RFID چیست؟

فناوری رادیو شناسه (RFID, TAG, AIDC) در مدیریت پروژه

امروزه با پیشرفت فناوری و جهانی شدن ارتباطات از طریق اینترنت، گسترش فناوری های روز در جنبه‌های مختلف زندگی بیشتر شده است.سامانه شناسایی امواج رادیویی یا فناوری رادیو شناسه سامانه شناسایی بی سیمی است که قادر به تبادل داده‌ها به وسیله برقراری اطلاعات بین یک تگ که به یک کالا، کارت و… متصل شده و یک کد خوان است.

امروزه با پیشرفت فناوری و جهانی شدن ارتباطات از طریق اینترنت، گسترش فناوری‌های روز در جنبه‌های مختلف زندگی بیشتر شده و استفاده از فناوری‌های روز دنیا در سازمان‌ها و سیستم‌هایی که در ارتباط مستقیم با مردم می‌باشند افزایش یافته است و ضرورت شناسایی خودکار عناصر و جمع‌آوری داده مرتبط به آنان بدون نیاز به دخالت انسان جهت ورود اطلاعات در بسیاری از عرصه‌های صنعتی، علمی، خدماتی و اجتماعی احساس می‌شود.

سامانه شناسایی امواج رادیویی یا فناوری رادیو شناسه (Radio Frequency Identification – RFID) سامانه شناسایی بی سیمی است که قادر به تبادل داده‌ها به وسیله برقراری اطلاعات بین یک Tag که به یک کالا، کارت و… متصل شده و یک کد خوان (Reader) است. سامانه‌های RFID از سیگنال های الکترونیکی و الکترومغناطیسی برای خواندن و نوشتن داده‌ها بدون تماس بهره می‌برند.
تراشه به کمک آنتن تعبیه‌شده، اطلاعات لازم جهت شناسایی آیتم مورد نظر را برای یک کد خوان ارسال می‌نماید. کد خوان امواج رادیویی برگردانده شده از تگ را به اطلاعات دیجیتال تبدیل می‌نماید تا در ادامه، امکان ارسال داده برای رایانه و پردازش آن فراهم گردد.

این فناوری پلت فرم مهم جهت شناسایی اشیاء، جمع‌آوری داده و مدیریت اشیاء را ارائه می‌نماید تگ‌ها با استفاده از یک فرکانس و بر اساس نیاز سیستم پیاده‌سازی می‌گردند. تگ‌ها به صورت فعال (به همراه یک باطری) و یا غیرفعال (بدون باطری) پیاده‌سازی می‌شوند. تگ‌های غیرفعال، توان لازم جهت انجام عملیات را از میدان تولیدشده توسط کد خوان می‌گیرند. کد خوان معمولاً به یک رایانه متصل می‌شود و دارای نقشی مشابه با یک اسکنر کد میله‌ای یا اسکنر QRکد است. مسئولیت برقراری ارتباط لازم بین سیستم اطلاعاتی و تگ‌ها  بر عهده کد خوان  است.
این سیستم از چهار قسمت تشکیل شده است:

کد خوان یا ریدر

برای برقراری ارتباط و ارسال امواج رادیویی هستند که تگ‌ها را در محیط شناسایی و اطلاعات ذخیره‌شده در آن‌ها را بازیابی می‌کنند. ریدر ها به سه دسته ثابت (Fixed Type)، دستی (Handheld Type) و کارتی (PC Card Type) تقسیم می‌شوند.

آنتن

آنتن‌ها با کمک کد خوان‌ها قابلیت استفاده دارند و برای ارتباط با تگ‌های RFID مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنتن‌ها، جریان الکتریکی را به امواج الکترومغناطیسی تبدیل کرده و آن‌ها را در محیط اطراف منتشر می‌کنند. زمانی که این امواج به آنتن تعبیه‌شده در تگ‌ها می‌رسند، مجدد به جریان الکتریکی تبدیل می‌شود و تگ با استفاده از آن جریان الکتریکی به کار می‌افتد و اطلاعات خود را منتشر می‌کند. آنتن‌های RFID نیز دارای انواع مختلفی هستند و انتخاب آنتن باید بر اساس شرایط محیطی و کاربرد مورد نظر باشد. دو نوع از معمول‌ترین و پر استفاده ترین نوع آنتن‌ها عبارت‌اند از:

• آنتن انتشار خطی ( Linear Polarization Antenna )
• آنتن انتشار دایره ای ( Circular Polarized Antenna )

آنتن‌های انتشار خطی، دامنه و برد بیشتری داشته ( فاصله‌های دورتر را مورد پوشش قرار می‌دهند ) و نیروی بیشتری دارند. بنابراین می‌توانند برای خواندن تگ‌ها از اجسام مختلف عبور کنند. آنتن‌های انتشار خطی نسبت به جهت‌گیری تگ‌ها حساس هستند. این بدین معنی است که بسته به زاویه و قرارگیری تگ، آنتن خطی ممکن است در خواندن تگ دچار مشکل شود. آنتن‌های انتشار دایره‌ای از نظر فاصله تحت پوشش و نیرو از آنتن‌های انتشار خطی ضعیف تر هستند. اما مانند آنتن‌های خطی مشکل جهت‌گیری را ندارد و تقریباً می‌توانند تگ‌ها را در هر جهتی که قرار دارند، بخوانند.
در انتخاب آنتن مناسب، فاصله تگ‌ها و قرائت گر پارامتر مهمی است. آنتن‌ها را بر اساس فاصله خوانش به دو گروه کلی می‌توان تقسیم کرد:

