Повна версія

Головна arrow Логістика arrow Логістика

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ТЕХНОЛОГІЇ БЕЗКОНТАКТНОЇ ІДЕНТИФІКАЦІЇ

Загальний огляд технологій безконтактної ідентифікації

  • Ідентифікація - це встановлення характеру і призначення виробу на основі отримання набору впорядкованої інформації, яка використовується для з'ясування всіх існуючих характеристик, що визначають унікальність, тобто відрізняють його від всіх інших виробів.
  • Безконтактна ідентифікація в ряді джерел - автоматична ідентифікація (АІ) - ідентифікація та (або) прямий збір даних в комп'ютер без використання клавіатури.
  • Технології безконтактної ідентифікації - технічні засоби, організаційні заходи, послідовність дій, що забезпечують безконтактну ідентифікацію. Дані технології найбільш повно відповідають всім вимогам комп'ютерної системи управління, де потрібні розпізнавання і реєстрація об'єктів і прав в режимі реального часу.

В даний час відомий ряд технологій безконтактної ідентифікації. Серед них:

  • - карткові технології;
  • - біометричні технології;
  • - технології штрихового кодування;
  • - технології радіочастотної ідентифікації.

Карткові технології (Card Technologies) діляться на три

класу: технології на основі магнітної смуги, смарт-карти, оптичної карти.

Картки з магнітною смугою. Перша картка з магнітною смугою з'явилася в 1960-х рр. на проїзних квитках, а в 1970-х рр. - на банківських картках. З того часу область застосування карток з магнітною смугою продовжує зростати. Однак магнітна смуга обмежена за обсягом інформації, яка може бути записана на неї, також гостро стоїть питання надійності зчитування і безпеки даних. З появою нових технологій обговорюється питання про доцільність розвитку карт із магнітною смугою. Найближчим часом ця технологія буде існувати, так як вона глибоко проникла в життя суспільства і забезпечує недорогі масові технічні рішення.

Смарт-карта (інші поширені назви - чіп-карта, інтегрована карта) являє собою предмет розміром з пластикову кредитну карту, в якому розміщена інтегральна мікросхема для зберігання інформації. Прийнято розрізняти пасивні смарт-карти, інша назва - «мовчазні», і активні смарт-карти, інша назва - «розумні», інтелектуальні. Смарт-карти першого типу містять тільки мікросхему пам'яті і використовуються тільки для зберігання інформації. Другий тип смарт-карт містить поряд з мікросхемою пам'яті мікропроцесор. В цьому випадку карта має можливість приймати рішення про зберігається і забезпечувати різні методи для захисту доступу до неї. Саме безпеку свого часу розглядалася як основна причина заміни інших технологій смарт-картою.

Смарт-карта, що містить мікропроцесор, також ділиться на два види: контактна і безконтактна. Обидва види мають вбудований мікропроцесор, проте остання не має контактів, покритих золотом. Вона використовує технології обміну інформацією між картою і зчитувальних пристроїв без будь-якого фізичного контакту, її перевагою є більший термін служби, для неї виключена можливість знищення інформації в процесі зчитування. Хоча останнім часом ціни на смарт-карти значно впали, вони залишаються досить високими в порівнянні з картками з магнітною смугою. Найбільшою перевагою смарт карт є великий обсяг інформації, який може бути записаний на ній, і безпеку інформації, яку також забезпечує карта. Перша згадка про смарт-картах з'явилося у Франції в 1974 р, в практику вони були впроваджені також у Франції в 1982 р Ця технологія дуже швидко поширювалася і приймалася в Європі.

Карти з оптичною пам'яттю засновані на тому ж принципі, що і музичні диски і CD ROM. На карту прикріплюється лазерна панель, покрита золотом, і вона використовується для зберігання інформації. Матеріал, який використовується для цієї панелі, складається з декількох шарів і активізується, коли на них потрапляє лазерний промінь. Лазер випалює крихітний отвір в цьому матеріалі, яке потім буде відрізнятися в процесі зчитування. Наявність або відсутність таких випалених точок означають «одиницю» або «нуль». Оптична карта може зберігати інформацію обсягом від 4 до 6,6 Мб.

Біометричні технології. Біометрія є методику розпізнавання та ідентифікації людей на основі їх індивідуальних фізичних або поведінкових характеристик. Вона з'явилася в кінці XIX в. як розділ науки, що займається кількісними біологічними експериментами з залученням статистичних методів. У 50-х рр. XX ст. інтерес до біометрії отримав новий імпульс у зв'язку з появою біометричних систем безпеки.

Біометрія з точки зору інформаційних технологій - це сукупність автоматизованих методів і засобів ідентифікації особи за допомогою вимірювання унікальних фізіологічних особливостей або поведінкових характеристик і їх порівняння з еталонами, що зберігаються у відповідних базах даних.

Завдання, які вирішуються за участю біометричних систем:

  • - визначення прав фізичного доступу;
  • - визначення прав віртуального доступу - в терміналах комп'ютерних або банківських мереж, системах віддаленого доступу до ресурсів;
  • - облік і контроль.

Основною перевагою біометричних систем є інтерфейсна простота їх взаємодії з клієнтом. Головна проблема біометрії - питання про надійність.

В даний час існує безліч біометричних методів, які діляться на статичні і динамічні.

Статичні методи грунтуються на фізіологічної (статичної) характеристиці людини, тобто унікальною характеристикою, даною йому від народження і невід'ємною від нього і нерідко вільно спостерігається оточуючими. В рамках реалізації статичних методів аналізують відбиток пальця, геометрію особи, геометрію кисті руки.

