RFID
В этом разделе мы будем использовать модуль считывателя RFID-карт (RC522), чтобы читать данные с RFID-меток и брелоков.
Вы наверняка сталкивались с этим в повседневной жизни: открываете дверь квартиры умным ключом, входите в офис по метке, заезжаете на умную парковку или платите бесконтактной банковской картой. Если вы пользовались карточкой-ключом в отеле или транспондером на платной дороге, то уже видели RFID в действии!
RFID (Radio Frequency Identification, радиочастотная идентификация) — это технология, которая использует радиоволны для идентификации и отслеживания предметов и животных. Она беспроводно передаёт сохранённые данные с метки (содержащей микросхему и антенну) считывателю, когда метка находится в зоне действия.
Классификация по диапазону частот
RFID-системы можно классифицировать по рабочей частоте. Основных типов три:
-
Низкая частота (LF, Low Frequency): работает на частоте ~125 кГц с небольшой дальностью (до 10 см). Скорость ниже, обычно используется в системах контроля доступа и для учёта скота.
-
Высокая частота (HF, High Frequency): работает на частоте 13,56 МГц с дальностью от 10 см до 1 м. Скорость средняя, широко используется в системах контроля доступа, например в офисах, квартирах и гостиничных карточках-ключах, а также в билетных системах, платежах и передаче данных. Модуль RC522, который мы будем использовать, работает на частоте 13,56 МГц.
-
Сверхвысокая частота (UHF, Ultra-High Frequency): работает на частоте 860–960 МГц с дальностью до 12 м. Скорость выше, обычно используется в розничном учёте товаров, защите от подделок и логистике.
Классификация по источнику питания
RFID-метки могут быть активными или пассивными — в зависимости от того, как они питаются.
- Активные метки: у них есть собственная батарея, и они могут передавать сигнал самостоятельно. Обычно их применяют на крупных объектах, например на железнодорожных вагонах, больших многоразовых контейнерах и активах, которые нужно отслеживать на больших расстояниях.
- Пассивные метки: в отличие от активных, у пассивных меток нет батареи. Они используют электромагнитное поле, которое излучает RFID-считыватель, чтобы включиться. Получив питание, они передают данные по радиоволнам. Это самый распространённый тип RFID-меток, и, скорее всего, именно такие вы встречали в повседневной жизни. Если вы догадались, то да: RC522 работает с пассивными метками.
Компоненты:
RFID-система состоит из считывателя RFID, который технически называется PCD (Proximity Coupling Device, устройство связи по близости). У пассивных RFID-меток питание от считывателя поступает через электромагнитное поле. Сами метки называются RFID-метками или, технически, PICC (Proximity Integrated Circuit Cards, интегральные карты близости). Полезно знать и эти технические термины: они пригодятся, если понадобится смотреть даташиты и другие документы.
Считыватели обычно содержат блоки памяти, например FIFO-буферы и EEPROM. Они также включают криптографические функции для защищённого обмена с метками, позволяя взаимодействовать с ними только аутентифицированным считывателям. Например, RFID-считыватели NXP Semiconductors используют шифр Crypto-1 для аутентификации.
У каждой RFID-метки есть зашитый UID (уникальный идентификатор) размером 4, 7 или 10 байт.