RFID چيست ؟

ترجمه : مهندس مصطفي شميزي

منابع :  نشریه RFID Journal و  technovelgy.com


امروزه ضرورت شناسايی خودکار عناصر و جمع آوری داده مرتبط به آنان بدون نياز به دخالت انسان جهت ورود اطلاعات در بسياری از عرصه های صنعتی ، علمی ، خدماتی و اجتماعی احساس می شود . در پاسخ به اين نياز تاکنون فناوری های متعددی طراحی و پياده سازی شده است .

به مجموعه ای از  فناوری ها که از آنان برای شناسايی اشياء ، انسان و حیوانات توسط ماشين استفاده می گردد ، شناسايی خودکار و يا به اختصار Auto ID  گفته می شود .  هدف اکثر سيستم های شناسايی خودکار ، افزایش کارآيی ، کاهش خطاء ورود اطلاعات  و آزاد سازی زمان کارکنان برای انجام کارهای مهمتر نظیر سرویس دهی بهتر به مشتریان است .

تاکنون فناوری های مختلفی به منظور شناسايی خودکار طراحی و پياده سازی شده است  .  کدهای ميله ای ، کارت های هوشمند ، تشخیص صدا ، برخی فناوری های بيومتريک ، OCR ( برگرفته شده از optical character recognition  ) و RFID ( برگرفته شده از radio frequency identification  ) نمونه هايی در اين زمينه می باشند .

در ادامه با فناوری RFID بيشتر آشنا خواهیم شد .

آشنايی اولیه با فناوری RFID
اجازه دهيد برای آشنايی بيشتر با فناوری RFID چندین تعريف از آن را با یکدیگر مرور نمائيم :

         RFID با استفاده از ارتباطات مبتنی بر فرکانس های راديويی امکان شناسايی خودکار ، رديابی و مديریت اشياء ، انسان و حيوانات را فراهم می نماید . عملکرد RFID وابسته به دو دستگاه تگ و  کدخوان است که جهت برقراری ارتباط بين يکديگر از امواج راديويی استفاده می نمایند . 
 

         به مجموعه ای از فناوری ها که در آنان برای شناسايی خودکار افراد و اشياء از امواج راديويی استفاده می گردد ، RFID گفته می شود .  از روش های مختلفی برای شناسايی افراد و اشياء استفاده می شود. ذخيره شماره سريال منتسب به يک فرد و يا شی درون یک ريزتراشه که به آن یک آنتن متصل شده است ، يکی از متداولترین روش های شناسايی خودکار است .
به تلفيق تراشه و آنتن ، تگ
RFID و يا  فرستنده خودکار  RFID گفته می شود . تراشه به کمک آنتن تعبيه شده ، اطلاعات لازم جهت شناسايی آيتم مورد نظر را برای يک کدخوان ارسال می نماید . کدخوان امواج راديويی برگردانده شده از تگ RFID را به اطلاعات ديجيتال تبدیل می نماید تا در ادامه ، امکان ارسال داده برای کامپيوتر و پردازش آن فراهم گردد.
 

           RFID يک پلت فرم مهم جهت شناسايی اشياء ، جمع آوری داده و مديريت اشياء را ارائه می نماید . پلت فرم فوق مشتمل بر مجموعه ای از فناوری های حامل داده و محصولاتی است که به مبادله داده بین حامل و يک سيستم مديريت اطلاعات از طریق یک لینک فرکانس راديويی کمک می نماید .  تگ های RFID با استفاده از يک فرکانس و بر اساس نياز سيستم ( محدوده خواندن و محيط ) ، پياده سازی می گردند . تگ ها به صورت فعال ( به همراه يک باطری ) و یا غيرفعال ( بدون باطری ) پياده سازی می شوند  . تگ های غيرفعال، توان لازم جهت انجام عمليات را از ميدان توليد شده توسط کدخوان می گيرند .
کدخوان
RFID ، معمولا" به یک کامپيوتر متصل می شود و دارای نقشی مشابه با یک اسکنر کد میله ای است . مسئوليت برقراری ارتباط لازم بين سيستم اطلاعاتی و تگ های RFID برعهده کدخوان RFID است.

http://www.srco.ir/Articles/images/RFID-Tag.jpg

یک نمونه تگ RFID

http://www.srco.ir/Articles/images/RFID-Reader1.jpg

یک نمونه کدخوان RFID بی سیم

RFID چگونه کار می کند ؟
تگ و يا دستگاه فرستنده خودکار ، شامل يک مدار الکترونيکی است که که به شی مورد نظری که لازم است دارای یک کد شناسايی باشد ، متصل می گردد . زمانی که تگ نزدیک و یا در محدوده کدخوان قرار می گيرد ، میدان مغناطيسی تولید شده توسط کد خوان باعث فعال شدن تگ می گردد  .
در ادامه ، تگ بطور پيوسته اقدام به ارسال داده از طریق پالس های راديويی می نماید .  در نهايت داده توسط کدخوان دريافت و توسط نرم افزارهای مربوطه  نظیر برنامه های
ERP  ( برگرفته شده از  Enterprise Resource Planning   ) و SCMS ( برگرفته شده از Supply Chain Management systems  ) پردازش می گردد .

