автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Обеспечение производственной эффективности при проектировании и производстве устройств радиочастотной идентификации

На правах рукописи

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПРОИЗВОДСТВЕ УСТРОЙСТВ РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ

Специальность 05.02.22 Организация производства (в области радиоэлектроники)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 2 СЕН 2011

Москва 2011

4853546

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики».

Научный консультант: доктор технических наук,

профессор,

член-корреспондент РАН, Реутов Александр Павлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор,

Лауреат Государственной премии, Савченко Владимир Петрович

доктор технических наук, профессор,

Сычев Вячеслав Петрович,

доктор технических наук, Красный Владимир Петрович

Ведущая организация: ФГУП «Центральный научно-

исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И.Берга »

Защита состоится «29» сентября 2011 года в_часов на заседании

диссертационного совета Д212.131.04 при Московском государственном институте радиотехники, электроники и автоматики (технический университет).

С содержанием диссертации можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного технического университета радиотехники, электроники и автоматики.

Автореферат разослан «_»_2011 года

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент С.н. Замуруев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования.

Интенсивность транспортных и логистических потоков непрерывно возрастает. Для организации новых форм транспортного обслуживания процессов грузовых и пассажирских перевозок в настоящее время уже недостаточно сведений, получаемых от традиционных систем сбора информации, поскольку существующие методы идентификации и регистрации транспортных процессов практически исчерпали свои технические возможности, допускают значительное отставание от реального процесса и недостаточно достоверны.

В некоторых транспортных и логистических приложениях объем информационного потока существенно превышает критический объем, который способен обработать человек для принятия эффективного решения. Поэтому исследования в области новых технологий, способных существенно уменьшить влияние человечного фактора при вводе информации в системы принятия решения путем автоматизации процессов распознавания различных объектов необходимы и своевременны.

В связи с все возрастающими потребностями производственных и транспортных отраслей российской промышленности, во внедрении новейших IT разработок, решение комплекса сложных научно-технических проблем, связанных с созданием высокопроизводительных и надежных методов идентификации и ввода информации в автоматизированные системы не только сохраняет, но и усиливает с каждым свою актуальность. Актуальна данная проблема и для антитеррористических задач.

Основой необходимой достоверности систем идентификации является полнота и качество информации, поступающей от систем идентификации в автоматизированные системы управления. От полноты и качества полученной информации зависит эффективность принятия управленческих решений.

В последнее десятилетие интенсивно внедряются устройства идентификации на основе технологии радиочастотной идентификации (РЧИ). Технология радиочастотной идентификации относится к относительно новым радиотехническим информационным технологиям. В зарубежных странах она развивается под брендом «RFID» (Radio Frequency IDentification). Появившейся на стыке радиолокации и цифровой передачи сигналов, системы радиочастотной идентификации нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и сфере оказания услуг, причем потребность в таких системах ежегодно увеличивается. В настоящее время технология радиочастотной идентификации является на Западе одной из самых бурно развивающихся технологий. Только в патентной базе США ежемесячно появляется сотни патентов, имеющих отношения к технологии радиочастотной идентификации. Наиболее востребованы в реальном секторе экономики (до 95% всего рынка RFID) устройства РЧИ на

основе необслуживаемых пассивных радиочастотных идентификаторов, к особенностям которых можно отнести отсутствие собственного излучения.

Идентификация различных объектов с высокой степенью достоверности напрямую зависит от качества проектирования и производства считывателей и идентификаторов, ориентированных на решение конкретной задачи. В зависимости от типа объектов идентификации, условий и методов идентификации к устройствам идентификации предъявляют разные требования к конструктивному и схемотехническому исполнению, но общим остается высокая надежность и достоверность идентификации, которые закладываются на стадиях проектирования и производства.

Анализ известных методов и средств исследования устройств радиочастотной идентификации показал, что уровень стандартизации устройств идентификации, а особенно пассивных радиочастотных идентификаторов, недостаточен и требует новой единой универсальной методологии испытания. В связи с отсутствием единых требований к устройствам радиочастотной идентификации, разработка единой методологической базы проектирование пассивных устройств идентификации и методов их контроля характеристик и диагностики неисправностей в процессе производства является актуальной задачей.

Решение комплексной проблемы повышения качества идентификации связано с необходимостью разработки новых общих методов и средств получения и обработки информации, базирующихся на единых принципах классификации и описания принципов построения устройств и разработке на их основе программно-аппаратного обеспечения проектирования и методов испытания. В связи с этим, разработка научной концепции по созданию методов, алгоритмов и средств, обеспечивающих контроль и диагностику устройств радиочастотной идентификации, является актуальной и важной задачей

На сегодняшний день транспорт и логистика являются основными потребителями систем радиочастотной идентификации.

Целью диссертационной работы является решение важной научно-технической проблемы обеспечения высокого технического уровня и про-мышленно-технологической эффективности разработок и производства пассивных радиочастотных идентификаторов на всех основных этапах жизненного цикла на основе научно обоснованных методов, алгоритмов и программно-аппаратных комплексов мониторинга их параметров.

Для достижения цели необходимо решить следующие задами:

1. Провести анализ и систематизацию методов и устройств радиочастотной идентификации. Определить приоритетные направления, перспективы и тенденции развития устройств радиочастотной идентификации.

2. Определить основные факторы и требования к техническому уровню пассивных радиочастотных идентификаторов.

3. Исследовать функционально-параметрическое согласование пас-

сивного радиочастотного идентификатора и радиочастотного считывающего устройства, в том числе в условиях ограниченного времени взаимодействия.

4. Разработать базовое проектное решение пассивных радиочастотных идентификаторов и по результатам его оптимизации развить схемотехнические и конструкторско-технологические решения.

5. Разработать методики, алгоритмы и программно-аппаратные средства контроля радиочастотных идентификаторов на этапе их промышленного производства.

6. Разработать методы и принципы построения автоматизированных методов диагностики и контроля пассивных радиочастотных идентификации на этапе эксплуатации и, на основании полученной информации, повысить эффективность производственно-технологического процесса.

7. Провести экспериментальные исследования разработанных пассивных радиочастотных идентификаторов, а так же предложенных и внедренных методов, алгоритмов и программно-аппаратных средств диагностики и контроля.

Объектом диссертационного исследования является пассивная радиочастотная идентификация.

Предметом исследования является совокупность теоретических, методологических и практических аспектов по обеспечению необходимого технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов на основных этапах жизненного цикла.

Методы исследования, используемые в работе: теория систем радиолокации, теория передачи и обработки цифровых сигналов, математическое моделирование, теория надежности и статистические методы, экспериментальные исследования, компьютерная обработка результатов экспериментов.

Научная новизна:

1. На основе системного анализа проанализированы, классифицированы и систематизированы методы и устройства радиочастотной идентификации и определены основные факторы и требования к их техническому уровню.

2. На основе системных исследований проведена оптимизация схемы радиочастотного идентификатора по критерию увеличения дальности считывания.

3. Обоснован новый методологический подход к испытаниям пассивных радиочастотных идентификаторов системы идентификации на всех этапах жизненного цикла

4. Предложены методы и алгоритмы автоматизированного контроля технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов в процессе их разработки и серийного производства.

5. Предложены методы повышения эффективности, как технологии

производства, так и самой технологии пассивной радиочастотной идентификации как таковой.

6. Разработаны принципы и методы построения пассивных радиочастотных идентификаторов для систем управления подвижными объектами.

7. На основе предложенных принципов разработаны новые конструкции устройств и систем, защищенные патентами РФ на изобретения, позволяющие повысить эффективность производства и применения радиочастотной идентификации в транспортно-логистических приложениях.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

Решение важной научно-технической проблемы создания базовых основ формирования номенклатуры отечественных пассивных радиочастотных идентификаторов, соответствующих мировому уровню обеспечено исследованными и разработанными:

- научно обоснованными особенностями построения пассивных радиочастотных идентификаторов, влияющих на его технический уровень;

- результатами исследования пассивных радиочастотных идентификаторов, положенными в основу рационализации систем управления подвижными транспортными средствами;

- результатами исследований взаимодействия пассивных радиочастотных идентификаторов и радиочастотных считывающих устройств, характеризующих эксплуатационные свойства идентификаторов;

- теоретически и экспериментально обоснованными методами контроля технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов в процессе производства;

- теоретическими и экспериментальными обоснованиями и реализацией концепции поддержания технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов по информации из сферы эксплуатации;

- разработанным и организованным производством пассивных радиочастотных идентификаторов «КБД-2» для эксплуатации на подвижных средствах ОАО «РЖД» с объемом выпуска 500 ООО идентификаторов в год.

Практическая значимость. В диссертационной работе решена комплексная научно-практическая проблема обеспечения высокого технического уровня и промышленно-технологической эффективности разработок и производства пассивных радиочастотных идентификаторов на всех основных этапах жизненного цикла на основе научно обоснованных методов, алгоритмов и программно-аппаратных комплексов мониторинга их параметров

Внедрение в промышленную и эксплуатационную практику полученных в диссертационной работе научных результатов позволили:

- разработать базовые схемотехнические и конструктивно-технологические решения пассивных радиочастотных идентификаторов;

- разработать оптимальную модель пассивного радиочастотного идентификатора для транспортно-логистических приложений и на его ос-

нове разработать и внедрить радиочастотный идентификатор КБД для системы мониторинга подвижных железнодорожных средств и перевозимых ими грузов;

- разработать и внедрить методику и система контроля технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов для задач их исследования в процессе разработки;

разработать и внедрить концепцию, конструкторско-технологическую документацию, технологический маршрут и автоматизированная система контроля технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов;

- разработать и внедрить принципы мониторинга технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов в сфере эксплуатации.

Получены патенты на изобретения на основные конструкторско-технологические решения, позволяющие повысить эффективность производства и использования пассивных радиочастотных идентификаторов.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций диссертационной работы подтверждены апробациями и результатами практических внедрений

Реализация полученных результатов. Все полученные научно-практические результаты, реализованные при разработке и производстве пассивных радиочастотных идентификаторов, нашли практическое применение, в том числе на сети железных дорог ОАО «РЖД».

Полученные результаты были использованы в научно-исследовательской работе «Поисковые исследования путей создания высокоэффективных средств идентификации и контроля состояния техники и вооружения с использованием микроминиатюрных высокостабильных акустоэлектронных импедансных устройств и многофункциональных пьезоэлектрических датчиков нового поколения» (Шифр «Шагистика»), выполненной в МИРЭА в 2006-2009 гг.

Материалы диссертации были использованы при подготовке стандартов серии «Идентификация компонентов изделий АТ [авиационной техники] с применением технологий ЯЕШ»: «Часть 2. Состав и формат представления данных в радиочастотных метках» и «Часть 3. Термины и определения».

Новизна предложенных технических решений подтверждена 15 патентами на изобретения.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на международных, российских конференциях и научных сессиях:

Международные конференции:

- «Современные информационные и электронные технологии», Одесса, 2008;

- «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах», Новочеркасск, 2007;

- «Математические методы и информационные технологии в экономике, социологии и образовании», Пенза, 2003;

- «Инновационные процессы в управлении предприятиями и организациями», Пенза, 2002;

- «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта», Москва, 2002.

Всероссийские конференции:

- «Транспорт-2008», Ростов на Дону, 2008;

- «Современные технологии в машиностроении», Пенза, 2003;

- «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике», Пенза, 2002;

- «Нейрокомпьютеры и их применение», Москва, 2001 [67];

Научная сессия РНОРЭС им. А.С.Попова, посвященная дню радио:

- Москва, 2010,2009, 2006,2005.

Научно-технические конференции МИРЭА.

За практические работы в области радиочастотной идентификации автором получены:

- серебряная медаль ХП международного салона промышленной собственности «Архимед - 2009», 2009;

- медаль 10-го юбилейного международного форума «Высокие технологии XXI века», 2009 год.

Публикации. Список из 71 основных работ приведен в конце автореферата, в том числе 2 монографии, 15 публикаций в изданиях, рекомендованных ВАК, 15 патентов на изобретения, 13 докладов международных и всероссийских конференций и научных сессий.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Диссертация содержит 303 страниц текста, 15 таблиц, 75 иллюстраций. Список использованной литературы содержит 178 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, дан обзор состояния вопроса, сформулированы цель и основные задачи исследования, описаны состав и структура работ, показана ее новизна и практическая ценность, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены текущее состояние и тенденции развития методов и устройств радиочастотной идентификации, перспективность направления пассивной идентификации.

В работе приведены основные термины и определения. Отмечено, что устройства радиочастотной идентификации относятся к РЭС малого радиуса действия. Функционирование РЭС такого типа должно отвечать

следующим требованиям:

- не создавать помех другим радиоэлектронным средствам (РЭС):

- не требовать защиты от помех со стороны других РЭС.

В области организации автоматизированных систем с автоматическим вводом информации на основе технологии РЧИ следует выделить основные компоненты систем (рис.1):

1. Радиочастотный идентификатор (РИ), располагаемый на объекте идентификации, представляющий собой, как правило, электронную плату с информацией об объекте идентификации и адаптированный к условиям эксплуатации объекта. Количество РИ в системе /; , где ;'=1.....т

при т > 1

2. Радиочастотное считывающее устройство (РСУ). Кроме процесса организации считывания информации с РИ (уровень 1), обеспечивает:

- принятие решения решение о достоверности принятой информации;

- передачу идентификационной информации в систему управления.

Количество РСУ в системе считывателей С, , где /=1,..., п - количество считывателей, л >1.

3. Система управления, принимающая решение на основании полученных с РСУ данных.

!-----------------

' Объект./ |

I----------

I

• • ■ РСУ

ПИ_I

Система управления

Рисунок 1

Процесс получения данных с объекта идентификации определяется пересечением в определенной зоне - зоне идентификации элементов из массива I] и массива С,:

Ау=// ПСI.

