CC BY
80
(Io -1)
S'(s)_ U
S(s) U(s)
(1 -2Io) •
Отсюда получаем следующее дифференциальное уравнение для толщины пограничного слоя:
S '(s) _ U' 1 - 2I0
т и 10 -1
Здесь принято, что ы(в;3(5)) = и т(в) = V(5) .
Интегрируя полученное обыкновенное дифференциальное уравнение по в при условиях 3(0) = 3^ и и(0) = и^ , получаем следующее выражение для толщины пограничного слоя: 1-210
S (s)
и (s)
U (s)
A
A - ^
I -1
Io 1
(19)
Из равенства (11), являющегося условием отрыва потока со стенки, имеем ^=-12 .Учитывая
и'(в)3(в)
равенство \=- , получаем дифференциаль-
V
ное уравнение для распределения скорости во внешнем потоке идеального газа в виде
U (s)S(s)
--12 .
_ 5 7 3
Вводя безразмерные параметры 5 =- , О =- ,
К Ко
последнее уравнение приводим к виду -2 Ао
d_ ds
Um U„,
„ UxR
где Re или
__ 12 --RW* '
Re - U
vQ,
После упрощений получаем:
1 d
1 - 2A0 ds
d_
ds
Ubh U„
1-2Ai '
1-2 An
12
Re S2
12(1 - 2 An)
Re S2
Интегрируем по s 1-2 An
- C _ 12(1 - 2Ai) _
ReS2
пРи s - 0 , um - ию
Отсюда
так как
С -1 .
Ubh
U„
1 +12(2 X1) s ReS2
Имеем выражения для распределения скоростей и ен (в) частицы идеального сжимаемого газа в виде
U
-вн -[1 + Bol]-Y ,
U
здесь B0 -—^—^—- , Y
1 _ L _
:- при s --- s*.
2A -1 R a
-1 к
точки отрыва сдвинутся к концу лопатки рабочей камеры, где Ь - длина лопасти рабочего колеса.
Получаем выражение для определения скорости на выходе из рабочей камеры нагнетателя потока газа между пограничными слоями двух соседних лопаток рабочего колеса, обеспечивающее безотрывное течение газа в пограничных слоях, что препятствует появлению помпажа за счет резких изменений в потоке:
Ц^ -[1 + BoSm ]-Y .
(20)
ЛИТЕРАТУРА
1. Бобровский С.А., Щербаков С.В., Гусейн-Заде М.А. Движение газа в газопроводах с путевым отбором. - М.: Наука, 1972. - 193 с.
2. Добыча, подготовка и транспорт природного газа и конденсата. // Справочное руководство в 2-х томах. Под ред. Ю.П.Коротаева и Р.Д.Маргулова. - М.: Недра, 1984. - 487 с.
3. Штыков Р.А. Исследование особенностей помпажной зоны компрессорной станции газопроводной сети. - Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 183-186.
4. Штыков Р.А. Путевое изменение коэффициента сверхсжимаемости газа на однониточных и многониточных участках магистрального газопровода. - Труды международного симпозиума Надежность и качество . 2015. Т. 2. С. 145-148.
Io-1
S
вх
V
вх
V
УДК 621.382; 681.586
Амельченко2 А.Г., Бардин2 В.А., Васильев1 В.А., Царев1 П.С.
1ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
2ФГУП ФНПЦ ПО «Старт им. М.В. Проценко», Пензенская обл., г. Заречный, Россия
УСИЛИВАЮЩИЕ ПАКЕТНЫЕ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АКТЮАТОРЫ ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Проведён анализ разработок ведущих производителей пьезоэлектрических актюаторов для систем управления. В результате анализа выявлено, что в настоящее время активно ведутся работы по исследованию и практическому применению пакетных пьезоэлектрических актюаторов прямого действия и усиливающих (изгибно-натяжных). Описаны известные конструкции пьезоэлектрических актюаторов прямого действия и усиливающих актюаторов. Особое внимание уделено усиливающим пьезоэлектрическим актюаторам. Представлена обобщённая структурная схема преобразований в усиливающем пьезоэлектрическом актюаторе. Предложена конструкция усиливающего пьезоэлектрического актюатора, отличающаяся от известных увеличенным перемещением. Исследована зависимость рабочего хода упругой рамки такого усиливающего пьезоактюатора от удлинения пьезоэлементов. Получена функция преобразования усиливающего пьезоэлектрического актюатора.
