Компьютерные сети. 5-е издание

Свойства RFID могут различаться, но, возможно, самый захватывающий аспект технологии RFID — то, что у большинства меток RFID нет ни электрического штепселя, ни батареи. Вместо этого вся необходимая энергия поставляется считывателями RFID в виде радиоволн. Эту технологию называют пассивным RFID, чтобы отличить это от (реже встречающегося) активного RFID, в котором метка обладает собственным источником энергии.

Стандартная форма RFID — УВЧ RFID (ультравысокочастотный RFID) — используется для контейнеров и некоторых водительских лицензий. В США считыватели излучают сигналы в полосе 902-928 МГц. Общение с метками происходит на расстоянии нескольких метров, метка отражает и изменяет сигнал, который считыватель принимает и обрабатывает. Этот способ называют обратным излучением.

Другой популярный вид RFID — ВЧ RFID (высокочастотный RFID) — работает на частоте 13,56 МГц и, вероятно, может встраиваться в паспорта, кредитные карты, книги и бесконтактные платежные системы. У ВЧ RFID малая дальность — не больше метра, потому что физический механизм излучения сигнала основан на индукции, а не обратном излучении. Существуют и другие формы RFID, использующие другие частоты, такие как LF RFID (низкочастотный RFID), который использовался до ВЧ RFID для отслеживания животных. Этот вид RFID, вероятно, можно найти у вашей кошки. Считыватели RFID должны, так или иначе, решать проблему контакта с несколькими метками в пределах диапазона чтения. Это означает, что метка не может просто отвечать, обнаружив считыватель, иначе сигналы от нескольких меток могут помешать друг другу. Решение проблемы похоже на подход, использованный в 802.11: перед ответом метки выдерживают паузу в течение случайного короткого интервала, которая позволяет считывателю разделять сигналы.

Безопасность — еще одна проблема. Способность считывателей RFID легко отследить объект и, следовательно, человека, который его использует, может быть вторжением в личную жизнь. К сожалению, трудно обеспечить информационную безопасность для RFID-меток, потому что их вычислительные возможности ограничены. Поэтому используются более слабые меры, такие как пароли (которые легко взломать). Если паспортный контроль на границе может считать информацию с вашего паспорта удаленно, помешает ли что-нибудь другим людям отслеживать ту же самую метку без вашего ведома? Навряд ли.

Метки RFID появились как чипы идентификации, но быстро превращаются в достаточно серьезные компьютеры. Например, у многих меток есть память, которая может сохранять информацию о том, что произошло с объектом, и позже передавать ее. Rieback и др. (2006) продемонстрировал, что это приводит к тому, что в этой области также должны появиться все проблемы, свойственные программному обеспечению компьютера. Например, ваша кошка или ваш паспорт могут использоваться для распространения RFID-вируса.

Следующий шаг — сенсорная сеть. Сенсорные сети призваны контролировать все аспекты материального мира. До сих пор они главным образом использовались для научных экспериментов, например для отслеживания поведения птиц, вулканической деятельности и миграции зебр. Теперь они внедряются в бизнес-приложения, здравоохранение, оборудование для контроля колебаний и контроля замороженных, охлажденных и других скоропортящихся товаров.

Сенсорные узлы — маленькие компьютеры размером с брелок для ключей, в которые встроены датчики температуры, вибрации и т. п. Множество узлов находится в зоне наблюдения. Как правило, у них есть собственные источники питания, они могут пользоваться солнечной энергией или получать энергию от колебаний. Для этих устройств важно обладать достаточным количеством энергии, чтобы доставить данные датчиков на внешнюю точку сбора информации. Общая схема самоорганизации узлов для передачи друг другу сообщений показана на рис. 1.34. Такую схему называют сетью с ретрансляторами.

Рис. 1.34. Топология сенсорной сети с ретрансляторами

В будущем RFID и сенсорные сети, вероятно, получат больше возможностей и станут более распространенными. Исследователи уже объединили лучшее из обеих технологий, создав прототипы программируемых RFID-меток с датчиками света, движения и др. (Sample и др., 2008).

1.6. Стандартизация сетей

В мире существует большое количество разработчиков сетей, каждый из которых имеет свои представления о способах реализации различных функций. Без координации их действий наступила бы полная неразбериха, и пользователи не смогли бы работать. Единственным способом борьбы с хаосом является достижение согласия по определенным вопросам на основе сетевых стандартов. Стандарты не только обеспечивают возможность общения компьютеров, но также расширяют рынок для продукции, придерживающейся стандарта, что приводит к массовому выпуску совместимой друг с другом аппаратуры, очень широкомасштабной интеграции, удешевлению производства и, следовательно, еще большему притоку потребителей на этот рынок.