В работе на основе анализа и обобщения российского и зарубежного научно-технического опыта по областям применения, методам и типам устройств радиочастотной идентификации разработана классифи-

! ""1.....

Уровень 1

Ч-

Уровень 2

кация методов и средств радиочастотной идентификации. В качестве основного критерия систематизации выбрана структурная организация средств РЧИ.

В первом блоке рассматриваются характеристики, влияющие как на параметры РСУ, так и на характеристики радиочастотного идентификатора (рис.2). Во втором блоке рассматриваются характеристиками только радиочастотного считывающего устройства (рис.3), третий блок связан с характеристиками идентификатора (рис.4).

ош и>таюми.чо >стронута

1Т:*|кшлснш-м СПЯ N1

(лналоговыГ!

I!.. \лраме|»

I

Ойыи 1 плстнфнкшшк '

МаиТи 1

|Я(К.К>П1 !

-|юлу.:_м|.|сксш.[1'г \

Ч ИТ I 'III

ЬПМЛ 1 <ллпги < 1)МЛ - I НМЛ

■ П[ОТ"Г.'"'-1П»Ч11МД

■ потри (ацнонш.ю

I- ПС», П1ЧМ

рчмагни тая -

- мапги тая • " ; г ' 1.?5 к! И

:_' на мгн

М1 и — 11 и —

Гсч:

Рисунок 2

апаагшшили* -тиаритиаио -

В целях разработки наиболее оптимальных и рациональных видов устройств радиочастотной идентификации, проведен анализ основных технических решений в данной области. Полученные результаты позволяет констатировать, что не существует универсального единого технического решения, пригодного для решения любого типа задач. При разработке технического решения необходимо определить основные критерии достижения цели с учетом многих требований.

В ходе исследований выявлены особенности применения пассивных радиочастотных идентификаторов по сравнению с полупассивными и активными для задач идентификации подвижных объектов.

На рис.5 показаны расчетные зависимости основного параметра идентификации - дальности идентификации - от мощности излучения для данных типов РИ. В целях разработки оптимальных и рациональных технических решений проведен анализ положительных и отрицательных сторон каждого типа идентификаторов. Данный анализ позволил расширить аргументацию в пользу пассивных высокочастотных методов идентификации.

| Хараьл-еристики радиочастотног-р сч нтм иаю 1 цс I ч> устройства

Рабочий л из па тон частот

Перестройка частоты

-ЕЕ

ручной

мобильный

стаиионар-

Поддерживаемый протокол

несколько

линейная крупяная

• внешнее -шутрешиа

_| Количество |_

Обработка данных

Режим работе

Рисунок 3

непрерывный . периодический

Характеристики радиочастотного идентификатора

Программируемое^ памлн

3-Е >Е

только чте» одиораэоаа

ч

Программируемое™, ыилтт I—1_ олжрамааа

программируемая

К

3-Е Н

РЕ

-1 гя

Периодичности [-1— нет {ипрос/отвст >

1 Принципы молулацкм сигнала

К

изменение нагруткн обратное рассеяние ПАВ

__] Пряаципы моаулаинн сигнала 1-. |— обратное рассеяние

1 1-' и ПАВ

- да (поатораемие)

1 --. Г СТ*ТИЧеС,[М -4 Формат данных Вотмо«*ость Ь

Ц_1 Возможность Ь _) А"- а«ешнее перепро- I _| я*«вени« Г ^

■I | и^еиеии« | 1 граммнроаание 1--1 [_|

' да. внутреннее пере-прмраммнре»

I да, внешнее перепро-

_[ да, анутретее пере-~ программирование

Рисунок 4

Рисунок 5

В работе проведен анализ отечественной и зарубежной нормативной документации в области радиочастотной идентификации. Анализ показал, что уровень стандартизации устройств идентификации, в том числе пассивных радиочастотных идентификаторов, недостаточен и требует нового единого универсального регламентационного подхода к созданию методологии проектирования, создания и испытания РИ, отвечающих требованиям заказчика.

При анализе и обобщении научно-технической литературы выявлено, что менее всего исследованы методы испытания пассивных идентификаторов.

Анализируя существующие методы и средства идентификации подвижных объектов - транспортных средств и исходя из задачи построения эффективных систем управления перевозками, отмечено, что пассивные радиочастотные идентификаторы и радиочастотные считывающие устройства являются составной частью концепции информатизации транспорта и создания интеллектуальных транспортных средств и предназначены для высокоэффективного автоматического съема информации с подвижных объектов.

В целом, вышеприведенные исследования в области применения и перспектив развития методов и средств РЧИ, позволили сделать вывод, что наиболее востребованными для практического использования в автоматизированных систем управления в транспортных и логистических приложениях, в том числе при идентификации подвижных транспортных средств, являются пассивные радиочастотные идентификаторы с объемом памяти не менее 128 бит и осуществляющие информационный обмен с радиочас-

тотным считывающим устройством в частотных диапазонах 900 и 2500 МГц.

Во второй главе рассматриваются определяющие факторы и требования к техническому уровню устройств радиочастотной идентификации.

Анализ методов и средств обеспечения технического уровня разработок и технико-технологическому уровню производства пассивных радиочастотных идентификаторов показал, что для достижения результативности необходимо рассмотреть определяющие качество требования и факторы.

При анализе характеристик пассивных радиочастотных идентификаторов необходимо принимать во внимание:

1. конструкторские и системотехнические факторы РИ;

2. производственные факторы;

3. эксплуатационные факторы, обусловленные физическими условиями эксплуатации, такие как:

- кривизну волнового фронта падающей и отраженной электромагнитных волн;

- траекторные нестабильности, при их наличии, как самого РСУ, так и РИ, вызванные, колебаниями объектов, на котором они установлены;

- относительные скорости перемещения РСУ и РИ;

- многократные переотражения электромагнитного поля между различными отражающими поверхностями (зданиями, металлическими контейнерами, автомобилями и т.д.) и приемо-передающими антеннами;

- случайный характер изменения отражающих свойств подстилающей поверхности, в том числе кустарников и деревьев;

- отражения от осадков.

Анализ показал, что определяющим фактором является отраженная от РИ мощность на входе РСУ, которая характеризуется выражением:

р _ Р-чит^счит I ^счит (^'УО^ аидент I £ ^ % , и _ ир

'счит-отр ,, . ч „4 п кт кгсчит

{Ал) Я

Коэффициент к учитывает:

- конструктивные особенности антенны РСУ (Ссчш„)\

- конструктивные особенности антенны РИ (С„де„^ етидеш)\

- диаграмма направленности антенны РСУ в направлении на объект идентификации (Яс„ц„ (<р,, I//,));

- диаграмма направленности антенны РИ в направлении на РСУ (Рмеит (Ч>2, Ч<2))\

- длину волны (Я);

- дополнительный множитель ослабления сигнала, обусловленный характеристиками радиотрассы (£,„);

- множитель, учитывающий коэффициент модуляции отраженного от антенны РИ сигнала и коэффициент заполнения (кт)\

- поляризационный коэффициент передачи по мощности (f).

В работе была проведена оценка условий взаимодействия РСИ и РИ с учетом характеристик направленности антенны РИ и плоскости его крепления.

Исходя из предположения, что поверхность объекта идентификации является идеально проводящей плоской средой с размерами значительно большими, чем длина волны излучения РСУ. Если на поверхность объекта падает плоско-поляризованная волна под углами 41 пр к нормали этой поверхности, то характеристику направленности можно выразить формулой: 0(% <р)= 0(0, 0)[со%ц) eos <р sin (2kA sin у/ eos <р}/ /(2kA sinv cos<p) sin(2кБ sin <р)(2кБ sin <p)]2

Максимальное значение диаграммы рассеяния объекта идентификации со сторонами А и Б равно

0(0, 0)= 64жА2Е?/Х2.

В качестве антенны радиочастотного идентификатора используется полуволновый вибратор. Пусть на вибратор под углом <р, отсчитываемым от перпендикуляра к оси вибратора падает линейно-поляризованная волна. Тогда характеристику рассеяния антенны идентификатора в виде полуволнового вибратора можно представить выражением:

0(р)= 0(О)[со&</> sin(2jr smip)/ (2л s'mip))]2.

Здесь максимальное значение 0(0) в случае полуволнового вибратора можно определить из формулы:

0(О)-51,5Х2/( ií +/21п(0,178 Ш)]1).

Результаты исследования показали, что важным фактором технического уровня устройств радиочастотной идентификации является зона идентификации.

Зоной идентификацией (или радиовидимости) при радиочастотной идентификации является пространственная область, в которой возможен обмен информацией между РСУ и РИ. Зона идентификации определяется, в основном, конструкторскими решениями антенн РСУ и РИ.

В работе проведен анализ влияния глубины амплитудной модуляции сигнала, как одного из основных факторов технического уровня, в прямой линии (запрос) и в обратной линии (ответ) на дальность идентификации. Показано, что с точки зрения энергообеспечения пассивных РИ, возможен оптимальный, в зависимости от задач, выбор коэффициента модуляции.

Проведенные исследования и приведенные расчеты показывают, что многократные переотражения электромагнитного поля в условиях эксплуатации являются дестабилизирующим фактором и могут привести к паразитной амплитудной и угловой модуляциям отраженного сигнала и изменить его спектр, что может привести к ухудшению идентификации.

Установлено, что достоверность идентификации зависит от времени взаимодействия радиочастотного считывающего устройства и радиочастотного идентификатора, то есть от времени нахождения движущихся объ-

ектов идентификации в зоне идентификации. В связи с этим, выделяется класс устройств радиочастотной идентификации, имеющих ограниченное время на прием и обработку идентификационной информации. В отличие от традиционного подхода к взаимодействию РСУ и РИ по ISO 18000, предложено для систем управления подвижными объектами с целью уменьшения времени съема информации с РИ использовать беззапросный метод считывания идентификации [16,23-26, 39].

Данный подход позволяют получить ряд дополнительных преимуществ, по сравнению с наиболее распространенными системами, построенными на основе ISO 18000-6:

- идентификация скоростных объектов за счет уменьшения времени идентификации;

- значительно увеличить расстояние считывание (до 50-60 метров против 7-10 метров у типового решения);

- повысить достоверность идентификации за счет многократного повторения циклов считывания.

В работе исследованы влияния движения объекта с РИ на результаты идентификации. Показано, что для скоростей объектов до 300 км/ч влияние доплеровской частоты не существенно.

В работе исследована зависимость длины информационного кадра от времени пребывания объекта контроля в зоне идентификации и особенностей конструктивных решений антенн РСУ и РИ. Показано, что при средних стандартных параметрах РСУ и РИ и при соблюдении условий эксплуатации РИ, ограничений нет.

Определим время нахождения объекта через предельные параметры - максимальную дальность действия и ширину ДН в антенны РСУ: Т„„ = 2RmaJ sin(6/2)/(Vcos(<p)).

Учитывая, что максимальная скорость идентифицируемого объекта обычно задается заранее до проектирования системы, то, изменяя максимальную дальность действия и ширину ДН, можем обосновать требования к длительности ответного сигнала и наоборот.

Приведенные в данной главе результаты исследования, а также расчетные соотношения являются базовыми при разработке и внедрении в про-мышленно-технологический цикл программно-аппаратных средств повышения технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов.

В третьей главе рассмотрено развитие схемотехнических и конст-рукторско-технологических решений по созданию пассивных радиочастотных идентификаторов.

В работе рассмотрены базовые проектные решения пассивных радиочастотных идентификаторов, относительная важность которых зависит от применения идентификатора.

На рис.6 показана базовая функциональная схема пассивного радиочастотного идентификатора.

ь

X <

Модулятор -

->> о

Умножитель Выпрямитель

Память (генератор -кода)

Рисунок 6

В работе проведены исследования по влиянию элементов пассивных идентификаторов на его параметры. Основными элементами пассивного и полупассивного идентификаторов являются:

- антенна (для приема и отражения радиоволн);

- устройство согласования (для согласования импеданса антенны с импедансом схемы идентификатора 2С)\

- модулятор (для изменения согласования 2а и 2У, имеет два состояния: Ъо (состояние при передачи лог. «О») и Z| (состояние при передачи лог. «1»);

- выпрямитель (для питания цифровой части схемы идентификатора);

- память (для хранения и формирования цифровой идентификационной информации).

В работе в целях оптимизации исследованы особенности влияние элементов идентификатора на его технические характеристики.

Условием функционирования радиочастотного идентификатора является выполнение неравенства

где Ридент - мощность, поступающая на антенну РИ;

Р„ - внутренние потери в РИ, определяемые рассогласованием высокочастотных цепей за счет отклонения конструктивных и технологических параметров в процессе производства;

Рс - мощность, потребляемая схемой идентификатора (памятью) радиочастотного идентификатора.

Результаты исследования, приведенные в табл.1, показали влияния элементов РИ на некоторые основные характеристики (в таблице «+» - зависимость есть, «-»- зависимость отсутствует).

В таблице «память» рассматривается не только как элемент хранения информации, но и устройства генерации тактовой частоты, схемы синхронизации, преобразования и кодирования.

Вьивленные особенности используемых в идентификаторах цифровых микросхем, мощность потребления которых составляет порядка 10"6...Ю А при напряжении питания 1...3 вольта, позволили использовать умножители напряжения для питания памяти.

Таблица 1

Влияние элементов идентификаторов на его характеристики

§ § о. ■а л к

а я о и н Ё ■л

Характеристика я <и Я 5 & о л |

>. о г о о ж 2 >. о. с Г3 И й С

Дальность считывания + + + + + +

Дальность записи + + + + + -

Частотный диапазон + + + - - -

Коэффициент модуляции + + + - - -

Объем информации - - - - - +

Ширина спектра + - - - - +

Размер идентификатора + - - - - -

Функция измерения - - - - - +

Материал объекта + + - - - -

Наличие корпуса + + - - - -

Проведенные исследования и полученные в результате системотехнического проектирования выводы по составу и структуре радиочастотного идентификатора позволяют перейти к формулировке базовой схемотехнической и конструкторско-технологической реализации и создания новых модификаций РИ.

