Rfid چیست؟

[samyar 3407]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

بطور کلی شناسایی خودکار و نگهداری داده‌ها (AIDC) روشی است که طی آن تجهیزات خواه سخت افزای یا نرم افزاری قادر به خواندن و تشخیص داده ها بدون کمک گرفتن از یک فرد هستند.

بارکدها، کدهای دو بعدی، سیستم های انگشت نگاری ، سیستم شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی، سیستم شناسایی با استفاده از قرنیه چشم و صدا و … از جمله این راهکارها در این مقال می‌باشند. یکی از جدید ترین مباحث مورد توجه دانشمندان جهت شناسایی افراد یا کالاها استفاده از سیستم شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی یا RFID می‌باشد.

RFID که مخفف سه واژه Radio Frequency Identification است؛ امروزه توسط فروشگاه‌های زنجیره ای بزرگی چون "وال مارت" و "مک دونالد" و نیز سازمانهای مهمی چون "وزارت دفاع ایالت متحده آمریکا" استفاده شده و امتحان خود را به خوبی پس داده است.

RFID چیست ؟

تصور کنید که وارد یک فروشگاه زنجیره ای شده اید و اقلام مورد نیاز خود را داخل چرخ دستی ‌(trolley) قرار داده اید. صندوق دار با استفاده از بار کد می بایستی که تک تک اقلام داخل سبد را برداشته و اطلاعات آن را توسط بارکد خوان (Barcode Reader) یکی یکی به داخل رایانه وارد کند تا فاکتور اقلام انتخابی شما صادر گردد. بسیاری از اوقات بدلیل آنکه تعداد کالاهای خریداری شده بسیار زیاد می باشند؛ صف‌های طولانی‌ای در فروشگاه‌های زنجیره ای تشکیل می‌شود. تازه ، گاهی اوقات نیز مخدوش شدن علائم بارکد، از خواندن اطلاعات جلوگیری می کند ، که این خود موجب مشکلات بیشتری می شود.

با این فناوری جدید یعنی RFID شما سبد کالای خود را بر می دارید و بدون اینکه مجبور به ایستادن در صفهای طولانی شوید و یا حتی بدون اینکه مجبور باشید اقلام خریداری شده را به صندوقدار یا نگهبان نشان دهید، از در خارج می شوید.

چرا؟ چون برچسب روی کالا دیگر بارکد(Barcode) نیست بلکه از نوع RFID می باشد و خودش با فرستان علائم رادیویی کلیه اطلاعات جاری خود از قبیل تعداد، قیمت، وزن، … را به کامپیوترهای موجود در درهای خروجی مخابره می کند.

این برچسبها دارای دو بخش تراشه و آنتن هستند و دارای عملکرد بسیار ساده ای می باشند؛ تراشه اطلاعات را از طریق آنتن منتشر می‌کند و حسگرهایی در اطراف قرار دارند ،این اطلاعات را دریافت می‌کنند.

از جمله مهمترین محاسن آن کاهش سرقت یا دزدی و محاسبه سریعتر تعداد کالاهای موجود در انبار بدون نیاز و کمک به نیروهای انسانی است.

اما تنها اشکال این فناوری گران بودن آن است، اگر چه روزگاری می رسد که تمامی اشیاء و کالاها این برچسب ها را مثل بارکد خواهند داشت.

بطور کلی RFID یا سیستم شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی سامانه ی شناسایی بی سیمی است که قادر به تبادل داده ها بوسیله برقراری اطلاعات بین یک Tag که به یک کالا ، شی یا .. متصل شده است و یک بازخوان (Reader) می باشد.

اصولاً سامانه‌های RFID از سیگنالهای الکترونیکی و الکترومغناطیسی برای خواندن و نوشتن داده‌ها بدون تماس بهره گیری می کنند.

Tag ها وسیله شناسایی متصل شده به کالایی است که ما می‌خواهیم آن را رد یابی کنیم و بازخوان‌ها (Reader) ها وسایلی هستند که حضور برچسب‌ها را در محیط تشخیص داده و اطلاعات ذخیره شده در آنها را بازیابی می‌کنند. با توجه به اینکه این سیستمها بر مبنای تغییرات امواج مغناطیسی و یا فرکانس‌های رادیویی کار می‌کنند، جهت تقویت سیگنالهای موجود در محیط گاهی اوقات از آنتن (تقویت کننده سیگنال) نیز استفاده می‌شود.

تجهیزات مورد نیاز بطور کلی فناوری RFID از تجهیزات ذیل جهت پیاده سازی بهیه خود کمک می‌گیرد:

۱٫ انواع برچسب Tag

2. انواع خواننده بر چسب Reader

3. انواع نویسنده اطلاعات Printer

4. آنتن- تقویت کننده سیگنال

۵٫ نرم افزار مدیریت اطلاعات

۶٫ بانک اطلاعاتی، ساختار شبکه اطلاعاتی

TAG چیست؟

همانطور که گفته شد Tag ها وسیله شناسایی متصل شده به کالا، شیء، فردی هستند که ما می‌خواهیم آن‌‌را ردیابی کنیم.