Динамічні методи грунтуються на поведінкової (динамічної) характеристиці людини, тобто вони побудовані на особливостях, характерних для підсвідомих рухів в процесі відтворення якого-небудь дії. Їх реалізують біометричні пристрої та програмні засоби, призначені для аналізу динамічних образів особистості. Динамічні образи відображають особливості швидких підсвідомих рухів, наприклад, в процесі відтворення контрольного слова рукописним почерком або проголошення контрольного слова голосом користувача. В рамках реалізації динамічних методів аналізують мова, підпис, клавіатурний почерк, ходу.

Ідентифікація за відбитками пальців (AFIS) - найстаріша технологія з усіх існуючих, але в той же час вона вважається однією з найперспективніших. Кожна людина має унікальні, незмінні відбитки пальців.

Відбиток пальця умовно складається з якогось роду рельєфних, так званих папілярних, ліній, які утворюють складні шкірні візерунки (дугові, петльові, завітковие) і мають такі властивості:

  • - індивідуальністю, яка виражається в тому, що різноманітна сукупність папілярних ліній, що утворюють малюнок візерунка по їх конфігурації, місцем розташування, взаиморасположению, неповторна в іншому візерунку;
  • - відносну стійкість, яка полягає в незмінності зовнішнього будови узору, що виникає ще в період внутрішньоутробного розвитку людини і зберігається протягом всього його життя і після смерті аж до розкладання трупа;
  • - відновлюваністю - при поверхневому порушенні шкірного покриву папілярні лінії відновлюються в колишньому вигляді.

Все це дозволяє здійснювати стовідсоткову ідентифікацію особи за відбитками пальців рук. Системи дактилоскопічної ідентифікації сканують папілярний узор з одного з пальців клієнта і порівнюють його з еталонним малюнком. Обсяг інформації, що зберігається еталонної інформації істотно скорочують, здійснюючи класифікацію на характерні типи малюнків і виділяючи на відбитку певні мікроособливості. Підсумковий ідентифікаційний код не дозволяє провести зворотну операцію, тобто викравши цей код, зловмисник не зможе відтворити точний малюнок відбитка.

Ідентифікація по обличчю. Основні етапи реалізації технології ідентифікації по обличчю:

  • - сканування об'єкта;
  • - витяг індивідуальної інформації з об'єкта;
  • - формування шаблону;
  • - порівняння поточного шаблону з базою даних.

Сканування особи триває близько 20-30 с, в результаті

чого формуються кілька його зображень. Контроль здійснюється шляхом створення шаблону в реальному часі і порівнянні його з файлом шаблону. Ступінь подібності, необхідна для перевірки, є певний поріг, який може бути відрегульований для різного типу персоналу, потужності ПК, часу дня і інших чинників.

Існують чотири основні методи розпізнавання особи:

  • - метод аналізу зображень в градаціях сірого на предмет відмінних характеристик особи;
  • - метод аналізу характерних рис адаптований до зміни міміки і використовується найширше;
  • - метод аналізу на основі «нейронних мереж» базується на порівнянні «особливих точок», здатний ідентифікувати особи в важких умовах;
  • - метод «автоматичної обробки зображення обличчя», який заснований на виділенні відстаней і відносин відстаней між легко визначаються особливостями особи людини. Він не такий потужний, як інші, але може бути ефективно використаний в погано освітлених приміщеннях.

Приклади з практики

Технології сканування особи добре працюють зі стандартними відеокамерами, які приєднуються до персональних комп'ютерів і вимагають дозволу 320x240 пікселів на дюйм при швидкості відеопотоку, по крайней мере, 3-5 кадрів в секунду. Для порівняння - прийнятну якість для відеоконференції вимагає швидкості відеопотоку вже понад 15 кадрів в секунду. При розпізнаванні осіб з великої відстані існує сильна залежність між якістю відеокамери і результатом ідентифікації.

Проблеми ідентифікації особи спрощуються при переході спостережень в інфрачервоний діапазон, тобто при здійсненні термографії особи, що виявляє картину кровоносних судин, що постачають шкіру кров'ю. Правда, цей метод розрахований на використання спеціалізованої відеокамери, що визначає його високу вартість.

Ідентифікація по кисті руки. Технологія ідентифікації по геометрії руки за своїм змістом і рівнем надійності цілком порівнянна з методом ідентифікації особистості по відбитку пальця, проте поки використовується в кілька разів рідше.

Математична модель ідентифікації по даному параметру вимагає малого об'єму інформації - всього 9 байт. Це дозволяє зберігати великий обсяг записів і, отже, швидко здійснювати пошук. У США пристрої для зчитування відбитків долонь в даний час встановлені більш ніж на 12 тис. Об'єктах.

Ідентифікація по малюнку вен. В даному випадку в якості біометричного об'єкта використовується малюнок кровоносних судин зовнішнього боку долоні - вони відрізняються неповторністю і досить стабільні протягом усього життя, що дозволяє їх використовувати для ідентифікації. Формування малюнка розташування вен відбувається ще до народження і відрізняється навіть між близнюками.

У процесі реєстрації в інфрачервоному діапазоні хвиль сканується зовнішня сторона долоні. Це дозволяє отримати досить чітке зображення кровоносних судин - так, що відносно невеликі порізи або бруд на поверхні шкіри не є перешкодою для успішної реєстрації користувача. Крім того, швидкість обробки даних в порівнянні з іншими біометричними технологіями вельми висока.