Анализ питающего микросхему памяти РИ напряжения, позволив выявить закономерность:

им=пиа,п,и„)г

где иа - напряжение, получаемое с антенны;

п - коэффициент умножения умножителя напряжения;

и о - падение напряжения на выпрямителе.

Экспериментальные исследования позволили оптимизировать схемотехнические и конструктивные решения умножителей напряжения. На рис. 7 показана экспериментальная зависимость необходимой амплитуды входного напряжения от количества ступеней для выходной мощности 5 рМ для различного напряжения на нагрузке. Из полученных данных видно, что при большом количестве ступеней умножения (более 3-4), улучшение энергетики незначительно. На рис. 8 показана экспериментальная зависимость потребление мощности с ростом числа каскадов умножения N при фиксированном выходном напряжении постоянного тока для/я = Ю" А.

о. с

ч

5

н я ч с

3 <

им = 2 В 45

» им = 1 В 5 40

= 0,5 В 35

£

И 30

О 2 4 6 8 10 Количество ступеней

Рисунок 7

25 20 15 10 5 0

1

1

1

7 — им = 2 В -*- ¡У„ = 1 В

им = 0,5

1

0 2 4 6 8 10 Количество ступеней

Рисунок 8

Проведенные исследования показали, что модулятор является ключевым элементом примененного в данной системе устройства связи с использованием передачи информации методом модуляции обратного рассеяния, Он обеспечивает передачу информации от РИ к РСУ путем изменения импеданса, подключенного к антенне радиочастотного идентификатора, для модулированного отраженного сигнала. Анализ технического состояния показал, что при изменении коэффициента отражения антенны возможны два типа модуляции: фазовая (ФМ) и амплитудная (АМ). В случае ФМ мощность, получаемая РИ, остается постоянной в обоих модуляционных состояниях: 2с и X]. Это дает преимущество по сравнению с АМ. Однако простая необходимость поглощения мощности в РИ при ФМ делает невозможным получение угла модуляции 180° (между двумя модуляционными состояниями и Z¡). В результате ухудшается показатель надежности связи, увеличивается частота появления ошибочных битов. На практике существует жесткая необходимость компромисса между мощностью, получаемой меткой, и отраженной мощностью, несущей информацию.

Импеданс нагрузки, состоящий из мнимой части Хс для обоих видов модуляции приведен в табл.2, поглощенная мощность Рс- в табл.3.

Установлено, что средняя согласованная мощность для режима ФМ

Р. =-

4л;

, о иое

4 Яга+Хгс а для АМ она равна

где £> - скважность сигнала.

Таблица 2

Входной импеданс для типов модуляции АМ и ФМ_

Модуляция ФМ АМ

Поглощение '¿С=КС+]ХС 2С=КС

Отражение 0

Таблица 3

Согласованная входная мощность для типов модуляции АМ и ФМ

Модуляция ФМ АМ

Поглощение Р = а Р с АЯ]+Х2С "дент Рс—Р идент

Отражение 4К2 Р = " Рл с . иоент 4 Я2а+Х2с Рс=0

В ходе исследования установлены зависимости средней согласованной входной мощности от скважности сигнала для обоих видов модуляции (рис.9).

к

§ 0.8 §

§ 0,6 с

| 0,4 3

& 0,2 К

О 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Скважность снгнапа

\ \ \

\ \ \

\ ч N

Ч \ \

- \ Ч ч N

—- АМ

...... ФМ с Яс~Хс

А точка одинаковой

эффективности АМ и ФМ

Рисунок 9

Сравнение двух режимов позволило установить, что при АМ с низким коэффициентом заполнения сигнала выход по энергии лучше, чем при ФМ. При коэффициенте заполнения, равном, например, 0,15, нормализованная согласованная мощность для систем, работающих с АМ примерно на 6% выше. Это эквивалентно увеличению дальности считывания на 3%. Кроме того, входной импеданс модулятора АМ не

зависит от частоты, поскольку он может быть реализован без использования реактивных элементов, например, с помощью электронного ключа. Для максимизации дальности действия и работы на кратной частоте следует выбирать АМ с низким коэффициентом заполнения сигнала. Это означает, что модулятор (в совокупности с входным импедансом выпрямителя) должен или быть полностью согласованным с импедансом антенны, или быть эквивалентным короткозамкнутой цепи (или разомкнутой цепи). Такую характеристику легко получить с помощью ключа и согласующей схемы. Две возможных конфигурации показаны на рис. 10.

а)

Антенна

I-------т

Нагрузка (ИМС)

б)

Рисунок 10

Оптимизация антенны РИ имеет первостепенное значение. Анализ показал, что антенна РИ в определяющей степени влияет на частотные характеристики РИ. Коэффициент, который определяет, какое количество мощности отражается от антенны обратно, имеет вид

В табл. 4 приведены значения К для некоторых вариантов импеданса антенной нагрузки (схемы/микросхемы памяти).

Таблица 4

Некоторых значения коэффициента отражения от импеданса __антенной нагрузки_

Параметр Значения

0 га оо

К Я2а+Х2а 1 0

Установлено, что коэффициент передачи мощности антенны радиочастотного идентификатора гможно определить как

Ра

где Рс - мощность, которая может быть получено схемой радиочастотного идентификатора от антенны.

Так же установлено, что коэффициент передачи мощности антенны идентификатора т можно выразить через сопротивления антенны и ее нагрузки

4

0<т<1

где 2С = Ис ■¥ - импеданс схемы идентификатора, а Ха = + -импеданс антенны РИ.

Выявленные количественные изменения импеданса антенны РИ, импеданса схемы идентификатора (нагрузки антенны) и дальности считывания как функций частоты для типичного радиочастотного идентификатора показана на рис. 11. Частота, соответствующая пику дальности соответствует резонансной частоте идентификатора. Частотный диапазон дальности действия РИ определен как полоса частот, внутри которой метка обеспечивает приемлемую минимальную дальность считывания.

Анализ схемотехнических- и конструкторско-технологических решений позволил разработать базовый комплект конструкторской и технологической документации, обеспечить повторяемость при серийном производстве.

В диссертации предложена методика исследования радиочастотных идентификаторов, доведенная до практической реализации. Использование разработанного инструментария предложенной методики позволили исследовать опытные образцы некоторых РИ.

Экспериментальная амплитудно-частотная характеристика, полученная с использованием предложенной автором методики, показаны на рис. 12. Очевидно, что с учетом погрешностей, измеренные характеристики соответствуют теоретическим.

Собственный оезонанс антенны

Пиковая дальность

Резонанс идентификатора

/с

Частотный диапазон дальности

Резонанс антенны идентификатора с ; импедансом 50 Ол\ !

Минимальная требуемая дальность считывания

Рисунок 11

Экспериментальными исследованиями выявлены особенности РИ, такие как зависимость частоты внутреннего генератора от напряженности электромагнитного поля (рис. 13).

В работе так же рассматриваются особенности работы радиочастотного идентификатора под защитными покрытием и на металлических поверхностях. На рис. 14 показано изменение амплитудно-частотной характеристики при размещении платы РИ в диэлектрический корпус.

На рисунке 15 показано изменение амплитудно-частотной характеристики пассивного идентификатора при изменении напряженности магнитного поля. При напряженности поля Е=3,5 В/м рабочая полоса составляет 835...903 МГц, при напряженности поля Е=2,5 В/м рабочая полоса-840...878 МГц.

В целом, вышеприведенные результаты исследований показали, что схемотехнические и конструкторско-технологические решения эффективны, а предложенная методика измерений и программно-аппаратный комплекс на ее основе позволяют достигнуть необходимого технического уровня разработок до постановки изделия на серийное производство.

r^nrii --:-—t

—-■>.—■■>

—:—-f

—|

-"5 ... i

..J..-.L.

...)

—■-f—Jr-

f....

....;.___ J....I........

!—- i-

-Г--М---Г-

-i-

ч—-:--

820 825 830 835 840 845 850 855 860 865 870 875 880 885 890 895 Частота, МГц

Рисунок 12

Рисунок 13

Предложенный в диссертационной работе подход к анализу пассивных РИ при его взаимодействию с радиочастотным считывающим устройством делает возможным поддержание необходимого технического уровня, как в процессе промышленного производства, так и во время эксплуатации.

Частота, МГц

Рисунок 14

Частота, МГц

Рисунок 15

В четвертой главе приведены полученные в работе результаты обеспечения управления техническим уровнем пассивных радиочастотных идентификаторов на базовых этапах производственно-технологического маршрута.

Анализ радиочастотных идентификаторов, проведенный в предыдущих главах, позволил разработать комплекс требований по обеспечению качества радиочастотных идентификаторов на этапах жизненного

цикла и определить ключевые точки контроля при разработке и постановке изделия на производство. На рис. 16 показаны базовые этапы производственно-технологического маршрута.

В работе рассмотрены основные показатели качества функционирования радиочастотного идентификатора.

Установлено, что основными показателями качества, совокупностью которых можно характеризовать состояние РИ, являются достоверность считанной информации и ее полнота.

Рассматривая процесс функционирования РИ как процесс поведения нелинейной стохастической системы со скачкообразным изменением информационного состояния в неизвестные моменты времени, каждому информационному состоянию Р системы можно поставить в соответствие определенную совокупность значений вектора х, характеризующего качество его выходной информации. Отклонение системы в некоторый /у момент времени от нормального режима функционирования, то есть ее переход в нарушенное состояние, приводит к скачкообразному изменению значения вектора х.

Тогда в дискретные моменты времени ¡¡, 12..... Ь.....соответствующие времени расчета векторов показателей качества ""'•'-Ч имеется последовательность случайных величин ¡1,, ..., <4, ..., со значениями

с вероятностями правильных решений

Р(с1к= //Д= 1)= Рк; О/ Д= 0)= Як.

В этом случае момент изменения информационного состояния- системы определяется правилом:

(г4>0 : п¿>А),

где А- некоторая постоянная, определяемая вероятностью «ложной» тревоги а;

апостериорная вероятность изменения информационного состояния средства к моменту Г*:

1, если по вектору показателей качества х,

принято решение, что ¡Зк = 1; О, если принято решение, что{Зк =№,

Х1-/Ы) (У^у* (чк V

хм*)"!4

Контроль совокупности {*,•},(/= 1,т) показателей, составляющих вектор х качества выходной информации системы, то есть определение значения используемого при расчете яь проводится в соответствии со следующим правилом:

где х* - аномальное значение 1-го показателя качества.

Иными словами, контроль совокупности показателей качества выходного потока информации РИ позволяет определить нарушение состояния какого либо элемента устройства.

Выявлено, что при проведении испытаний РИ по выходным интегрированным характеристикам, их отклонения зависят от отклонения параметров элементов РИ и его функциональное состояние можно представить в виде функции диагностических параметров:

•5,Ф = /И=/(А.£>2.....Д.)=«о+

ш=1

где п - количество компонентов идентификатора;

Г)2_____ Ол - независимые факторы, оказывающие влияние на

величину 5;

г,=о,.....г„=о„, 2,=о„.;*о„, гм=о,ю2*о3.....

О, *£>„.,*£)„;

ао, Я/, ...., а„ - неизвестные параметры модели.

Определено, что задача диагностики заключается в определении вида зависимости параметров и степени влияния того или иного диагностического параметра на функциональное состояние объекта. При этом

5'д=15'м-5Ф1 — О,

где 5М - состояние модели. _

По результатам анализ существующих методов контроля РЭА с учетом выявленных особенностей функционирования РИ автором была определена методика операционных и приемосдаточных испытаний, основанных на вышеизложенной концепции оценки качества РИ.

Проведенные исследования показали, что для обеспечения контроля технического уровня РИ необходимо и достаточно обеспечить выполнение условия:

15М-5Ф1 <5,

где 6 - заранее заданный уровень отклонения параметров.

Разработанный автором метод контроля параметров измеряемого сигнала основан на алгоритме с использованием основе нечеткой логики [68]. Данный метод позволяет ускорить процесс контроля парамет-

ров и уменьшить общее время диагностики неисправностей. На рис. 17 представлен график, поясняющий принцип работы данного метода.

Рисунок 17

Существует диапазон значений Д50, = 5,2,' - сигнала , при котором РИ является полностью работоспособным. Если измеренный сигнал в попадает в интервал ДЭы , то РИ является исправным. В интервалах {5|' ... 5/"1 и {ЗУ ... $2"] вероятность нормального функционирования ОК уменьшается с р=1 (при 5") до р=0 (при в"). Типовым решением для данной системы установлено, что диапазоны {5/ ... Б/') и (5/ ... определены как "работоспособное состояние, но с отклонением параметров" с обязательным отражением в БД. Состояния, когда измеренный сигнал попадает в диапазоны (5/" ... 5/} и {52 ... Я/'}, атак же когда выходит за заданные приделы, т.е. 5, > или S¡ < 5,", то РИ является неисправным.

Значения 5/ и 52 определяются для каждого параметра.

Понятие «сигнал в требуемых пределах» для измеряемого параметра сигнала 5 является в общем случае качественной характеристикой, достаточно расплывчатой. Конкретное количественное значение это понятие приобретает при определенных условиях.

Любые качественные характеристики РИ являются менее определенными, чем количественные, но они являются функцией нескольких факторов и параметров, при задании которых качественные характеристики превращаются в количественные.

Каждому измеренному сигналу 5«м ставится некоторое действительное число 0<g(S)<l, оценивающее степень уверенности в том, что измеренное значение сигнала находится в «норме» [68].

Определено, что с ростом уверенности в данном событии величина g(S) растет. Если измеренное значение 5„„ достоверно, то g(S)= 1, если 5„,„ заведомо не попадает в допустимые пределы, то g(S)=0.

