RFID یا برچسب هوشمند رادیویی

RFID یا برچسب هوشمند رادیویی

RFID یا برچسب هوشمند رادیویی

 منشاء پیدایش تكنولوژی RFID به ابتدای پیدایش جهان و ایجاد نیروی الكترومغناطیسی بر می‌گردد ولی در واقع با اختراع الكتریسیته توسط بنیامین فرانكلین (Benjamin Franklin) آغاز گردید.

اولین مورد استفاده از این  تکنولوژی در قرن ١٩ با سیستم تلگراف با انتقال  سیگنال  بوده و  سپس  در سال ١٩٠٦ ارنست الكساندرسون(Ernst Alexanderson)   اولین امواج رادیویی را مشخص نمود. در سال ١٩٢٢ به این طریق رادار نیز، اختراع گردید. سیستم شناسایی توسط فركانس رادیویی شامل تركیب دو سیستم رادار و تكنولوژی امواج رادیویی می‌باشد. در سال ١٩٤٨ اولین دستگاه دریافت و انتقال امواج رادیویی طراحی گردید و با پیشرفت در دهه های ٦٠ و٧٠ میلادی به اختراع امواج میكروویو (Microwave) نیز منجر شد.

در دهه ٨٠ میلادی سه فقره حق امتیاز برای شناسایی الكترونیكی در جهان صادر گردید و بالاخره در سال ١٩٩٠ اولین سیستم چند منظوره در شناسایی توسط امواج رادیویی در علوم مختلف بكار برده شد. از این تاریخ به بعد، این سیستم پیشرفت‌های عظیمی نموده بطوریكه كوچكترین میكروچیپ به اندازه یك دانه برنج طراحی گردیده و مورد بهره‌برداری‌های مختلف قرار گرفته است. این میكروچیپ حاوی اطلاعات طراحی شده از قبل بوده و به یك آنتن متصل می باشد و از فواصل معین قابل تشخیص می باشد بطوریكه با استفاده از یك دستگاه بازخوان، امواج رادیویی به میكروچیپ ارسال و از طریق آنتن اطلاعات میكروچیپ توسط همان امواج رادیویی به دستگاه بازخوان منتقل می‌شود. با پیشرفت این تكنولوژی، انواع دستگاه‌های بازخوان با قدرت بالا در تشخیص میكروچیپ از فواصل دورتر و همچنین مطابقت بیشتر وسایل با استانداردهای جهانی در ساخت این نوع تجهیزات، كاربرد بیشتر این سیستم را در علوم و فنون مختلف شاهد هستیم.

RFID

RFID مخفف عبارت Radio Frequency Identification است و به شناسايي با استفاده از فركانس راديويي اشاره مي‌نمايد. RFID يك روش براي شناسايي انسان ، اشياء و حيوانات به صورت اتوماتيك است و مي‌توان آن را متمم يا مكمل "باركد" دانست. از طرفي در اين فناوري، براساس امواج راديويي عمل مي‌شود كه نيازي به تماس بين وسيله گيرنده اطلاعات و نشانه حامل داده نيست و همچنين رسيدن نور از حامل داده به وسيلة گيرنده اطلاعات ضرورت ندارد. در اين فناوري، مي‌توان از نشانه حامل داده، اطلاعاتي را خواند و يا در آن اطلاعاتي نوشت.

كاركرد RFID بدين صورت است كه وسيلة گيرنده اطلاعات، امواج راديويي مي‌فرستد، اين امواج نشانه RFID را فعال مي‌نمايد و اين نشانه اطلاعات را ارسال مي‌كند. وسيلة گيرنده اطلاعات، داده‌هاي ارسالي را دريافت و به كامپيوتر منتقل مي‌سازد. استفاده از RFID تازگي ندارد. اين فناوري در سال 1980 براي رديابي حيوانات و در دهة 1990 در صنعت خودرو اروپا، بزرگراه‌ها و خطوط توليد برخي كارخانجات بكار مي‌رفته است. از RFID هنگامي كه اشياء مستقيماً در معرض ديد نباشند يا در جايي كه حضور انسان امكان‌پذير نيست و همچنين در شرايطي كه بخواهيم چندين قلم را همزمان با سرعت بيشتر بخوانيم، استفاده مي شود.