Користувач реєструється в системі і зберігає дані або в корпоративній базі даних, або в самому термінале- зчитувачі, які дані шаблону записуються на смарт карту, в такому випадку порівняння відбувається за схемою «один до одного» і займає незначний проміжок часу.

Ідентифікація по райдужній оболонці і сітківці ока. Технічні засоби і програмне забезпечення, здатне виробляти ідентифікацію такого роду, з'явилися в кінці XX ст., Хоча факт відсутності двох осіб з однаковою райдужною оболонкою був встановлений ще кілька десятиліть тому.

У сканерів райдужної оболонки є значні переваги, які роблять можливим їх застосування в багатьох сферах. Так, здатність приладів сканувати очей на відстані метра дозволяє використовувати їх, наприклад, в банкоматах.

Однак у технології є і недоліки - з віком розташування плям на райдужній оболонці може змінюватися, причому досить сильно; райдужна оболонка дитини здатна з віком змінитися настільки, що біометрична система просто не зможе її розпізнати. Крім того, помилка в ідентифікації може виникнути при будь-якої самої невеликій травмі ока або навіть внаслідок безсоння або підвищених навантажень на очі.

Технологія сканування сітківки реалізується з використанням інфрачервоного світла низької інтенсивності, спрямованого через зіницю до кровоносних судинах на задній стінці ока. Процедура зводиться до того, що людина спостерігає крізь спеціальний окуляр віддалену світлову крапку. При цьому здійснюється інфрачервона підсвічування його очного дна і на ньому виділяється дерево кровоносних судин, сравниваемое з еталоном.

У даній технології один з найнижчих відсотків відмови в доступі зареєстрованих користувачів і практично не буває помилкового дозволу доступу. Однак зображення райдужної оболонки має бути чітким, тому катаракта може негативно впливати на якість ідентифікації особистості.

Пристрої цього класу вельми надійні, зокрема, тому, що малюнок очного дна майже неможливо вважати непомітно від його власника (на відміну від сканування відбитку пальця або райдужної оболонки, наприклад). З іншого боку, прилади сканування очного дна є також одними з найдорожчих і вельми непопулярні тих, кого перевіряють, оскільки багато хто з них вважають, що використовувана інфрачервоне підсвічування шкодить їх очам.

Ідентифікація підпису. Біометрична ідентифікація рукописного підпису заснована не тільки на аналізі її форми, а й на динаміці її здійснення. Для цього використовується так звана модель послідовних ударів при написанні певних букв.

Мозок при виконанні підпису автоматично формує відповідні імпульси для нервів, пов'язаних з групою м'язів. Унікальна динаміка процесу підписи проявляється через пам'ять м'язів, яка і є предметом біометричної ідентифікації.

Зображення підпису і дані, супутні процесу підписи, відповідним способом записуються і зберігаються. Таким чином, розпізнавання підпису - це вид ідентифікації, яка, з одного боку, задовольняє традиційним юридичним вимогам, а з іншого боку - дозволяє ідентифікувати виконавця підпису.

Ідентифікація по клавіатурного почерку. Метод в цілому аналогічний вищеописаному, але замість розпису використовується якесь кодове слово (коли для цього використовується особистий пароль користувача, таку аутентифікацію називають двухфакторной) і не потрібно ніякого спеціального обладнання, крім стандартної клавіатури. Основна характеристика, за якою будується звірка для ідентифікації, - динаміка набору кодового слова.

Ідентифікація голосу. Перевірка голосу - біометрична технологія, яка дозволяє підтвердити ідентичність індивідуума, перевіряючи унікальні особливості голосу. Основна перевага даної технології - це можливість дистанційної перевірки користувача на право доступу до інформації. Метод активно використовується в роботі віддалених відділень організацій.

Процес реєстрації починається з вимови пароля з трьох легко запам'ятовуються слів. Наприклад, це може бути банальне «мій голосовий пароль». В результаті створюється так званий «профіль» голоси користувача (voiceprint), який реєструється в базі даних. Потім при перевірці досить вимовити фразу пароля. Система порівнює «профіль» голоси користувача з уже записаними «профілями» бази даних. Процес перевірки відбувається практично зі швидкістю вимови фрази пароля.

Недоліком є не надто висока стійкість технології до природних змін голосу, наприклад, таке гостре захворювання, як ларингіт, настільки спотворює голос, що ідентифікаційна система цілком може не впізнати зареєстрованого в ній користувача.

Вище описані лише найпоширеніші методи, існують ще такі унікальні способи, як ідентифікація по руху губ при відтворенні кодового слова, по динаміці повороту ключа в дверному замку і т.д.

Загальною характеристикою, використовуваної для порівняння різних методів і способів біометричної ідентифікації, є статистичні показники - помилка першого роду (не пустити в систему «свого») і помилка другого роду (пустити в систему чужого). Величини помилок першого роду, притаманні тому чи іншому методу, сильно залежать від обладнання, на якому вони реалізовані, тому ранжувати наведені методи по ним не прийнято. За показниками помилок другого роду біометричної методи шикуються від кращого до гірших в наступній послідовності: райдужна оболонка ока, сітківка ока; відбиток пальця, термографія особи, форма долоні; форма обличчя, розташування вен на кисті руки і долоні; підпис; клавіатурний почерк; голос. Звідси стає видно, що, з одного боку, статичні методи ідентифікації істотно краще динамічних, а з іншого боку - суттєво дорожче. З точки зору поширеності на ринку основної біометричної технологією є методика сканування відбитків пальців (Fingerprint). За даними International Biometric Group, частка подібних пристроїв на ринку становить 52,1%. Далі йдуть: технологія сканування геометрії особи (Facial-Scan) -12,4%; технологія вимірювання геометрії руки (Hand-Scan) - 10,0%; технологія сканування райдужної оболонки очей (Iris-Scan) - 5,9%; пристрою розпізнавання голосу (Voice-Scan) - 4,4%; пристрою розпізнавання почерку (Signature-Scan) - 2,1%.