Ключевые слова:
пьезоактюатор, усиливающий, упругий элемент, пьезоэлектрический элемент, пьезоэлемент, исполнительный механизм, система управления
Введение
Для точного позиционирования, перемещения объектов с нано- и микрометровой точностью всё чаще в системах управления используют пьезоэлектрические актюаторы [1-5]. Они обладают существенными преимуществами, по сравнению с другими видами исполнительных механизмов, построенных на иных физических принципах [6-10].
Анализ разработок ведущих производителей, таких как Cedrat Technologies (Франция), Physic Instrumente (PI, Германия), New Scale Technologies (NST, США), Piezo Systems Inc. (США), CeramTec (Германия), Piezoceramics A/S (Дания), NEC TOKIN Corporation (Япония), Piezomechanik GmbH (Германия), Omega Piezo Technologies Inc. (США), Kinetic Ceramics, Inc. ( США), Morgan Technical Ce-
ramics (MTC ElectroCeramics, United Kindom), No-liac Group (Дания), Ferroperm APC International, Ltd (США), TRS Technologies, Inc. (США) , AEI (США), Piezosystem jena (Германия), Johnson Matthey Catalysts (Германия), Piezo Kinetics, Inc. (США), НКТБ «Пьезоприбор» ЮФУ (Россия, г. Ростов на Дону), ОАО «НИИ «Элпа» (Россия, г. Зеленоград), ФГУП ФНПЦ ПО «Старт» им. М.В. Проценко (Россия, г. Заречный) и др. показал, что одним из перспективных направлений научных исследований является создание пакетных (многослойных) пьезоэлектрических актюаторов с улучшенными техническими характеристиками. Существуют различные типы конструкций пакетных пьезоэлектрических актюаторов: корпусные и бескорпусные, многослойные дискретные и многослойные монолитные и т. д. Активно ведутся работы по исследованию и практическому применению пакетных пьезоэлектрических актюаторов прямого действия и усиливающих (изгибно-натяжных).
Пакетные конструкции пьезоактюаторов состоят их набора пьезоэлементов в виде таблеток круглой или прямоугольной формы, дисков, шайб, цилиндров и т. п., соединенных между собой механически последовательно, а электрически параллельно. Количество отдельных пьезоэлектрических элементов (слоёв) в пьезоактюаторе может быть от 3 до 50 шт. Для электрического соединения пьезоэлектрических элементов их поверхности металлизируют путём нанесения методом трафаретной печати электродного слоя (толщиной 5 - 15 мкм) из серебра или серебряно-палладиевого сплава.