Значение параметра 5 в диапазоне «норма» экспертно оценивает-

ся в некотором диапазоне значений, где нижняя граница - 5,„11-л, а верхняя граница - 5т„. Границы диапазона измерения {£„,„ - £„,„) так же являются нечеткими и зависят от многих факторов. Влияние отклонений измерений при дрейфе нижней и верхней границ показан в табл.5.

На основе разработанных критериев обеспечения качества, технологического маршрута и концепции измерения параметров разработана, реализована и внедрена автоматизированная система контроля качества на этапах производства РИ.

Высокая степень автоматизации на производственных участках базовых этапов производственно-технологического маршрута позволяет обеспечить независимый от человеческого фактора контроль каждого РИ в последующем занесением информации в базу данных.

Выявлено, что внедрение автоматизированной систем диагностики позволило на несколько порядков сократить влияние человеческого фактора на технологический процесс изготовления пассивных радиочастотных идентификаторов. При этом упрошена процедура контроля по базовым этапам производственно-технологического маршрута и контроле на соответствие техническим условиям (ТУ).

В ходе работы над диссертацией была разработана база данных, содержащая основные параметры пассивных РИ, полученных в условиях производства для исследования влияния сферы эксплуатации на параметрические изменения РИ.

Предложенный в диссертационной работе универсальный подход к анализу технического уровня пассивных РИ делает возможным параметрический контроль характеристик как в процессе разработки и промышленного производства, так и в рамках сертификационных испытаний других, в том числе и зарубежных, производителей.

В целом, вышеприведенные результаты исследований показали, что предложенное методическое и программно-аппаратное обеспечение управления техническим уровнем пассивных радиочастотных идентификаторов является основным составным элементом в процессе промышленного производства, и при этом необходимый технический уровень пассивных РИ может быть достигнут внедрением разработанного на основе предложенного метода автоматизированного комплекса технической диагностики.

В целях дальнейшего совершенствования как конструкторско-схемотехнических, так и промышленно-технологических решений использовалась информация с ключевых производственных участков производственно-технологического маршрута, в том числе и по результатам анализа данных из сферы эксплуатации.

Таблица 5

Отклонение нижней и верхней границ измерения_

Вариант Значения

1 / ........ S щах = Smax= COnSt S min ^ Smin Sep ~ ^ ismiB - J0

2 / / S max ^ S/nax S- = smi„ = const Scp-l l^max Smin 1 > 0

3 У Smax = Smax= COnSt S min ^ Smin Scp-i ISm„ - -> oo

4 у S max Smax S min = Smin = const Sep - «

5 л S max Smax S min Smjn Scp - const \Smax ' Smjn 1 ^ 0

6 У S max Smax S min ^ •S'm/n - const l^nac - й* 1 -

7 ~ \// ^ С u max ^ °ma* •S" min < ^min 1 Smax - Sml„ 1 - const

8 [у ■ S max Smax s'min > S„„ Scp- T ISmar - smi„ 1 - const

В пятой главе представлены результаты разработки методов управления техническим уровнем пассивных радиочастотных идентифи-

каторов на основе мониторинга в условиях эксплуатации в системах управления движущимися объектами.

Эксплуатация пассивных радиочастотных идентификаторов в непосредственном контакте со входом системы управления - радиочастотным считывающим устройством, который является инициатором процесса идентификации и первым главным реципиентом информации РИ, позволяет организовать мониторинг состояния радиочастотных идентификаторов в процессе эксплуатации. Через информацию из сферы эксплуатации - радиочастотного считывающего устройства - осуществляется разработка мероприятий и эффективное влияние на обеспечение технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов в процессе производства.

Исходными данными для постановки и решения задач управления техническим уровнем пассивных радиочастотных идентификаторов на основе их мониторинга в условиях эксплуатации является множество РСУ, расположенных в пространстве перемещений РИ.

Выявлено, что обработка данных, поступающих от одного РИ через разные РСУ, может использоваться для оценки технического уровня данного идентификатора, а так же для выявления условий эксплуатации, не соответствующих ТУ. Для анализа текущего технического уровня РИ используется выходной сигнал РСУ У(»/£)) процесса >'((/£)), который принимает значение суммы случайных дискретных изменений 4у('/0 процесса у(//(2), полученных в последовательные моменты времени " , где г,- случайная величина с функцией распределение Л(х). Значения величины Ау(г^О) характеризуют, кроме текущего изменения процесса у{1/0), также потенциальную возможность ухода параметров за границу допустимой области.

Введение в рассмотрение вспомогательного процесса восстановления а также требование ограниченности процесса К((/0 делает возможным применение методов теории систем с временной и аппаратной избыточностью, представляющей одно из современных развивающихся направлений теории систем массового обслуживания.

В работе применена параметрическая модель считывания радиочастотного идентификатора при его последовательном считывании его несколькими считывателями, при этом из соединенных радиочастотных считывающих устройств (узлов) и образует граф с направленными связями от входов системы управления к ее центру - серверу. Для описания каждого считывания используется процесс, описанный в главе 2 дисер-тации.

Данный подход позволяет сформировать полную картину технического состояния не только пассивных радиочастотных идентификаторов,

установленных на движущихся объектах, но и входящих в систему правления радиочастотных считывающих устройств.

Анализ позволил сделать вывод, что дискретно-непрерывную модель процесса группирования сообщений о параметрических отклонениях характеризуется распределением

&=(&,..... &ь .... 0„),

0„=1

где / характеризует сеть однородных входных элементов системы управления - радиочастотных считывающих устройств с направленными связями, которые образуют последовательную цепочку считывания информации с РИ (п - количество РСУ в системе управления),

а параметр ] характеризует массив элементов идентификации, установленных на подвижных объектах (/'=2, 3,..., т, где т - количество РИ в системе управления).

При этом учитываются особенности функционирования радиочастотных считывающих устройств, и определяется в соответствии с 0,; те пары взаимодействия РСУ - РИ, в которых контролируется процесс возникновения отклонения параметров и воздействия информации предшествующего радиочастотного считывающего устройства на следующий. С вероятностью в1 рассчитываются процессы в считывателе С/ при взаимодействии с идентификатором /;, в которых под действием изменяющихся условий С/С) происходит изменение выходной характеристики уК^бО и отклонение ее от номинала у/"'((/(2|), при 1=1 у на величину, равную случайному значению Ау1и/0,). Это можно интерпретировать как:

- возникновение в РСУ С/ отклонения параметров;

- возникновение в радиочастотном идентификаторе 1, отклонения параметров;

- изменение условий считывания из-за изменения условий эксплуатации.

Исследования показали, что определение конкретного варианта из этих трех случаев, может быть выявлено при дальнейшей обработке информации с РСУ на сервере системы управления. Для этого используется следующий алгоритм:

- проанализировать информацию, приходящую с РСУ С, при считывании нескольких радиочастотных идентификаторов;

- проанализировать информацию, приходящую с РИ /, при считывании несколькими радиочастотными считывающими устройствами.

На рис. 18 показаны разработанные методы мониторинга пассивных радиочастотных идентификаторов в процессе эксплуатации в системах управления движущимися объектами.

Таким образом, эксплуатационный контроль, учитывающий наличие двух типов устройств в системах управления - пассивных радиочас-

тотных идентификаторов и радиочастотных считывающих устройств - и работающих по принципу «каждый РИ с каждым РСУ», позволил разработать и внедрить методы и мероприятия по управлению техническим уровнем пассивных радиочастотных идентификаторов, в том числе четко отслеживать состояния РИ или РСУ, работающих в условиях, не предусмотренных ТУ.

Рисунок 18

В шестой главе приведены материалы организации и использования результатов мониторинга пассивных радиочастотных идентификаторов из сферы эксплуатации для совершенствования производственно-технологического цикла их производства.

Разработанные методы и программно-аппаратное обеспечение для обработки поступающей информации из автоматизированной системы управления железнодорожными транспортными средствами послужили научно-технологической основой воздействия на технический уровень производства пассивных радиочастотных идентификаторов.

Организация сбора информации о пассивных радиочастотных идентификаторах из сферы эксплуатации и совершенствование на ее основе конструкторско-схемотехнического и производственно-технологического процессов при разработке и производства РИ является одной из задач раздела работы.

В данной главе рассматриваются проведенные практические реализации методов контроля, рассмотренных в предыдущей главе при эксплуатационных испытаниях системы радиочастотной идентификации железнодорожных транспортных средств.

Для анализа влияния условий эксплуатации на движущихся объектах - железнодорожных транспортных средствах: локомотивах и вагонах - были проведены натурные испытания пассивных идентификаторов.

На рис. 19 показаны примеры считывания информации с использованием специального программного обеспечения, установленного на РСУ: а) характеристики РИ соответствуют ТУ, б) характеристики не соответствуют ТУ, в) плавающий дефект.

Размер зоны считывания 3,2 м

Размер зоны считывания 3,9 м

а)

№3

Размер зоны считывания 2,4 м

Пониженная частота _генератора РИ_

-пЛ-

-л

ш

Размер зоны считывания 3,9 м Незакодированный РИ

б)

ОЭ7НО?АГЕ В Е Г» 11ИЭСОСС

037№*А ?Е ВЕРРЕ < «0000402» 4ов930в1 »дмовюоооооооооосмогса

Код 037ГРОГЛ7ЕВЕРГЕРРОРР1РА11РОЗСОСС (Левый фрагмент)

Код 037РРОРА7ЕВЕРРЕРРОРР1 Р00000402с0 (Однократное считывание)

Код 40892061948806 000000000000040200 (Правый фрагмент)

в)

Рисунок 19

Показано, что только при эксплуатации и натурных испытаниях можно снять характеристики пассивных радиочастотных идентификаторов, которые не возможно исследовать в условиях производства и выявить закономерности, необходимые для повышения технического уровня РИ.

В результате информация, поступающая из сферы эксплуатации о состоянии пассивных радиочастотных идентификаторов, явилась основой для обеспечения требуемого технического уровня РИ в процессе производства.

В заключении приведены основные результаты работы.

В результате проведенных исследований, разработок, промышленного внедрения и мониторинга в сфере эксплуатации, решена важная научно-техническая проблема по созданию базовых основ формирования номенклатуры отечественных пассивных радиочастотных идентификаторов, соответствующих мировому техническому уровню.

В процессе теоретических и экспериментальных исследований, математического и имитационного моделирования, разработанных методов и алгоритмов, совершенствования на этой основе промышленно-технологических процессов, натурных испытаний пассивных радиочастотных идентификаторов, получены следующие основные результаты и выводы:

1. Внедрение систем управления с распознаванием подвижных объектов на основе технологии радиочастотной идентификации дает возможность решить проблему автоматизации процессов информационного обеспечения грузовых и пассажирских перевозок на транспорте, не требует изменения существующей системы управления перевозками и позволяет уменьшить влияние человеческого фактора на принятие решений.

Анализ существующих методов и средств радиочастотной идентификации показал, что для идентификации подвижных объектов методами пассивной радиочастотной идентификации наиболее удовлетворяют соотношению цена/качество.

2. Рассмотрены и определены основные факторы и требования к техническому уровню пассивных радиочастотных идентификаторов, что является определяющим для их функционально-параметрического согласования с радиочастотными считывающими устройствами - входными устройствами систем управления. Это позволяет формировать конструк-торско-технологический процесс разработки и производства пассивных радиочастотных идентификаторов, адаптированных к техническому уровню, соответствующих требованиям эксплуатационной сферы

3. Разработано базовое проектное решение с целью оптимизации схемотехнических и конструкторско-технологических решений по созданию пассивных радиочастотных идентификаторов для различных прило-

жений. Выявленные зависимости влияния отдельных элементов пассивного радиочастотного идентификатора на его основные эксплуатационные характеристики позволили разработать и внедрить типовой производственно-технологический маршрут производства.

4. Решена задача получения достоверных данных о работоспособности пассивных радиочастотных идентификаторов, установленных на железнодорожном подвижном составе, без нарушений технологического процесса перевозок.

5. Разработаны и внедрены методы и программно-аппаратное обеспечение для обработки поступающей информации из автоматизированной системы управления железнодорожными транспортными средствами послужили научно-технологической основой воздействия на производственно-технический уровень производства пассивных радиочастотных идентификаторов.

6. Разработанные и внедренные методы управления технологическим процессом производства пассивных радиочастотных идентификаторов, включая разработанные и внедренные стандарты предприятия, являющихся практической основой предложенных методов, позволили обеспечить технический уровень изделий, улучшить эффективность и управляемости процессов производства и выявить основные контрольные точки технологического маршрута. Повышение результативности процесса производства составило более 10%.

7. Разработан и внедрен пассивный радиочастотный идентификатор «КБД-2» для установки на подвижной состав ОАО «РЖД». Объем выпуска КБД-2 составил 600 ООО штук.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Монографии

1. Легкий Н.М. Радиочастотная идентификация в интегрированной логистической поддержке жизненного цикла авиационных комплектующих: монография [электронный ресурс] // М.-.МИРЭА, 2010. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM) — ISBN 97S-5-7339-0845-8, регистрационный № 0321002563.

2. Легкий Н.М., Охинченко А.П. Радиочастотные технологии в системах мониторинга безопасности транспортной инфраструктуры: монография [электронный ресурс] // М.: МИРЭА, 2009. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM) — ISBN 978-5-7339-0842-7, регистрационный № 0321000067.

Статьи, опубликованные в изданиях из списка ВАК

3. Легкий Н.М. Автоматизация контроля характеристик радиочастотных идентификаторов /Н.М. Легкий, М.А. Рыбин, A.C. Дунаев // Hay-

коемкие технологии, №2, 2011, с.52-58.

4. Легкий Н.М. Измерение параметров отраженного от RFID-идентификатора сигнала И Естественные и технические науки, №5, 2010, с.383-385.