Міжнародна біометрична група (International Biometric Group, IBG) випустила аналіз стану ринку біометрії на найближчі роки. Згідно з прогнозами IBG, основними додатками біометричних систем будуть: ідентифікація громадян (Civil ID) і системи управління доступом до персональних комп'ютерів і мереж (PC / Network Access).

У найближчому майбутньому практично все населення в економічно розвинених країнах буде забезпечено біометричними посвідченнями особи, інформація про яких буде зберігатися в державних базах даних, об'єднаних в глобальну міжнародну ідентифікаційну систему.

Технологія штрихового кодування. Сьогодні найвідоміша з усіх технологій безконтактної ідентифікації. Відповідно до неї для ефективного обліку руху матеріальних цінностей кожного товару присвоюють унікальний код і забезпечують його швидке зчитування при мінімальних помилках.

історичний екскурс

Штрихове кодування було винайдено американським інженером Давидом Коллінзом, який після закінчення в 1950-х рр. інженерного факультету Массачусетського технологічного інституту почав працювати на Пенсильванскую залізницю, де йому довелося зіткнутися з проблемою сортування вагонів. Щоб спростити розпізнавання вагонів, він запропонував записувати їх номери не тільки звичайними цифрами, але і спеціальним кодом, що складається з червоних і синіх смуг, розташованих на стінці вагона в прямокутнику довжиною до півметра. Випробування підтвердили, що скануючий пристрій здатний правильно зчитувати коди навіть при швидкості руху вагона близько 100 км / год. У 1968 р для цієї мети вперше використовували лазерний промінь.

Штриховий код - це символ, що складається з малюнка смуг (штрихів) і простору між ними (прогалин), що відображає машинний код букв і чисел в двійковій системі.

Штрих (смуга) - темна зона зображення на однотонному світлому тлі, обмежена прямими паралельними лініями або концентричними колами. Елементи штрихового коду наносяться на поверхню носія, що має певні світлотехнічні характеристики. При цьому штрихи, що наносяться за допомогою барвників або якихось інших засобів, добре поглинають світло на певних довжинах хвиль, а фонова поверхню добре його відображає, що і використовується при оптичному зчитуванні.

Пропуск - простір між штрихами. У більшості кодів в ширині пробілу укладена певна інформація, лише в деяких кодах пробіл - допоміжна частина зображення і виконує функцію елемента-роздільник.

Штрихове кодування. У штрихових кодів існує безліч різних кодувань. Кожна з них має свої власні правила для зображення символу, тобто написання, порядок слів, знаки пунктуації, вимоги для друку і декодування, перевірки помилок та інших характеристик.

Різні кодування відрізняються як за поданням даних, так і за типами даних, які вони можуть містити: одні кодують тільки цифри, інші - цифри, букви і деякі знаки пунктуації. Новітні кодування мають можливість кодувати символи з різних мов одночасно, а деякі навіть дозволяють за допомогою навмисно закладеної надмірності відновлювати закодовані дані, якщо раптом код пошкоджений.

Найбільш широко використовуються так звані лінійні штрих-коди. Вони складаються з темних штрихів і світлих пропусків між ними, співвідношення ширини яких і визначає закодовану інформацію. Ці коди можуть містити зазвичай від 15 до 50 символів в залежності від типу і форми.

Двовимірні штрих-коди розроблені для підвищення кількості кодируемой інформації. Залежно від типу максимальну кількість містяться символів може становити до 2000, а у деяких - майже 4000. Двовимірні штрих-коди поділяються на два основних види: багаторядні коди (англ, multi-row code) і матричні коди (matrix code).

У багаторядних кодах дані кодуються у вигляді кількох рядків звичайних одновимірних штрихових кодів. Вони знаходяться одна над іншою і складають форму прямокутника, але при цьому містять єдиний інформаційний повідомлення. Це - як єдиний текст, написаний в кілька рядків. На відміну від традиційних лінійних символік штрихового коду, які дозволяють представляти в символі штрихового коду коротку послідовність даних, що є, як правило, ключем до запису в зовнішній базі даних, багаторядкові символіки дозволяють кодувати інформацію в повному обсязі. Крім того, багаторядкові символіки включають в себе спеціальні механізми зі стиснення даних

(Захист їх від пошкодження, зв'язування інформації), представлених в декількох символах, в один великий файл; поданням різних наборів знаків в одному повідомленні. Прикладами таких кодів є PDF 417, MaxiCode.

Матричний код заснований на розташуванні чорних елементів усередині матриці. Кожен чорний елемент має однаковий розмір, і дані кодуються позицією елемента. Матричні коди забезпечують максимально можливу щільність інформації, яку можна вважати оптичними методами. За формою вони бувають квадратними, шестикутними та круглими. Ці коди зчитуються тільки за допомогою спеціалізованих сканерів зображень з вбудованими декодерами. Їх особливість полягає в тому, що вони можуть бути виготовлені не тільки печаткою на етикетках, а й, наприклад, гравіюванням і штампуванням на металі та інших матеріалах. Прикладами таких кодів є Data Matrix, Aztec Code.