 

آیا RFID بهتر از کد ميله ای است ؟
RFID و کدميله ای دو فناوری مختلف با کاربردهای متفاوت می باشند . علی رغم این که ممکن است وظايف این دو فناوری در برخی حوزه ها نقاط مشترکی داشته باشد ، وجود برخی تفاوت ها نیز به اثبات رسیده است :

          نوع فناوری استفاده شده جهت خواندن کدها : يکی از مهمترین تفاوت های کد میله ای و RFID ، تبعيت کدهای ميله ای از  فناوری موسوم به " خط دید " است . این بدان معنی است که یک دستگاه اسکنر لازم است کد ميله ای را ببيند تا بتواند آن را بخواند . بنابراین لازم است برای خواندن یک کد ميله ای ، کد مورد نظر در ديد اسکنر قرار بگيرد .
 در مقابل ، شناسايی مبتنی بر  فرکانس راديويی به "خط ديد "  نیاز ندارد. تا زمانی که تگ های
RFID  در محدوده قابل قبول کد خوان باشند ، امکان خواندن آنان وجود خواهد داشت .
 

         عدم امکان پويش کدشناسايی در صورت بروز مشکل برای برچسب حاوی کد ميله ای : در صورتی که برچسب حاوی کد میله ای خراب ، کثيف و يا پاره گردد ، امکان پويش کد ميله ای وجود نخواهد داشت . این وضعيت در رابطه با تگ های RFID صدق نخواهد کرد.
 

         فقدان اطلاعات تکميلی  : کدهای ميله ای استاندارد صرفا"  قادر به شناسايی محصول و توليد کننده آن می باشند و منحصربفرد بودن کالا را تضمین نمی نمایند . به عنوان نمونه کد ميله ای که بر روی یک ظرف شیر وجود دارد همانند سایر کدهای موجود بر روی سایر محصولات مشابه همان توليدکننده  است . این کار ، شناسايی محصولی را که تاریخ مصرف آن به اتمام رسيده است را غيرممکن می سازد .
 

         ماهيت خواندن کدها : امکان خواندن تعداد بسيار زيادی از تگ های RFID در یک زمان و بطور اتوماتیک وجود دارد . این در حالی است  که کدهای ميله ای می بايست بطور دستی و يکی پس از ديگری پويش گردند .
 

         استفاده آسان و قابليت اعتماد : در سيستم های مبتنی بر فناوری RFID ، امکان خواندن تگ ها از مسافت بيشتری وجود دارد .همچنين درصد بروز خطاء در زمان خواندن کد کمتر از کدهای ميله ای است . 
 

آيا  فناوری RFID  يک فناوری جديد است ؟
RFID يک فناوری تائيد شده از سال 1970 تا کنون است و به دليل قيمت بالای آن تاکنون در برنامه های تجاری اندکی مورد استفاده قرار گرفته شده است . در صورتی که بتوان تگ ها را با قيمت مناسب تری تولید کرد ، استفاده از فناوری RFID می تواند بسیاری از مسائل مرتبط با کدهای ميله ای را برطرف نماید . با توجه به این که امواج راديويی قادر به حرکت در بین اکثر مواد غیرفلزی می باشند ، امکان استفاده از فناوری RFID در حوزه های گسترده تری  وجود دارد .

مزایای بکارگیری RFID
هم کدخوان ها و هم تگ ها می توانند دارای اندازه و شکل مختلفی باشند . با توجه به اندازه کوچک تگ ها و آزادی عمل جهت حرکت آنان ، سازمان ها و موسساتی که علاقه مند به استفاده از این فناوری می باشند از انعطاف بالائی در این رابطه برخوردار خواهند بود .
برخی از مزایای بکارگیری فناوری
RFID عبارتند از :

         تگ ها می توانند مخفی باشند و یا در اکثر مواد جاسازی شوند .

         با توجه به این که تگ ها در ابعاد و اشکال مختلف ارائه می شوند ، کاربران می توانند با توجه به نیاز خود یکی از آنان را انتخاب نمایند.

         جهت خواند کد لازم نيست که تگ در معرض ديد مستقیم کدخوان قرار بگیرد .

         با توجه به ماهيت تگ ها ( عدم نیاز به  تماس مستقیم ) ، استهلاک و فرسودگی وجود نخواهد داشت .

         امکان دستکاری کدهای سریال ذخيره شده در تگ ها وجود نخواهد داشت .

