Rfid метка для компьютера

Вход в Windows с помощью Arduino и радиочастотной идентификации (RFID)

Как известно, компьютеры были изобретены в 1871 году, но только в 1961 году контроль доступа к ним (ПК) начали осуществлять с помощью пароля. В настоящее время кроме буквенно-цифровых паролей доступно и множество новых, появившихся сравнительно недавно, способов идентификации: с помощью жестов, отпечатка пальца, распознавания лица и многое другое.

В этой статье мы рассмотрим как разблокировать компьютер, работающий на операционной системе Windows, с помощью платы Arduino и меток RFID (Radio Frequency Identification — радиочастотная идентификация). К компьютеру будут подключены плата Arduino и считыватель RFID меток и чтобы разблокировать компьютер нужно будет всего лишь поднести «правильную» радиочастотную метку к считывателю RFID меток.

Необходимые компоненты

Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
RC522 RFID reader (считыватель радиочастотных меток) (купить на AliExpress).
RFID метки.
USB кабель.
Соединительные провода.

Считыватель RFID меток RC522

Сейчас на рынке доступно достаточно много моделей считывателей RFID меток, однако для нашего проекта мы выбрали модуль RC522, работающий по интерфейсу SPI. Это достаточно дешевое устройство, доступное для покупки практически во всех магазинах радиоэлектроники. Модуль RC522 имеет интерфейсы SPI, UART и I2C, однако по умолчанию он использует интерфейс SPI. Внешний вид данного модуля показан на следующем рисунке.

В этом проекте модуль RC522 подключен к плате Arduino, а плата Arduino подключена к компьютеру. Когда RFID метку подносят к модулю RC522, плата Arduino с его помощью считывает идентификатор RFID метки (ID number) и передает его в компьютер.

Схема проекта

Схема подключения считывателя RFID меток RC522 к плате Arduino представлена на следующем рисунке.

Поскольку RFID модуль RC522 работает по интерфейсу SPI, то подключить его к плате Arduino достаточно просто – мы соединили его контакты MISO, MOSI, SCK и NSS к контактам SPI платы Arduino Uno. Модуль RC522 запитывается от контакта 5V платы Arduino. Сама же плата Arduino получает питание по USB кабелю от компьютера. Полный список соединений в схеме представлен в следующей таблице.

Модуль RC522	Плата Arduino Uno
V_CC	3.3V
GND	GND
RST	D9
MISO	D12
MOSI	D11
SCK	D13
SDA/NSS	D10

Внешний вид собранной конструкции проекта показан на следующем рисунке.

Установка блокировки/разблокировки компьютера с помощью RFID

После сборки схемы проекта подключите плату Arduino к компьютеру. Определите COM порт компьютера, к которому подключилась плата Arduino – это можно сделать либо с помощью диспетчера устройств Windows, либо с помощью Arduino IDE как показано на следующем рисунке. В нашем случае плата Arduino оказалась подключенной к COM порту под номером 1.

После этого в плату Arduino необходимо загрузить код программы для работы с модулем RC522 – он приведен в конце статьи. После загрузки кода программы в плату откройте окно монитора последовательной связи (serial monitor). Затем прислоните RFID метку к модулю RC522, после чего вы увидите в окне монитора последовательной связи 5 значений. Эти значения необходимо скопировать себе в «укромное место» и закрыть окно монитора последовательной связи. Полученные нами значения показаны на следующем рисунке.

После этого скачайте каталог с настройками RFID (rfid_configuration folder) по следующей ссылке — rfid_configuration ZIP file. По этой ссылке вы скачаете ZIP архив, в котором будет 4 файла.

После распаковки ZIP архива зайдите в нем в каталог с именем 32 bit или 64-bit в зависимости от того 32 или 64-разрядная у вас операционная система. В этом каталоге откройте текстовый файл RFIDcredentials.txt. Вставьте в него свои значения из окна монитора последовательной связи (которые вы получили ранее) и обновите (укажите свои) имя пользователя (user name) и пароль (password). Если вы хотите добавить две карты для входа в операционную систему, то заполните и вторую строчку в файле RFIDcredentials.txt как показано на следующем рисунке.

