سیستم های شناسایی خودکار با استفاده از امواج رادیویی(RFID)


1395
10
02

 

RFID مخفف عبارت  شناسائی با فرکانس رادیوئی است که به عنوان جدیدترین تکنولوژی شناسائی به نحوی گسترده در دنیا مورد توجه قرار گرفته است
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 اختصارAuto 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 . 

آشنایی اولیه با فناوری RFID

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

 

Description: RFID چیست ؟
شکل 1 ، یک نمونه تگ RFID را نشان می دهد .

 

Description: RFID چیست؟

شکل 2 : 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 .  

 مزایای بکارگیری RFID 
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

حمل و نقل فرودگاهها ، بزرگراهها

مکان­یابی کامیونها و ماشین­های حمل بار - کنترل چمدان­های مسافران و صدور کارت پرواز - سیستم­های خودکار عوارض بزرگراه و...

مدیریت زنجیره تامین

انبارداری، کنترل اموال، مکان­یابی، کنترل چرخه تولید ، فروش و بازرگانی، خدمات پس از فروش و ...

سیستم­های امنیتی و کنترل سطوح دسترسی

سیستم مدیریت امنیت جامع مراکز تجاری، اداری، مکان­یابی پرسنل، سیستم­های کنترل ورود و خروج پرسنل، سیستم­های اتوماتیک پارکینگ و ...

سیستم­های پرداخت

پرداخت هزینه مترو ، بلیط اتوبوس ، سیستم­های اعتباری اماکن مختلف ، هتل­ها و ...

مدارک شناسائی و گواهینامه­ها

 گذرنامه الکترونیکی، کارت ملی هوشمند، گواهینامه رانندگی هوشمند و ...

اجزای یک سیستم RFID

برچسب ردیابی (Tag)  

۱- Tag فعال (active)

2- Tag غیر فعال (passive)

Tag های غیر فعّال، باتری ندارند و انرژی لازم برای فعّال سازی پردازنده و ارسال اطلاعات خود را از سیگنالی که از آنتن Reader دریافت می کنند، تأمین می‌کنند؛ بدین ترتیب که ابتدا Reader امواجی را به سمت Tag ارسال می کند، سپس پردازنده Tag با استفاده از انرژی این امواج، بیدار شده و دستور دریافتی از سوی Reader را پردازش می‌کند و توسط امواجی که انرژی آن ها هم از امواج دریافتی تامین شده ‌است، نتیجه را به Reader مخابره می‌کند. بدین ترتیب واضح است که برد مسافتی این Tag ها بسیار محدود است؛ چرا که فاصله Tag از آنتن باید به اندازه ‌ای باشد تا انرژیی که Tag دریافت می‌کند، توان بیدار کردن پردازنده و تامین انرژی موج برگشتی را داشته باشد. معمولا برد Tag  های غیر فعال از چند سانتی متر تا چند متر است. از طرف دیگر Tag های فعال، انرژی لازم برای پردازنده و ارسال امواج به سمت آنتن را از باتری همراه خود تامین می‌کنند. بدین ترتیب برد این Tag ها در برخی موارد تا چند صد متر هم می‌رسد. قیمت این Tag ها در حدود چند ده دلار است که به مراتب از Tag های غیر فعال (با قیمتی در حدود چند ده سنت) گران قیمت تر هستند

بازخوان Reader ( کدخوان ) بر چسب RFID

۱- مدل ثابت Fixed Type

2- مدل دستی Handheld Type

3 - مدل کارتی PC Card Type

مزایای استفاده از تکنولوژی RFID

مزایا استفاده از این تکنولوژی به شرح ذیل است:

۱- کاهش هزینه‌ها (کاهش فعالیت‌های دستی و افزایش سرعت)

۲- اتوماسیون (بدون توقف)

۳- کاهش خطا

۴- کنترل فرآیندهای غیر قابل رویت

۵- امکان به روز رسانی بر چسب‌ها بدون دخالت دست

۶- امنیت

۷- یکپارچگی

معایب استفاده از تکنولوژی RFID

1- نبود استاندارد معتبر که موجب عدم توسعه آن شده ولی تدوین استاندارد در امریکا شروع شده‌ است.

۲- هزینه راه اندازی این سیستم در مقایسه با سیستم‌های دیگر بیشتر است.

۳- ممکن است با سایر فرکانس‌ها و فلزات تداخل ایجاد کند.

۴- عدم شناسایی در محیط‌های مایع و حائل‌های فلزی در بعضی از برچسب‌ها.

۵- تجاوز به حریم خصوصی افراد (می توان به طور غیرمحسوس حریم خصوصی افراد را کنترل کرد).