سیستم های RFID چیست؟

با گسترش فناوری و تلفیق آن با زندگی روزمره افراد، هر روز شاهد تکنولوژی های جدیدی هستیم که جنبه های مختلف زندگی را برای ما آسان تر کرده است. یکی از این فناوری ها، سیستم های RFID هستند. اما سیستم هایRFID  چیست؟ همراه ما باشید تا در این مطلب شما را با این فناوری آشنا کنیم.

سیستم های RFID چیست؟

Radio Frequency Identification که به اختصار RFID نامیده می شود در واقع به فناوری هایی اطلاق می گردد که از امواج رادیویی جهت شناسایی خودکار و منحصر به فرد اشیاء، حیوانات و یا افراد استفاده می کنند. اولین کاربرد RFID مربوط به جنگ جهانی دوم و برای شناسایی هواپیمای دوست و دشمن بود. به مرور زمان و با پیشرفت این فناوری در کنار افزایش کاربردهای آن، هزینه پیاده سازی و استفاده از آن نیز کاهش یافت. در حال حاضر در بسیاری از صنایع از سیستم و برچسب های RFID استفاده می شود. برای مثال با اتصال تگ RFID به یک خودرو در حال تولید، می توان مراحل پیشرفت آن را در خط مونتاژ ردیابی کرد. این سیستم همچنین در ردیابی کالاها و داروهای موجود در انبارها که دارای برچسب RFID هستند کاربرد دارد. علاوه بر این با کاشت میکروچیپ های RFID در دام و حیوانات خانگی، می توان هر لحظه موقعیت آنها را به دست آورد. برخی دیگر از موارد استفاده از فناوری RFID شامل مراقبت های بهداشتی، مدیریت موجودی، حمل و نقل، خرده فروشی و مصارف خانگی است. هنگام اعمال یک سیستم RFID در طول یک فرآیند، جمع آوری داده های دستی که مستعد خطا هستند کنار گذاشته می شود و این به معنای به حداقل رساندن خطاهای اداری، شفافیت بیشتر و به حداکثر رساندن سرعت و نظم است.

 

RFID چگونه کار می کند؟

هر سیستم RFID از سه مؤلفه اصلی تشکیل شده است: این مؤلفه ها عبارتند از: آنتن اسکنر، فرستنده گیرنده ترکیبی و یک برچسب RFID یا چیپ که به عنوان فرستنده عمل می کند. هنگامی که آنتن اسکنر و فرستنده گیرنده ترکیبی تلفیق می شوند، به آنها دستگاه خواننده RFID گفته می شود. دستگاه خواننده RFID دستگاهی متصل به شبکه است که می تواند در اندازه، وزن، برق و متحرک بودن یا ثابت بودن بسیار متنوع باشد. چیپ ها معمولاً از جنس سیلیکون و در بردارنده اطلاعاتی در مورد کالایی هستند که به آن بر چسب زده شده است. چیپ هایی که توسط سازندگان و فروشندگان به منظور شناسایی کالاهای مصرفی به کار برده می شود، ممکن است حاوی EPC نیز باشد. همچنین یک چیپ RFID علاوه بر EPC می تواند حاوی داده های بیومتریک نظیر تصویر دیجیتالی از اثر انگشت افراد باشد. دستگاه خواننده برای انتقال سیگنال هایی که برچسب را فعال می کنند از ارسال امواج فرکانس رادیویی استفاده می کند. پس از فعال سازی، برچسب موجی را به آنتن می فرستد و داده ها انتقال و ترجمه می شود.

انواع برچسب های RFID

برچسب های RFID از یک مدار یکپارچه (IC) ، آنتن تگ و یک بستر تشکیل شده اند. دو نوع برچسب RFID وجود دارد: RFID فعال و RFID منفعل. یک برچسب فعال RFID منبع تغذیه خاص خود را دارد که اغلب باتری است. ولی یک برچسب RFID منفعل به باتری نیاز ندارد. بلکه قدرت خود را از دستگاه خواننده دریافت می کند که موج الکترومغناطیسی را در آنتن تگ RFID القا کرده است. البته برچسب های RFID نیمه منفعل نیز وجود دارند، به این معنی که باتری مدار را  اجرا می کند در حالی که ارتباطات توسط خواننده RFID تأمین می شود. برچسب های RFID به طور معمول کمتر از ۲۰۰۰ کیلوبایت از داده ها را شامل می شوند،که معمولا حاوی یک شماره سریال شناسه منحصر به فرد است. از طرف دیگر برخی از برچسب ها تنها توانایی خواندن دارند در حالی که برخی دیگر علاوه بر خواندن امکان نوشتن را نیز میسر می سازند.

