ЕЛЕКТРОНИКА В КОШЕРА

[Mateev]

Да ви кажа за резултатите от един интересен експеримент:

Както знаете, аз отдавна слагам във всяка една моя рамка по една RFID лепенка, скрита между горните две летвички. Доскоро слагах UHF лепеники, защото основното им предназначение беше против кражба. Тези лепенки обаче могат да се четат само със специален скъпоструващ четец. Тъй като в момента вече напредва развитието ми на ПЧЕЛАРСКАТА ИНФОРМАЦИОННА СИСТЕМА, възникна необходимоста да титкам с GSM не само корпуси, но и всяка една рамка. Това ме накара да си преосмисля концепцията и да сменя UHF лепенките с HF такива, защото те са съвместими със NFC стандарта и могат да бъдат програмирани/прочетени със стандартен GSM, имащ NFC датчик.

Най-големия проблем с тези лепенки се оказа не това дали са UHF или HF, а факта, че при дълъг престой в кошера в силно влажна и кисела среда влагата успява да се добере до интегралните схеми. Нещо повече - когато сложа рамки в парната восъкотопилка, парата под налягане също достига до RFID лепенката, и дори променя нейния цвят (от прозрачна става снежно бяла). Всичкото това ме уплаши и най-накрая реших да направя това, което трябваше да го направя още преди 2 години - да изследвам тези RFID лепенки доколко са издръжливи на влага, температура, киселинна среда и т.н.

Какви тестове направих:
1. Престой 24 часа във вода на стайна температура
2. Престой 24 часа във фризера вътре в замръзнала бучка лед
3. Престой 1 час в концентрирана лимонена киселина с PH 0
4. Престой 1 час във вряща вода
5. Брулене с вода под налягане на водоструйката
6. Брулене с пара под налягане на пароструйката

Каквото и да правех, резултата винаги си оставаше един и същи - RFID лепенката продължава да си работи БЕЗПРОБЛЕМНО.

Работи си след третирането, работи си дори и по време на третирането, когато е под вода или под киселина. Титкам я през стените на чашата и през слой от около 1-2 сантиметра лед, вода или киселина. Дотолкова се вманиачихме с колегата, с когото правихме експериментите, щото вече целенасочено започнахме да търсим начин как да повредим поне една интегрална схема. Ха-ха .... повредихме една, ама защото я пъхнахме в мкровълновата печка без вода в съда, и така буквално я изпарихме за секунди (имаше много пукотевица и огнени искри). В обикновенната фурна обаче не можахме да я повредим. Вярно e, че PVC-то започна да се сбръчква и прекратихме експеримента преждевременно, но представете си какво беше учудването ни, когато сбръчканата и намачкана лепенка пак си се изтитка нормално така, както и всички други.

Тези изследвания бяха много важни и благодарение на тях аз окончателно се убедих, че НАДЕЖДНОСТТА и ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТТА на бъдещата информационна система ще е МНОГО ВИСОКА.

[tsc1]

А как четеш десет лепенки с ГСМ-а наведнъж? Кой софтуер ти решава проблема с конфликтите? Лепенките на са проблем, защото те лесно се топят предварително във всякакви лакове и се монтират след изсъхване. Надежността на системата и достоверността на данните зависи предимно от решаването на конфликтите, възникващи, когато всички лепенки се "разприказват" едновременно.

[Mateev]

Тези HF лепенки, които работят по NFC стандарта, изрично са пригодени да работят НА МАЛКИ РАЗСТОЯНИЯ (3-5см), като това за определени приложения е ПРЕДИМСТВО, а не недостатък. При такива малки разстояния попадането на два или повече тага в обсега на действие на GSM -а е по-скоро изключение или дето се казва - изкуствено предизвикана грешка. Ами повече от ясно е, че такава грешка няма как да бъде отработена, след като самата логика на програмата не го предполага това. Например разплащане в супермаркета - ами как така два GSM-а ще правят едновременно едно и също разплащане? Или пък при мене - как ще титнеш едновременно два корпуса? Ха-ха - ясно е, че ако едновременно набутам два тага под GSM-а, то това си е изкуствена грешка......