После этого сохраните и закройте этот файл. Затем откройте из этой же папки файл RFIDCredSettings, измените в нем номер COM порта, к которому подключена плата Arduino, на свой, сохраните и закройте этот файл. Остальные значения в файле не меняйте.

Теперь скопируйте все 4 элемента нашего каталога, которые вы извлекли из скачанного ZIP архива и изменили в них часть значений на свои, в каталог C:\Windows\System32. Если система потребует подтверждения этой операции – подтвердите ее.

Теперь запустите файл реестра (register file) чтобы внести изменения в реестр. При этом, скорее всего, вы на своем экране увидите примерно следующее диалоговое окно:

Нажмите «yes», затем «ok». После этого осуществите выход из системы и вы увидите что в систему был добавлен еще один пользователь – с именем RFID.

Вход в учетную запись этого пользователя теперь можно будет осуществлять с помощью RFID карт/меток. То есть никакого пароля на вход в систему вводить уже не будет нужно – достаточно будет всего лишь прислонить RFID метку к RFID считывателю и вход в систему произойдет автоматически.

Объяснение программы для Arduino

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.

Первым делом в программе нам необходимо подключить заголовочные файлы всех используемых библиотек и определить контакты для RFID RST_PIN и SS_PIN. Если в вашей Arduino IDE еще нет библиотеки для работы с модулем RC522 (mfrc522 library), то вы можете скачать ее по следующей ссылке — MFRC522 Arduino Library. После скачивания библиотеку необходимо добавить в вашу Arduino IDE.

Источник

Что такое RFID-метки. Технология радиочастотной идентификации

Подробный разбор, что такое RFID-метки, где они применяются, какие их виды могут быть полезны для бизнеса и в чем их преимущество перед штрихкодами.

Что такое RFID

Аббревиатура RFID расшифровывается как Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация. Первые RFID-метки были созданы в 40-е годы XX века, а запатентованы
— в 80-е. Это технология, которая позволяет автоматически идентифицировать объекты, в том числе те, что находятся на расстоянии, с помощью
радиосигналов. RFID-метки способны идентифицировать физические объекты, а также отслеживать их перемещение. Отсюда еще одно название меток — транспондеры. На RFID-метку
можно нанести определенную информацию, сохранить ее, а позднее считать.

Метка состоит из двух частей: антенны и микрочипа. Микрочип отвечает за сохранение данных, которые записаны на него. Чтобы помочь записать
информацию на чип или считать ее, нужна антенна, которая соединяет метку и считыватель. Без считывателя метка не будет активной: есть
устройства, которые только записывают информацию или считывают ее, а есть те, которые справляются с обеими задачами.

Виды RFID-меток

По принципу работы выделяют следующие типы меток:

пассивные;
полупассивные;
активные.

У пассивных меток нет источника питания, поэтому работают они только при контакте со считывателем, который испускает радиоволны. Чтобы считывать информацию
с метки, нужно подносить ее очень близко к считывателю. Такие метки считаются самыми простыми и дешевыми.

Полупассивные метки имеют собственный источник питания. Это позволяет меткам работать на большем расстоянии от считывателя, чем пассивным меткам. Этот тип
метки стоит дороже и выходит из строя после того, когда закончится заряд батареи-источника питания.

Активные метки тоже имеют свой источник питания, более мощный, чем у полупассивных меток. Их радиосигнал обладает самой большой мощностью и
способен «контактировать» со считывателем на расстоянии более 50 метров. Такие метки самые дорогие, но и самые функциональные, так как позволяют
записывать большое количество данных и использовать их в сочетании с другими функциями.

По внешнему виду можно выделить метки-наклейки, брелоки, карточки, этикетки, а также сложные формы (например, фигуры в пластиковом корпусе).

Метки можно разделить на виды по частотам, на которых они передают сигнал: сверхчастотные (860—960 МГц), высокочастотные (13,56 МГц), низкочастотные (125—164
кГц). От выбранной частоты зависит, на какое расстояние можно будет предать зашифрованную в метке информацию.