اما اینکه هر یک از کالاها دارای اشکال و ظواهر گوناگون و نیز دارای محیطهای فیزیکی گوناگونی است، این ضرورت را ایجاب می‌کند تا Tag ها را با توجه به ویژگیهای فیزیکی (ظاهریشان) دسته بندی کنیم.

بطور کلی بعضی از ویژگیهای ظاهری Tagها بصورت زیر می‌باشد:

الف- Tagهایی که دارای کفه پلاستیکی از جنس PVC می‌باشند و معمولاً در وسط آنها یک سوراخ دیده می‌شود که بسیار با‌ دوام بوده و می‌توان از آنها بارها و بارها استفاده کرد.

ب- Tag هایی که شبیه کارتهای اعتباری هستند و معمولا به آنها کارتهای هوشمند بدون تماس (Contact less Smart Cards) گفته می‌شود.

ج- Tag هایی که بصورت لایه های کاغذی روی برچسب ساخته می‌شوند که به آنها برچسب‌های هوشمند (Smart Labels) گفته می‌شود.

د- Tagهایی که در محیطهای قابل فرسایش (مثلاً آب یا مایع) به خوبی کار می‌کنند. اینگونه Tag ‌ها در کپسولهای شیشه ای قرار دارند.

ه- Tagهایی کوچک که در داخل اشیاء عمومی مثل لباس، ساعت، دستبند و …. کار گذاشته می‌شود. اغلب ممکن است به شکل یک کلیه یا دسته کلید بنظر برسند.

در صورتی‌که بخواهیم Tag ها را با در نظر گرفتن منبع انرژی تامین کننده شان دسته بندی کنیم به ۴ دسته اصلی تقسیم بندی می شوند:

۱- Tagهای غیر فعال Passive Tags که انرژی و برق مورد نیاز خود را از Reader‌ها بوسیله یکسری از روش‌های تراگسیل بدست می‌آورند.

۳- Tagهای فعال Active Tags که انرژی مورد نیازشان توسط یک باتری داخلی و جهت برقراری ارتباط دارای یک پردازنده، یک حافظه و حسگر می باشند.

۳- Tagهایی نیمه غیر فعال Semi-Passive Tags که علاوه بر استفاده از باتری داخلی شان، می توانند از انرژی منتقل شده توسط Reader ها نیز بهره مند شوند.

۴- Tag های دو طرفه Two way Tags که علاوه بر استفاده از باطری داخلی شان می توانند بدون کمک گرفتن از Reader ها دیگر اقسام هم شکل خود را نیز شناسایی کرده و با آنها به گفتگو بپردازند.

Reader چیست؟

قبلاً اشاره شد که Reader ها وسایل الکترونیکی هستند که حضور Tag ها را در محیط تشخیص داده و اطلاعات ذخیره شده در آنها را بازیابی می کنند.

۳ دسته عمده Reader ها بصورت:

۱٫مدل ثابت Fixed Type

2.مدل دستی Hand held Type

3.مدل کارت PC Card Type

مزایای استفاده از فناوری RFID

مزایا استفاده از این تکنولوژی به شرح ذیل می باشد:

۱٫کاهش هزینه ها (کاهش فعالیت های دستی و افزایش سرعت)

۲٫اتوماسیون (بدون توقف)

۳٫کاهش خطا

۴٫کنترل فرایندهای غیر قابل رویت

۵٫امکان به روز رسانی بر چسب ها بدون دخالت دست

۶٫امنیت

۷٫یکپارچگی

کاربری در RFID

مدیریت بار مسافران : شناسایی و کنترل بار و اثاثیه مسافران با استفاده از فرکانسهای رادیویی RFID .

مدیریت دام و گوشت : شاید به جرات بتوان گفت که یکی از قدیمی‌ترین کاربردهای استفاده از فناوری RFID در ردیابی و کنترل حرکت حیوانات اهلی مخصوصاً گاوهای شیرده بوده است. امروزه بصورت یک جریان کاملاً متداول، حیوانات همزی و اهلی بوسیله کپسولهای قابل تزریق و یا Tag هایی که به گوش حیوانات متصل می شود؛ به این فناوری مجهز می شوند.

کنترل ورود و خروج وسایط نقلیه : یکی دیگر از کاربردهای بسیار شایع استفاده از فناوری RFID کنترل ورود و خروج وسایط نقلیه در محلهایی است که امنیت ورود و خروج ماشینها بسیار مهم و ضروری به نظر می‌رسد.

مدیریت کتابخانه ها و کتاب‌ها : با چسباندن یک Tag (که کلیه مشخصات کتاب در آن ذخیره سازی شده است) بر روی کتاب و قرار دادن یکسری از آنتن‌ها و Reader ها در محل کتابخانه می‌توان از مزایای آن بهره جست:

کاربرد فناوری RFID در مباحث پزشکی : ثبت و یا ذخیره سازی اطلاعات بیمار از قبیل نام و آدرس، تاریخ پذیرش و بستری و نیز نوع بیماری ،پزشک معالج ،نوع عمل جراحی و …. در پایین آوردن اشتباهات و خسارات جبران ناپذیر در بیمارستان نقش حیاتی دارد.