5. Легкий Н.М. Активная радиочастотная идентификация в системах позиционирования подвижных объектов // Наука и техника транспорта, 2010, №2, с.41-45.

6. Легкий Н.М. Стандартизация в области радиочастотной идентификации скоростных объектов // Естественные и технические науки, №4, 2010, с.269-270.

7. Легкий Н.М., Линьков В.И., Охинченко А.П. Использование спутниковых радионавигационных технологий для повышения безопасности движения поездов на скоростных и высокоскоростных магистралях // Наукоемкие технологии, №8, 2010, с.20-24.

8. Легкий Н.М. Управление перевозочным процессом на основе информации о местоположении транспортного средства // Наука и техника транспорта, 2009, № 3, с.38-40.

9. Легкий Н. М. Дистанционный контроль параметров объекта на основе технологии радиочастотной идентификации // Датчики и системы 2009, №9, с.52-53

10. Легкий Н.М. Моделирование состояний радиочастотных датчиков системы автоматической идентификации транспортных средств // Наука и техника транспорта, 2009, № 2, с.68-72

11. Легкий Н.М. Использование радиотехнических информационных технологий для повышения безопасности движения транспорта на железных дорогах / С.Н. Замуруев, Н.М. Легкий, А.П. Охинченко // Наукоемкие технологии. №6, 2008, т.9, с.59-62.

12. Легкий Н.М. Системный подход в проектировании систем радиочастотной идентификации / С.Н. Замуруев, Н.М. Легкий // Наукоемкие технологии. № 12, 2008, т.9, с.51-54.

13. Легкий Н.М. Внедрение САИ «Пальма» продолжается // Логистика, 2005, №4, с.26-27

14. Легкий Н.М. Исследование сбоев в электронных модулях систем управления, содержащих ПЗУ // Приводная техника, №3, 2004, с.37-39.

15. Легкий Н.М. Программная коррекция данных при вводе непрерывной информации в микропроцессорных системах управления./ Н.М. Легкий, Л.А. Широков // Приводная техника, №3, 2003, с.52-57..

16. Легкий Н.М. «Пальма» — система автоматической идентификации транспортных средств / В. В. Белов, Н.М. Легкий и др. // Железнодорожный транспорт. 2002, № 8, с. 54-59.

17. Легкий Н.М. Подсистемы управления контактирующим устройством в автоматизированных системах контроля // Приводная техника, №6, 2002, с.37-38.

Изобретения

18. Патент РФ 2410716 Радиочастотное устройство идентификации на поверхностных акустических волнах / Н.М. Легкий, опубл. 27.01.2011.

19. Патент РФ 2397094 Способ и система прицельной остановки железнодорожных транспортных средств / Н.М. Легкий, опубл. 20.08.2010 .

20. Патент РФ 2379209 Устройство фиксации прохождения колесной пары / Н.М. Легкий, опубл. 20.01.2010 .

21. Патент РФ 2350979 Система автоматической радиочастотной идентификации / Н.М. Легкий, опубл. 27.03.2009.

22. Патент РФ 2320510 Автоматизированная система считывания идентификационной информации с подвижных объектов/ Н.М. Легкий, опубл. 27.03.08.

23. Патент РФ 2314957 Способ считывания информации с радиочастотной метки колесной пары и система, реализующая данный способ I Н.М. Легкий, опубл. 20.01.08.

24. Патент РФ 2314955 Система автоматической идентификации для двухпутных участков железных дорог / В.В. Белов, Н.М.. Легкий, опубл. 20.01.08.

25. Патент РФ 2314956 Способ автоматической идентификации подвижного состава на многопутных участках железной дороги и система для его реализации / Н.М. Легкий, В.В. Белов, опубл. 20.01.08.

26. Патент РФ 2338344 Защитный кожух для радиоэлектронных устройств / Н.М. Легкий, опубл. 10.11.08.

27. Патент РФ 2342679 Пассивная радиометка системы автоматической идентификации с возможностью передачи характеристик объекта / Легкий Н.М. KJI.G01S13/75, опубл. 27.12.2008.

28. Патент РФ 2254585 Способ контроля антенных систем / Н.М. Легкий, Б.Г. Горшков, A.B. Криштопов, опубл. 20.06.05.

29. Патент РФ 2241309 Устройство аналогово-цифрового преобразования / Н.М. Легкий, К.Ю. Капцов, опубл. 27.11.2004.

30. Патент РФ 2233568 Способ герметизации корпуса электронного прибора / И.Е. Березина, Н.М. Легкий и др., опубл. 27.07.2004г.

31. Патент РФ 2233567 Герметичный корпус для радиоэлектронных плат / И.Е. Березина, Н.М. Легкий и др. опубл. 27.07.2004г.

32. Патент РФ 2222030 Система идентификации объектов / В.В. Белов, Н.М. Легкий и др., опубл. 20.01.2004г.

Публикации в сборниках научных трудов и центральных журналах

33. Легкий Н.М. Контроль качества радиочастотных идентификаторов в процессе эксплуатации // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов / Под ред. д.т.н. В.А.Бугреева. - М.: МИИТ, 2010. с.12-17.

34. Легкий Н.М., Охинченко А.П. Качество излучения радиопере-

датчиков радионавигационных систем // Наука и технология №4, 2010, с.15-18.

35. Легкий Н.М. Универсальный радиопередающий модуль для систем активной радиочастотной идентификации // Наука и технология, №3, 2010, с.19-21.

36. Легкий Н.М. Программно управляемые радиопередающие устройства для систем радиочастотной идентификации // Наука и технология, №3, 2010, с.15-18.

37. Легкий Н.М. Влияние металлической подложки на работу RFID-меток / Н.М. Легкий, A.C. Дунаев // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов / Под ред. д.т.н. В.А.Бугреева. - M.: РОАТ, 2009. с.47-50.

38. Легкий Н.М. Критерии конструирования пассивных кодовых бортовых меток для системы радиочастотной идентификации железнодорожных транспортных средств // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов / Под ред. д.т.н. В.А.Бугреева. - М.: РОАТ, 2009. с. 15-19.

39. Легкий Н.М. Повышение достоверности распознавания колесных пар в системе радиочастотной автоматической идентификации железнодорожных транспортных средств // Современные проблемы работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. -М.:РГОТУПС, 2008, T.l.c.24-27.

40. Легкий Н.М. Методы определения местоположения транспортных средств // Современные проблемы работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. - М.:РГОТУПС, 2008, Т.1,с.21-23.

41. Легкий Н.М. Ультразвуковая сварка корпусов КБД / Н.М Легкий, И.Е. Березина, C.B. Кондратенков // Система автоматической идентификации «Пальма». Опыт проектирования, внедрения и эксплуатации: Сборник статей / под ред. Н.М.Легкого, В.И.Денисова. - МИИТ, 2007, с. 121-126.

42. Легкий Н.М. Автоматизация управления качеством КБД САИ / К.Ю. Капцов, Н.М. Легкий // Система автоматической идентификации «Пальма». Опыт проектирования, внедрения и эксплуатации: Сборник статей 1 под ред. Н.МЛегкого, В.И.Денисова. - МИИТ, 2007, с.115-121.

43. Легкий Н.М Датчик на микроконтроллере, совместимый с САИ «Пальма» / Н.М. Легкий, А.И. Пузанов И Система автоматической идентификации «Пальма». Опыт проектирования, внедрения и эксплуатации: Сборник статей / под ред. Н.М.Легкого, В.И.Денисова. - МИИТ, 2007, с.96-110.

44. Легкий Н.М. Построение пунктов считывания САИ «Пальма» ! Н.М. Легкий, В.И. Козлов // Система автоматической идентификации «Пальма». Опыт проектирования, внедрения и эксплуатации: Сборник ста-

тей / под ред. Н.М.Легкого, В.И.Денисова. - МИИТ, 2007, с.55-67

45. Легкий Н.М Схемотехника кодовых бортовых датчиков системы радиочастотной идентификации железнодорожных транспортных средств // Система автоматической идентификации «Пальма». Опыт проектирования, внедрения и эксплуатации: Сборник статей / под ред. Н.М.Легкого, В.И.Денисова.-МИИТ, 2007, с.27-45.

46. Легкий Н.М. Радиочастотная идентификация как основа для управления процессами на железнодорожном транспорте // Современные проблемы работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. -М.:РГОТУПС, 2007, Т.1, с.38-42.

47. Легкий Н.М. Применение ультразвуковой сварки для пластмассовых корпусов датчиков автоматической идентификации транспортных средств / И.Е. Березина, Н.М. Легкий и др. // Техника, технология и перспективные материалы: Сборник статей / М.:МГИУ, 2002, с.54-57.

48. Легкий Н.М, Широков Л.А. Алгоритм системы поддержки принятия решения при диагностике модулей АСУ ТП машиностроительного производства. // Техника, технология и перспективные материалы: Сборник статей / М.: МГИУ, 2002, с.26-31.

49. Легкий Н.М. Алгоритм диагностики электронных модулей / Техника, технология и перспективные материалы: Межвузовский сборник научных трудов / М:МГИУ, 2001.С.149-151.

50. Легкий Н.М. Диагностика электронных модулей при информационной неполноте // Сборник научных статей молодых ученых Российской Федерации и зарубежья, М.: «Компания Спутник+», 2000, стр.147-152.

51. Легкий Н.М. Восстановление недостающей информации об электронных модулях систем управления для обеспечения их диагностируемо-сти. / Н.М. Легкий, Л.А. Широков // Надеж, и контроль качества. 1997, № 7, с. 24-30.

52. Особенности и средства автоматизированного контроля микросборок / А.Т.Бекишев, В.И.Копьев, М.М.Краснов, Н.М.Легкий, В.П.Оркин, Н.И.Филиппов //Судостроительная промышленность, сер.ВТ, 1990, вып.23, сгр.29-36.

53. Легкий Н.М. Программное обеспечение управления контактирующим устройством в автоматизированных системах контроля / Н.М. Легкий, Я.А. Хетагуров II Судостроительная промышленность, сер.ВТ, 1991, вып.29, стр.55-59.

Материалы конференций и научных сессий

54. Легкий Н.М. Использование технологий расширения спектра в системах радиочастотной идентификации // Труды Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С.Попова, Серия: Научная сессия, посвященная дню радио, выпуск LXV 19-20 мая 2010г. - М.-.РНОРЭС им. А.С.Попова, 2010, с.169-170.

55. Легкий Н.М. Интегрированная логистическая поддержка жизненного цикла оборудования и комплектующих на основе радиочастотной идентификации / Н.М. Легкий, А.С. Дунаев // Труды Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С.Попова, Серия: Научная сессия, посвященная дню радио, Выпуск LXIV, 13-14 мая 2009г. - М.-.РНОРЭС им. А.С.Попова, 2009, с.86-88.

56. Легкий Н.М. Идентификация железнодорожных путей и определение местоположения железнодорожных транспортных средств на них // Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство: Сборник по материалам научно-практической конференции. М.: МИИТ, 2009, с.135-141.

57. Легкий Н.М. Построение глобальных транспортных информационно-управляющих радиотехнических систем / Н.М. Легкий, Н.М. Замуру-ев // Материалы десятой международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологии», 19-23 мая 2008г., Одесса.

58. Легкий Н.М. Внедрение технологии радиочастотной идентификации в железнодорожной отрасли // Труды всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2008», май 2008 г. в 3-х частях, Часть 1, Рост.гос.ун-т путей сообщения. Ростов н/Д, 2008, с.92-93.

59. Легкий Н.М. Автоматизация технологического процесса производства с использованием меток радиочастотной идентификации // Труды 8-й Международной научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах» 16 ноября 2007, г.Новочеркасск, 2007.

60. Легкий Н.М. Модель процесса обнаружения радиочастотных идентификационных меток в зоне контроля движущихся объектов И Труды Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С.Попова, Выпуск LXI, 17-18 мая 2006, М., 2006.

61. Легкий Н.М.Оценка эффективности автоматизации управления инновационным проектом // Материалы XI Международной научно-технической конференции «Математические методы и информационные технологии в экономике, социологии и образовании», г.Пенза, 22-23 мая 2003., с. 191-193.

62. Легкий Н.М. Повышение эффективности алгоритмов автоматического контроля радиоэлектронных изделий в процессе серийного производства // Труды Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С.Попова, Выпуск LX-1, 17-19 мая 2005, Т.1, М:2005, с.202-205.

63. Легкий Н.М. Использование ультразвуковой сварки для соединения элементов корпусов из полимерных материалов для автомобильной электроники // Сборник статей VI Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении - 2003»,

г.Пенза, 26-27 февраля 2003 г, с. 113-116.

64. Легкий Н.М. Влияние человеческого фактора в системах поддержки принятия решений // Материалы Международной научно-практической конференции «Инновационные процессы в управлении предприятиями и организациями», г. Пенза, 27-28 ноября 2002, с. 323-326.

65. Легкий Н.М. Принятие решений в системах диагностики АСУ ТП при информационной неполноте // Материалы II Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике», г.Пенза, 26-27 ноября 2002, с.142-143.

66. Легкий Н.М. Прогнозирование работоспособности электронных модулей систем управления на основе диагностической информации // Материалы 2-й международной конференции «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта» 8-12 апреля 2002, г.Москва, стр.317-318.

67. Легкий Н.М. Использование нечетких алгоритмов в системах контроля и диагностики РЭА // Труды VII всероссийской конференции «Нейрокомпьютеры и их применение», 14-16 февраля 2001г., г.Москва, стр.674-676.

Прочие публикации

68. Комплекс для контроля параметров кодовых бортовых датчиков в безэховых камерах: патент на полезную модель 32285 (РФ) / Н.М. Легкий, Б.Г. Горшков, A.B. Криштопов // Кл. G 01 R 29/00, опубл. 10.09.2003 Бюл.№25.