Основная часть
Пьезоактюаторы прямого действия представляют собой пакет (набор) пьезоэлементов, который помещён в металлическую оболочку или пружину (упругий элемент), а возникающая в них сила действует в прямом направлении. Упругий элемент в них служит для обеспечения необходимого начального поджатия пьезоэлементов и устранения межэлектродных зазоров в пакете из пьезоэлементов. С помощью упругого элемента обеспечивается увеличение жесткости, надежности, симметричность характеристик хода в прямом и обратном направлениях, улучшаются динамика (приемистость) и пьезомеханические характеристики пьезоактюа-тора. На рис. 1 представлена структура пакетного (многослойного) пьезоактюатора прямого действия, в котором предварительное поджатие (создание механического напряжения) осуществляется с помощью упругого элемента - пружинного корпуса (металлической гофрированной оболочки)
Для увеличения перемещений объекта используют конструкции усиливающих пьезоэлектрических актюаторов (эллипсоидной или тарелочной формы). Особенность их принципа действия заключается в том, что они преобразуют небольшой толщинный сдвиг (перемещение) многослойного пакета из пьезоэлектрических (пьезокерамических) элементов в деформацию изгиба металлической рамки (упругого элемента) сложной формы, охватывающей этот пакет. Обычная структура усиливающего (изгибно-натяжного) пьезоактюатора представлена на рис. 2. Такие пьезоактюаторы позволяют многократно увеличивать перемещение в направлениях, перпендикулярных действию силы, которая растягивает или сжимает упругий элемент [11, 12]. В связи с этим они имеют преимущество по сравнению с многослойными пьезоактюаторами прямого действия [13, 14] .
Рисунок 2 - Обычная структура усиливающего (изгибно-натяжного) пьезоактюатора
Структурная схема преобразований в усиливающих пьезоактюаторах представлена на рис. 3. Управляющий сигнал \П в аналоговой или цифровой форме упр
поступает на управляющее устройство, с выхода которого электрическое напряжение (~100 В) подаётся на пьезоэлементы. С помощью пьезоэлементов изменение электрического сигнала Ди преобразуется в перемещение ДЬ . Упругий элемент выполняет функцию преобразователя входного перемещения ДЬ^ = ДЬ в выходное ДЬ = кДЬ , где к -
коэффициент преобразования. Благодаря «усиливающим» свойствам упругого элемента на выходе упругого элемента возникает перемещение, увеличенное на коэффициент преобразования к, который определяется конструктивными особенностями упругого элемента. Следует заметить, что многослойные пьезо-актюаторы прямого действия имеют аналогичную структуру, но для них к = 1 •
Рисунок 1 - Пакетный пьезоактюатор прямого действия
Для повышения жёсткости конструкции и её надёжности предварительное усилие поджатия создают от 50 до 500 Н. Этим также обеспечивается работа пьезоактюатора при смене полярности электрического напряжения на пьезоэлементах (смена направления электрического поля и направления действия силы), устраняется наклон его концевых поверхностей и обеспечивается параллельность при установке. Пьезоэлектрические актюаторы пакетной конструкции могут развивать усилия до 100 кН, перемещать объекты массой десятки тонн на расстояния до 500 мкм (в зависимости от количества элементов). Частотный диапазон работы таких пьезоактюаторов зависит от присоединённой массы перемещаемого объекта и ограничен собственной резонансной частотой (как правило, до единиц килогерц).
Рисунок 3 - Структурная схема преобразований в усиливающем пьезоактюаторе
Для примера на рис. 4 показан пакетный усиливающий пьезоэлектрический актюатор APA 1000XL (Cedrat Technologies, Франция). Такой пьезоактюатор имеет дискрет хода 10,5 нм, диапазон перемещения 1,05 мм, скорость перемещения 1000 мм/c, тяговое усилие 745 Н, габаритные размеры 57х214,3х21 мм. Другой пакетный пьезоэлектрический актюатор APA 25XS этой же фирмы, имеющий аналогичную конструкцию, обладает дискретом хода 0,28 нм, диапазоном перемещения 0,0278 мм, скоростью перемещения 300 мм/c, тяговым усилием 19,3 Н, габаритными размерами 6х12,9х9 мм. Обычно такие пьезоактюаторы имеют резонансную частоту от 300 Гц до 3 кГц.
Оригинальная конструкция усиливающего пьезоэлектрического актюатора показана на рис. 5. Её отличительной особенностью является компактность при значительном увеличении диапазона перемещения по сравнению с пьезоактюатором эллипсоидной формы.
