоянный опрос по радиоканалу в радиусе зоны своего действия, устройств записи данных на метки и самих RFID-меток, иначе называемых транспондерами, смарт-картами или RFID-tag.

Антенна сканера излучает сигнал малой мощности, улавливаемый антенной метки, находящейся в зоне приема сигнала. Транспондеры бывают пассивными и активными. Пассивный транспондер получает энергию для питания микрочипа из радиоволн, излучаемых сканером (его зона действия обычно не превышает 3 м), а активный транспондер питается от автономного источника электроэнергии, что существенно увеличивает радиус приема сигнала, вплоть до возможности подключения к глобальной системе позиционирования или беспроводным коммуникациям.

Метка, находящаяся в зоне действия сканера, вступает с ним в радиообмен для самоидентификации и передачи на него записанных данных. Переданная на сканер информация далее посылается в компьютер для обработки и управления.

Самоклеющиеся метки выпускаются в виде отдельных наклеек или свернуты в рулоны, от которых они могут легко отделяться. Имеются RFID-принтеры, например модель Zebra RZ4Mplus, способные печатать транспондеры на основе заготовок, свернутых в рулон. Этот принтер обеспечивает работу с метками, читаемыми на большом расстоянии, и применим там, где требуется печать достаточно большого числа этикеток. Принтеры поддерживают транспондеры с ультравысокой частотой (UHF) типа EPC UHF Class 1.

Помимо наклеек, транспондеры применяют в виде брелоков, пистонов, дисков, брусков, капсул, гвоздей, обручей, браслетов, устанавливают их в полости идентифицируемых объектов с заливкой компаундом для предохранения от повреждения или несанкционированного удаления. Отметим, что в радиочастотной системе одновременно могут использоваться различные по оформлению и поставщикам транспондеры.

В транспондер могут монтироваться датчики температуры, ускорения и других физических характеристик. Благодаря этому становится возможным автоматически контролировать соблюдение установленных режимов транспортировки и хранения грузов, для которых соответствующие физические характеристики являются определяющими сохранность. Например, если перевозимый груз будет транспортироваться или храниться в условиях недопустимой температуры или подвергаться недопустимым ускорениям при падении или ударе, то встроенный датчик зафиксирует это и информация о происшествии будет сразу занесена в транспондер.

Информация в память метки может быть занесена различными способами. Необходимая информация записывается пользователем, но сделать это можно только один раз. При необходимости изменить данные следует использовать новую метку. RW (Read & Write) позволяют производить многократную запись и многократное считывание информации.

На быстроразвивающемся рынке RFID технологий в настоящее время работают свыше четырехсот компаний. Оборот на мировом рынке RFID оценивался в 2005 г. в размере 2 млрд. долл. США с ежегодным приростом около 25%.

Наиболее распространены в настоящее время метки с цифровым кодированием. Эти метки используют микрочип для хранения данных, отличаются повышенной функциональностью, потому что не нуждаются в больших вычислительных мощностях и сложных системах связи, как того требуют системы с так называемой уникальной подписью.

RFID-технология начинает применяться в системах управления производственными процессами. Для этого в организациях машиностроения транспондерами метят изготавливаемую продукцию, производственную и оборотную тару, поддоны, средства заводского и внутрицехового транспорта, а в различных местах производственных зон располагают сканеры. Становится возможным в реальном масштабе времени отслеживать все внутризаводские потоки материально-технических ресурсов и использование средств внутреннего транспорта. Специалисты прогнозируют, что в недалеком будущем ревизия на складах и в торговых залах будет проводиться за несколько секунд, товар сам будет сообщать о своих характеристиках потребителям, сроки перемещения товаров снизятся до минимальных, резко повысится оперативность процессов управления материально-техническим снабжением и сбытом.

Транспондеры применяются для учета передвижения персонала (приход и уход с рабочего места, передвижение по производственной территории), для чего работникам выдают карточки, являющиеся пропусками для доступа в различные помещения и на рабочие места.

В процессе перевозок происходит перемещение в пространстве и во времени значительного числа грузовых мест и транспортных средств. Эти перемещения должны контролироваться грузовладельцами, перевозчиками и экспедиторами в целях учета движения товарной массы и использования подвижного состава и контейнеров, обеспечения их сохранности, принятия оперативных мер при обнаружении отклонений от планов и заданий на перевозку. Современные информационные технологии (IТ) обеспечивают такой контроль, позволяя повысить его оперативность, надежность, и сократить соответствующие трудоемкость и затраты. Поэтому организация перевозок и работа различных звеньев логистических цепей должны строиться с опорой на возможности IТ.

Использование RFID технологий открывает широкие возможности для автоматической идентификации транспортных средств. Для этого каждое транспортное средство снабжают активной меткой. При движении транспортного средства на обычной скорости мимо пункта, на котором расположен сканер системы, обеспечивается передача сканеру кодовой посылки с указанием соответствующего номера. Дополнительно к коду транспортного средства в посылке может содержаться информация о работе различных систем и механизмов транспортного средства. Если на транспортном средстве будет находиться груз, помеченный RFID-метками, то одновременно будут также считаны коды этого груза. Таким образом обеспечивается слежение за транспортными средствами и грузами на маршрутах, учитывается время начала и окончания работы на линии, простои и другие параметры.

Наиболее многообещающим и пока недостаточно освоенным направлением использования RFID технологий является логистика. Развитие этого направления сдерживалось отсутствием стандартов, но в настоящий момент происходит отработка технологии RFID, и после внедрения стандарта ISO 18000 следует ожидать массового распространения систем такого рода в управлении товародвижением, логистическими цепями, производственными линиями, поставкой и продажей товаров. Грузовладельцы, перевозчики и экспедиторы, занимающиеся доставкой грузов, имеют возможность точно отслеживать прохождение грузов по всей цепочке доставки используя транспондерные метки. Метка программируется в начальном пункте и в ней содержится информация об отправителе и получателе товара, месте назначения, и других необходимых данных о товаре. Технически легко обеспечивается одновременное считывание сообщений от грузовых мест, проходящих мимо сканера со скоростью до 2 м/сек. Внедрение такого рода систем позволяет увеличить пропускную способность складов, сократить число ошибок в логистических системах.

Подсистемой логистического использования RFID технологий является идентификация контейнеров и поддонов. Для этого каждый контейнер и поддон должны быть снабжены индивидуальными метками, что позволит вреальном масштабе времени отслеживать движение этих средств укрупнения грузовых мест на любом виде транспорта и в различных видах сообщения, включая международное.

Использование таких технологий при международных автомобильных перевозках грузов должно и может сыграть важную роль для значительного сокращения затрат времени при пересечении государственных границ в АПП.

На автомобильном транспорте транспондеры используются в качестве технической основы для создания противоугонных систем (иммобилайзеров) RFID-метка (в виде пластиковой карточки или брелока) находится у водителя автомобиля, а сканер спрятан в салоне автомобиля и соединен с устройством блокирующим двигатель от запуска. Только при условии что «свой» транспондер будет помещен внутрь салона, можно завести двигатель автомобиля.

Используют транспондерные карточки и для идентификации и выдачи хранимого багажа. На них фиксируют данные о владельце багажа, месте назначения, номере рейса и др. Багаж на конвейере обрабатывается автоматически, практически до нуля уменьшается вероятность его неверной пересылки или потери.