69. Герметичный корпус для радиоэлектронных плат: свидетельство на полезную модель № 27773 / И.Е. Березина, Н.М. Легкий и др. // Кл. Н 05 К 5/06, опубл. 10.02.2003, Бюл. №4.

70. Датчик автоматической системы идентификации: свидетельство на полезную модель № 24551 / И.Е. Березина, С.В. Кондратенков, Н.М. Легкий //Кл. G 01D 3/00, опубл. 10.08.2002, Бюл.№22.

71. Легкий Н.М. Поисковые исследования путей создания высокоэффективных средств идентификации и контроля состояния техники и -вооружения с использованием микроминиатюрных высокостабильных акустоэлектронных импедансных устройств и многофункциональных пьезоэлектрических датчиков нового поколения: отчет по НИР (Шифр «Шагистика») [рукописный] / Н.М. Легкий, А.П. Реутов и др.// в 4-х частях, М.:МИРЭА, 2006-2009.

Подписано в печать 15.06.2011 Формат 60x84/16 Усл. печ. л. -Тираж 100 экз. Заказ_

Определения и сокращения.

Введение.

Глава 1. Тенденции развития методов и устройств радиочастотной идентификации.

1.1 Методы и технические средства радиочастотной идентификации.

1.2 Перспективы и тенденции развитии пассивной радиочастотной идентификации.

Выводы к главе 1.

Глава 2. Определяющие факторы и требования к техническому уровню пассивных радиочастотных идентификаторов.

2.1 Требования к уровню функционально-параметрического согласования радиочастотного идентификатора и радиочастотного считывающего устройства.

2.2 Производственно-технологические и эксплуатационные требования к радиочастотному идентификатору при функционировании в условиях ограниченного времени взаимодействия.

Выводы к главе 2.

Глава 3. Развитие схемотехнических и конструкторско-технологических решений по созданию пассивных радиочастотных идентификаторов.

3.1 Разработка и обеспечение реализации базовых проектных решений.

3.2 Разработка модификаций радиочастотных идентификаторов.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Обеспечение управления техническим уровнем пассивных радиочастотных идентификаторов на базовых этапах производственно-технологического маршрута их создания.

4.1 Разработка и внедрение методов управления техническим уровнем радиочастотных идентификаторов в технологическом процессе производства.

4.2 Разработка и внедрение автоматизированного комплекса технической диагностики и контроля технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов в процессе промышленного производства.

4.3 Разработка и внедрение в промышленно-технологический цикл программно-аппаратных средств повышения технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов.

Выводы к главе 4.

Глава 5. Разработка методов управления техническим уровнем пассивных радиочастотных идентификаторов на основе мониторинга в условиях эксплуатации с системами управления движущимися объектами.

5.1 Особенности применения радиочастотных идентификаторов в условиях, не предусмотренных техническими условиями, при их непрерывном радиоэлектронном взаимодействии с радиочастотными считывающими устройствами.

5.2 Разработка и внедрение методических принципов эксплуатационного контроля и управления техническим уровнем пассивных радиочастотных идентификаторов.

Выводы к главе 5.

Глава 6. Организация мониторинга функционирования радиочастотных идентификаторов в сфере эксплуатации и повышения на его основе эффективности производственно-технологического цикла изготовления пассивных радиочастотных идентификаторов.

Выводы к главе 6.

Актуальность исследования

Интенсивность транспортных и логистических потоков непрерывно возрастает. Для организации новых форм транспортного обслуживания процессов грузовых и пассажирских перевозок в настоящее время уже недостаточно сведений, получаемых от традиционных систем сбора информации, поскольку существующие методы идентификации и регистрации транспортных процессов практически исчерпали свои технические возможности, допускают значительное отставание от реального процесса и недостаточно достоверны.

В некоторых транспортных и логистических приложениях объем информационного потока существенно превышает критический объем, который способен обработать человек для принятия эффективного решения. Поэтому исследования в области новых технологий, способных существенно уменьшить влияние человечного фактора при вводе информации в системы принятия решения путем автоматизации процессов распознавания различных объектов необходимы и своевременны.

В связи с все возрастающими потребностями производственных и транспортных отраслей российской промышленности, во внедрении новейших 1Т разработок, решение комплекса сложных научно-технических проблем, связанных с созданием высокопроизводительных и надежных методов идентификации и ввода информации в автоматизированные системы не только сохраняет, но и усиливает с каждым свою актуальность. Актуальна данная проблема и для антитеррористических задач.

Основой необходимой достоверности систем идентификации является полнота и качество информации, поступающей от систем идентификации в автоматизированные системы управления. От полноты и качества полученной информации зависит эффективность принятия управленческих решений.

В последнее десятилетие интенсивно внедряются' устройства идентификации на основе технологии радиочастотной идентификации (РЧИ). Технология радиочастотной идентификации относится к относительно новым радиотехническим информационным технологиям. В зарубежных странах она развивается под брендом «RFID» {Radio Frequency IDentificatiori). Появившейся на стыке радиолокации и цифровой передачи сигналов, системы радиочастотной идентификации нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и сфере оказания услуг, причем потребность в таких системах ежегодно увеличивается. В настоящее время технология радиочастотной идентификации является на Западе

I г одной из самых бурно развивающихся технологий. Только в патентной базе США ежемесячно появляется сотни патентов, имеющих отношения, к технологии радиочастотной идентификации. Наиболее востребованы в реальном секторе экономики (до 95% всего рынка RJFID) устройства РЧИ на основе необслуживаемых пассивных радиочастотных идентификаторов, к особенностям которых можно отнести отсутствие собственного излучения.

Идентификация различных объектов с высокой степенью достоверности напрямую зависит от качества проектирования и производства считывателей и идентификаторов, ориентированных на решение конкретной задачи. В зависимости от типа объектов идентификации, условий и методов идентификации к устройствам идентификации предъявляют разные требования к конструктивному и схемотехническому исполнению, но общим остается высокая надежность и достоверность идентификации, которые закладываются на стадиях проектирования и производства.

Анализ известных методов и средств исследования устройств радиочастотной идентификации показал, что уровень стандартизации устройств идентификации, а особенно пассивных радиочастотных идентификаторов, недостаточен и требует новой единой универсальной методологии испытания. В связи с отсутствием единых требований к устройствам радиочастотной идентификации, разработка единой методологической базы проектирование пассивных устройств идентификации и методов их контроля характеристик и диагностики неисправностей в процессе производства является актуальной задачей.

Решение комплексной проблемы повышения качества идентификации связано с необходимостью разработки новцгх общих методов и средств получения и обработки информации, базирующихся на единых принципах классификации и описания принципов построения устройств и разработке на их основе программно-аппаратного обеспечения проектирования и методов испытания. В связи с этим, разработка научной концепции по созданию методов, алгоритмов и средств, обеспечивающих контроль и диагностику устройств радиочастотной идентификации является актуальной и важной задачей

На сегодняшний день транспорт и логистика являются основными потребителями систем радиочастотной идентификации.

Целью диссертационной работы является решение важной научно-технической проблемы обеспечения высокого технического уровня и про-мышленно-технологической эффективности разработок и производства пассивных радиочастотных идентификаторов на всех основных этапах жизненного цикла на основе научно обоснованных методов, алгоритмов и программно-аппаратных комплексов мониторинга их параметров.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ и систематизацию методов и устройств радиочастотной идентификации. Определить приоритетные направления, перспективы и тенденции развития устройств радиочастотной идентификации.

2. Определить основные факторы и требования к техническому уровню пассивных радиочастотных идентификаторов.

3. Исследовать функционально-параметрическое согласование пассивного радиочастотного идентификатора и радиочастотного считывающего устройства, в том числе в условиях ограниченного времени взаимодействия.

4. Разработать базовое проектное решение пассивных радиочастотных идентификаторов и по результатам его оптимизации развить схемотехнические и конструкторско-технологические решения.

5. Разработать методики, алгоритмы и программно-аппаратные средства контроля радиочастотных идентификаторов на этапе их промышленного производства.

6. Разработать методы и принципы построения автоматизированных методов диагностики и контроля пассивных радиочастотных идентификации на этапе эксплуатации и, на основании полученной информации, повысить эффективность производственно-технологического процесса.

7. Провести экспериментальные исследования разработанных пассивных радиочастотных идентификаторов, а так же предложенных и внедренных методов, алгоритмов и программно-аппаратных средств диагностики и контроля.

Объектом диссертационного исследования является пассивная радиочастотная идентификация.

Предметом исследования является совокупность теоретических, методологических и практических аспектов по обеспечению необходимого технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов на основных этапах жизненного цикла.

Методы исследования, используемые в работе: теория систем радиолокации, теория передачи и обработки цифровых сигналов, математическое моделирование, теория надежности и статистические методы, экспериментальные исследования, компьютерная обработка результатов экспериментов.

Научная новизна:

1. На основе системного анализа проанализированы, классифицированы и систематизированы методы и устройства радиочастотной идентификации и определены основные факторы и требования к их техническому уровню.

2. На основе системных исследований проведена оптимизация схемы радиочастотного идентификатора по критерию увеличения дальности считывания.

3. Обоснован новый методологический подход к испытаниям пассивных радиочастотных идентификаторов системы идентификации на всех этапах жизненного цикла.

4. Предложены методы и алгоритмы автоматизированного контроля технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов в процессе их разработки и серийного производства.

5. Предложены методы повышения эффективности как технологии производства, так и самой технологии пассивной радиочастотной идентификации как таковой.

6. Разработаны принципы и методы построения пассивных радиочастотных идентификаторов для систем управления подвижными объектами.

7. На основе предложенных принципов разработаны новые конструкции устройств и систем, защищенные патентами РФ на изобретения, позволяющие повысить эффективность производства и применения радиочастотной идентификации в транспортно-логистических приложениях.

Основные положения диссертации, выносимых на защиту:

Решение важной научно-технической проблемы создания базовых основ формирования номенклатуры отечественных пассивных радиочастотных идентификаторов, соответствующих мировому уровню обеспечено исследованными и разработанными:

- научно обоснованными особенностями построения пассивных радиочастотных идентификаторов, влияющих на его технический уровень;

- результатами исследования пассивных радиочастотных идентификаторов, положенными в основу рационализации систем управления подвижными транспортными средствами;

- результатами исследований взаимодействия пассивных радиочастотных идентификаторов и радиочастотных считывающих устройств, характеризующих эксплуатационные свойства идентификаторов;

- теоретически и экспериментально обоснованными методами контроля технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов в процессе производства;

- теоретическими и экспериментальными обоснованиями и реализацией концепции поддержания технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов по информации из сферы эксплуатации;

- разработанным и организованным производством пассивных радиочастотных идентификаторов «КБД-2» для эксплуатации на подвижных средствах ОАО «РЖД» с объемом выпуска 500 ООО идентификаторов в год.

Практическая значимость. В диссертационной работе решена комплексная научно-практическая проблема обеспечения высокого технического уровня и промышленно-технологической эффективности разработок и производства пассивных радиочастотных идентификаторов на всех основных этапах жизненного цикла на основе научно обоснованных методов, алгоритмов и программно-аппаратных комплексов мониторинга их параметров

Внедрение в промышленную и эксплуатационную практику полученных в диссертационной работе научных результатов позволили: разработать базовые схемотехнические и конструктивно-технологические решения пассивных радиочастотных идентификаторов;

- разработать оптимальную модель пассивного радиочастотного идентификатора для транспортно-логистических приложений и на его основе разработать и внедрить кодовый бортовой датчик (КБД) для системы мониторинга подвижных железнодорожных средств и перевозимых ими грузов;

- разработать и внедрить методику и система контроля технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов для задач их исследования в процессе разработки; разработать и внедрить концепцию, конструкторско-технологическую документацию, технологический маршрут и автоматизированная система контроля технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов;

- разработать и внедрить принципы мониторинга технического уровня пассивных радиочастотных идентификаторов в сфере эксплуатации.

Получены патенты на изобретения на основные конструкторско-технологические решения, позволяющие повысить эффективность производства и использования пассивных радиочастотных идентификаторов.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций диссертационной работы подтверждены апробациями и результатами практических внедрений

Реализация полученных результатов. Все полученные научно-практические результаты, реализованные при разработке и производстве пассивных радиочастотных идентификаторов, нашли практическое применение, в том числе на сети железных дорог ОАО «РЖД».

Полученные результаты были использованы в научно-исследовательской работе «Поисковые исследования путей создания высокоэффективных средств идентификации и контроля состояния техники и вооружения с использованием микроминиатюрных высокостабильных акустоэлектронных импедансных устройств и многофункциональных пьезоэлектрических датчиков нового поколения» (Шифр «Шагистика»), выполненной в МИРЭА в 2006-2009 гг.

Материалы диссертации были использованы при подготовке стандартов серии «Идентификация компонентов изделий АТ [авиационной техники] с применением технологий ИРГО»: «Часть 2. Состав и формат представления данных в радиочастотных метках» и «Часть 3. Термины и определения».

Новизна предложенных технических решений подтверждена 15 патентами на изобретения.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на международных, российских конференциях и научных сессиях:

Международные конференции:

- «Современные информационные и электронные технологии», Одесса, 2008;

- «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах», Новочеркасск, 2007;

- «Математические методы и информационные технологии в экономике, социологии и образовании», Пенза, 2003;

- «Инновационные процессы в управлении предприятиями и организациями», Пенза, 2002;

- «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта», Москва, 2002.

Всероссийские конференции:

- «Транспорт-2008», Ростов на Дону, 2008;

- «Современные технологии в машиностроении», Пенза, 2003;

- «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике», Пенза, 2002;

- «Нейрокомпьютеры и их применение», Москва, 2001;

Научная сессия РНОРЭС им. А.С.Попова, посвященная дню радио:

- Москва, 2010, 2009, 2006, 2005.

Научно-технические конференции МИРЭА.