В ней четыре пакета из пьезоэлементов размещены параллельно друг другу, по два пакета механически соединены последовательно при помощи основания с выступами (упорами) и помещены в
прямоугольную упругую рамку, элементы (упругие шарниры) [9]
имеющую изгибные
Рисунок 4 - Пакетный усиливающий пьезоэлектрический актюатор APA 1000XL
На рис. 5 показана 3^-модель такого усиливающего пьезоэлектрического актюатора в сборе (без верхней крышки), а на рис. 6 представлены основные конструктивные элементы: упругая рамка и основание с упорами.
Упругая рамка
Рисунок 5
Усиливающий пьезоэлектрический актюатор
Рисунок 6 - Упругая рамка и основание с упорами
Рабочим перемещаемым звеном усиливающего пьезоэлектрического актюатора (рис. 5) является упругая рамка, имеющая две противоположные жёсткие стороны и две выпуклые упругие стороны с жёсткими центрами. В упругой рамке (рис. 6) сделаны четыре внутренних и восемь внешних вырезов, с помощью которых образованы изгибные элементы по краям жёстких центров с внешней стороны рамки (перемещаемого звена) и на границах жёстких и упругих сторон рамки с внутренней и внешней её стороны. Четыре пакета из пьезоэлектрических элементов установлены параллельно друг другу на неподвижном основании (рис. 5, 6), имеющем три упора. Пьезоэлектрические элементы всех четырёх пакетов ориентированы в одинаковом направлении поляризации. Электрически все пьезоэлектрические элементы соединены параллельно. Первый пьезоэлектрический пакет поджат между первым упором и жёсткой стороной рамки, второй - между вторым упором и жёсткой стороной рамки, третий пьезоэлектрический пакет поджат между жёсткой стороной рамки и вторым упором, а четвёртый пьезоэлектрический пакет - между третьим упором и жёсткой стороной рамки.
Если подать на пьезоэлектрические элементы управляющее электрическое напряжение (от 0 до +120 В), то они пропорционально ему изменят свой линейный размер. При увеличении линейного раз-
мера пакетов из пьезоэлектрических элементов создаётся усилие F, действующее на две жёсткие стороны рамки, в результате которого упругая рамка сжимается в направлении перпендикулярном действию силы, а рабочие поверхности жёстких центров рамки перемещаются на величину ALBbK = k AL
В усиливающем пьезоэлектрическом актюаторе (рис. 5) перемещение рабочих поверхностей жёстких центров увеличено в два раза по сравнению с пакетным усиливающим пьезоэлектрическим актюа-тором (рис. 4) такой же длины, благодаря тому, что две пары пьезоэлектрических пакетов механически соединены последовательно, а в парах пакеты из пьезоэлементов механически соединены параллельно. При этом сила, действующая на перемещаемый объект, больше в четыре раза. Кроме того, перемещение рабочей поверхности жёстких центров увеличивается за счёт эффекта рычага. Так, если выпуклая сторона с жёстким центром упругой рамки выгнута по середине на величину а (рис. 7), а расстояние между границей жёсткого центра и центром выреза равно 15,5а, то при его увеличении до 15,53а (изменение длины на 0,2%), величина а изменится до 0,26а (изменение на 74%), т.е. в соотношении 25:1 (0, 74 а :0,03а). Таким образом, перемещение рабочей поверхности жёстких центров увеличивается в несколько раз.
Рисунок 7
Перемещение рабочей поверхности жёсткого центра (до и после действия силы Р)
ДЬ и будет равно к = к — Дк • Исходя из этого можно
Для определения зависимости рабочего хода рамки 51 усиливающего пьезоактюатора от удлинения пьезоэлементов Д1пэ рассмотрим её упрощенную схему в виде треугольника АВО (рис. 8).