[setiya 12665]

RFID چیست؟

امروزه ضرورت شناسایی خودکار عناصر و جمع آوری داده مرتبط به آنان بدون نیاز به دخالت انسان جهت ورود اطلاعات در بسیاری از عرصه های صنعتی ، علمی ، خدماتی و اجتماعی احساس می شود . در پاسخ به این نیاز تاکنون فناوری های متعددی طراحی و پیاده سازی شده است .

به مجموعه ای از فناوری ها که از آنان برای شناسایی اشیاء ، انسان و حیوانات توسط ماشین استفاده می گردد ، شناسایی خودکار و یا به اختصار Auto ID گفته می شود . هدف اکثر سیستم های شناسایی خودکار ، افزایش کارآیی ، 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 شناسایی خودکار طراحی و پیاده سازی شده است . کدهای میله ای ، کارت های هوشمند ، تشخیص صدا ، برخی فناوری های بیومتریک ، OCR ( برگرفته شده از optical character recognition ) و RFID ( برگرفته شده از radio frequency identification ) نمونه هایی در این زمینه می باشند .

در ادامه با فناوری RFID بیشتر آشنا خواهیم شد .

 

آشنایی اولیه با فناوری RFID

اجازه دهید برای آشنایی بیشتر با فناوری RFID چندین تعریف از آن را با یکدیگر مرور نمائیم :

RFID با استفاده از ارتباطات مبتنی بر فرکانس های رادیویی امکان شناسایی خودکار ، ردیابی و مدیریت اشیاء ، انسان و حیوانات را فراهم می نماید . عملکرد RFID وابسته به دو دستگاه تگ و کدخوان است که جهت برقراری ارتباط بین یکدیگر از امواج رادیویی استفاده می نمایند .

 

به مجموعه ای از فناوری ها که در آنان برای شناسایی خودکار افراد و اشیاء از امواج رادیویی استفاده می گردد ، RFID گفته می شود . از روش های مختلفی برای شناسایی افراد و اشیاء استفاده می شود. ذخیره شماره سریال منتسب به یک فرد و یا شی درون یک ریزتراشه که به آن یک آنتن متصل شده است ، یکی از متداولترین روش های شناسایی خودکار است .

به تلفیق تراشه و آنتن ، تگ RFID و یا فرستنده خودکار RFID گفته می شود . تراشه به کمک آنتن تعبیه شده ، اطلاعات لازم جهت شناسایی آیتم مورد نظر را برای یک کدخوان ارسال می نماید . کدخوان امواج رادیویی برگردانده شده از تگ RFID را به اطلاعات دیجیتال تبدیل می نماید تا در ادامه ، امکان ارسال داده برای کامپیوتر و پردازش آن فراهم گردد.

 

RFID یک پلت فرم مهم جهت شناسایی اشیاء ، جمع آوری داده و مدیریت اشیاء 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 یک سیستم مدیریت اطلاعات از طریق یک لینک فرکانس رادیویی کمک می نماید . تگ های RFID با استفاده از یک فرکانس و بر اساس نیاز سیستم ( محدوده خواندن و محیط ) ، پیاده سازی می گردند . تگ ها به صورت فعال ( به همراه یک باطری ) و یا غیرفعال ( بدون باطری ) پیاده سازی می شوند . تگ های غیرفعال، توان لازم جهت انجام عملیات را از میدان تولید شده توسط کدخوان می گیرند .

کدخوان RFID ، معمولا" به یک کامپیوتر متصل می شود و دارای نقشی مشابه با یک اسکنر کد میله ای است . مسئولیت برقراری ارتباط لازم بین سیستم اطلاعاتی و تگ های RFID برعهده کدخوان RFID است.

شکل 1 ، یک نمونه تگ RFID را نشان می دهد .

شکل 1 : یک نمونه تگ RFID

شکل 2 ، یک نمونه کدخوان RFID بی سیم با برد 80 متر را نشان می دهد .

 

شکل 2 : یک نمونه کدخوان RFID بی سیم

RFID چگونه کار می کند ؟

تگ و یا دستگاه فرستنده خودکار ، شامل یک مدار الکترونیکی است که که به شی مورد نظری که لازم است دارای یک کد شناسایی باشد ، متصل می گردد . زمانی که تگ نزدیک و یا در محدوده کدخوان قرار می گیرد ، میدان مغناطیسی تولید شده توسط کد خوان باعث فعال شدن تگ می گردد .

در ادامه ، تگ بطور پیوسته اقدام به ارسال داده از طریق پالس های رادیویی می نماید . در نهایت داده توسط کدخوان دریافت 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 .

شکل 3 نحوه انجام فرآیند فوق را نشان می دهد .

شکل 3 : نحوه کار RFID

آیا RFID بهتر از کد میله ای است ؟

RFID و کدمیله ای دو فناوری مختلف با کاربردهای متفاوت می باشند . علی رغم این که ممکن است وظایف 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 : یکی از مهمترین تفاوت های کد میله ای و RFID ، تبعیت کدهای میله ای از فناوری موسوم به " خط دید " است . این بدان معنی است که یک دستگاه اسکنر لازم است کد میله ای را ببیند تا بتواند آن را بخواند . بنابراین لازم است برای خواندن یک کد میله ای ، کد مورد نظر در دید اسکنر قرار بگیرد .

