بررسی سیستم شناسایی
فرکانس رادیویی (RFID)
مقدمه
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 ، نظامی 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 .
فناوری های مختلف شناسایی خودکار
کدهای میله ای
سیستم های تشخیص صدا
کارت های هوشمند
برخی فناوری های بیومتریک
سیستم های OCR
سیستم های انگشت نگاری
سیستم شناسایی از طریق قرنیه چشم
NFC شرکت نوکیا
RFID
RFID چیست ؟
RFID ترجمه مخفف عبارت شناسائی با فرکانس رادیوئی است که به عنوان جدیدترین تکنولوژی شناسائی به نحوی گسترده در دنیا مورد توجه قرار گرفته است. مزایای این تکنولوژی جهت افزایش سرعت و دقت در کلیه فرآیندهایی که نیاز به شناسایی دارد به حدی است که امروزه بسیاری از شرکت ها و سازمان های دولتی و خصوصی در سرتاسر دنیا اقدام به انجام پروژه های بزرگ جهت بهره گیری از این تکنولوژی جهت تسریع و بهبود فرآیندهای خویش را دارند.
قرارداشتن RFID در فهرست 10 تکنولوژی برتر دنیا در پنج سال گذشته خود گواهی دیگر بر اهمیت روزافزون این تکنولوژی در زمینه های مختلف زندگی بشر می باشد.
تاریخچه RFID
طبق بررسی های انجام شده مفهوم RFID از زمان جنگ جهانی دوم با کشف فن آوری تقریبا مشابهی به نام IFF که معرف Identify Friend or Foe می باشد مطرح گردیده است. IFF روشی برای تشخیص هواپیم های جنگی دوست یا دشمن بود که توسط انگلیسی ها کشف و استفاده شد .
یک تکنولوژی مشابه دیگر در سال ۱۹۴۵ توسط “Leon Theremin “کشف شد که یک وسیله جاسوسی بود و اطلاعات صوتی را با استفاده از امواج رادیویی انتقال می داد.
اولین بار فناوری RFID به شکل امروزی آن توسط “Mario Cardullo” کشف شد اما تا سال ۱۹۷۰ به علت گرانی استفاده تجاری نداشت.
کاربردهای RFID
انواع سیستم های RFID
سیستم های بسته :
پس از الصاق برچسب روی کالاهای مورد نظر، آن نزد مشتری رفته و عودت داده می شود
ویژگی برچسب : نسبتا دائم، توانایی در قرار گرفتن در شرایط سخت کاری
موارد مصرف : مانند سیلندر گاز مایع، نوار ویدئویی اجاره ای، کتاب کتابخانه و مواردی که اموال در یک چرخه حرکت می کنند.
سیستم های باز
شی مورد ردیابی قابل بازگشت نیست، لذا برچسب بعد از مدتی از بین می رود.
موارد مصرف : بسته های پستی، پارچه، مواد غذایی و اجناس فروشگاه های مختلف
تقسیم بندی از نظر محدوده دسترسی
اجزاء یک سیستم RFID
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 .
RFID چگونه کار می کند ؟
تگ و یا دستگاه فرستنده خودکار ، شامل یک مدار الکترونیکی است 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 ERPبرگرفته شده از Enterprise Resource Planning و SCMSبرگرفته شده از Supply Chain Management systems پردازش می گردد .
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 .
RFID چه ویژگی هایی دارد؟
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 ) .
تقسیم بندی تگ ها از نظر منبع انرژی
Tag های غیر فعال Passive Tags
انرژی و برق مورد نیاز خود را از Reader ها بوسیله یکسری از روش های تراگسیل بدست می آورند.
اندازه تگ ها کوچک / هزینه های تولید کم / پوشش محدوده کمتر ( به عنوان نمونه چندین متر )
تگ های غیرفعال دارای حافظه بمراتب کمتری نسبت به تگ های فعال می باشند
( در حد چندین کیلو بایت )
Tag های فعال Active Tags
انرژی مورد نیازشان توسط یک باطری داخلی و جهت برقراری ارتباط دارای یک پردازنده، یک حافظه و حسگر می باشند.
Tag هایی نیمه غیر فعال Semi-Passive Tags
علاوه بر استفاده از باطری داخلی شان، میتوانند از انرژی منتقل شده توسط Readerها نیزبهره مند شوند.
تگ های دو طرفه Two way Tags
علاوه براستفاده از باطری داخلی شان میتوانند بدون کمک گرفتن از Readerها دیگر اقسام هم شکل خود را نیز شناسایی کرده و با آنها به گفتگو بپردازند.
تقسیم بندی تگ ها از نظر ظاهر
تگ هایی که دارای کفه پلاستیکی از جنس PVCمیباشند و معمولاً در وسط آنها یک سوراخ دیده می شود که بسیار با دوام بوده و میتوان از آنها بارها و بارها استفاده کرد.
تگ هایی که شبیه کارتهای اعتباری هستند ومعمولاً به آنها کارتهای هوشمند بدون تمـاس (Contact less Smart Cards ) گفته می شود.
تگ هایی که بصورت لایه های کاغذی بر روی برچسب ساخته می شوند که به آنها برچسب های هوشمند (Smart Labels )گفته می شود.
تگ هایی که در محیطهای قابل فرسایش (مثلاً آب یا مایع) به خوبی کار می کنند. اینگونه تگ ها در کپسولهای شیشه ای قرار دارند.
تگ های کوچک که در داخل اشیاء عمومی مثل لباس، ساعت، دستبند و…. کارگذاشته می شود. اغلب ممکن است به شکل یک کلیه یا دسته کلید به نظر برسند.
چند نمونه تگ
اندازه و نوع آنتن تگ ها
با توجه به طول زیاد طول موج سیگنال های رادیویی فرکانس پایین ، آنتن سیستم هایLF و HF می بایست از آنتن های UHF و میکروویو بزرگ تر باشد ، تا بتوان بهره سیگنال برابری را دریافت کرد . این موضوع با هدف ایجاد تگ های RFID کوچک و ارزان در تضاد است . همین موضوع باعث شده است که بسیاری از طراحان سیستم ، از بهره آنتن به نفع کنترل قیمت ، بگذرند و بپذیرند که از سیستم های HF و LF صرفا" در حوزه های کوچک استفاده نمایند . تگ های LF و HF معمولا" بزرگ تر از تگ های UHF و میکروویو می باشند .
چند نمونه تگ
تگ ها از نظر حافظه
تگ ها نظر حافظه به چند دسته زیر تقسیم بندی می شود :
دارای حافظه فقط خواندنی
دارای حافظه خواندنی و نوشتنی
یک بار نوشتنی و چندبار خواندنی
دارای قابلت 1 و 2 به صورت همزمان
Reader
Reader ها وسایل الکترونیکی هستند که حضور Tag ها را در محیط تشخیص داده و اطلاعات ذخیره شده در آنها را بازیابی می کنند.
سه دسته عمده Reader ها :
مدل ثابت Fixed Type
مدل دستی Hand held Type
مدل کارت PC Card Type
چند مدل REader
برخی کابردهای RFID
برچسب های هوشمند
برچسب های امنیتی
مدیریت خط تولید و انبارها
چیپ های RFID استفاده شده درکلیدهای خودرو برای مقاصد امنیتی
سیستم های ضدسرقت
استفاده در صنایع دارویی برای جلوگیری از ورود مواد اولیه تقلبی به خط تولید
استفاده در رویدادهای ورزشی
دریافت عوارض جاده ای
کنترل موجودی انبارها
مونیتورینگ کتابخانه ها
نمونه اجرایی RFID
Rfid در گیت های ورودی وخروجی