В даний час все більш широко використовується ще одне сімейство кодів - так звані композитні символіки (Composite Symbologies), що складаються з двох частин: лінійного символу і друкованого над ним двовимірного компонента. У цьому сімействі два коду розташовуються на фіксованій відстані один від одного і містять взаємопов'язану інформацію. Вони призначені для задач, в яких в різні моменти часу потрібні різні види інформації про кодируемом об'єкті. Відмінною особливістю композитної символіки є використання лінійного символу в якості посилання (ключової інформації) для двовимірного компонента. Це дозволяє істотно скоротити площу двовимірного компонента.

Стандарти штрихових кодів поширюються на їх друк, сканування та верифікацію. Ці стандарти забезпечують взаємодію виробників обладнання та етикеток і тих, хто використовує коди в своїй діяльності. Виготовлення штрихових кодів здійснюється двома способами - друк на робочому місці самим користувачем і друк виробником етикеток.

Приклади з практики

Системи кодування. В даний час існує більше 50 систем штрихового кодування. В Америці в 1973 році з'явився «Універсальний товарний код» (англ. UPC - Universal

Product Code) для використання в промисловості і торгівлі. У Західній Європі для ідентифікації споживчих товарів з 1977 р стала застосовуватися аналогічна система під назвою «Європейський артикул" (англ. European Article Numbering - EAN). Європейська система кодування є різновидом UPC. Код EAN являє собою набір цифр від 0 до 9. Всі кодове позначення може виражатися вісьма (EAN-8) або тринадцятьма (EAN-13) цифрами. Скорочений символ (EAN-8) використовується для маркування товарів малих розмірів. Американський і західноєвропейський коди сумісні. Єдина різниця між ними полягає в тому, що код UPC містить 12, а код EAN - 13 знаків.

В даний час штрих-коди «EAN / UPC» лежать в основі всесвітньої багатогалузевої комунікаційної системи, створення якої забезпечується двома найбільшими спеціалізованими міжнародними організаціями - EAN International та AIM International. Штриховий код символіки EAN / UPC, представлений сімейством позначок EAN-8, EAN-13, UPC-A, UPC-E, призначений для кодування цифрової інформації і є одним з основних машиночитаємих носіїв даних в рамках міжнародної системи EAN / UCC.

Широко відома також західнонімецька система кодування: BAN (нім. Bunaeseinheitliche Artikelnummer).

Поряд з перерахованими широко застосовуються: код «2 з 5»; код «39» (Code 39); код «Кодабар» ( «Codabar»).

Код «2 з 5» - один з найпростіших. Знаки коду, що позначають цифри від 0 до 9, містять п'ять штрихів, два з яких широкі, а три - вузькі. Співвідношення ширини широкого та вузького штрихів становить 2: 1 або 3: 1. У першому випадку в знаку зображення 12, а в другому - 14 модулів. Прогалини між штрихами інформації не несуть, і, як правило, ширина пробілу дорівнює ширині вузького штриха. У двійковому поданні коду «2 з 5» вузький штрих ідентичний бінарного 0, а широкий штрих - двійковій 1. Крім цифр даний код має знаки «СТАРТ» і «СТОП», в зображенні яких використовуються лише три штриха, два з них - широкі. Код «2 з 5» є дискретним (пробіли не несуть інформації), тому його друкування спрощується, і самопрове- ряющий, тобто поодинокі помилки виявляються автоматично. Недоліком коду «2 з 5» є відносно низька щільність штрихів і прогалин і відсутність можливості кодування алфавітній інформації.

Код «39». Його найменування пов'язано зі структурою зображення знаків «3 з 9», де три елементи знака (два штриха і один пробіл) з дев'яти є широкими, а решта шість - вузькими. По суті, код «39» являє собою розширення коду «2 з 5» для позначення букв алфавіту і деяких інших символів крім десяти цифр. Кожен знак коду «39» представлено п'ятьма штрихами і чотирма пробілами. У порівнянні з кодом «2 з 5» число варіантів зображення знака збільшується в чотири рази і дозволяє відобразити 40 різних знаків. Передбачено чотири додаткових знака (долара, «/», «+», «%»). Код «39» є дискретним, контрольованим. Перевагою цього коду є його дуже висока надійність, яка може бути збільшена додаванням в символ контрольного знака. Згідно з дослідженнями, помилки зчитування складають не більше однієї на 3 млн лічених символів.

Код «Кодабар» - це дискретний, семіелементний штриховий код, що містить цифри 0 ... 9, знаки «+», «-», «:», «/», «.», Знак долара і чотири знака «СТАРТ / СТОП ». Знаки штрихового коду «Кодабар» обмежені зліва і справа, їх зображення складається з чотирьох штрихів і трьох прогалин. У двійковому поданні коду широкий штрих або широкий пробіл між штрихами відповідає двійковій 1, а вузький штрих або вузький пробіл - бінарного 0. Знаки «Кодабар» представляються семібітним двійковим кодом. У зображенні перших - два широких елемента (штрих і пробіл). У спеціальних знаках три широких штриха, а в знаках «СТАРТ / СТОП» - два широких пробілу і один широкий штрих. У Російській Федерації використовуються в основному формати EAN-13 (EAN-8) для нанесення на товари і ITF для використання на транспортних упаковках. На імпортовані товари можна знайти також штрих-коди формату UPC, поширені в США. Оскільки технологія штрихового кодування має на увазі унікальність штрих-коду для кожного товару, то необхідно централізований розподіл штрих-кодів. Для вирішення цього завдання в 1977 році була створена міжнародна некомерційна і неурядова організація EAN International, представником якої в Росії є «Асоціація автоматичної ідентифікації ЮНІСКАН / EAN Росія». Попередньо зареєструвавшись в цій асоціації, виробник може отримати штрих-коди на все випущені їм товари. Видані в Росії коди EAN-13 мають префікси (перші кілька цифр) 460-469. Префікси 20-29 виділені для так званих внутрішніх кодів - підприємство може не реєструвати коди з такими префіксами і вільно використовувати їх для внутрішнього контролю (наприклад, нанести на обладнання для подальшої інвентаризації).