• آنتن برد کوتاه (near-field)
•  آنتن برد بلند (far-field)

در آنتن های برد کوتاه ، فاصله خوانش کمتر از ۳۰ سانتی متر است و آنتن‌ها از متصل کننده مغناطیسی برای تبادل نیرو میان تگ و قرائت گر استفاده می‌کنند، همچنین خوانایی تگ‌ها با حضور آب و فلزات دچار اختلال نمی‌شود.
اما در آنتن های برد بلند، فاصله میان تگ و قرائت گر بیش از ۳۰ سانتی متر بوده و در شرایطی تا چند ده متر می‌تواند باشد. آنتن‌های برد بلند از متصل کننده الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند و حضور آب و فلزات می‌تواند ارتباط میان تگ و قرائت گر را تضعیف کند.

پایگاه داده

برای تفسیر داده‌ها مورد استفاده قرار می‌گردند که بسته به نوع استفاده از فناوری رادیو شناسه و نوع تجهیزات مورد استفاده متفاوت هستند.

تگ یا شناسه

تگ یا شناسه وسیله شناسایی وصل شده به کالا یا شی یا فردی است که ما می‌خواهیم آن را رد یابی کنیم و اطلاعات لازم در آن ذخیره شده است. تگ‌ها با توجه به نوع منبع انرژی مورد مصرف به 4 دسته تقسیم‌بندی می‌شوند:

• تگ‌های غیرفعال  (Passive Tags) که انرژی و برق مورد نیاز خود را از  کد خوان‌ها به دست می‌آورند.
• تگ‌های نیمه غیرفعال  (S-Passive Tags) که علاوه بر استفاده از باتری داخلی، می‌توانند از انرژی منتقل‌شده توسط کد خوان‌ها نیز بهره‌مند شوند.
• تگ‌های فعال  (Active Tags) که انرژی و برق مورد نیاز خود را توسط یک باتری داخلی  به دست می‌آورند و دارای یک پردازنده، یک حافظه و حسگر می‌باشند.
• تگ‌های دو طرفه  (Two way Tags) که علاوه بر استفاده از باتری داخلی می‌توانند بدون کمک گرفتن از کد خوان‌ها دیگر اقسام هم شکل خود را نیز شناسایی کرده و با آن‌ها ارتباط برقرار کنند.

این تگ‌ها از جهات دیگری چون سایز، دامنه پاسخ‌گویی، سرعت پاسخ‌گویی، اندازه و… نیز باهم تفاوت‌هایی دارند و عمر تگ‌های غیرفعال نسبت به بقیه نمونه‌ها بیشتر است.
از فناوری رادیو شناسه در بسیاری از ساختمان‌های اداری و به منظور کنترل تردد کارکنان در بخش‌های مجاز و غیرمجاز استفاده می‌گردد. تعداد زیادی از فروشندگان کالا به منظور مراقبت الکترونیکی از محصولات خود در مقابل سرقت از این فناوری استفاده می‌نمایند. برخی نهادی دولتی نیز برای نظارت و کنترل متخلفین از فناوری فوق استفاده می‌نمایند.

برخی  دیگر از کاربردهای فناوری RFID عبارت‌اند از :

• کنترل موجودی
• کنترل دستیابی
• کنترل تعداد تردد
• ثبت زمان و مکان تردد
• شناسایی خودرو
• امنیت ساختمان‌ها
• ردیابی دارایی‌ها
• کنترل ترافیک
• سیستم  های حمل‌ونقل

مشکلات و معایب فناوری رادیو شناسه

• قیمت بالا
• تداخل تگ‌ها و ریدر

تداخل ریدر ها زمانی اتفاق می‌افتد که سیگنال های ارسال‌شده از چند دستگاه ریدر تداخل پیدا می‌کنند. تداخل تگ‌ها زمانی اتفاق می‌افتد که تعداد تگ های بسیار زیادی در فضای کوچکی وجود داشته باشند.

• عدم ایمنی کافی

تگ‌های RFID حتی پس از خرید و خروج از فروشگاه فعال هستند. در نتیجه اطلاعات آن‌ها می‌تواند توسط دستگاه‌های ریدر خوانده شود. و این امر سبب افشای اطلاعات در زمان های دیگر می شود.

• مشکلات اجتماعی

 فناوری RFID در برخی مناطق برای تشخیص هویت افراد استفاده می‌شود. این امر به عقیده بسیاری از افراد نامطلوب است و نقض حریم شخصی را در پی دارد.

• عدم وجود استانداردها

منابع:

–    Texas InsTruments Jornal
–    ANGELL, IAN; KIETZMANN, JAN (December 2006)  "RFID AND THE END OF CASH”
–    Cardullo، Mario. «Genesis of the Versatile RFID Tag». RFID Journal.

عشوریان، محسن. عارف، زهرا. برچسب‌های رادیویی . انتشارات دانشگاه آزاد اسلامی. واحد شهر مجلسی

www.shelerco.com