Иначе разработчиците на чипове, както и разработчиците на стандартите за комуникация, на които се подчиняват тези чипове (разните му там ISO-та), и едните и другите са предвидили средства за разрешаване на конфликти, когато в обсега на четеца попаднат едновременно много тагове. Както на физическо ниво, така и на комуникационно ниво в протокола са предвидени команди, с които четеца може да открие много тагове едновременно, и след това да влезе в ролята на арбитър, и да започне да ги разпитва един по един, като заповядва на някои тагове да мълчат, а на други - да предават. Това е измислено и направено и го могат абсолютно всички тагове на всички производители (все пак те са длъжни да се подчиняват на съответното ISO). Друг е въпроса дали разработчика на софтуер на високо ниво ще си направи труда да имплементира тази функционалност, или ще претупа програмата, обявявайки конфликтните ситуации за грешка.

Ха-ха ..... разработчиците на операционната система Android точно така са постъпили - претупали са API-то на NFC комуникацията и са имлементирали функционалност за четене само на един единствен таг в даден момент от време. От там насетне приложенията на високо ниво нищо друго не могат да направят, освен да се съобразяват с тази глупост. Питай ме мене - главата ми е побеляла да се боря с този Android, в опити да извлека максимум полезна информация от изкуствено ограничените възможности на RFID таговете. По начало NFC комуникацията е измислена за банкови разплащания и за трансфер на данни от близко разстояние между 2 GSM-а. RFID технологията се е развивала отделно от NFC и е много по-съвършенна от него. В един момент обаче някой некадърник се е опитал да ги обедини, това се е наложило като стандарт, и от тогава до ден днешен милиони програмисти по света псуват, когато започнат да пишат програми за четене на RFID тагове посредством NFC класовете на Android-а.

Иначе има професионални RFID системи - хардуер и приложения, при които се използва пълната функционалност на RFID технологията, и в които са разрешени много от проблемите на NFC-то - не само с конфликтите, за които пишеш, но и със сигурноста, криптирането на данните, криптирането на комуникацията, гарантирането на неприкосновенност на заключените или на скритите потребителски блокове в таговете и т.н. Лошата новина е, че тези професионални системи са много скъпи, и не всеки може да си ги позволи. А аз искам да разработя нещо евтино, и затова си блъскам главата с NFC-то на Android-a.

[tsc1]

.... А аз искам да разработя нещо евтино, и затова си блъскам главата с NFC-то на Android-a.

Колкото и да си я блъскаш, с NFC комуникацията и GSM-а тая няма да стане! Рамките в един кошер са твърде близо! А ако трябва да ги вадиш една по една става голяма хамалогия. Абе както се казва "Козата си сака пръч" - трябва ти сериозен четец със специализиран софтуер. И ще те насоча към нещо - тагове лепенки се слагат на разни опаковки с лекарства в големите складове. Когато една аптека направи заявка за примерно 100 артикула, роботизирана система с количка ги събира по стелажите и пълни кошницата. За ориентация ползва таговете. Когато кошницата дойде на касата, четеца чете всички тагове в кошницата едновременно и ти изготвя автоматично фактурата.

[Mateev]

Това с четенето на таговете от рамките се получава, дори и да са наредени една до друга. Пробвал съм го - получава се, въпреки че е малко на ръба. Има и един номер, за който не знам дали си се сещал, но този номер позволява по много лесен начин да оформяш посоката и формата на излъчваното високочестотно поле. Тоест мога да си го направя дълго и тясно например, и така съседни тагове от други рамки да не се влияят. Аз самият се шашнах колко елегантно са го измислили, но е факт, че работи.

Първо замислял ли си се защо металната карантия на GSM-ите не влияе на антената на NFC четеца? Защо от задната страна тага се чете от 4-5 сантиметра, а от предната през екрана не се чете? Защо има специални ANTIMETAL тагове, които са дебели само половин милиметър, но могат да се четат само от едната страна, и освен това ако се залепят на метал, не се появяват вихрови токове, които да отнемат цялата енергия на полето?

Как според тебе е постигнато всичко това? Много се чудихме и ние и разпорихме (повредихме) не един таг, докато не направихме случайно откритие, че пластмасичката, залепена на гърба на тага (антената), всъщност е един много, ама наистина много слаб магнит. Нещо като тия гъвкавите магнити с картинки, които се лепят по стените на хладилника - ха, ха. Ама те са достатъчно силни, за да усетиш че железните предмети лепнат на тях. Това, което е залепено на антените и таговете е нещо подобно, но магнитното поле сигурно е 100 пъти по-слабо и няма как да го детектираш с карфичка например. Компаса обаче го лови - ха, ха.