На думку фахівців, системи штрихового кодування мають значну перспективу, оскільки є природним матеріалом для ЕОМ і дають можливість вирішити одну з найскладніших комп'ютерних проблем - введення даних. Це пов'язано з тим, що ЕОМ легше зчитує широкі і вузькі штрихи і проміжки між ними, ніж букви і цифри. Така система майже повністю виключає помилки. Найпростіший спосіб введення інформації в ЕОМ здійснюється за допомогою клавіатури. Однак цей спосіб не сучасний, так як при найвищої кваліфікації оператор не може досить швидко ввести інформацію. Крім того, дуже багато часу потрібно на пошук і виправлення помилок (оператор допускає в середньому одну помилку на кожні 300 друкованих знаків).

Технологія радіочастотної ідентифікації (RFID- технології). Бездротовий розпізнавання здійснюється за допомогою закріплених за об'єктом спеціальних міток, які несуть таку нормативну та іншу інформацію. Цей метод став основою побудови сучасних безконтактних інформаційних систем і має усталену назву «RFID-технології» - абревіатура від Radio Frequency Identification, що в перекладі й означає «радіочастотна ідентифікація».

історичний екскурс

Історія використання RFID для управління ланцюжком поставок в роздрібній торгівлі почалася в 1997 році, коли ця ідея прийшла в голову співробітнику компанії «Procter & Gamble» Кевіну Ештону. Йому вдалося переконати свою компанію, а також такі великі компанії, як «Wal-Mart», «Coca-Cola», «Johnson & Johnson», «Unilever», «Home Depot», «PepsiCo», що ця ідея має майбутнє. За підтримки цих та багатьох інших компаній на базі Массачусетського технологічного інституту була створена лабораторія Auto-ID Center по дослідженню питань застосування та вироблення стандартів RFID для управління ланцюжком поставок. Технологія, розроблена їй, була передана «EPCglobal» - організації, яка стала відтепер керувати і розвивати стандарти RFID.

Мікросхема RFID передає інформацію в радіодіапазоні на пристрій зчитування або сканер. Традиційні друковані штрих-коди зазвичай зчитуються лазерним сканером, яким для визначення та вилучення інформації потрібно пряма видимість. При використанні технології RFID сканер може вважати закодовану інформацію, навіть коли бирка з нею прихована, наприклад, вбудована в корпус виробу або вшита в одяг.

Бирка RFID на основі мікросхеми може містити набагато більше інформації, ніж звичайний штрих-код, і на відміну від штрих-кодів передавати дані від різних упаковок, які перебувають у візку покупця, на піддоні або навіть з коробок в закритому контейнері з товарами.

Системи радіочастотної ідентифікації складаються з трьох основних компонентів: зчитувача або сканера (рідера), транспондера (зазвичай званого міткою, биркою або тагом від англ, tag) і комп'ютерної системи обробки даних.

Зчитувачі підключаються до биркам по радіозв'язку, отримують від бирок дані і відправляють отриману інформацію в бази даних. Зчитувач має приемопередающее пристрій і антену, які посилають сигнал до транспондеру і приймають у відповідь; комп'ютерна система перевіряє і декодує дані, а також зберігає дані для подальшої передачі, якщо це необхідно.

Найчастіше антена монтується в один корпус з приймачем і декодером, утворюючи зчитувач, який може бути як переносним, так і стаціонарним. Антени бувають різних розмірів і форм. Вони або вбудовуються в дверну коробку, щоб отримувати дані про людину, що пройшов через дверний проріз, або ж монтуються над автострадою для моніторингу транспортного потоку. Одна антена здатна одночасно зчитувати кілька міток, які перебувають в зоні її дії.

Зчитувач випромінює електромагнітні хвилі певної частоти, щоб активізувати мітку і вважати і (або) записати дані. Відстань, на якому може проходити зчитування і запис інформації, може варіюватися від декількох міліметрів до десятків метрів в залежності від потужності випромінювання і використовуваної радіочастоти - чим вище діапазон частот системи RFID, тим це відстань більше. Коли радіочастотна мітка потрапляє в зону випромінювання, вона визначає сигнал активації. Зчитувач декодує дані, закодовані у внутрішньому ланцюзі мітки (чіпі), і дані передаються в базовий комп'ютер для обробки.

Основні компоненти транспондера - інтегральна мікросхема, що управляє зв'язком зі сканером, і антена. Інтегральна мікросхема (чіп) має пам'ять, яка містить ідентифікаційний код або інші дані. Транспондер виявляє сигнал від сканера і починає йому передавати дані, збережені в його пам'яті, при цьому немає ніякої необхідності в контакті або прямої видимості між ними, оскільки радіосигнал легко проникає через неметалеві матеріали. Транспондери навіть можуть бути приховані усередині тих об'єктів, які підлягають ідентифікації, і бувають активними або пасивними.