در مقابل ، شناسایی مبتنی بر فرکانس رادیویی به "خط دید " نیاز ندارد. تا زمانی که تگ های RFID در محدوده قابل قبول کد خوان باشند ، امکان خواندن آنان وجود خواهد داشت .

 

عدم امکان پویش کدشناسایی در صورت بروز مشکل برای برچسب حاوی کد میله ای : در صورتی که برچسب حاوی کد میله ای خراب ، کثیف و یا پاره گردد ، امکان پویش کد میله ای وجود نخواهد داشت . این وضعیت در رابطه با تگ های RFID صدق نخواهد کرد.

 

فقدان اطلاعات تکمیلی : کدهای میله ای استاندارد صرفا" قادر به شناسایی محصول و تولید کننده آن می باشند و منحصربفرد بودن کالا را تضمین نمی نمایند . به عنوان نمونه کد میله ای که بر روی یک ظرف شیر وجود دارد همانند سایر کدهای موجود بر روی سایر محصولات مشابه همان تولیدکننده است . این کار ، شناسایی محصولی را که تاریخ مصرف آن به اتمام رسیده است را غیرممکن می سازد .

 

ماهیت خواندن کدها : امکان خواندن تعداد بسیار زیادی از تگ های RFID در یک زمان و بطور اتوماتیک وجود دارد . این در حالی است که کدهای میله ای می بایست بطور دستی و یکی پس از دیگری پویش گردند .

 

استفاده آسان و قابلیت اعتماد : در سیستم های مبتنی بر فناوری RFID ، امکان خواندن تگ ها از مسافت بیشتری وجود دارد .همچنین درصد بروز خطاء در زمان خواندن کد کمتر از کدهای میله ای است .

 

آیا فناوری RFID یک فناوری جدید است ؟

RFID یک فناوری تائید شده از سال 1970 تا کنون است و به دلیل قیمت بالای آن تاکنون در برنامه های تجاری اندکی مورد استفاده قرار گرفته شده است . در صورتی که بتوان تگ ها را با قیمت مناسب تری تولید کرد ، استفاده از فناوری RFID می تواند بسیاری از مسائل مرتبط با کدهای میله ای را برطرف نماید . با توجه به این که امواج رادیویی 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 نیست که تگ در معرض دید مستقیم کدخوان قرار بگیرد .

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

امکان دستکاری کدهای سریال ذخیره 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 الکترونیکی 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 دیگر از کاربردهای فناوری RFID عبارتند از :

کنترل موجودی

کنترل دستیابی

تحلیل آزمایشگاهی

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

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

شناسایی خودرو

امنیت ساختمان ها

ردیابی دارایی ها

کنترل ترافیک ، ردیابی رانندگان متخلف و ثبت اتوماتیک نخلفات

سیستم های حمل و نقل

و موارد متعدد دیگر

 

در پایان بد نیست به این نکته نیز اشاره نمائیم که یکی از چالش های مهم تولید کنندگان RFID و کاربران ، فقدان استانداردهای لازم در این صنعت است . به عنوان نمونه سیستم های RFID استفاده شده در صنایع خرده فروشی دارای تفاوت اساسی با سیستم هایی می باشند که از آنان به منظور کنترل دستیابی استفاده می گردد .

[setiya 12665]

تگ های هوشمند RFID در مقابل کدهای میله ای

شناسایی خودکار یک شی و ذخیره سازی داده مرتبط با آن ، یکی از الزامات اولیه و بسیار مهم در برخی سیستم های مکانیزه است . برای نیل به خواسته فوق ، تاکنون فناوری های مختلفی ابداع شده است . پیاده سازی مجموعه ای از فناوری ها که به آنان AIDC ( برگرفته شده از Automatic Identification and Data Capture ) گفته می شود ، از جمله تلاش های انجام شده از اوایل سال 1970 میلادی تاکنون است .

RFID ، صرفا" یکی از اعضاء خانواده بزرگ فناوری های AIDC است . کدهای میله ای ، فناوری OCR ( برگرفته شده از optical character recognition ) و فناوری شناسایی مبتنی بر اشعه مادون قرمز ، از دیگر اعضاء این خانواده فناوری می باشند . خصایص منحصربفرد فناوری RFID باعث شده است که این فناوری در مقام مقایسه با سایر اعضاء خانواده بزرگ فناوری های AIDC از جایگاه برجسته تری برخوردار باشد .

با این که کدهای میله ای و RFID با دو هدف جداگانه طراحی و پیاده سازی شده اند ولی امکان استفاده از آنان در برخی حوزه ها به صورت مشترک وجود دارد . بررسی و مقایسه برخی از ویژگی های این دو فناوری می تواند ما را در انتخاب آگاهانه در حوزه های مشترک بهتر کمک کند .

قبل از هر چیز لازم است به این نکته اشاره گردد که در کدهای میله ای از نور لیزری و در برچسب های هوشمند RFID از امواج رادیویی برای حمل داده استفاده می گردد . از کدهای میله ای به عنوان فناوری نوری و از RFID به عنوان فرکانس رادیویی یا RF نام برده می شود .

در ادامه ، این دو فناوری را در برخی زمینه ها با یکدیگر مقایسه می کنیم .

