Поглед отвътре: RFID в съвременния свят. Част 1: RFID в ежедневието

Още RFID етикети за бога на RFID етикета!

От публикуването статии за RFID етикети Изминаха почти 7 години. За тези години на пътуване и престой в различни страни, в джобовете ми се натрупаха огромен брой RFID тагове и смарт карти: сигурни карти (например разрешителни или банкови карти), ски карти, карти за обществен транспорт, без които в някоя Холандия е абсолютно невъзможно да се живее, след това нещо друго .

Като цяло е време да подредите цялата тази менажерия, която е представена на KDPV. В нова поредица от статии за RFID и смарт карти ще продължа дългогодишната история за пазара, технологиите и вътрешната структура на истински микро-чипове, без които е немислимо ежедневието ни, като започнем от контрола върху стокооборота (напр. кожено палто) и завършва с изграждането на небостъргачи. В допълнение, през това време нови играчи (например китайци) се включиха в допълнение към уморените NXPза които си струва да се говори.

Както обикновено, историята ще бъде разделена на тематични части, които ще публикувам според моите сили, възможности и достъп до оборудване.

предговор

Така че вероятно си струва да си припомня, че началните оценки за мен бяха продължение на хобито ми да работя с електронна микроскопия и рязане чип от nVidia още през 2012 г. IN тази статия Теорията за функционирането на RFID етикетите беше прегледана накратко и няколко от най-разпространените и достъпни етикети по това време бяха отворени и разглобени.

Вероятно малко може да се добави към тази статия днес: същите 3(4) най-разпространени стандарта LF (120-150 kHz), HF (13.65 MHz – по-голямата част от етикетите работят в този диапазон), UHF (всъщност има два честотни диапазона 433 и 866 MHz), които са последвани от още няколко по-малко известни; същите принципи на работа - индуциране на захранване на чипа чрез радиовълни и обработка на входящия сигнал с извеждане на информация обратно към приемника.

Като цяло RFID етикетът изглежда по следния начин: субстрат, антена и самият чип.

Tag-it от Texas Instruments

„Пейзажът“ на използването на тези етикети в ежедневието обаче сериозно се промени.

Ако през 2012 г. NFC (Комуникация в близост) беше странно нещо в смартфон, което не беше ясно как и къде може да се използва. И гиганти като Sony, например, активно популяризираха NFC и RFID като начин за свързване на устройства (говорителят от първия Sony Xperia, който магически се свързва чрез докосване на телефона - Еха! Шокиращо съдържание!) и промяна на състояния (например, прибрах се вкъщи, плъзнах върху етикета, телефонът включи звука, свърза се с WiFi и т.н.), което според мен не беше особено популярно.

След това през 2019 г. само мързеливите не използват безжични карти (все още същият NFC, като цяло), телефони с виртуални карти (сестра ми, когато сменяше телефона си, настойчиво изискваше NFC в него) и други „опростявания“ на основата на живота на тази технология. RFID се превърна в неразделна част от нашето ежедневие: еднократни автобусни карти, карти за достъп до много офиси и други сгради, мини портфейли в организации (като напр. CamiPro в EPFL) „и така нататък, и така нататък, и така нататък.“

Всъщност затова има толкова голям брой тагове, всеки от които искате да отворите и да видите какво се крие вътре: чий чип е инсталиран? защитено ли е? каква антена е?

Но най-напред...

Именно тези малки парченца силиций направиха нашия свят такъв, какъвто го познаваме днес.

Няколко думи за отварящите тагове

Нека ви напомня, че за да стигнете до самия чип, трябва да депроцесирате продукта с помощта на някои химически реагенти. Например, отстранете обвивката (обикновено карта или кръгъл пластмасов етикет с антена вътре), внимателно изключете чипа от антената, измийте самия чип от лепило/изолатор, понякога отстранете части от антената, плътно запоени към контактните площадки , и едва тогава вижте чипа и неговото оформление.

