Радиочастотный блок служит для обнаружения изменений характеристик рабочего поля считывателя РЧИ и преобразования их в двоичные данные, поступающие на блок управления.

Модулятор метки служит для кратковременного замыкания антенны метки синхронно с передаваемыми меткой данными. Такие манипуляции с антенной создают переменную нагрузку на рабочее поле считывателя РЧИ и воспринимаются им как данные, передаваемые меткой.

Рисунок 7 Устройство метки РЧИ

Энергонезависимая память служит для хранения данных, используемых при работе метки в системе РЧИ. Большая часть памяти метки доступна для изменения хранимых данных по командам, получаемым меткой от считывателя РЧИ.

Блок управления служит для интерпретации данных, передаваемых считывателем РЧИ, в команды, их исполнения и формирования данных для передачи считывателю как результата выполнения команд. В процессе обработки команд считывателя блок управления контролирует работу радиочастотного блока, модулятора и энергонезависимой памяти.

Считыватель РЧИ представляет собой микропроцессорное устройство, имеющее в своем составе радиочастотный блок и антенну, как показано на рисунке 8. Считыватель подключен к компьютеру через стандартный канал связи, обычно это компьютерный USB порт.

Антенна считывателя конструктивно аналогична антенне метки, но может иметь больший размер. Конкретный размер антенны определяются технологическим предназначением считывателя и конструкцией его корпуса. Антенна служит для создания рабочего поля (для считывателей ВЧ диапазона это магнитное поле) энергия которого используется метками для работы.

Радиочастотный блок считывателя служит для формирования высокочастотных электрических сигналов, преобразующихся в энергию рабочего поля. Кроме того, радиочастотный блок формирует изменения рабочего поля считывателя синхронно с передаваемыми для меток данными. В режиме приема он преобразует изменения рабочего поля, производимые метками, в данные, формируемые метками в процессе работы системы РЧИ.

Микропроцессорный блок служит для преобразования команд, получаемых от управляющего компьютера в последовательности команд, передаваемых меткам РЧИ, находящимся в поле считывателя. В результате выполнения команд управляющего компьютера осуществляется обмен данными между системой автоматизации РЧИ и метками с целью идентификации маркированных метками объектов.

Рисунок 8 Устройство считывателя РЧИ

Интерфейсный модуль связи с компьютером служит для получения команд от управляющего компьютера и обмена данными в процессе работы системы РЧИ. Считыватели различных типов могут иметь различные интерфейсные модули. Наиболее распространенным интерфейсом является USB-порт компьютера, к которому считыватель подключается по кабелю. Некоторые типы считывателей могут иметь сетевой интерфейс и осуществлять обмен данными с компьютером по сетевым протоколам TCP/IP. Кроме того, связь считывателя с компьютером может осуществляться через беспроводные интерфейсы Wi-Fi или Bluetooth.

Более подробную информацию об устройстве и принципах работы систем радиочастотной идентификации можно найти в работе Богатырева Е. А. «RFID-системы: основы построения, функционирования и применения» [3].

Технология РЧИ появилась как результат развития радиотехники и радиоэлектроники. Теоретические основы технологии были заложены в 1920–40-х гг. Первые устройства РЧИ появились и начали применяться на практике в конце ХХ в., но их широкое распространение началось в конце 1990-х – начале 2000-х гг. в связи с появлением микроэлектронных устройств. Принцип работы РЧИ систем основан на автоматической идентификации объектов, маркированных РЧИ метками, при их попадании в рабочую зону РЧИ считывателей. Существуют различные виды РЧИ оборудования. В зависимости от вида устройств РЧИ, они обладают существенно разными характеристиками, определяющими конкретные области их применения. Наибольшее распространение в библиотечных системах автоматизации получило оборудование РЧИ, работающее в ВЧ диапазоне радиоволн, использующее пассивные РЧИ метки, не имеющие источника питания, использующие для работы энергию поля, создаваемого РЧИ считывателем в рабочей зоне и выполненные в виде этикеток с клеевым слоем.

1. Развитие каких областей знания привело к появлению технологии РЧИ?

2. Изобретение каких устройств стало предпосылками к появлению РЧИ?

3. Какие основные виды устройств РЧИ существуют в настоящее время?

4. Какие виды устройств РЧИ используются сегодня в библиотеках?

5. Какие основные составляющие элементы системы РЧИ?

6. На каком принципе основана передача данных от считывателя к метке и от метки к считывателю?

7. Из каких основных функциональных элементов состоит метка РЧИ?

8. Из каких основных функциональных элементов состоит считыватель РЧИ?

9. Каково основное предназначение системы РЧИ?

10. Каковы основные преимущества технологии РЧИ в сравнении с технологией штрихового кодирования?

Роль стандартов в развитии любого вида деятельности заключается в закреплении накопленного опыта в виде общепринятых правил, выполнение которых способствует его дальнейшему развитию. В полной мере это относится и к технологии радиочастотной идентификации.

В этом разделе представлена нормативная база применения технологии РЧИ в библиотеках. Показаны исторические предпосылки появления первых стандартов и современное состояние стандартизации в области РЧИ. Показаны и даны характеристики основных систем стандартов, определяющих работу устройств РЧИ. Приведены основные положения стандартов, регламентирующих применение РЧИ оборудования в библиотеках. Так же, изложены основные требования со стороны государственных контролирующих органов к применению устройств РЧИ на территории Российской Федерации на использование частотных диапазонов и условий излучения электромагнитных волн, а также на соответствие установленным санитарным нормам.

Основы технологии радиочастотной идентификации закладывались в 30–40-е гг. ХХ в., но только в 90-е гг. началось её бурное развитие, что было обусловлено успехами в развитии цифровой техники и микроэлектроники. Отсутствие общепринятых правил обмена данными между устройствами РЧИ и прикладными технологическими системами на начальном этапе стало причиной появления на рынке множества различных видов оборудования – считывателей и меток РЧИ. Использование оборудования РЧИ с различными характеристиками приводило к несовместимости и низкой повторяемости прикладных технических решений с использованием оборудования от разных производителей. Все это сдерживало развитие технологии РЧИ и ограничивало масштабность проектов её внедрения.

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».