Где применяются RFID-метки

Радиочастотные метки широко используются во всем мире. Сейчас практически каждый человек носит в своем кошельке несколько устройств с RFID-меткой —
это бесконтактные банковские карты. Также технология используется для бесконтактной оплаты проезда в общественном транспорте: подземном и наземном. Метки с технологией
RFID используют для чипирования животных — например, бродячих собак или коров в стаде. Однако чаще всего метки используются в логистике
и торговле.

RFID-метки позволяют организовать систему складских помещений, облегчить поиск товара на полке, собирать статистику и бороться с кражами. В роли склада
может выступать что угодно — от производственного цеха готовых деталей до городской библиотеки. Также технология RFID уже несколько лет стоит
на службе маркировки товаров. Именно RFID-метками в России маркируют меховые изделия. На самом знаке напечатан используемый тип
меха, уникальный номер товара, QR-код, который можно считать с помощью смартфона, чтобы проверить легальность товара. Требования к меткам для шуб
зафиксированы в решении Совета Евразийской экономической комиссии от 23.11.15 № 70. Товары, которые произведены на территории РФ, имеют идентификатор зеленого
цвета, а импортные — красного. Чтобы продавать меховые изделия с маркировкой, необходимо специальное оборудование (RFID-считыватель) и программное обеспечение.

Преимущества RFID-меток перед штрихкодами

RFID-метки могут составить серьезную конкуренцию штрихкодам как носителям информации. Главное преимущество меток в их многоразовости: данные, нанесенные на чип, можно
перезаписывать,что делает пассивную метку практически »бессмертной». В то же время метки можно защитить от перезаписи и внесения изменений, что делает
метки гарантом подтверждения верности информации на этикетке.

Также, в отличие от штрихкода, можно считывать сразу несколько меток за раз (если используемые метки — полупассивные и активные). Это
сокращает трудозатраты персонала на товароучет, поиск товара.

Минимальный объем памяти самой простой RFID-метки — 128 бит. Это позволяет записать на метку гораздо больше информации, чем на штрихкод.

Большинство меток не боится внешних воздействий (температуры, влажности, механических повреждений), поэтому даже поврежденную метку можно будет считать в отличие от
штрихкода, который, утратив свою часть, становится бесполезным.

Источник

RFID метки: разновидности и применение RFID технологии

Технология RFID (Radio Frequency Identification) применяется для автоматической идентификации товаров и сырья для производства. В этой статье мы расскажем, как устроены RFID метки, где они используются, и какое оборудование нужно для чтения данных.

RFID метки — что это такое?

Для шифрования данных используются радиочастотные метки (или транспондеры). Записанную на них информацию можно считывать на расстоянии. Считывание проводится в автоматическом режиме.

Технология радиочастотной передачи данных изобретена в 1948 г.
Первые транспондеры, близкие по функциям к современным, появились в 1973 г.
Технология РФИД была запатентована в 1983 г.

Каждая метка состоит из чипа, антенны, корпуса, программного обеспечения. В конструкцию может входить источник питания. Размер корпуса: от 3 мм до 20 см.

Чип содержит зашифрованные данные. Антенна нужна для отправки сигнала на считыватель. В основе чипа находится интегральная схема. Она принимает и обрабатывает сведения, формирует сигналы для передачи на антенну.

Классификация транспондеров

Активные метки содержат мощный источник питания. Они могут передавать сигнал на расстоянии от 5 до 300 метров. Внутри них установлены чипы с большим объемом памяти. Эти транспондеры самые дорогие, но и самые эффективные.

Полупассивные метки тоже содержат источник питания. Но его мощность меньше, чем у активных аналогов. Дальность передачи сигнала: до 50 метров. Активные и полупассивные метки работают, пока действует источник питания. Когда заряд батареи заканчивается, объект выходит из строя.

У пассивных меток нет встроенной батареи. Для активации нужен контакт со считывателем. Когда внешнее устройство испускает сигнал, транспондер активируются. Дальность считывания: до 20 см. Пассивные транспондеры стоят недорого.