برخی از کاربردهای RFID
از فناوری RFID در بسیاری از ساختمان های اداری و به منظور کنترل تردد کارکنان در بخش های مجاز و غیرمجاز استفاده می گردد . تعداد زیادی از فروشندگان کالا به منظور مراقبت الکترونيکی از محصولات خود در مقابل سرقت از این فناوری استفاده می نمایند . برخی نهادی دولتی نیز برای نظارت و کنترل متخلفین از فناوری فوق استفاده می نمایند .
برخی  ديگر از کاربردهای فناوری
RFID عبارتند از : 

         کنترل موجودی

         کنترل دستيابی

         تحليل آزمايشگاهی

         کنترل تعداد دور . به عنوان نمونه ، ثبت اتوماتیک تعداد دفعاتی که يک دونده می بايست طی نماید 

         ثب زمان و مکان تردد .  به عنوان نمونه ، ثبت اتوماتيک زمان و مکان گشت زنی برای برخی مشاغل خاص 

         شناسايی خودرو

         امنيت ساختمان ها

         رديابی دارايی ها

         کنترل ترافيک ، رديابی رانندگان متخلف و ثبت اتوماتیک نخلفات

         سيستم  های حمل و نقل

         و موارد متعدد ديگر


در پايان بد نيست به اين نکته نیز اشاره نمائيم که يکی از چالش های مهم توليد کنندگان
RFID و کاربران ، فقدان استانداردهای لازم در این صنعت است . به عنوان نمونه سيستم های RFID استفاده شده در صنايع خرده فروشی دارای تفاوت اساسی با سيستم هايی می باشند که از آنان به منظور کنترل دستيابی استفاده می گردد .

 

لیبل RFID چیست و چرا اهمیت دارد؟

 

شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی Radio Frequency Identification که به اختصار آن را RFID  می‌‌گویند یک عبارت کلی است برای تشریح سیستمی که هویت (در قالب یک شماره سریال منحصر به فرد) یک شیء یا انسان را از راه دور با استفاده از امواج رادیویی ارسال می‌‌کند. این سیستم بخشی از تکنولوژی‌های خودکار شناسایی است.

تکنولوژی‌های خودکار شناسایی یا Auto  - ID Technologies  شامل بارکدها، دستگاه رمزخوان اپتیکال و برخی از تکنولوژی‌های زیست‌سنجی (Biometrics)  از جمله اسکنرهای قرنیه چشم می‌‌شود. از این تکنولوژی‌ها در جهت کاهش زمان و نیروی انسانی لازم برای وارد کردن اطلاعات به صورت دستی و افزایش دقت اطلاعات استفاده می‌‌شود.

یک لیبل RFID رایج از ریزتراشه (Microchip) ، یک آنتن رادیویی و یک سطح چاپ‌پذیر تشکیل شده است. ریزتراشه به آنتن وصل است و آنتن نیز روی سطح چاپ‌پذیر نصب شده است. این ریزتراشه قادر است تا 2 کیلوبایت اطلاعات در خود ذخیره کند. این اطلاعات می‌‌توانند شامل یک محصول خاص یا تاریخ ارسال آن، تاریخ ساخت، مقصد و تاریخ فروش محصول باشند. برای برداشت اطلاعاتیکه روی ID لیبل وجود دارد به یک دستگاه کدخوان یا Reader نیاز است. یک دستگاه کدخوان رایج دارای یک یا دو آنتن است که امواج رادیویی را ارسال و سیگنال‌هایی که از لیبل فرستاده می‌‌شود دریافت می‌‌کند.

بیش از یک دهه است که تکنولوژی RFID توسط هزاران شرکت مورد استفاده قرار گرفته است. کاربردهای تجاری و بازرگانی RFID برخی از شیوه‌هایی را که در این تکنولوژی تاکنون مورد استفاده قرار گرفته و در آینده نیز مورد استفاده قرار خواهد داد، تعیین می‌‌کند. این تکنولوژی جدید نیست پس چرا پس از یک دهه تازه مورد استقبال قرار گرفته است؟

تاکنون هزینه بالای RFID استفاده از آن را محدود می‌‌کرد. برای بسیاری از کاربردها مثل ردیابی قطعات برای تولید لحظه‌ای و براساس نیاز (Just  in  Time)هزینه لیبل‌های RFID که بیش از یک دلار برای هر لیبل است توجیه‌پذیر بود. زیرا صرفه‌جویی که برای سازندگان به ارمغان می‌‌آورد بیش از هزینه آن بود. از سوی دیگر هنگامی که RFID برای ردیابی موجودی یا ظروف بسته‌بندی در چهاردیواری یک شرکت به‌کار گرفته می‌‌شود، لیبل‌ها قابلیت استفاده چند باره را داشتند. ولی برای ردیابی کالا در زنجیره تولیدی گسترده، جایی که لیبل‌های RFID روی جعبه‌ها و پالت‌های محصولات یک شرکت توسط یک شرکت دیگر قرار داده می‌‌شود، هزینه بالای آن دیگر توجیه‌پذیر نیست.

از سوی دیگر لیبل‌ها باید در این وضعیت یکبار مصرف باشند. شرکتی که آن‌ها را روی کالا می‌‌گذارد قادر نیست آن‌ها را مجدداً بازیافت کرده و استفاده کند. آن‌ها همراه با جعبه دور ریخته می‌‌شوند. از لیبل‌هایی که روی پالت‌ها گذاشته می‌‌شوند مجدداً می‌‌توان استفاده کرد و برخی از شرکت‌ها در حال توسعه و ابداع راه‌هایی هستند که بتوان لیبل‌های RFID روی کارتن‌ها را بازیافت کرد.