 

حجم ذخیره سازی و میزان حافظه

کدهای میله ای قادر به ذخیره سازی حجم محدودتری از اطلاعات در مقایسه با تگ های هوشمند RFID می باشند . نماد UPC E ( تگ هایی با حداقل فضای ذخیره سازی داده ) ، صرفا" قادر به نگهداری هشت حرف عددی ( چندین بایت ) است . در کدهای میله ای از نوع Data Matrix ، امکان ذخیره سازی 2000 حرف در یک تگ دو بعدی وجود دارد . شکل 1 ، یک نماد UPC E و یک نماد Data Matrix را نشان می دهد .

 

شکل 1 : یک نماد UPC E و یک نماد Data Matrix

 

تگ های RFID قادر به نگهداری حجم بیشتری از اطلاعات می باشند . با این که می توان تگ های RFID را بگونه ای ساخت که دارای حافظه اندکی برای ذخیره سازی داده باشند ولی همزمان با رشد فناوری ساخت این نوع تگ ها ، امکان ذخیره سازی اطلاعاتی بالغ بر 128 کیلو بایت در آنان فراهم شده است .

 

قابلیت خواندن و نوشتن

کدهای میله ای را نمی توان پس از چاپ اصلاح و یا تغییر داد و در عمل تابع یک فناوری فقط خواندنی و یا RO می باشند . در مقابل ، تگ های RFID با قابلیت خواندن و نوشتن نظیر تگ های هوشمند ، دارای قابلیت آدرس دهی می باشند و می توان به دفعات ( هزاران مرتبه ) اطلاعات موجود در آنان را در مدت زمان حیات یک تگ تغییر داد . ویژگی فوق توانمندی فناوری RFID را به شدت افزایش داده و زمینه بکارگیری آن را در حوزه هایی وسیع فراهم می نماید .

 

عدم نیاز به قرار گرفتن در خط دید

یکی دیگر از مزایای فناوری RFID نسبت به کدهای میله ای ، عدم ضرورت قرار گرفتن تگ در خط دید یک بررسی کننده به منظور عملکرد صحیح است چراکه امواج رادیویی می توانند در مواد جامد متعددی منتشر گردند . علاوه بر این می توان با توجه به ضرورت و ماهیت یک شی ، تگ را درون شی بکارگرفت ( نه روی بسته بندی ) و بدون نگرانی داده ذخیره شده در آن را خواند .

کدهای میله ای نیازمند قرار گرفتن در خط دید مستقیم می باشند تا دستگاه اسکنر بتواند به درستی آنان را پویش نماید . ویژگی فوق باعث می گردد که از کدهای میله ای صرفا" بر روی بسته بندی و سطح شی و نه درون شی استفاده کرد .

در سیستم های مدیریت زنجیره تامین که در هر لحظه لازم است حجم بالایی از مواد و اشیاء جابجا گردد ، استفاده از فناوری RFID می تواند دستاوردهای بیشتری را نسبت به کدهای میله ای به دنبال داشته باشد .

 

محدوه خواندن

محدوده خواندن کدهای میله ای بسیار اندک است و معمولا" از چندین اینچ تجاوز نمی کند . البته این امکان وجود دارد که بتوان اسکنرهای کدهای میله ای را بگونه ای ساخت که قادر به خواندن تگ ها در محدوده ای معادل چندین متر باشند . بدیهی است ، با توجه به هزینه بالای تولید اینگونه اسکنرها ، استفاده از آنان تابع شرایط خاصی است . در صورت استفاده از این نوع اسکنرها ، ضرورت قرار گرفتن کد میله ای در معرض دید مستقیم اسکنر کم رنگ می شود .

محدوده خواندن تگ های RFID بسته به فرکانس عملیاتی ، اندازه آنتن ، فعال بودن و یا غیرفعال بودن تگ بمراتب بیشتر از کدهای میله ای است . محدوده خواندن تگ های RFID می تواند از ده ها سانتی متر شروع شود و به چندین متر برسد .

 

خواندن و نوشتن همزمان

برخلاف سایر فناوری های تشخیص خودکار AIDC ، که برای خواندن هر یک از آیتم ها لازم است آنان را بطور فیزیکی از یکدیگر جدا کرد و بطور جداگانه خواند ، سیستم های RFID قادر به خواندن چندین تگ بطور همزمان می باشند. برای خواندن کد میله ای کالاهای موجود در یک محموله ، می بایست تمامی محموله از شکل استاندارد بسته بندی خود خارج تا زمینه خواندن یکایک کالاها فراهم گردد .

در سیستم های RFID می توان تمامی محتویات یک محموله را در یک لحظه و در زمان عبور از محدوده یک بررسی کننده خواند . RFID تنها فناوری موجود در خانواده فناوری های AIDC است که دارای ویژگی مهم فوق است .

 

امنیت دستیابی

با توجه به این که کد میله ای در خارج از بسته بندی کالا نصب می گردد و می بایست به منظور خواندن در معرض دید دستگاه اسکنر قرار بگیرد ، ضریب ایمنی داده ذخیره شده در کد کاهش پیدا می نماید . هر شخص با بکارگیری یک دستگاه اسکنر استاندارد کد میله ای و یا حتی یک دوربین می تواند داده ذخیره شده را وارسی و در صورت لزوم ذخیره نماید .