Депроцесирането е трудно усещане

Материалите, използвани за монтиране на чипове, направиха невероятни подобрения през последните години. От една страна, това увеличи надеждността на закрепването на чипа и намали броя на дефектите; от друга страна, просто кипене в ацетон или концентрирана сярна киселина за разтваряне или изгаряне на органична материя вече няма да измие чипа. Трябва да станете сложни, да изберете смес от киселини, за да премахнете ненужните слоеве, но в същото време да не повредите двигателя на пламъка до метализацията на чипа.

Трудности при депроцесирането: когато лепилото от чипа не може да се отмие при никакви условия... Тук и по-нататък LM – лазерна микроскопия, OM – оптична микроскопия

Или нещо такова...

Понякога, разбира се, имате малко повече късмет и чипът, дори и с изолационен слой, се оказва сравнително чист, което не влияе значително на качеството на картината:


NB: С концентрирани киселини и разтворители трябва да се работи в добре проветриво помещение или за предпочитане навън! Не опитвайте това у дома в кухнята!

Практическа част

Както вече отбелязах в самото начало на статията, всяка част ще представя отделни типове или няколко етикета: транспорт (обществен транспорт и ски карти), защитен (главно смарт карти), „ежедневен“ и т.н.

Нека днес започнем с най-простите етикети, които могат да бъдат намерени почти навсякъде. Нека ги наречем „ежедневни етикети“, защото можете да ги намерите почти навсякъде: от номер на маратон до конференция и доставка на стоки.

Знаците, обсъждани в тази статия, са подчертани със сини пунктирани линии.

UHF тагове с голям обхват

Много читатели на Habr играят и обичат спорта. През последните няколко години има ясно изразена тенденция за участие в различни състезания, полумаратони и дори маратони. Понякога в името на медал Не е грях да пробягаш 10 км.

Обикновено, преди началото на събитието, се издава номер на участника с малки вложки от пяна отстрани, зад които - ужас на ужасите - се крие прословутия RFID етикет. Параноичните хора определено трябва да бъдат нащрек, когато участват в този вид на събитието! Не точно. Тъй като в такива състезания се използва масов старт, е необходимо да се измерва времето на всеки участник от момента на пресичане на стартовата линия до финала. Преминавайки през специална рамка под формата на стартови и финални врати, всеки участник започва и съответно спира невидим хронометър.

Знаците изглеждат по следния начин:

Както показа практиката, дори в Швейцария има поне два етикета, които се използват в подобни публични събития. Те се различават както по антените (конвенционално, тесни и широки), така и по дизайна на чипа. Вярно е, че и в двата случая това е съвсем обикновен чип, без защита, без никакви звънци и свирки и, очевидно, с малко памет. И както показа практиката, също и от този производител - ИМПИНЖ.

Трудно ми е да преценя дали нещо е записано на чипа, най-вероятно той просто служи за идентификация. Ако знаете повече, пишете в коментарите!

IMPINJ чип и широка антена

Този етикет вече се появи на кройки за занаятчии. Можете да прочетете повече за етикета Monza R6 на американския производител IMPINJ тук (pdf).

LM (вляво) и OM (вдясно) изображения при 50x увеличение.
Можете да изтеглите HD изображението тук

Другото проследяване на времето изглежда малко по-сложно от чипа Monza R6 и няма маркировки върху чипа, така че е трудно да се сравняват двете.

"UFO" чип от "неизвестен" производител

Както се оказа по време на танци с тамбура около този чип: производителят е един и същ - IMPINJ, а кодовото име на чипа е Monza 4. Можете да научите повече тук (pdf)

LM (вляво) и OM (вдясно) изображения при 50x увеличение.
Можете да изтеглите HD изображението тук

Етикети за близко поле в транспорта и логистиката

Нека продължим по-нататък, RFID етикетите се използват успешно в транспорта и логистиката за автоматизирано/полуавтоматизирано отчитане на стоки.

Така например, когато поръчах очила RayBan, в кутията беше монтиран подобен RFID етикет. Чипът е маркиран като SL3S1204V1D от 2014 г. и е произведен от NXP.

Една от трудностите при работа със съвременната RFID е измиването на чипа от лепило и изолация...