Если общая длина пьезоэлементов 1пэ (21) получит приращение Д1пэ ( AL =2Д1), то при постоянной величине a, расстояние h уменьшится на величину
записать:
= l2 + h 2 a1 = (l + Al f + h2 ;
l12 + h2 = (l + Al)2 + h2 = l2 + 2lAl + Al2 + h2 ;
(1) 2)
2
h =
-2lAl -Ml2 ;
Ah = h - hx;
S = 2 Ah = 2h - w h2 - 2l Ml -Ml2 •
В
(3)
(4)
(5)
......'"' /
О
Рисунок 8 - Упрощённая схема рамки усиливающего пьезоактюатора
З
щего
й!пэ,
9.
ависимость рабочего хода рамки 51 усиливаю-пьезоактюатора от удлинения пьезоэлементов рассчитанная по формуле (5) показана на рис.
Рисунок 9 - Зависимость рабочего хода рамки 51 от удлинения пьезоэлементов Д1пэ
Основываясь на структурной схеме схема преобразований в усиливающем пьезоактюаторе (рис. 3), с использованием зависимости рабочего хода рамки 51 от удлинения пьезоэлементов Д1пэ, можно получить функцию преобразования рабочего перемещения от электрического напряжения на пьезо-элементах для усиливающего пьезоэлектрического актюатора:
$ = 0,0002В3и3 — 0,0032В2и2 — 0,0814Вки , (6)
где 51 - рабочее перемещение пьезоактюатора, и -электрическое напряжение на пьезоэлементах, Вк -конструктивный коэффициент (для конструкции, изображённой на рис. 5 - В =40 5 • 108):
о ^INdta^
к
(7)
где N - число слоев (пьезоэлементов) многослойного пьезоактюатора, dзз- пьезомодуль пьезоэлементов, 1пэ - длина пьезоэлементов, Мдэ - ширина пьезоэлементов, Ьпэ - толщина пьезоэлементов (расстояние между электродами), Ку - коэффициент
упругая податливость.
упругости рамки, $
Заключение
Преимуществом предложенной конструкции усиливающего пьезоэлектрического актюатора является повышение точности позиционирования за счёт обеспечения предварительного поджатия всех четырёх пьезоэлектрических пакетов, соединённых определённым образом, и объединённых в одной и той же упругой рамке. Такое объединение позволяет равномерно уменьшить зазоры между соединяемыми поверхностями основных конструктивных элементов пьезоактюатора (рамки, основания с упорами и пакетов из пьезоэлектрических элементов). Кроме того, это обеспечивает устойчивую работу пьезоэлектрического актюатора в динамическом режиме. В усиливающем пьезоэлектрическом актюаторе с прямоугольной рамкой и четырьмя пакетами пьезоэлектрических актюаторов усилие предварительного поджатия может быть задано с помощью винтов, вкручиваемых в отверстия, выполненные в жестких сторонах и упирающихся в торцы пьезоэлектрических пакетов через жесткие прокладки. Наличие предварительного поджатия и отсутствие люфтовых соединений в элементах конструкции усиливающего пьезоэлектрического актюатора повышает линейность преобразования электрического сигнала в перемещение рабочих поверхностей жёстких центров.
Поскольку в предлагаемой конструкции отсутствуют люфтовые соединения, то уменьшается износ подвижных элементов пьезоэлектрического актюатора, в связи с чем, повышается его надёжность. Предложенное техническое решение усиливающего пьезоэлектрического актюатора имеет высокую технологичность, так как отсутствует необходимость в точной сборке и настройке люфтовых соединений.
Основными областями применения усиливающих пьезоактюаторов являются: устройства линейного позиционирования для контроля параметров изделий точного приборостроения, оптико-механические устройства с системой активной стабилизации, системы гашения вибрации (с усилием до 100 кН), технологический контроль в микроэлектронике, системы микропозиционирования и др.
Примечание: работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (Госзадание, код проекта 1267).
ЛИТЕРАТУРА
1. Панич А.Е. Пьезокерамические актюаторы. - Ростов на Дону: РГУ, 2008. - 159 с.