سیستم های RFID نسبت به کدهای میله ای دارای امنیت بیشتری می باشند . با رمزنگاری داده ذخیره شده در تگ RFID و استفاده از روش های مختلف تایید هویت ، می توان یک سطح قابل قبول از امنیت را به همراه این نوع سیستم ها پیاده سازی کرد .

 

مشکل در تکرار

با توجه به ماهیت الکترونیکی بودن تگ های RFID ، مشابه سازی از آنان در مقایسه با کدهای میله ای بسیار مشکل تر است . همین موضوع باعث می شود که دستیابی غیرمجاز و یا تغییر داده ذخیره شده در تگ مشکل گردد.

 

دوام و قابلیت تطبیق با شرایط محیطی

تگ های RFID قادر به کار در محیط های کثیف و ناصاف می باشند . این در حالی است که تاثیر شرایط محیطی بر روی صحت عملکرد کدهای میله ای بسیار زیاد می باشد . به عنوان نمونه ، تحقق یکی از شرایط زیر می تواند باعث بروز اختلال در خواندن کد میله ای گردد.

قرار گرفتن یک لایه گردو خاک بر روی سطح کد میله ای

پاره شدن کد میله ای

کثیف شدن سطح کد میله ای

آغشته شدن سطح کد میله ای به مواد چرب

تو رفتگی کد میله ای

قرار گرفتن بر روی یک سطح ناهموار

زیادی شدت نور نیز می تواند برای دستگاه های اسکنر کد میله ای ممانعت ایجاد نماید و آنان را در خواندن تگ های کد میله ای با مشکل مواجه نماید .

فناوری RFID ، نسبتا" از اینگونه مسایل مصون است .

 

قابلیت اطمینان به خواندن

در برنامه های زنجیره تامین ، قابلیت اطمینان به داده خوانده شده در اولین مرحله بسیار حایز اهمیت است . بنابراین در برخی موارد لازم است که به دلیل بروز مشکل در کد میله ای ( به دلایلی که در بخش قبل به آنان اشاره گردید ) ، کدها را بیش از یک مرتبه خواند و اگر باز هم توام با موفقیت نبود از روش دستی برای درج کد استفاده کرد .

ویژگی ضد تصادمی و قابلیت خواندن و نوشتن همزمان تگ های RFID ، کاربران را از پویش آیتم هایی که ممکن است به درستی خوانده نشده باشند ، بی نیاز خواهد کرد . به عبارت دیگر ، به داده خوانده شده در سیستم های RFID بیش از سیستم های مبتنی بر کد میله ای می توان اعتماد کرد .

 

قیمت

بزرگترین مانع رشد و گسترش سیستم های RFID ، قیمت تگ های RFID است . در حالی که قیمت کدهای میله ای بسیار پایین است ، قیمت یک تگ غیرفعال RFID که صرفا" قادر به خواندن در یک محدوده چندین سانتی متری است بسیار بیشتر از قیمت تمام شده کدهای میله ای است .

تولید کنندگان مختلف سیستم های RFID با توجه به ضرورت استفاده از اینگونه سیستم ها ، تمامی تلاش خود را صرف اتخاذ تدابیر و راهکارهای مناسب برای کاهش قیمت تگ ها کرده اند و این پیش بینی می شود که در آینده ای نه چندان دور شاهد کاهش قیمت تمام شده تولید تگ های RFID باشیم تا زمینه بکارگیری سیستم های RFID بیش از گذشته و در حوزه های متنوع تری فراهم گردد .

[setiya 12665]

اجزاء یک سیستم RFID : تگ ها

سیستم های RFID از فناوری مبادله اطلاعات بی سیم برای شناسایی انحصاری اشیاء ، انسان و حیوانات استفاده می نمایند . توانمندی این گونه سیستم ها مدیون بکارگیری سه عنصر اساسی زیر است .

تگ ( که به آن فرستنده خودکار و یا Transponder نیز گفته می شود ) ، شامل یک تراشه نیمه هادی، یک آنتن و در برخی موارد یک باطری است .

 

بررسی کننده ( که به آن کدخوان و یا دستگاه نوشتن و خواندن نیز گفته می شود )، شامل یک آنتن ، یک ماژول الکترونیکی RF و یک ماژول کنترلی است .

 

کنترل کننده ( که به آن هاست نیز گفته می شود ) ، اغلب یک کامپیوتر شخصی و یا ایستگاه کاری است که بر روی آن بانک اطلاعاتی و نرم افزار کنترلی اجراء شده است .

شکل 1 ، اجزاء اصلی یک سیستم RFID را نشان می دهد .

 

 

 

شکل 1 : اجزاء یک سیستم RFID

 

مبادله اطلاعات بین تگ و بررسی کننده از طریق امواج رادیویی انجام می شود . زمانی که یک شی حاوی تگ RFID به محدوده خواندن یک بررسی کننده وارد می شود ، بررسی کننده با ارسال یک سیگنال به تگ اعلام می نماید که داده ذخیره شده در خود را ارسال نماید . تگ ها قادر به ذخیره اطلاعات مختلفی در خصوص یک شی می باشند . ذخیره شماره سریال ، شماره قطعه و یا دستورالعمل های پیکربندی نمونه هایی در این زمینه می باشد .