Информацията на етикета може да се прочете тук (pdf). Етикет клас/стандарт – EPC Gen2 RFID Между другото, в края на документа е смешно да гледате дневника на промените, който частично демонстрира процеса на извеждане на етикета на пазара. Приложенията включват управление на инвентара в търговията на дребно и модата. Ето защо, следващия път, когато купувате сравнително скъп артикул ($200+), погледнете по-отблизо, може би ще намерите подобна марка.

LM (вляво) и OM (вдясно) изображения при 50x увеличение.
HD реши да не го прави...

Друг пример е друга кутия (въпреки че не помня откъде я взех), която имаше такъв етикет „продукт“, залепен отвътре.

За съжаление не намерих документация за този конкретен чип, но има pdf на уебсайта на NXP двоен чип SL3S1203_1213. Чипът е произведен по стандарта EPC G2iL(+) и очевидно има защита срещу аларма. Работи примитивно, просто счупването на джъмпера OUT-VDD задейства флага и етикетът става неработещ.

Нещо да добавите? Пишете в коментарите!

LM (вляво) и OM (вдясно) изображения при 50x увеличение.
Можете да изтеглите HD изображението тук

Конференции и изложби

Типичен случай на използване на RFID за бързо идентифициране на човек са различни значки на конференции, изложби и други събития. В този случай участникът не трябва да оставя своята визитна картичка или да обменя контакти по традиционния начин; той просто трябва да донесе значката на четеца и цялата информация за контакт вече ще бъде прехвърлена на контрагента. И това е в допълнение към традиционната регистрация и вход за изложбата.

Вътре в етикета, който получих след индустриалното изложение IMAC, имаше кръгла антена с чип от NXP MF0UL1VOC, с други думи, новото поколение MIFARE. Подробна информация можете да намерите тук (pdf).

Един от типичните примери за използване на умни баджове на изложението IMAC

LM (вляво) и OM (вдясно) изображения при 50x увеличение.
Можете да изтеглите HD изображението тук

Между другото, за тези, които обичат да разглеждат не само хардуерната, но и софтуерната част на етикета - по-долу ще представя екранни снимки от програмата NFC-Reader, където можете да видите и вида и класа на етикета, размер на паметта, криптиране и др.

Неочаквано защитен чип

В заключение бих искал да отбележа последната оценка, която дойде за анализ в първата кохорта от „ежедневни“ оценки. Взех го от времето на сътрудничество с Prestigio. Основната цел на етикета е да извърши някакво предварително зададено действие, например в интелигентна домашна екосистема (включване на осветлението, стартиране на възпроизвеждане на музика и т.н.). Представете си изненадата ми, че, първо, отварянето му се оказа много забавно, и второ, вътре ме очакваше изненада под формата на напълно защитен чип.

Е, ще трябва да го отложим до по-добри времена, когато става въпрос за защитени чипове - ще се върнем към него. Между другото, всеки, който иска да научи малко повече за възможностите за защита и използване на RFID в различни сфери на дейност - препоръчвам това сравнително скорошно представяне.

Вместо заключение

Не сме приключили с „ежедневните“ етикети; във втората част ни очаква прекрасният свят на китайските RFID и дори китайските чипове. Остани настроен!

Не забравяйте да се абонирате за блог: Не е трудно за вас - доволен съм!

И да, моля, пишете ми за всички забелязани недостатъци в текста.

В анкетата могат да участват само регистрирани потребители. Впиши се, Моля те.

Според вас лазерната микроскопия добавя ли повече информация към оптичната микроскопия (повече или, обратно, по-малко ясни линии, по-висок контраст и т.н.)?

• Да

• Не

• Трудно е да се отговори

• Аз съм пчели

60 потребители гласуваха. 18 потребители се въздържаха.

Има ли смисъл да създавате хранилище на изображения в Patreon? Има ли желание да помогнете с твърди пари и в замяна на HD, 4K тапет на вашия работен плот, например?

• Да, определено

• Да, но заинтересованата публика е много ограничена

• Едва ли някой ще прояви интерес

• Определено не

• Аз съм пчели

60 потребители гласуваха. 17 потребители се въздържаха.

Източник: www.habr.com