دامنه خواندن برای برچسب های RFID با توجه به عواملی از جمله نوع برچسب، نوع خواننده، فرکانس RFID و دخالت محیط اطراف متفاوت است. اما به طور کلی، برچسب هایی که از منبع انرژی قوی تری برخوردارند از خواندن بیشتری نیز برخوردار هستند و یا به عبارت دیگر، برچسب های فعال RFID به دلیل منبع تغذیه قوی، دامنه خواندن طولانی تری نسبت به برچسب های RFID منفعل دارند.

انواع سیستم RFID

در طیف امواج الکترومغناطیسی، سه محدوده فرکانس اصلی وجود دارد که در انتقال داده  RFID استفاده می گردد. فرکانس همان اندازه امواج رادیویی است که به منظور برقراری ارتباط میان اجزای سیستم استفاده می گردد. این سه محدود  فرکانس در RFID شامل فرکانس پایین، فرکانس بالا و فرکانس فوق العاده بالاست. فرکانس مورد استفاده بستگی به کاربرد RFID دارد.

 

• فرکانس پایین LF)): فرکانس بین ۱۲۰ تا ۱۳۴ کیلو هرتز
• فرکانس بالا HF)): فرکانس ۱۳٫۵۶ مگاهرتز
• فرکانس فوق العاده بالا: یعنی فرکانس بین ۸۶۰ تا ۹۱۵ کیلو هرتز

رفتار امواج رادیویی در هر یک از این فرکانس ها متفاوت است و هر کدام از این فرکانس ها مزایا و محدودیت هایی را در این سیستم ایجاد می کنند. به عنوان مثال، اگر یک سیستم RFID با فرکانس پایین تری کار کند، سرعت خواندن داده کندتر می شود، اما قابلیت خواندن در نزدیکی یا روی سطوح فلزی و یا مایع افزایش می یابد. یا اگر سیستم با فرکانس بالاتری کار کند، به طور کلی سرعت انتقال داده ها سریع تر و دامنه های خواندن نیز طولانی تر می شود، اما حساسیت بیشتری به تداخل موج رادیویی ناشی از مایعات و فلزات موجود در محیط  وجود دارد. با این حال نوآوری های این فناوری در سال های اخیر امکان استفاده از سیستم های RFID با فرکانس فوق العاده بالا در اطراف مایعات و فلزات را نیز فراهم کرده است. فرکانس پایین برای ردیابی حیوانات، فرکانس بالا برای کتابخانه ها و کارت های شناسایی شخصی و فرکانس فوق العاده بالا نیز در ردیابی ساخت خودرو، حمل و نقل کالاها و ساخت و ساز کاربرد دارد.

تفاوت فناوری RFID و بارکد

دو فناوری RFID و بارکد به روش های مشابهی برای ردیابی موجودی مورد استفاده قرار می گیرند، اما با این وجود سه تفاوت اصلی باعث می شود که هر یک در موقعیت های متفاوت و خاصی انتخاب بهتری به نظر برسند. این سه تفاوت عبارتند از:

1. برچسب های RFID نیازی به خط دید مستقیم برای خواندن ندارند.
2. داده های ذخیره شده در برچسب RFID می توانند در زمان واقعی به روز شوند. در مقابل، داده بارکد فقط خواندنی است و قابل تغییر نیست.
3. برخی از برچسب های RFID به منبع تغذیه نیاز دارند. در مقابل، بارکدها فقط به فن آوری خواندن بارکد نیاز دارند و نیازی به منبع انرژی ندارند.

 

موارد استفاده از RFID

با این که قدمت RFID به دهه ۱۹۴۰ باز می گردد اما در دهه ۱۹۷۰ بیشتر مورد استفاده قرار گرفت. پیاده سازی این فناوری در مدت زمان طولانی، هزینه بالایی را در برداشت و همین امر منجر به کاهش استفاده از آن در تجارت شده بود. اما با کاهش هزینه های سخت افزاری این سیستم، کاربرد آن نیز تا به امروز افزایش یافته است. متداول ترین کاربرد RFID برای ردیابی، کنترل و به طور کلی مدیریت است. این مدیریت شامل ردیابی حیوانات خانگی و دام، مدیریت موجودی و ردیابی دارایی ها، لجستیک زنجیره تأمین کالا و ردیابی وسایل نقلیه است. RFID همچنین می تواند در خرده فروشی جهت کنترل ضرر، در زنجیره تأمین برای بهبود دید و توزیع؛ و در شرایط امنیتی برای کنترل دسترسی استفاده گردد.