За практические работы в области радиочастотной идентификации автором получены:

- серебряная медаль XII международного салона промышленной собственности «Архимед - 2009», 2009;

- медаль 10-го юбилейного международного форума «Высокие технологии XXI века», 2009 год.

Публикации. Список из 72 основных работ приведен в конце автореферата, в том числе 2 монографии, 15 публикаций в изданиях, рекомендованных ВАК, 16 патентов на изобретения, 13 докладов международных и всероссийских конференций и научных сессий.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Диссертация содержит 303 страниц текста, 15 таблиц, 75 иллюстраций. Список использованной литературы содержит 178 наименований.

Выводы к главе 6

1. Только при эксплуатации и натурных испытаниях можно определить характеристики пассивных радиочастотных идентификаторов, которые не возможно исследовать в условиях производства и выявить закономерности, необходимые для повышения технического уровня РИ.

В результате информация, поступающая из сферы эксплуатации о состоянии пассивных радиочастотных идентификаторов явилась основой для обеспечения требуемого технического уровня РИ в процессе производства.

2. Разработанные методы и программно-аппаратное обеспечение для обработки поступающей информации из автоматизированной системы управления железнодорожными транспортными средствами послужили научно-технологической основой воздействия на производственно-технический уровень производства пассивных радиочастотных идентификаторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований, разработок, промышленного внедрения и мониторинга в сфере эксплуатации, решена важная научно-техническая проблема по созданию базовых основ формирования номенклатуры отечественных пассивных радиочастотных идентификаторов, соответствующих мировому техническому уровню.

В процессе теоретических и экспериментальных исследований, математического и имитационного моделирования, разработанных методов и алгоритмов, совершенствования^ на этой основе промышленно-технологических процессов, натурных испытаний пассивных радиочастотных идентификаторов, получены следующие основные результаты и выводы:

1. Внедрение систем управления с распознаванием подвижных объектов на основе технологии радиочастотной идентификации дает возможность решить проблему автоматизации процессов информационного обеспечения грузовых и пассажирских перевозок на транспорте, не требует изменения существующей системы управления перевозками и позволяет уменьшить влияние человеческого фактора на принятие решений.

Анализ существующих методов и средств радиочастотной идентификации показал, что для идентификации подвижных объектов методами пассивной радиочастотной идентификации наиболее удовлетворяют соотношению цена/качество.

2. Рассмотрены и определены основные факторы и требования к техническому уровню пассивных радиочастотных идентификаторов, что является определяющим для их функционально-параметрического согласования с радиочастотными считывающими устройствами - входными устройствами систем управления. Это позволяет формировать конструкторско-технологический процесс разработки и производства пассивных радиочастотных идентификаторов, адаптированных к техническому уровню, соответствующих требованиям эксплуатационной сферы

3. Разработано базовое проектное решение с целью оптимизации схемотехнических и конструкторско-технологических решений по созданию пассивных радиочастотных идентификаторов для различных приложений. Выявленные зависимости влияния отдельных элементов пассивного радиочастотного идентификатора на его основные эксплуатационные характеристики позволили разработать и внедрить типовой производственно-технологический маршрут производства.

4. Решена задача получения достоверных данных о работоспособности пассивных радиочастотных идентификаторов, установленных на железнодорожном подвижном составе, без нарушений технологического процесса перевозок.

5. Разработаны и внедрены методы и программно-аппаратное обеспечение для обработки поступающей информации из автоматизированной системы управления железнодорожными транспортными средствами послужили научно-технологической основой воздействия на производственно-технический уровень производства пассивных радиочастотных идентификаторов.

6. Разработанные и внедренные методы управления технологическим процессом производства пассивных радиочастотных идентификаторов, включая разработанные и внедренные стандарты предприятия, являющихся практической основой предложенных методов, позволили обеспечить технический уровень изделий, улучшить эффективность и управляемости процессов производства и выявить основные контрольные точки технологического маршрута. Повышение результативности процесса производства составило более 10%.

7. Разработан и внедрен пассивный радиочастотный идентификатор «КБД-2» для установки на подвижной состав ОАО «РЖД». Объем выпуска КБД-2 составил 600 ООО штук.

1. Taimur H., Chatteijee S. A Taxonomy for RFID /Proceedings of the 39th Hawaii International Conference on System Sciences 2006, s.1-10.

2. Решение ГКРЧ № 07-20 от 7 мая 2007 г. http://minkomsvjaz.ru/

3. Петров Н.Н. Системы и комплексы технических средств местооп-ределения подвижных объектов / Специальная техника, №3, 1998, с. 18-22.

4. ETSI EN 302 208: 2008 «Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM); Radio Frequency Identification Equipment operating in the band 865 MHz to 868 MHz with power levels up to 2 W).

5. Системы ближней локации: Учебное пособие. 4.1 / Легкий В.Н., Миценко И.Д., Орлов В.Н., Останина Н.П. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. - 134 с.

6. Лахири Сандип RFID. Руководство по внедрению /пер. с англ., Изд: КУДИЦ-Пресс, 2007. 312 с.

7. Легкий Н.М., Козлов В.И. Построение пунктов считывания САИ «Пальма»- // Система автоматической идентификации «Пальма». Опытпроектирования, внедрения и эксплуатации: Сборник статей / под ред. Н.М.Легкого, В.И.Денисова. -МИИТ, 2007, с.55-67.

8. Патент РФ 2320510 Автоматизированная система считывания идентификационной информации с подвижных объектов/ Легкий Н.М., Кл. B61L25/02, опубл. 27.03.08.

9. Патент РФ 2222030 Система идентификации объектов / Рабинович М.Д., Белов В.В., Березина И.Е., Дудкин В.Ф., Легкий Н.М., опубл. 20.01.2004.

10. Идентификация автотранспорта в СКУД / Системы контроля управления доступом, август сентябрь, 2004 , с.85, www.ss.groteck.ru

11. Идентификация автотранспортных средств http://petronet.hl.ru/ RFID/Auto.htm.

12. Бабаев М.М. Синтез двухдатчикового устройства контроля зоны. Межвуз. сб. науч. тр. Харьков: ХарГАЖТ, 1997. Вып. 28. - С.85-88.

13. Кондратьева Л.А. Устройства железнодорожной автоматики и телемеханики. Общий курс. М.¡Транспорт, 1983. — 232 с.

14. Патент РФ 2379209 Устройство фиксации прохождения колесной пары / Легкий Н.М., опубл. 20.01.2010.

15. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1978. - 832 с.

16. Фалькович С.Е., Хомяков Э.Н. Статистическая теория измерительных радиосистем. М.: Радио и связь, 1981. - 288 с.

17. Кулемин Г.П. Разсказовский В.Б. Рассеяние миллиметровых радиоволн поверхностью земли под малыми углами. К.: Наук, думка, 1987.-230 с.

18. Kulemin G.P. Clutter rejection in short-range radar with uncoded and wideband pulse signals//J. Electromagn. Waves and Application 2000.- Vol. 14. P.249-260.

19. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. М., «Сов.радио», 1975, 248с.

20. Радиотехнические и радиооптические системы / Э.А.Засовин, А.Б.Борзов, Р.П.Быстров, Е.П.Илясов, А.А.Потапов, А.В.Соколов, А.Н.Титов / Под ред: Э.А.Засовина. М.: Круглый год, 2001. 752 с.

21. Теоретические основы радиолокации / Под ред. В.Е. Дулевича. -М.:Сов. радио, 1978. 608 с.

22. Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин JT.M. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием. М.:. ИПРЖР, 2003.-416 с.

23. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высш. шк., 1988.-448с.

24. Кремер Н. Я., Владимиров В. И., Карпухин В. И. Модулирующие помехи и прием радиосигналов. Под ред. И .Я. Кремера. -М.: Сов. радио, 1972.-480с.

25. Островитянов Р. В., Басалов Ф. А. Статистическая теория радиолокации протяженных целей. М.: Радио и связь, 1982. - 232с.

26. Штагер Е. А. Рассеяние радиоволн на телах сложной формы. -М.: Радио и связь, 1986.-184с.

27. Варшавчик М. А. К вопросу о взаимосвязи статистических, амплитудных, угловых и фазовых характеристиках сигналов, рассеянных протяженным телом // Радиотехника и электроника.- 1969.- Т. 14, N1.- с.84-90.

28. Системы автоматического определения местоположения и идентификации подвижного состава / Железные дороги мира, 1998, №6, с.41-42. . /

29. Абрамов В.М., Беляев А.Я. Принципы организации автоматического ; считывания номера поезда в АСУ ДПМ/ Автоматизация? управления движением поездов метрополитена: Сб. науч. тр, под ред. В.М. Абрамова; А.М;.Дудниченко М:: Транспорт» 1987., c.61-68i

30. Джхунян В.Л^, Шаньгин В;Ф: Электронная идентификация; Бесконтактные электронные идентификаторы и смарт-карты, Изд: ACT, HT Пресс, 2004. 696 с. :

31. Системы автоматического определения местоположения и идентификации подвижного состава?/ Железные дороги мира; 1998, №6, с.41-42. •;

32. Белов В; В., Буянов В. А. САИ и совершенствование организации перевозок // Железнодорожный транспорт. 2004. № 9. с. 52-55.

33. Алиев Э.В., Веснин E.H., Малыгин JI.JI., Михайлов А.Е., Царев В.А. Оптоэлектронная идентификация объектов подвижного состава в задачах управления железнодорожными перевозками/ Автоматизация в промышленности, май 2009, с.49-54

34. Голышев А.И. Система автоматической идентификации. Задачи, проблемы, перспективы: Контроль бортовых датчиков/ А.И. Голышев, В.А. Емельянов, Д.Ю. Суходровский // Железнодорожный транспорт. 2004. N 9. с.75-76.

35. Легкий Н.М. Исследование сбоев в электронных модулях систем управления, содержащих ПЗУ // Приводная техника, №3, 2004, с.37-39.

36. Легкий Н.М. Измерение параметров отраженного от RFID-идентификатора сигнала / Естественные и технические науки, №5, 2010, с.

37. Легкий Н.М. Диагностика электронных модулей при информационной неполноте. /Сборник научных статей молодых ученых Российской Федерации и зарубежья, М.: «Компания Спутник+», 2000, стр.147-152.

38. Легкий Н.М. Алгоритм диагностики электронных модулей. / Межвузовский сборник научных трудов «Техника, технология и перспективные материалы», М.,МГИУ, 2001.С.149-151

39. Капцов К.Ю., Легкий Н.М. Автоматизация управления качеством КБД САИ // Система автоматической идентификации «Пальма». Опыт проектирования, внедрения и эксплуатации: Сборник статей / под ред. Н.М.Легкого, В.И.Денисова. -МИИТ , 2007, с.115-121.

40. Патент РФ 2254585, Кл. G01R29/10, Способ контроля антенных систем / Легкий Н.М., Гошков Б.Г., Криштопов A.B., опубл. 20.06.05, бюл.№ 17.

41. Патент РФ 32285, Кл. G 01 R 29/00, Комплекс для контроля параметров кодовых бортовых датчиков в безэховых камерах / Легкий Н.М., Горшков Б.Г., Криштопов А.В., Опубл. 10.09.2003 Бюл.№25.

42. ISO 10374:2002 «Freight containers — Automatic identification».

43. Standard S-918 «STANDARD FOR AUTOMATIC EQUIPMENT IDENTIFICATION» / AAR Manual of Standards and Recommended Practices Railway Electronics, 2002 177 P.

44. Патент США № 4739328 «System for identifying particular objects», Amtech Corporation, Кл.НКИ 342/44, April 19,1988.

45. ISO/IEC 18000:2004 «Information technology — Radio frequency identification for item management».

46. OCT 32.112-98. Стандарты отрасли. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. Эксплуатационно-технические требования к системам диспетчерской централизации. Санкт-Петербург, 1998. - 30с. -Издание официальное.

47. Технология САИ в управлении эксплуатационной работой/ С.Ю. Елисеев, А.Д. Никишин, В.В. Белов и др.// Железнодорожный транспорт, 2004, №9, с.58-61.

48. Легкий В.Н. Системы ближней локации: Учебное пособие. 4.1 /

49. В.Н. Легкий, И.Д.Миценко и др. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. - 134 с.

50. Корнеев C.B. Оптимизация параметров технологии радиочастотной идентификации / Радиопромышленность, № 3, 2002, с. 39-44.

51. Корнеев C.B., Рунге A.B. К вопросу об управлении эффективной поверхностью рассеяния диполей в технологии радиочастотной идентификации / В кн.: Антенны Под ред. Л.Д. Бахраха. Вып. 6. М.: Радио и связь, 2002. - с.56-60.

52. Справочник по антенной технике: Справ. В 5т. Т.1 / Л.Д.Бахрак, Л.С.Бенинсон, Е.Г.Зелдин и др.; Под ред. Я.Н.Фельда, Е.Г.Зелкина.-М.:ИПРЖР, 1997.

53. Легкий Н.М. Использование нечетких алгоритмов в системах контроля и диагностики РЭА. /Труды VII всероссийской конференции «Нейрокомпьютеры и их применение», 14-16 февраля 2001г., г.Москва, стр.674-676.

54. РД В 319.02.24-99 Комплексная система контроля качества. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Методы проведения отбраковочных испытаний.

55. Патент РФ 2233567 , Кл. Н05К5/06, Герметичный корпус для радиоэлектронных плат./ Березина И.Е., Кондратенков C.B., Легкий Н.М., Куманаев В.В., Опубл. 27.07.2004г., Бюл.№21.

56. Патент РФ 2233568 Кл. Н05К5/06, Способ герметизации корпуса электронного прибора./ Березина И.Е., Кондратенков C.B., Легкий Н.М., Куманаев В.В., Опубл. 27.07.2004г., Бюл.№21.

57. Капцов К.Ю. Автоматизация технологического процесса производства датчиков КБД // Система автоматической идентификации «Пальма». Опыт проектирования, внедрения и эксплуатации: Сборник статей / под ред. Н.М.Легкого, В.И.Денисова. МИИТ , 2007, с.88-96.