2. Бобцов А.А., Бойков В.И., Быстров С.В., Григорьев В.И. Исполнительные устройства и системы для микроперемещений. - С.-Петербург: ИТМО, 2011. - 131 с.
3. Performance-driven control of nano-motion systems / by Roel J. E. Merry. - Eindhoven University of Technology, 2009. - 277 p.
4. Афонин С.М. Особенности электромеханического преобразования энергии пьезодвигателями нанопе-ремещений // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - М.: Научтехлитиздат, 2012. -С. 23 - 28.
5. Головнин В.А., Каплунов И.А., Малышкина О.В., Педько Б.Б., Мовчикова А.А. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов - М.: Техносфера, 2013.-272 с.
6. Бардин В.А., Васильев В.А., Чернов П.С. Современное состояние и разработки актюаторов нано-и микроперемещений микропозиционирования // Надёжность и качество: тр. Междунар. симп. - Пенза, 2014. - Т.2 - С. 123-127.
7. Бардин В.А., Васильев В.А., Чернов П.С. Принципы построения и перспективы исследований пье-зоактюаторов для нано- и микропозиционирования // Нано- и микросистемная техника. - 2015. - №1. -М.: "Новые технологии".- С. 90 -93.
8. Бардин В.А., Васильев В.А. Актюаторы нано- и мироперемещений для систем управления, контроля и безопасности микроперемещений // Современная техника и технологии. - Февраль 2014. - № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/02/ 3057 (дата обращения: 30.04.2016).
9. Амельченко А.Г., Бардин В.А., Васильев В.А. Системы управления и элементы усиливающего пьезоэлектрического актюатора для прецизионного позиционирования // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2015. - № 3 (35). - С. 106-119.
10. Бардин В.А., Васильев В.А., Чернов П.С. Проблемы создания исполнительных механизмов и устройств для нано- и микроперемещений на основе пьезоэффекта // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - М.: Научтехлитиздат, 2015. - № 7. - С. 34-40.
11. Бардин В.А., Вавакин А.А., Васильев В.А., Капезин С.В. Исследование усиливающих пьезоэлектрических актюаторов // Сборник статей международной науч.- техн. конф., посвящ. 70-летию Победы в Великой Отечественной войне «Проблемы автоматизации и управления в технических системах» (г. Пенза, 19-21 мая 2015 г.) / под ред. М. А. Щербакова. - Пенза: Изд-во ПГУ. 2015. - С. 4217 - 430.
12. Артемов И.И. Эксплуатационные материалы. Учебник для студентов вузов. Пенза, Изд.ПГУ. -2006.
13. Артемов И.И. Прогнозирование надёжности и длительности приработки технологического оборудования по функции параметра потока отказов / И.И. Артемов, А.С. Симонов, Н.Е. Денисова // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 3-7.
14. Бардин В.А., Васильев В.А. Информационно-измерительная и управляющая система прецизионного позиционирования на основе усиливающих пьезоэлектрических актюаторов. актюаторов // Сб. докл. IX Всероссийской науч.-техн. конф. «Метрологическое обеспечение измерительных систем» (г. Пенза, 6-8 октября 2015 г.). - Пенза: Изд-во ПГУ. 2015. - С. 60 - 66.
УДК 004.75
Каримов И.И. , Мухамбетов А.М., Горячева Е.П.
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
РАДИОЧАСТОТНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ КАК ЭЛЕМЕНТ КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ
Рассмотрена классификация по частотному диапазону меток радиочастотной идентификации. Приведено описание принципов бесконтактной радиочастотной идентификации. Ключевые слова:
радиочастотная идентификация, RFID, диапазон частот, радиочастотная метка.
