مروری بر تکنولوژی RFID و راه حل های مربوط به آن

 

تاریخچه این فناوری به اواخر سال‌های جنگ جهانی دوم بر می‌گردد كه از( IFF(Identify Friend or Foe  برای تشخیص بمب‌افكن‌های خودی از دشمن استفاده می‌شد. بعد از پایان جنگ جهانی دوم تقریباً برای ۵۵ سال این تكنولوژی به كلی فراموش شد، تا اینكه در دهه گذشته دوباره رواج پیدا كرده و امروزه در شركت‌ها و صنایع گوناگون در جهت مكانیزه كردن و كاهش خطا از RFID استفاده می‌شود.

 

RFID چیست؟

RFID كه مخفف سه واژه  Radio Frequency Identification است، امكان شناسایی خودكار اشیاء، انسان‌‌ها و حیوانات را از طریق امواج رادیویی فراهم می‌نماید. این سیستم از دو بخش اصلی برچسب (Tag) و گیرنده‌ها (Reader) تشكیل شده است.

برچسب‌‌ها شامل یك میكرو چیپ متصل به آنتن هستند كه قابلیت اتصال به اشیاء را دارند و با توجه به نیاز و كاربرد، در شكل‌ها و اندازه‌های مختلف طراحی شده‌اند، در واقع تگ‌‌ها در این سیستم وسیله ردیابی و شناسایی هستند. قرائت كننده حضور تگ‌‌ها را در محیط تشخیص داده و توانایی بازیابی اطلاعات و ارسال آن‌ها را به سیستم مركزی دارد.در ادامه به معرفی جزییات تگ‌ها و گیرنده‌ها می‌پردازیم و عملکرد یک سیستم RFID می‌پردازیم.

electronic  product code) EPC)

Epc یک کد می‌باشد که مشخصات الکترونیکی محصولات در آن ذخیره می‌شود.این کد در میکروچیپ‌های مختلف دارای ظرفیت‌های متفاوتی است.هرچه ظرفیت این کلمه بیشتر باشد،تعداد محصولات بیشتری می‌توان پشتیبانی کرد.در کمترین حالت ممکن این کد 96 بیتی است که 8 بیت اول آن مربوط به ورژن پروتکل آی‌سی مورد استفاده می‌باشد.28 بیت بعدی مربوط به شناسایی تگ،طبق پروتکل‌های موجود در دنیا می‌باشد.24 بیت بعدی نوع و دسته بندی محصول را مطابق با اطلاعات محصول مشخص می‌کند و 36 بیت آخر نیز کد مشخصه محصول می‌باشد.در جدول زیر این کلمه 96 بیتی را مشاهده می‌کنید.

توسط کاربر با توجه به مورد استفاده،معین می‌شود توسط کاربر با توجه به مورد استفاده،معین می‌شود    توسط پروتکل جهانی EPC تعیین می‌شود    توسط پروتکل جهانی EPC تعیین می‌شود
Serial number Object class EPC manager number Header
0-36 37-60  60-88  88-96

 
            
         
     TAG Antennas

کار آن جمع آوری انرژی و کانال کردن آن درون میکروچیپ می‌باشد.با این تعریف،هرچه آنتن بزرگ‌تر باشد،انرژی ذخیره شده بیشتر و برد آنتن نیز بیشتر می‌شود.هیچگاه یک آنتن نمی‌تواند تمامی نرم افزارها را پشتیبانی کند.این نرم افزار است که مشخص می‌کند کدام آنتن را باید برای آن تعریف کرد.

برخی تگ‌ها ممکن است برای محدوده فرکانسی معینی بهینه و تولید شده باشند،در حالی که وقتی با موادی که ممکن است در ارتباط بیسیم تاثیر خوبی نداشته باشند،ترکیب شوند،عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهند(به طور مشخص مایع و فلز را می‌توان مثال زد).آنتن‌ها از روش‌های متنوعی تولید می‌شوند.می‌توان توسط جوهر قابل قدایت به کمک وسایلی مانند پرینتر،سیاه قلم یا stamp با روش تزریق،تولید شوند.

   RFID Readers

وسیله‌ای است که ارتباط بین سیستم عامل و تگ را برای کاربر برقرار می‌کند.ارتباط گیرنده با تگ،شامل عملیاتی همچون،لیست موجودی،فیلتر کردن(برای جستجوی تگ‌های مشخص) و نوشتن برای تگ‌ها می‌باشد.

گیرنده‌ها یک آنتن ثابت برای گرفتن اطلاعات از تگ‌ها دارند.سپس اطلاعات را برای پردازش به کامپیوتر می‌فرستند.همانند تگ‌های RFID تعداد متنوعی گیرنده در سایزها و مشخصات مختلف وجود دارد.گیرنده‌ها قابلیت فیکس شدن در کارخانه یا فروشگاه را دارند،همچنین بعضی از آنها می‌توانند به موبایل وصل شوند.

گیرنده‌های RFID دو نوع متداول از آنتن را شامل می‌شوند:

  1. آنتن‌های خطی:گیرنده‌هایی که آنتن خطی دارند،توانایی خواندن تگ در بردهای بالا را دارند،در حالی که نسبت به زاویه و مکان تگ حساسیت بالایی نیز دارند.
  2. آنتن‌های دایره‌ای:گیرنده‌هایی که آنتن دایره‌ای دارند،برخلاف آنتن‌های خطی حساسیت کمتری نسبت به زاویه و مکان تگ دارند،ولی در مقایسه با آنتن‌های خطی برد کوتاهتری دارند.

باید براساس مورد استفاده و شرایط موجود گیرنده مناسب را انتخاب کرد.معیارهایی همچون فاصله بین گیرنده و تگ برای انتخاب درست گیرنده مهم می‌باشد.بر این اساس نیز گیرنده‌ها به دو نوع برد نزدیک و برد بلند نیز تقسیم می‌شوند.در کاربردهای برد نزدیک،فاصله بین تگ و گیرنده باید کمتر از 30 سانتی متر باشد تا تگ و گیرنده بتوانند اطلاعات را رد و بدل کنند.در گیرنده‌های برد نزدیک میزان دی الکتریک‌هایی (درصد عایق) همچون آب یا فلز بر روی خواندن تگ تاثیر چندانی ندارد.

گیرنده‌هایی برد بلند،گیرنده‌هایی هستند که فاصله تگ و گیرنده بیشتر از 30 سانتی متر و تا چند ده متر می‌تواند باشد.در این نوع گیرنده‌ها به دلیل اینکه از امواج الکترومغناطیس استفاده می‌شود،وجود عایق ممکن است ارتباط بین تگ و گیرنده را دچار مشکل کند.