58. Мониторинг технических средств САИ/ В.В. Белов, В.Ф. Дудкин,

59. A.B. Печенин и др.// Железнодорожный транспорт.-- 2004.— N 9.-- с.71-75: схем.

60. Голышев А.И. Система автоматической идентификации. Задачи, проблемы, перспективы: Контроль бортовых датчиков/ А.И. Голышев,

61. Постановление Правительства РФ № 413 от 26 мая 2000 г. «О сближении распределения и условий использования полос радиочастот в Российской Федерации с международным распределением полос радиочастот».

62. Радиотехнические и радиооптические системы: учебное пособие для студентов вузов/ Э.А.Засовин, А.Б.Борзов, Р.П.Быстров, Е.П.Илясов, А.А.Потапов, А.В.Соколов, А.Н.Титов / Под ред. Э.А.Засовина. М.:Круглый год, 2001, 752 с.

63. Муравьев С.А., Корнеев С.В. Радиочастотная идентификация -новая технология. //Радиопромышленность, 2001, №4, с. 16-22.

64. Nikitin, P.V., Rao К. V. S. Theory and measurement of backscat-tering from RFID tags // IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 48, no. 6, pp. 212-218, December 2006.

65. Патент РФ 2314955 Система автоматической идентификации для двухпутных участков железных дорог/ Белов В.В., Легкий Н.М., опубл. 20.01.08.

66. Патент РФ 2314956 Способ автоматической идентификации подвижного состава на многопутных участках железной дороги и система для его реализации /Легкий Н.М., Белов В.В., опубл. 20.01.08.

67. Варакин Л.Е. Теория сложных сигналов. — М.: Сов. радио, 1970. — 376 с.

68. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами.— М.: Радио и связь, 1985. — 384 с.

69. Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости.—М.: Госэнергоиздат, 1956.—152 с.

70. Шеннон К. Математическая теория связи // Работы по теории информации и кибернетике / Пер. с англ.; Под ред. Р.Л. Добрушина и О.В. Лупанова.—М.: ИЛ, 1963.—830 с.

71. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки / Пер. с англ.—М.: Мир, 1976 — 594 с.

72. Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки. / Пер. с англ.— М.: Мир, 1986.— 576 с.

73. Легкий Н.М., Охинченко А.П. Радиочастотные технологии в системах мониторинга безопасности транспортной инфраструктуры: монография М.:МИРЭА, 2009.-196 с. .

74. Stockman H. Communication by means of reflected power / Proc. IRE, pp: 1196-1204, Oct. 1948.

75. Легкий Н.М. Подсистемы управления контактирующим устройством в автоматизированных системах контроля. / Приводная техник №6, 2002, с.37-38.

76. Широков Л.А., Легкий Н.М. Программная коррекция данных при вводе непрерывной информации в микропроцессорных системах управления./ Приводная техника, №3^ 2003, с.52-57.

77. Легкий Н.М. Внедрение САИ «Пальма» продолжается // Логистика, 2005, №4, с.26-27

78. Замуруев С.Н., Легкий Н.М. Системный подход в проектировании систем радиочастотной идентификации // Наукоемкие технологии. №12, 2008, т.9, с.51-54.

79. Легкий Н.М. Моделирование состояний радиочастотных датчиков системы автоматической идентификации транспортных средств // Наука и техника транспорта, 2009, № 2, с.68-72

80. Калиничев В .И. Бабаскин А.А. Проектирование тэг антенны круговой поляризации для пассивных микроволновых систем RFID / Журнал электроники №3 2008 // http://jre.cplire.rU/jre/mar08/l/text.html электронный ресурс.

81. Андренко А.С. Бабаскин А.А. Калиничев В.И. Курушин A.F. Согласование антенны тэга с микрочипом для систем радиочастотной идентификации/ Журнал электроники №12 2007 //http://jre:cplire.ru/jre/dec07/2/text.html электронный ресурс.

82. Легкий Н.М. Линьков В.И., Охинченко А.П. Использование спутниковых радионавигационных технологий для повышения безопасности движения поездов на скоростных и высокоскоростных магистралях/ Наукоемкие технологии, №8, 2010, с.20-24.

83. Легкий Н.М. Стандартизация в области радиочастотной идентификации скоростных объектов/ Естественные и технические науки, №4, 2010, с.269-270.

84. Легкий Н.М. Активная радиочастотная идентификация в системах позиционирования подвижных объектов // Наука и техника транспорта, 2010, № 2, с.41-45.

85. Легкий Н.М., Широков Л.А. Восстановление недостающей информации об электронных модулях систем управления для обеспечения их диагностируемости / Надеж, и контроль качества. 1997, N 7, с. 24-30.

86. Легкий Н.М., Широков Л.А. Алгоритм системы поддержки принятия решения при диагностике модулей АСУ ТП машиностроительного производства. / Сборник статей «Техника, технология и перспективные материалы», М.,МГИУ, 2002, с.26-31.

87. S.-Y. Chen and P. Hsu, "CPW-fed folded-slot antenna for 5.8 GHz RFID tags," Electron. Lett., vol. 24, pp. 1516-1517, Nov. 2004.

88. Padhi S.K., Karmakar N.C., Law C. L., Aditya S., A dual polar-izedaperture coupled circular patch antenna using a C-shaped coupling slot / IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 51, no. 12, pp. 3295-3298, Dec. 2003.

89. Marrocco G. Gain-optimized self-resonant meander line antennasfor RFID applications / Antennas Wireless Propag. Lett., vol. 2, no. 21, pp.302-305, 2003.

90. Hirvonen M., Pursula P., Jaakkola K., Laukkanen K. Planar in-verted-F antenna for radio frequency identication / Electron. Lett., vol. 40, pp. 848-850, Jul. 2004.

91. Xianming Q., Ning Y. A folded dipole antenna for RFID / in Proc. IEEE Antennas and Propagation Soc. Int. Symp., vol. 1, Jun. 2004, pp.97-100.

92. Foster P.R., Burberry R.A. Antenna problems in RFID systems /in Proc. Inst. Elect. Eng. Colloquium RFID Technology, Oct. 1999, pp.3/1-3/5.

93. Легкий Н.М. Методы определения местоположения транспортных средств // Современные проблемы работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. -М.,РГОТУПС, 2008, Т.1,с.21-23.

94. Замуруев С.Н., Легкий Н.М., Охинченко А.П. Использование радиотехнических информационных технологий для повышения безопасности движения транспорта на железных дорогах / Наукоемкие технологии. №6, 2008, т.9, с.59-62.

95. Багдасарян С.А., Гуляев Ю.В. Радиочастотная идентификация с использованием технологии ПАВ // Наука и технологии в про-мышленности.2005. №1. С.54-60.

96. Schmidt F., Sczesny О., Ruppel С., Magori V. Wireless Interrogator System for SAW-Identification-Marks and SAW-Sensor Components // 1996 Proceedings IEEE International Frequency Control Symposium, pp. 208-215.

97. Легкий Н.М. Радиочастотная идентификация как основа для управления процессами на железнодорожном транспорте // Современные проблемы работы железнодорожного транспорта. Межвузовскийсборник научных трудов. -М.,РГОТУПС, 2007, Т.1,с.38-42.

98. Легкий Н. М. Дистанционный контроль параметров объекта на основе технологии радиочастотной идентификации // Датчики и системы 2009, №9, с.52-53

99. Патент РФ 2350979 Система автоматической радиочастотной идентификации / Легкий Н.М. Кл. G01S13/00, опубл. 27.03.2009.

100. Легкий Н.М., Дунаев A.C. Влияние металлической^подложки на работу RFID-меток // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов / Под ред. д.т.н. В.А.Бугреева. М.: РОАТ, 2009. с.47-50.

101. Легкий Н.М'. Программно управляемые радиопередающие устройства для- систем радиочастотной идентификации / Наука и технология, №3, 2010, с.15-18

102. Легкий Н.М. Универсальный радиопередающий модуль для систем активной радиочастотной идентификации/ Наука и технология, №3, 2010, с.19-21.

103. Легкий Н.М., Охинченко А.П. Качество излучения радиопередатчиков радионавигационных систем / Наука и технология №4, 2010, с.15-18.

104. Легкий Н.М. Радиочастотное устройство идентификации на поверхностных акустических волнах, заявка 2009107643, положительное решение, Опубликовано 10.09.2010.

105. Легкий Н.М. Влияние человеческого фактора в системах поддержки принятия решений. / Материалы Международной научно-практической конференции «Инновационные процессы в управлении предприятиями и организациями», г.Пенза, 27-28 ноября 2002, с. 323326.

106. Патент РФ 2241309 Кл. Н03М1/34, Устройство аналогово-цифрового преобразования./ Легкий Н.М., Капцов К.Ю., Опубл. 27.11.2004.

107. Патент РФ 2397094 Способ и система прицельной остановки железнодорожных транспортных средств/ Легкий . Н.М., опубл. 20.08.2010 ."

108. Свидетельство на полезную модель № 24551 датчик автоматической системы идентификации / Березина И.И:, Еондратенков С.В., Легкий Н.М., опубл. 10.08.2002.

109. Свидетельство на полезную модель № 27773 Герметичный корпус для радиоэлектронных плат. / Березина И.Е., Кондратенков С.В., Легкий Н.М., Куманаев В.В., опубл. 10.02.2003.

110. Мониторинг технических средств САИ/ В.В. Белов, В.Ф. Дудкин, A.B. Печенин и др.// Железнодорожный транспорт. 2004. № 9. с.71-75.

111. Управление радиочастотным спектром и электромагнитная, совместимость радиосистем. Учебн. пособие / Под ред. д.т.н., проф.

112. М.А. Быховского. — М.: Эко-Трендз, 2006. — 376 с.

113. Бабков В.Ю., Сивере М.А. Передача информации в системах подвижной связи/ СПбГУТ. СПб., 1999. - 210 с.

114. Белый О.В. Архитектура и методология транспортных систем: Монография. / О.В. Белый, О.Г. Кокаев, С.А.Попов. СПб.:Элмор, 2002.-249 с.

115. Белый О.В., Сазонов А.Е. Информационные системы, технических средств транспорта: Учеб. пособие / Под ред. Ю.А. Лукомского. СПб.: Элмор, 2001.-186 с.

116. Бирюков А.Л. Глобальная система мобильной связи, контроля и управления транспортом // Системы безопасности, связи и телекоммуникаций. 1996. - № 5. - С. 20 — 23.

117. Ukkonen L., Sydanheimo L., Kivilcoski M. A novel tag design using inverted-F antenna for radio frequency identification of metallic objects / in Proc. IEEE Sarnoff Symp. Advances Wired and WirelessCommu-nication, Princeton, NJ, 2004, pp. 91-94.

118. Hirvonen M., Pursula P., Jaakkola K., Laukkanen K. Planar inverted-F antenna for radio frequency identification / IEE Electron. Lett., vol. 40, no. 14, pp. 848-850, 2004.

119. Легкий Н.М.Управление перевозочным процессом на основе информации о местоположении транспортного средства // Наука и техника транспорта, 2009, № 3, с.38-40.

120. POCHAHO создает в России кластер по производству RFID меток / http://www.idexpert.ru/news/941/ по состоянию на 07.04.2010.

121. Петров Э.Г., Писклакова В.П., Бескоровайный В.В. Территориально распределенные системы обслуживания. — К.: Техника, 1992. — 208 с.

122. ГОСТ Р 8.563-96. ГСИ. Методики выполнения измерений.

123. МИ 1967-89. Рекомендация. ГСИ. Выбор методов и средств измерений при разработке методик выполнения измерений. Общие положения.

124. МИ 2091-90. Рекомендация. ГСИ. Измерения физических величин. Общие требования.164. http://www.cushcraft.com/White-Papers.asp (по состоянию на 02.03.2009).

125. Копилович JI. Е., Чаевский Е. В., Чурилов В. П. О статистической модели отражений радиосигналов от объектов сложной формы // Укр. Физ. Журн.- 1968.- Т. 13, N5.- С.721-727

126. Радиолокационные устройства Под ред. В.В. Григории-РябоваМ.: Сов. радио. 1970.

127. De Vita G., Iannaccone G. Design Criteria for the RF Section of UHF and Microwave Passive RFID Transponders /IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 53, NO. 9, SEPTEMBER 2005, P.2978-2990.

128. Abramowitz M., Stegun I.A., Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs and Mathematical Tables, 9th ed. New York: Dover, 1972, pp. 358-364.

129. Razavi B. RF Microelectronics. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall PTR, 1997, pp. 74-93.

130. VanBladel J. On the Equivalent Circuit of a Receiving Antenna / IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 44, no. 1, February 2002, p. 164-165.

131. Collin R. E. Limitations of the Thevenin and-Norton Equivalent Circuits for a Receiving Antenna / IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 45, no. 2, April 2003 , p. 119-124.

132. Pozar D. Scattered and Absorbed Powers in Receiving Antennas / IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 46, no. 1, February 2004, p. 144-145.

133. Курушин А. А. Проектирование СВЧ устройств с использованием электронной диаграммы Смита/ под ред. д.т.н., проф. Б.Л.Когана М., изд. МЭИ, 2008. 120 с.

134. Curty J.-P., Joehl N, Dehollain С., Declercq M. J. Remotely Powered Addressable UHF RFID Integrated System / IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 40, NO. 11, NOVEMBER 2005, p. 21932202.

135. Федоров M. Стандарты и тенденции развития RFID-технологий // Компоненты и технологии, №1, 2006, с. 108-110.

136. Making enduring profits from RFID// http://www.idtechex.com/ /search/?query=%222015%22 (по состоянию на 16 мая 2011 г).

137. Ширман Я. Д., Манжос В. Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. М.: Радио и связь, 1981.-416с.