بررسی کننده پس از دریافت داده ذخیره شده در تگ ، اطلاعات مربوطه را از طریق یک رابط شبکه ای استاندارد نظیر یک رابط اترنت شبکه محلی و یا حتی اینترنت برای کنترل کننده ارسال می نماید . در ادامه ، امکان استفاده از اطلاعات دریافتی برای کنترل کننده در زمینه های مختلفی فراهم می گردد . به عنوان نمونه ، کنترل کننده می تواند از داده دریافتی برای بهنگام سازی موجودی یک کالا در بانک اطلاعاتی و یا تغییر مسیر یک شی بر روی یک سیستم تسمه نقاله استفاده نماید .

یک سیستم RFID می تواند شامل بررسی کننده های متعددی باشد که در محدوده یک ساختمان انبار و یا خطوط مونتاژ توزیع شده اند . تمامی بررسی کننده ها می توانند به یک کنترل کننده متصل و شبکه ای را با یکدیگر ایجاد نمایند . یک بررسی کننده می تواند با بیش از یک تگ بطور همزمان ارتباط برقرار نماید . با توجه به وضعیت فعلی فناوری RFID ، امکان مبادله 1000 تگ در هر ثانیه بطور همزمان با دقتی معادل 98 % وجود دارد .

تگ های RFID را می توان به هر چیزی متصل نمود از یک کفه بارگیری گرفته تا یک نوزاد و یا یک جعبه موجود در قفسه یک فروشگاه .

در ادامه با تگ ها و انواع آن بیشتر آشنا می شویم .

 

تگ های RFID

وظیفه اولیه یک تگ RFID ، ذخیره داده و ارسال آن به یک بررسی کننده است . در ساده ترین حالت ، یک تگ شامل یک تراشه الکترونیکی و یک آنتن است که در یک بسته در کنار یکدیگر قرار می گیرند . تراشه موجود در تگ های RFID از حافظه ای با قابلیت فقط خواندنی و یا خواندنی / نوشتنی به منظور ذخیره و بازیابی داده و در برخی موارد تغییر داده استفاده می نماید . در برخی تگ ها ممکن است از یک باطری نیز استفاده شود ( وجه تمایز تگ های فعال و غیرفعال ) .

در شکل 2 ، اجزاء اصلی یک تگ RFID نشان داده شده است .

 

شکل 2 : اجزاء اصلی یک تگ RFID

 

تگ های فعال در مقابل تگ های غیرفعال

تگ های فعال به آن دسته از تگ های RFID اطلاق می شود که بر روی برد اصلی آنان یک باطری نصب شده باشد .در زمانی که لازم است تگ RFID داده ذخیره شده در خود را برای بررسی کننده ارسال نماید ، از این منبع برای کسب توان لازم جهت انتقال داده استفاده می گردد ( مشابه نقش باطری موجود در تلفن های همراه ) . بدین دلیل ، تگ های فعال قادر به برقراری ارتباط با بررسی کننده هایی می باشند که دارای قدرت کمتری می باشند و می توانند اطلاعات را تا محدوده بیشتری نیز ارسال نمایند ( به عنوان نمونه ده ها متر) . علاوه بر این ، تگ های فعال عموما" دارای حافظه های زیادی نیز می باشند ( به عنوان نمونه تا 128 کیلوبایت ) .

تگ های فعال در مقام مقایسه نسبت به تگ های غیرفعال بزرگتر بوده و از پیچیدگی بیشتری نیز برخوردارند . همین موضوع باعث شده است که هزینه تولید آنان بالا باشد . عمر مفید باطری موجود در تگ های فعال ، دو تا هفت سال پیش بینی می گردد .

تگ های غیرفعال ، دارای منبع تغذیه ای بر روی برد نمی باشد و قدرت خود برای ارسال داده را از سیگنال ارسالی بررسی کننده می گیرند . این وضعیت باعث می شود که اندازه تگ ها کوچک تر شده و هزینه های تولید نیز کاهش یابد .علاوه بر این ، تگ های غیرفعال محدوده کمتری را نسبت به تگ های فعال پوشش می دهند ( به عنوان نمونه چندین متر ) . با توجه به این که تگ های غیرفعال توان لازم جهت ارسال داده را از بررسی کننده خود می گیرند ، این نوع بررسی کننده ها لازم است دارای توان مناسبی باشند . تگ های غیرفعال دارای حافظه بمراتب کمتری نسبت به تگ های فعال می باشند ( در حد چندین کیلو بایت ) .

برخی از تگ های غیرفعال ، ممکن است دارای باطری از قبل تعبیه شده ای بر روی برد اصلی خود باشند که از آن برای کمک در ارسال سیگنال های رادیویی استفاده نمی گردد و کاربرد آن صرفا" فعال کردن مدارات الکترونیکی بر روی برد است .