От тука нататък е лесно за обяснение. Тези гъвкави пластмасички явно съдържат в себе си метални или феритни частици, разпръснати достатъчно нарядко, щото да не се получават вихрови токове. В същото време те са намагнетизирани в една и съща посока, и всичките, взети заедно, излъчват едно слабо магнитно поле, което изкривява и "изхвърля" магнитните силови линии на антената в посока само напред. Това е - просто, евтино и елегантно. От тука нататък вече се намесва елементарната съобразителност на всеки един техничар, и за него вече е близко до ума да се досети, че освен отзад той би могъл да ограничи силовите линиите и отстрани, или пък да си формира кръгла, елипсовидна, правоъгълна или произволна друга конфигурация на изхвърлените напред магнитни силови линии. Магнита обаче трябва да е много-много слаб, за да може полето му да се разпростира на не повече от 1 mm с цел да не си взаимодействува с отсрещния магнит, който вероятно също присъствува в другия GSM или в титкания таг. Ха-ха ... ако магнитното поле е силно и се срещне с отсрещното поле, ще се получи мазал със силовите линии (респективно с радиополето), и вместо да се изпишат вежди, ще се извадят очи.

Предполагам че който го е измислял и конструирал това нещо така е настроил напрегнатоста на постоянното магнитно поле, щото тя да е точно равна на напрегнатоста на променливотоковото поле на антената. Повече е опасно заради евентуалното взаимодействие с други полета или метални предмети, по-малко няма да може да извършва ефективно отражение.

[tsc1]

Това с четенето на таговете от рамките се получава, дори и да са наредени една до друга. Пробвал съм го - получава се, въпреки че е малко на ръба. Има и един номер, за който не знам дали си се сещал, но този номер позволява по много лесен начин да оформяш посоката и формата на излъчваното високочестотно поле. Тоест мога да си го направя дълго и тясно например, и така съседни тагове от други рамки да не се влияят. Аз самият се шашнах колко елегантно са го измислили, но е факт, че работи.

Първо замислял ли си се защо металната карантия на GSM-ите не влияе на антената на NFC четеца? Защо от задната страна тага се чете от 4-5 сантиметра, а от предната през екрана не се чете? Защо има специални ANTIMETAL тагове, които са дебели само половин милиметър, но могат да се четат само от едната страна, и освен това ако се залепят на метал, не се появяват вихрови токове, които да отнемат цялата енергия на полето?

Как според тебе е постигнато всичко това? Много се чудихме и ние и разпорихме (повредихме) не един таг, докато не направихме случайно откритие, че пластмасичката, залепена на гърба на тага (антената), всъщност е един много, ама наистина много слаб магнит. Нещо като тия гъвкавите магнити с картинки, които се лепят по стените на хладилника - ха, ха. Ама те са достатъчно силни, за да усетиш че железните предмети лепнат на тях. Това, което е залепено на антените и таговете е нещо подобно, но магнитното поле сигурно е 100 пъти по-слабо и няма как да го детектираш с карфичка например. Компаса обаче го лови - ха, ха.

От тука нататък е лесно за обяснение. Тези гъвкави пластмасички явно съдържат в себе си метални или феритни частици, разпръснати достатъчно нарядко, щото да не се получават вихрови токове. В същото време те са намагнетизирани в една и съща посока, и всичките, взети заедно, излъчват едно слабо магнитно поле, което изкривява и "изхвърля" магнитните силови линии на антената в посока само напред. Това е - просто, евтино и елегантно. От тука нататък вече се намесва елементарната съобразителност на всеки един техничар, и за него вече е близко до ума да се досети, че освен отзад той би могъл да ограничи силовите линиите и отстрани, или пък да си формира кръгла, елипсовидна, правоъгълна или произволна друга конфигурация на изхвърлените напред магнитни силови линии.

Разбира се че знам за таговете, направени да се лепят на метални повърхности, но никога не съм се замислял как правят магнитния екран. Работата е по-лесна ако виждаш точното място на рамките и имаш остронасочена антена на четеца. Но когато са в кошера??? Нещо съм скептично настроен към ползването на NFC комуникацията и GSM-а за тези цели. Тя си е фабрично разработена за единични тагове. Но човек не знае от кой храст може да изскочи заек.

[Mateev]

Абе получава се. От около 2 седмици ежедневно титкат 14 GSM-a и вече си имам колекция от около 50 000 титкания. Още не сме написали софтуера за декодиране, но данни вече си текат и няма да бъдат загубени.