Активні транспондери працюють від приєднаної або вбудованої батареї, вони вимагають меншої потужності від зчитувача і, як правило, мають велику дальність читання. Зазвичай дані в них можуть бути багаторазово лічені і перезаписані. Обсяг пам'яті активних команд можуть різний в залежності від завдань, аж до 1 Мб. Однак при цьому вони мають більший розмір, велику вартість і обмежений термін служби (він може досягати максимум 10 років і залежить від робочої температури і типу елемента живлення).

Пасивний транспондер функціонує без джерела живлення, отримуючи енергію з сигналу сканера, використовуючи індуктивний зв'язок. Він складається з антени, конденсатора і невеликий напівпровідникової мікросхеми. Новітні розробки дозволяють об'єднувати ці компоненти на акрилової підкладці, зменшуючи вартість пристроїв RFID і дозволяючи виробникам прикріплювати до товарів бирки точно так же, як звичайні етикетки.

Пасивні мітки менше і легше активних , вони дешевші, мають фактично необмежений термін служби, не потребують батарейках і, відповідно, не вимагають технічного обслуговування. Недоліком є менша дальність зчитування і необхідність в більш потужному зчитувачі. Зазвичай пасивними бувають мітки, які містять запрограмований при виготовленні код (від 32 до 128 біт), який не може бути змінений. Ці мітки найбільш часто служать унікальним номером об'єкта в базі даних, аналогічно лінійному штрихового коду.

Активні і пасивні транспондери можуть володіти різним типом організації пам'яті. Вони підрозділяються на неперезапісиваемие - тільки для читання R / O (Read Only), що містять записаний на заводі унікальний код, а також з читанням-записом R / W (Read Write), код в яку заноситься користувачем, в ряді випадків багаторазово.

Приклади з практики

Область застосування системи радіочастотної ідентифікації визначається її частотою. За цим параметром RFID-системи підрозділяються на наступні:

  • - низькочастотні (100-500 кГц), які використовуються там, де допустимо невелику відстань між об'єктом і сканером. Звичайне відстань зчитування складає 0,5 м, для самих маленьких транспондерів дальність читання, як правило, ще менше - близько 0,1 м. Велика антена сканера може в якійсь мірі компенсувати це, але перешкоди з боку високовольтних ліній, моторів, комп'ютерів , ламп денного світла і т. п. заважають її роботі. До головних недоліків низькочастотних систем RFID слід віднести в першу чергу низьку швидкість радіообміну і технологічну складність виготовлення високоіндуктівних антен транспондерів. Низька швидкість обміну не дозволяє зчитувача розрізняти кілька транспондерів, що одночасно знаходяться в полі його антени. Спіральні або магнітні антени низькочастотних транспондерів, як правило, вимагають складного намоточного обладнання. Ці системи найбільш часто використовуються для контролю доступу, контролю переміщення майна та ідентифікації тварин. Низькочастотні сигнали можуть проникати через будівельні матеріали, через тіла людей або тварин, тоді як мікрохвильові сигнали не можуть. Цей ефект теж може бути як недоліком, так і перевагою системи, в залежності від її призначення. Вони широко поширені і мають невисоку ціну;
  • - проміжної частоти (10-15 МГц), найбільш поширена частота 13,56 МГц. Для антен-транспондерів можна застосовувати нанесену на підкладку фольгу, друковані провідники на платі, це суттєво здешевлює виробництво в порівнянні з низькочастотними. Розробки мікросхем для транспондерів в діапазоні 13,56 МГц є у цілого ряду відомих виробників: це Philips (технологія MIFARE), Texas Instruments (Tag-ItTM), Microchip і багато інших;
  • - високочастотні (850-950 МГц і 2,4 -5 ГГц), які використовуються там, де потрібна велика відстань (понад 25 м) і висока швидкість читання, так як об'єкти можуть рухатися зі швидкостями до 400 км / год, наприклад швидкісна залізниця дорога TGV у Франції. Сканери таких систем встановлюють на воротах або шлагбауми складу, при цьому транспондер закріплюється на вітровому або бічному склі автомобіля, що привозить або отвозящего вантаж. Велика дальність дії уможливлює безпечну установку сканерів поза межами досяжності людей. Високочастотні системи істотно складніше і дорожче попередніх. Деякі прилади використовують частоту 5,8 ГГц для високошвидкісних транспортних засобів.

Окремим випадком систем радіочастотної ідентифікації є широко застосовуються в торгівлі системи захисту від крадіжок (Electronic Article Surveillance, EAS). Вони використовують такі частоти: 70-1000 Гц - електромагнітні (EM-EAS); 58 кГц - акусто-магнітні (AM-EAS); 1,95-8,2 МГц - радіочастотні (RF-EAS). У них в більшості випадків транспондер містить тільки один біт інформації. EAS-технологія передбачає ідентифікацію предметів під час проходження через зону контролю - спеціальні ворота.

Говорячи про основні переваги нової технології, треба відзначити, що вона, з одного боку, не вимагає контакту або прямої видимості об'єкта і сканера, а з іншого - дозволяє:

  • - вважати дані швидко і точно;
  • - працювати навіть в агресивних середовищах;
  • - розпізнати інформацію через шар бруду, фарби, воду, пластмасу, деревину;
  • - мати фактично необмежений термін експлуатації при пасивному виконанні;
  • - нести в транспондері велику кількість інформації;
  • - практично виключити можливість підробки;
  • - не тільки рахувати, а й записувати в транспондер необхідну інформацію.