Дальность считывания

Тип носителя напрямую влияет на дальность передачи сигнала. Классификация транспондеров по дальности срабатывания:

Ближние: до 20 см.
Средней дальности: 20-500 см.
Дальние: 5-300 м.

В торговле чаще всего используют пассивные (ближние) транспондеры. Они стоят недорого и не сильно увеличивают стоимость производства. Для расшифровки меток подходят считыватели штрих-кодов или ТСД.

Частота передачи радиосигнала

Носители делятся на группы по частоте передачи сигнала. Сверхчастотные носители работают на частоте 860-960 МГц. Высокочастотные носители передают радиосигнал на частоте 13,56 МГц. Низкочастотные работают на частоте 125-164 КГц. Реже используются миллиметровые волны на частоте от 2 ГГц.

Варианты конструкции транспондера

Стандартная форма носителя: диск размером от 3 мм до 10 см. Корпус состоит из АВС пластика, полистирола, эпоксидной смолы. Эти материалы хорошо выносят нагрев и мороз, они устойчивы к ударам. Диск можно встроить в брелок.

Транспондеры в форме колбы изготавливают из стекла или пластика. Длина носителей: 12-32 мм. Носители в виде колбы используют для чипирования животных.

Метка может быть заключена в прямоугольный корпус из пластика. Эти носители применяют там, где требуется максимальная прочность. Например, на производстве автомобилей.

Транспондеры, сделанные в виде браслетов, предназначены для людей. Где они применяются:

Организация труда на производстве.
Система контроля за лечением пациентов.
Организация доступа на мероприятие.

Плоские носители служат для идентификации книг и документов. Они встраиваются в банковские карты и проездные. Могут служить заменой штрих-кодов для логистики и торговли.

Преимущества по сравнению со штрих-кодами

В отличие от штрих-кодов, RFID метки можно использовать повторно. Записанную информацию можно переписывать. Пассивные транспондеры могут служить годами. Время их эксплуатации не ограничено зарядом батареи.

Радиочастотная технология позволяет защитить метки от перезаписи третьими лицами. Наличие защиты гарантирует подлинность информации.

Считыватель может распознавать только один штрих-код за раз. Радиочастотная технология дает возможность считывать сразу несколько меток (активных или полупассивных). Пассивные метки сложно считывать группами. Это связано с небольшой дальностью передачи сигнала.

Минимальный объем памяти транспондера: 128 бит. Это больше, чем у линейных штрих-кодов. Но меньше, чем у двумерных кодов.

Штрих-коды повреждаются из-за механического воздействия, высокой температуры и влажности. Транспондеры обладают большей устойчивостью к негативным воздействием.

Плюсы и минусы радиотехнологии

С помощью RFID можно автоматизировать производство и наладить схему реализации товара. У системы есть много преимуществ:

Метку на продукции крайне сложно подделать.
Максимальный радиус передачи сигнала: 300 метров.
Радиосигнал проникает сквозь капитальные стены.
Можно одновременно считывать несколько меток.
Распознавание происходит быстро и с первого раза.
Для считывания не нужно подходить близко к метке.
Можно считывать сигнал с подвижного объекта (транспорта).
Зашифрованную информацию можно стирать и перезаписывать.
Метка защищена от ударов, влажности низкой и высокой температуры.

Недостатком является высокая стоимость изготовления меток (по сравнению со штрих-кодами).

Сферы применения технологии

Внедрение RFID технологии позволяет ускорить и автоматизировать бизнес-процессы. После ее внедрения увеличивается скорость работы сотрудников. Число ошибок, вызванных человеческим фактором, снижается почти до нуля. Все это приводит к увеличению прибыли бизнеса.

RFID технология широко используется в торговле, в логистике, на производстве. Радиочастотные носители находятся внутри бесконтактных банковских карт и проездных билетов. Они служат для учета книг и документов, для чипирования животных. Мы расскажем о самых распространенных сферах применения меток.

Система обязательной маркировки

В России RFID технология используется для маркировки шуб и других меховых изделий. Носитель содержит информацию о производителе товара, стране производства, категории меха. На корпусе транспондера печатается:

Разновидность меха.
Уникальный номер объекта.
QR код для идентификации.