Устройства и первые рабочие образцы систем радиочастотной идентификации (ЯГ^) появились в начале 60-х годов, но широкое распространение они получила сравнительно недавно. Радиочастотная идентификация представляет собой современную технологию, обеспечивающую автоматический сбор информации как об определенном объекте, так и о группе объектов. Например, радиочастотная идентификация применяется как для маркировки отдельного товара, находящегося в морском контейнере, так и для идентификации всего контейнера. Основной задачей ЯГ^-систем является хранение информации в удобном носителе и передача ее при помощи специальных устройств для выполнения тех или иных процессов. Хранящиеся в метке данные могут обеспечить распознавание товаров на складе или в магазине, объектов на предприятии, месторасположение транспортных средств, идентификацию людей, животных, документов, имущества.
Система ЯГ^ включает в себя ридер или считыватель - устройство опроса и чтения, оснащенное антенной, и радиочастотные метки, содержащие данные об объекте. В памяти каждой метки может храниться уникальный номер, описание объекта, данные о поставщике и другая информация. При попадании промаркированного радиометкой объекта в поле действия считывателя, его микросхема памяти улавливает сигнал и передает информацию на устройство чтения, которое, в свою очередь, пересылает ее на контролирующий компьютер для обработки.
По дальности считывания системы радиочастотной идентификации делятся на системы ближней идентификации, идентификации средней дальности и системы дальней идентификации. Среди основных преимуществ ЯГ^ перед традиционным штрих-кодом следует отметить возможность перезаписи, отсутствие необходимости прямой видимости, большое расстояние чтения, большой объем хранения информации, устойчивость к воздействию окружающей среды.
Любая система радиочастотной информации включает в себя считыватель, подключенный к устройству обработки информации и радиочастотные метки, несущие информацию о том или ином объекте. Система ЯГ^ находит сегодня широкое применение во многих сферах, и, прежде всего там, где необходим контроль над перемещением объектов в режиме реального времени.
Самое активное применение радиочастотная идентификация нашла в торговле и складской деятельности - RFID-метками маркируют различные товары. Это позволяет ускорить процесс приема и отгрузки товаров, отслеживать их перемещение, сделать операции более надежными и прозрачными.
При помощи ЯГ^-технологий можно контролировать движение автотранспорта на предприятиях и на городских маршрутах. Маркировка автомобилей радиометками позволяет автоматизировать учет их
передвижения в пределах предприятия, кроме того, эти метки можно использовать для управления доступом объектов на территорию и ведения автоматического контроля над их перемещением.
Все чаще радиочастотные технологии используются в библиотеках и книгохранилищах. Радиочастотные метки помогают не только быстро найти нужную книгу, но и предотвратить хищения. Помимо этого, упрощается инвентаризация единиц хранения.
Одними из первых сфер, в которых начали применять технологию ЯГ^, стали системы контроля и управления доступом. В последние годы доступ на предприятие или в офис при помощи бесконтактной пластиковой карты используется практически повсеместно.
Рассмотрим классификацию по диапазону частот, принятую для меток радиочастотной идентификации.
Наиболее низкочастотный диапазон используют метки, работающие от 125 до 134 кГц (так называемый диапазон ЬГ).
Рисунок 1 - RFID-метка диапазона 125 кГц
Пассивные системы данного диапазона имеют низкие цены, и в связи с физическими характеристиками, используются для подкожных меток при чипировании животных, людей и рыб. Однако, в связи с длиной волны, существуют проблемы со считыванием на большие расстояния, а также проблемы, связанные с появлением коллизий при считывании.
Менее дорогими, в производстве, по сравнению с метками диапазона LF, являются метки диапазона 13,56 МГц (диапазон HF). Такие системы не имеют экологических и лицензионных проблем, хорошо стандартизованы, имеют широкую линейку практических решений. Применяются в платежных системах, логистике, идентификации личности. Для частоты 13,56 МГц разработан стандарт ISO 14443 (виды A/B). В отличие от Mifare 1К в данном стандарте обеспечена система диверсификации ключей, что позволяет создавать открытые системы. Используются стандартизованные алгоритмы шифрования.
На основе стандарта 14443В разработано несколько десятков систем, например, система