Сьогодні RFID-технології мають широке застосування, вони забезпечують:

  • - електронний контроль доступу і переміщень персоналу на території підприємств і складів;
  • - управління виробництвом, товарними і митними складами, магазинами;
  • - видачу та переміщення товарів і матеріальних цінностей;
  • - автоматичний збір даних і при необхідності нарахування оплати на залізницях, платних автомобільних дорогах, на вантажних станціях і терміналах;
  • - контроль, планування і управління рухом, інтенсивністю графіка і вибором оптимальних маршрутів автотранспорту;
  • - управління рухом громадського транспорту та оптимізацію пасажиропотоків;
  • - захист дорогих виробів на складах і в магазинах;
  • - захист і сигналізацію на транспортних засобах.

Приклади з практики

Найбільша торговельна компанія світу «Wal-Mart» оголосила про обов'язковий перехід своїх магазинів на систему RFID. З тих пір ціна на бирки RFID знизилася вдвічі, що, на думку фахівців компанії, призведе до революції в світі роздрібної торгівлі та повної зміни ланцюжків поставок. Ста найбільших постачальників «Wal-Mart» було запропоновано перейти на використання в своїх упаковках бирок RFID. За оцінками деяких аналітиків, однією тільки «Wal-Mart» незабаром на рік потрібно мільярд мікросхем RFID, і попит на ці пристрої буде тільки рости. Міністерство оборони США схвалив нову систему ідентифікації на федеральному рівні, зажадавши від своїх постачальників встановити бирки RFID на промислові деталі і піддони до 2005 р

Протягом багатьох років просуванням технології RFID і створенням відповідної інфраструктури займалася корпорація Intel. Сьогодні вона розробляє пристрої зчитування, нові моделі використання, а також працює над підвищенням ефективності функціонування ланцюжка поставок. Хорошим прикладом її активності в розвитку нової технології стала одна з останніх розробок дослідного центру Intel в Сіетлі - кишеньковий пристрій зчитування бирок RFID і спеціальна рукавичка для зчитування. Такий прилад, що дозволяє користувачам легко і просто працювати з бирками RFID, викликав величезний інтерес у всьому світі.

У США RFID-етикетки, засновані на радіочастотної ідентифікації, зараз знаходяться на самому початку шляху повної комерціалізації. У сфері упаковки це означає широке застосування випромінюючих радіосигналів чіпів на піддонах і контейнерах. В результаті очікується, що такі етикетки більш широко будуть прикріплювати також і до первинної упаковці. Ярлики дозволять компаніям відстежувати шлях упакованого товару, щоб поліпшити збір даних, контроль пересування товару, удосконалити систему безпеки.

Певні труднощі виникли на шляху до створення загальносвітового частотного стандарту для RFID-технологій через зволікання європейської влади з виділенням радіоспектра, оскільки використовувана в США частота 915 МГц зайнята в Європі мобільним телефонним зв'язком. Європейський інститут стандартів в області телекомунікацій (ETSI від European Telecommunication Standards Institute) недавно затвердив стандарт ETSI 302 208, що передбачає збільшення потужності випромінювання європейських RFID-сканерів і використання ними розширеної смуги частот в діапазоні УВЧ, від 865 до 868 МГц. Новий стандарт створює умови для гармонізації RFID-систем по всіх країнах ЄС і прискореного впровадження радіочастотної ідентифікації в системи управління ланцюгами поставок.

Запропоновані стандарти частоти дозволяють підвищити дальнодействие RFID-систем аж до 5 м. Цього достатньо, наприклад, для зчитування даних при переміщеннях маркованих піддонів через портал складу. У найближчій перспективі мають бути ухвалені місцеві законодавчі акти для введення стандарту в дію на територіях конкретних країн - членів ЄС. Сьогодні, щоб не помилитися з вибором RFID-обладнання, необхідно ретельно перевіряти його на відповідність стандарту ETSI 302 208. Загалом системи радіочастотної ідентифікації застосовуються в тих досить різноманітні випадки, коли потрібно оперативний і точний контроль, відстеження та облік численних переміщень різних об'єктів. Існує не так багато технологій, які несуть з собою кардинальні зміни, але RFID і електронні товарні коди, за одностайною думкою фахівців, безумовно, належать до цієї категорії. Їх використання торкнеться всіх бізнес-процеси незалежно від місця в вартісної ланцюжку і неминуче замінить традиційну технологію штрих-кодів.

Слід зазначити, що в західному суспільстві спостерігається певна протидія впровадженню цієї технології. Так, в США і Європі захисники прав споживачів стурбовані використанням бирок RFID на товарах роздрібної торгівлі, побоюючись, що з їх допомогою компанії зможуть відстежувати всі пристрасті споживачів і таким чином втручатися в особисте життя людей. Тому центр Auto-ID, дослідний консорціум RFID, що розміщується в Массачусетському технологічному інституті, запропонував дати підприємствам роздрібної торгівлі можливість відключати бирки RFID на виході з магазинів. Деякі виробники вже почали випускати бирки з такою функцією.

Більшість аналітиків, що працюють в галузі, вважають, що переваги від використання технології RFID, пов'язані з підвищенням якості обслуговування, переважать будь-які витрати, пов'язані з впровадженням.

 
<<   ЗМІСТ   >>