به عنوان نمونه ، یک تولید کننده مواد غذایی ممکن است تگ های RFID مجهز به حسگرهای حرارتی را در سکوهای حمل بار نصب نماید تا بتواند حرارت محصولات را در حین حمل و نقل کنترل نماید. پس از افزایش درجه حرارت یک محصول خاص به یک سطح مشخص ، مشخصات آن توسط حسگر بطور اتوماتیک بر روی تگ ثبت می گردد . در ادامه و در زمان توزیع و یا فروش کالا ، از اطلاعات موجود در تگ به منظور بررسی صحت فرآیند حمل و نقل و انبارداری استفاده می گردد . این نوع حسگرهای جانبی ممکن است نیازمند یک باطری بر روی برد اصلی خود باشند تا بتوانند در زمان حمل و نقل و یا انبارداری وظایف خود را به درستی انجام دهند .

 

تگ های هوشمند ( با قابلیت خواندن و نوشتن ) در مقابل تگ های فقط خواندنی

یکی دیگر از تفاوت های مهم بین تگ های بکارگرفته شده در سیستم های RFID ، نوع حافظه استفاده شده در آنان است . از دو نوع حافظه فقط خواندنی (RO ) و خواندنی / نوشتنی (RW ) در تگ های RFID استفاده می گردد .

حافظه فقط خواندنی ، حافظه ای است که فقط امکان خواندن اطلاعات از آن وجود دارد و نمی توان اطلاعات موجود در آن را تغییر داد . تگ هایی از این نوع همانند کدهای میله ای می باشند که فقط یک مرتبه برنامه ریزی می گردند( توسط یک تولید کننده ) . این نوع تگ ها معمولا" با حجم اندکی داده نظیر شماره سریال و یا شماره قطعه که به صورت ثابت می باشند ، برنامه ریزی می گردند و می توان آنان را به سادگی با سیستم های موجود کد میله ای تلفیق کرد.

 

تگ هایی از نوع RW که به آنان تگ های هوشمند نیز گفته می شود ، از انعطاف بالائی برخوردار هستند . در این نوع تگ ها امکان ذخیره حجم بالائی از اطلاعات وجود دارد . تگ های فوق از حافظه هایی با قابلیت آدرس دهی استفاده می نمایند که می توان به سادگی با آدرس دهی مناسب ، محتویات موجود در هر مکان حافظه را تغییر داد . اطلاعات موجود در تگ های RW را می توان به دفعات پاک و مجددا" نوشت ( هزاران مرتبه ) . همانند نوشتن و پاک کردن اطلاعات بر روی یک فلاپی دیسک .

با توجه به ویژگی مهم این گونه تگ ها ، می توان آنان را به منزله بانک های اطلاعاتی سیار در نظر گرفت که اطلاعات پویا و مهمی توسط آنان حمل می گردد ( بر خلاف وضعیتی که داده ها بطور متمرکز بر روی کنترل کنننده ذخیره شده است ) . با توجه به کاهش هزینه تولید این گونه تگ ها در سالیان اخیر و کاربرد گسترده آنان ، استفاده از سیستم های RFID همچنان روندی رو به رشد را با سرعت بالا طی می نماید.

علاوه بر دو نوع حافظه اشاره شده ، گونه های دیگری از حافظه ها در تگ های RFID استفاده می گردد که بد نیست به آنان نیز اشاره ای داشته باشیم .

حافظه هایی با ویژگی یک مرتبه نوشتن و چندین مرتبه خواندن ( WORM برگرفته شده از write-once-read-many ) : این نوع حافظه ها همانند حافظه های فقط خواندنی می باشند که با حجم اندکی از اطلاعات ثابت برنامه ریزی می شوند و امکان تغییر اطلاعات موجود برای یک مرتبه در اختیار کاربر گذاشته می شود ( نظیر CD-ROM ) . از این نوع حافظه ها می توان در خطوط مونتاژ و برای ثبت تاریخ و یا مکان تولید( پس از تکمیل فرآیند تولید ) استفاده کرد .

 

استفاده همزمان از دو نوع حافظه فقط خواندنی و خواندنی / نوشتنی. برخی از تگ های RFID با توجه به نوع کاربری ممکن است از دو نوع حافظه فقط خواندنی و خواندنی / نوشتنی بطور همزمان استفاده نمایند که هر یک دارای جایگاه مختص به خود می باشند .

اندازه و شکل تگ ها

تگ های RFID می توانند در ابعاد و اشکال مختلف ارائه شوند . با توجه به این که تراشه و آنتن بکارگرفته شده در یک تگ RFID بسیار کوچک ساخته می شود ، امکان استفاده از تگ های RFID به هر شکل و اندازه ای وجود خواهد داشت ( نظیر گلوله های پلاستیکی کوچکی که همانند یک گوشواره به گوش حیوانات متصل می شوند).

اندازه و شکل یک تگ RFID به نوع کاربری آن بستگی خواهد داشت . برخی از تگ ها می بایست بگونه ای ساخته شوند که در مقابل عواملی نظیر حرارت بالا ، رطوبت و مواد شیمیایی مقاوم باشند . برخی دیگر می بایست بگونه ای ساخته شوند که ارزان قیمت و مصرفی باشند نظیر برچسب های هوشمند . برچسب های هوشمند صرفا" یک نمونه از تگ های هوشمند می باشند .

در شکل 3 ، چند نمونه تگ RFID نشان داده شده است .

 

شکل 3 : چند نمونه تگ RFID