  اجزاء اصلي يك سيستم RFID عبارتند از: برچسب يا نشانه، داده خوان، پرينتر يا كدكننده.

  1. تگ: كه به آن برچسب، نشانه، فرستنده خودكار و يا Transponder هم نيز گفته مي‌شود و شامل يك تراشه نيمه هادي، يك آنتن و در برخي موارد يك باتري است. تراشه در مركز و آنتن در اطراف آن قرار مي‌گيرد. نشانه‌هاي RFID در انواع Passive و Active وجود دارند. در نوع Passive نشانه صرفاً سيگنالهاي راديويي را به امواج ارسال شده از داده‌خوان منعكس مي‌كند، منبع تغذيه ندارد و در فواصل محدود (از 10 سانتي‌متر تا 5/4 متر) قابل استفاده است. نوع Active داراي منبع تغذيه است، خودش مي‌تواند سيگنال‌هاي راديويي بفرستد و در فواصل تا 90 متر قابل استفاده مي‌باشد.

  2. بررسي كننده: كه به آن داده‌خوان، كدخوان و يا دستگاه نوشتن و خواندن هم نيز گفته مي‌شود و شامل يك آنتن، يك ماژول الكترونيكي RF و يك ماژول كنترلي است. داده‌خوان‌ها به وسیله این آنتن‌ قادرند امواج راديويي بفرستند. آن‌ها همچنين مي‌توانند امواج دريافتي از نشانه‌ها را رمزگشايي كنند و داده‌هاي مربوطه را به كامپيوتر ميزبان ارسال نمايند. علاوه بر آن داده‌خوان‌ها مي‌توانند روي نشانه‌ها بر اساس فرمان‌هايي كه از كامپيوتر ميزبان مي‌گيرند، مجدداً داده‌نويسي كنند. داده‌خوان‌ها مي‌توانند در قسمت بالاي مكاني كه اشياء حامل نشانه از آنجا عبور مي‌كنند قرار بگيرند يا در چارچوب درگاه محل عبور اشياء نصب شوند. يك بررسي كننده مي‌تواند با بيش از يك تگ به طور همزمان ارتباط برقرار نمايد و امكان مبادله 1000 تگ در هر ثانيه به طور همزمان با دقتي معادل % 98 وجود دارد.

  3. كنترل كننده: كه به آن ميزبان يا Host هم نيز گفته مي‌شود. كنترل كننده‌هاي RFID به منزله مغز متفكر يك سيستم RFID عمل مي‌نمايند. كنترل كننده در هر شبكه، اغلب يك كامپيوتر شخصي و يا يك ايستگاه كاري است كه بر روي آن بانك اطلاعاتي و يا سيستم نرم افزاري جهت پردازش اطلاعات، اجراء شده است (و يا شبكه‌اي از اين ماشين‌ها).

كاربردهاي فناوري RFID

كاربردهاي سيستم شناسايي فركانس راديويي بسيار زياد است و در هر فرآيندي كه شناسايي و كار با جرياني از داده‌ها اهميت داشته باشد، مي‌توان موارد كاربرد RFID را برشمرد. اما عموماً در حوزه‌هاي زير كاربرد RFID گسترش يافته است:

بهداشت و درمان

  • تحليل پزشكي و آزمايشگاهي

  • داروسازي

  • نسخه هاي پزشكي بصري

  • شناسايي و ردیابی بيماران

  • بهداشت و درمان

كسب وكار

  • ثبت زمان و مكان تردد به عنوان نمونه، ثبت اتوماتيك زمان و مكان گشت زني براي برخي مشاغل خاص