Носители на импортных шубах выделяются красным цветом. Шубы отечественного производства обозначаются зеленым цветом. Нанесенный на метку QR можно считать мобильным телефоном. RFID считыватель для этого не требуется. QR содержит ссылку, которая дублирует информацию, записанную на метку.

Идентификация в магазине и на складе

Радио технология используется не только для учета шуб. Она применяется для идентификации и других видов товаров. Чаще всего применяется для учета изделий легкой промышленности.

Транспондеры упрощают отгрузку и приемку товара, проведение инвентаризации. Идентификация проводится бесконтактным методом. Считыватели обрабатывают данные с высокой скоростью.

Использование меток защищает магазины от краж. При попытке вынести предмет, с которого не снята метка, зазвенит охранная рамка и включится световой индикатор.

Организация производственных процессов

Система РФИД позволяет автоматизировать производство. Она применяется для учета заготовок, инструментов сырья и других объектов. Транспондеры позволяют контролировать перемещение транспорта и рабочих.

Применение в сфере услуг

Радиометки применяют для автоматизации прачечных и химчисток. Система позволяет ускорить приемку, сортировку, перемещение объектов. Анализ данных позволяет контролировать загрузку производственных мощностей. По радиосигналу можно определить точное местонахождение объекта. По аналогичным принципам работают и логистические компании.

Общественный транспорт

Система RFID применяется для бесконтактной оплаты проезда. Метки встраиваются в проездные на наземный транспорт или на метро. Быстрая и удобная оплата проезда сокращает очереди на вход. По статистике, после внедрения бесконтактной оплаты уменьшается число безбилетных пассажиров.

Оплата банковскими картами

В каждой современной банковской карте есть транспондер для бесконтактной оплаты. Носитель передает информацию на платежный терминал. Затем деньги списываются со счета покупателя. Идентификация по RFID меткам происходит на увеличенном расстоянии по сравнению с NFC системой.

Использование в медицине и ветеринарии

Частные поликлиники и больницы используют RFID браслеты для сохранения данных о пациенте. Одноразовый браслет не снимается, пока пациент проходит лечение. На браслет записываются:

Паспортные данные пациента.
Сведения о диагнозе.
История лечения.
Противопоказания и аллергии.

Транспондеры служат для контроля за медицинским оборудованием, для организации доступа в палаты. В ветеринарии носители применяют для чипирования животных. В фармацевтике — для проверки подлинности и срока годности лекарств.

Применение в библиотеках

В современных библиотеках применяют RFID для учета книг. На листы наклеивают простые метки стоимостью от 25 руб. за штуку. Считывание меток позволяет быстро принимать и выдавать книги. На выходе можно установить охранные рамки, как в магазине, для борьбы с кражами. Они будут звенеть, если кто-то попробует вынести незарегистрированную книгу.

Выдача заграничных паспортов

Радиометки установлены в заграничных паспортах нового образца. В России получить документы нового типа с RFID метками возможно с 2009 года.

Какое оборудование может читать RFID метки

Чтобы работать с транспондерами, нужны устройства для записи и приема данных. Эти операции проводятся через антенну. Существуют устройства для записи и для приема информации, а также универсальные приборы.

Компания MERTECH выпускает ТСД для работы с RFID метками. Преимущества нашей техники:

Быстрое считывание радиосигналов.
Идентификация любого типа объектов.
Экономное использование заряда батареи.
Хорошая защита корпуса от ударов, пыли и влажности.
Совместимость с 1С и другими программами для учета.
Интерфейсы для проводного и беспроводного подключения.
Гарантия на технику действует 2 года.

Наши устройства могут считывать не только RFID. Можно применять их для работы с линейными и двумерными штрих-кодами. Техника подходит для работы с маркировкой «Честный ЗНАК». Все модели из каталога прошли тестирование ЦРПТ.

Идентификация в магазине и на складе

В интернет-магазине MERTECH вы можете купить оборудование для считывания RFID меток. Мы продаем считыватели по низкой цене от производителя. Доставка техники проводится не только по Москве. Мы доставляем оборудование по регионам России.

