Принцип действия носителей данных в RFID системах

Носители данных, используемые в системах электронной идентификации, можно разделить по принципу действия на две существенно различные группы:
1. носители данных, использующие для хранения данных физические принципы;
2. электронные носители данных, основанные на микросхемах.
Группу носителей данных, использующих разные физические эффекты, можно, в свою очередь, разделить на простые однобитовые радиометки и радиометки с компонентами на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Группу электронных носителей данных можно разделить на носители данных только с функцией памяти и носители данных, которые содержат программируемый микропроцессор.


Простые одно битовые радиометки работают на различных физических эффектах, таких как резонанс LС-цепи, умножение частоты нелинейным накопителем энергии, резонанс ферромагнитного элемента на основе магнитострикционного эффекта и других. Однобитовые RFID метки способны только сигнализировать считывателю о своем присутствии в зоне опроса. Так, одно битовые RFID метки были использованы при внедрении системы учета продукции для одного из Заказчиков, который предлагает рынке дульный тормоз различных модификаций, при этом радиометками маркируются все комплектующие, которые входят в спецификацию каждой единицы продукции. Количество информации, равное 1 биту, достаточно только для подачи на RFID-считыватель сигнала, имеющего два состояния: «метка в зоне опроса» или «метка не в зоне». Поскольку одно битовые метки не нуждаются в электронном чипе, они очень дешевы в производстве. Одно битовые RFID-метки широко применяются в разных отраслях, и в частности в системах электронного контроля товаров EAS (Electronic Artic1e Surveillance), для защиты товаров в магазинах.

Следует отдельно выделить группу меток, которые могут хранить данные, используя поверхностные акустические волны на базе пьезоэлектрического эффекта. Радиочастотные метки на поверхностных акустических волнах работают в режиме только чтения (read-only). Большими возможностями обладают метки с электронными носителями данных, основанными на микросхемах. Среди них значительную группу образуют электронные носители данных только с функцией памяти. В RFID системах с индуктивной связью обычно используется электрически стираемая программируемая память только для чтения ЭСППЗУ (EEPROM - electrically erasable programmble read-only memory). Емкость памяти составляет от 16 байт до 8 Кбайт. Недостатками этого вида памяти являются значительные затраты энергии при выполнении операции записи и ограниченное число циклов записи (обычно порядка от 100000 до 1000000).


Недавно начали применяться элементы ферроэлектрической памяти с произвольным доступом FRAM (ferroelectric random access memory). Затраты энергии при выполнении операции чтения у FRAM ниже, чем у ЭСППЗУ с коэффициентом 100, а время записи в 1000 раз ниже. Однако широкое распространение на рынке этих элементов пока затрудняют проблемы производства. В СВЧ и микроволновых системах для хранения данных используется статическая память произвольного доступа SRAM (static random access memory). Емкость памяти SRAM составляет от 256 байт до 64 Кбайт. Она обеспечивает быстрые циклы записи. Однако хранение данных в памяти SRAM требует источника бесперебойного питания от автономной батареи. Доступ к памяти транспондера для записи или чтения данных и любые запросы на авторизацию операций записи и чтения должны контролироваться внутренней логикой носителя данных.


В простейшем случае эти функции могут быть реализованы конечным автоматом. При использовании конечных автоматов могут быть реализованы достаточно сложные последовательности. Однако недостатком конечных автоматов является отсутствие гибкости при внесении изменений в запрограммированные функции, поскольку такие изменения влекут за собой изменения в интегральной микросхеме. На практике это означает перепроектирование топологии кристалла со всеми связанными издержками. На стадии производства в микропроцессор вводится операционная система для управления данными приложения. Таким способом дешевле реализовать изменения, и кроме того, программное обеспечение может быть специально адаптировано для выполнения различных приложений. В контексте бесконтактных смарт-карт перезаписываемые носители данных с конечным автоматом известны как карты с памятью, чтобы отличать их от карт с микропроцессорами.