  • مديريت زنجيره تأمين و كنترل موجودي‌ها

  • مديريت دام و گوشت

  • كنترل دسترسي افراد

  • مديريت امو ر دفتر كار

  • افزايش فروش

  • كاهش تعداد خطاهاي ورود اطلاعات

  • كاهش هزينه هاي انساني در مركز توزيع

  • سهولت پيش بيني تقاضاي محصول

  • مديريت انبار و بايگاني

  • بسته بندي

  • خرده فروشي

حفاظتي و  امنيتي

  • استفاده برخي از نهادهاي دولتي براي نظارت و كنترل متخلفين

  • جلوگيري از جعل و تقلب

  • كنترل دسترسي و امنيت

  • كنترل تردد كاركنان در بخش‌هاي مجاز و غير مجاز، ساختما‌ن‌هاي اداري

  • مراقبت الكترونيكي فروشندگان كالا از محصولات خود در مقابل سرقت

  • مديريت كتابخانه‌ها و كتاب‌ها

  • تجهيز لباس مدارس به ردياب RFID

  • كارت‌هاي تشخيص هويت اشخاص (کارت شناسایی بیومتریک یا Biometric یا CardsID) با استفاده از علايم و مشخصات جسمي مانند عدسي چشم و اثر انگشت

  • ردياب (خودرو، كالا، موجودي، مسافران هوايي، بار مسافران، بيماران آلزايمر و حيوانات خانگي)

  • كنترل تعداد دور، به عنوان نمونه ثبت اتوماتيك تعداد دفعاتي كه يك دونده مي بايست طي نمايد.

خدمات شهري

  • بليط فرهنگسرا (سينما، ورزشگاه، اماكن تفريحي و ...)

  • كارت (تلفن، اعتباري، ...)

  • خدمات (پاركينگ، پاركومتر)

  • حمل و نقل شهري (BRT ، اتوبوس شهري، تاكسيراني ، مترو)

  • جمع‌آوري زباله

تجهيزات مورد نياز جهت پياده سازي طرح RFID

  • نشانه غير فعال RFID: اين نوع از نشانه‌ها به صورت Passive مورد استفاده قرار مي‌گيرند. مزيت مهم اين نشانه‌ها ارزان بودن و مشکل بزرگ آن‌ها فاصله خواندن با برد کم در حدود 10 سانتيمتر تا 30 سانتيمتر مي‌باشد.

  • نشانه فعال RFID: اين نشانه‌ها به دليل باتري داخلي داراي بردهاي بلند خواندن اطلاعات مي‌باشند در حدود چند 10 متر.

  • ID Reader: اين Reader ها فقط شماره ID بيمار و يا پرسنل را مي‌خوانند. معمولا براي سيستم‌هاي کنترل دسترسي و يا ورود اطلاعات در کنسول‌هاي مانيتورينگ مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

  • Data Reader / Writer: جهت خواندن و يا نوشتن اطلاعات بر روي نشانه‌هاي RFID از اين دستگاه استفاده مي‌شود که بر اساس نوع نشانه مورد استفاده در فواصل مختلف ذکر شده در بالا مي‌تواند اطلاعات را به صورت بيسيم نوشته و يا بخواند.

  • بستر ارتباطي: جهت ارتباط با سرور مرکزي، کنسول‌هاي مانيتورينگ و يا ساير نرم‌افزارها و تبادل اطلاعات لازم است که دستگاه‌هاي Reader / Writer از طريق يک بستر ارتباطي همانند شبکه کامپيوتري، شبکه بيسيم و يا روش‌هاي ديگر اطلاعات خود را ارسال کنند.

  • کنسول‌هاي مانيتورينگ: اين کنسول‌هاي معمولا در هر بخش نصب مي‌گردد و اطلاعات مربوط به بيماران و تجهيزات همان بخش بر روي آن‌ها قرار دارد و فعاليت‌هاي مانيتورينگ مختلفي را مي‌توان بر روي آن‌ها انجام داد.

  • سرور مرکزي: جهت ثبت اطلاعات مربوط به نشانه‌هاي RFID و نرم افزارهاي مربوطه نياز به يک سرور مرکزي وجود دارد که در واقع بانک اطلاعاتي سيستم را تشکيل مي‌دهد.

  • اتصال با ساير نرم افزارها: جهت بالا بردن کارآيي و رسيدن به مديريت يکپارچه، اين سيستم را مي‌توان با ساير نرم افزارهاي موجود همانند HIS، حسابداري، ERP و غيره متصل نمود.