Оставьте заявку на сайте, чтобы купить оборудование для считывания RFID меток. Мы подберем устройства, подходящие для автоматизации бизнеса.

Источник

Как записать и считать RFID-метку?

Любая радиочастотная метка содержит в себе чип, антенну, приемник, передатчик, и объем памяти для хранения данных. Если чип пассивный, то для его активации необходим исходящий радиосигнал антенны считывателя или сигнал от собственного источника питания, если чип активный. Антенна нужна для улавливания электромагнитных волн считывателя. После того как внешний сигнал получен, радиочип отвечает обратным импульсом, который передает ID.

Многие предполагают, что на метку записывается информация, например, как на флэшку. Но это в корне не так. т.к. объемы памяти метки не такие же как у повсеместно используемых накопителей и составлет в зависимости от стандарта и используемого протокола около 256 кБ. Поэтому как правило каждой метке присваивается свой уникальный идентификатор, который фиксируется в системе учета или другом программном обеспечении, предназначенного для работы по технологии RFID. Далее после получения ID, присвоенного метке, определяется соответствующая информация для загрузки и отображения в интерфейсе программного обеспечения.

Все компании, располагая каким-либо видом активов сталкиваются с определенными проблемами в повседневной оперативной рутине складских операций. Эти проблемы требуют решения обширного круга складских задач, связанных с поступлением, отгрузкой, перемещением, подбором, адресным хранением или инвентаризацией основных средств предприятия.

Мобильное приложение на RFID планшете

Существует 2 способа записи и считывания RFID-метки.

Мобильное приложение.

Специализированное программное обеспечение по автоматизации и оптимизации бизнес-процессов складского учета и логистики для мобильных устройств. Отвечает за маркировку, обработку данных и идентификацию меток при считывании посредством технологий RFID, получая все необходимые сведения о состоянии активов на любом этапе жизненного цикла и управленческого учета.

Запись RFID метки через приложение Android

Как работает Go-RFID Mobile?

Архитектура сервиса Go-RFID основана на модели “клиент-сервер”, в которой сервер обрабатывает данные из мобильного приложения в том числе. Обработанная информация о проведенных в приложении операциях передается «по требованию» или real-time клиентским приложениям.

Как записывать и считывать информацию

Приложение синхронизируется с базой данных на сервере Go-RFID, куда заранее заведены экземпляры оборудования вручную, выгружены из других систем учета или через интеграцию этих систем по API. Кодирование и регистрация RFID меток происходит с помощью считывателя RFID или планшета, на котором предустановлено приложение и присутствует модуль RFID. Закрепляемые на изделии радиометки имеют практически неограниченный срок эксплуатации, что избавляет от необходимости проводить повторную RFID маркировку ОС.

Считывание RFID метки

Стационарный комплекс.

Главная особенность комплекса в автоматизации процесса идентификации меток и минимизации участия в этом процессе человека. Основным преимуществом является высокая мощность сигнала, что позволяет уверенно считывать одновременно большое количество меток.

Применяется в сфере транспортной и складской логистики, когда необходимо осуществить приемку/отгрузку груза, учет «въезд-выезд». В своем составе содержит оборудование стационарные RFID-считыватели для записи данных и фиксации перемещения объектов, смонтированные на объект учета RFID-метки и RFID антенны, подключаемые к стационарным ридерам и предназначенные для организации считывания информации с меток.

Для каждой единицы одежды создаётся свой электронный паспорт с привязкой к конкретному идентификатору.

Стационарные зоны комплектуются соответствующим считывателем и могут располагаться как в местах с широкими проходами (складской комплекс), так и проходной, для контроля перемещения объектов в зонах контроля проездов, а так же объекты двигающиеся по транспортерной ленте.

Так например для идентификации транспорта, учет персонала, проходящего через зону контроля применяются ворота (портал) или потолочный считыватель. А для учета большого количества мелких объектов, ограниченных небольшой зоной считывания целесообразней применять тоннель (бокс) или как одно из решений — Smart-контейнер.

Так же применяется настольный стационарный считыватель, но уже для более простых административных задач, например, маркировка книг, документов, ювелирных изделий.

Источник