Rfid چيست ؟

صولاً به هر سيستمی كه قادر به خواندن و تشخيص اطلاعات افراد يا كالاها باشد سيستم شناسايی يا Identification System گفته ميشود.
بطور كلی شناسايی خودكار و نگهداری داده ها (AIDC) روشی است كه طی آن تجهيزات خواه سخت افزای يا نرم افزاری قادر به خواندن و تشخيص داده ها بدون كمك گرفتن از يك فرد هستند.
باركدها، كدهای دو بعدی، سيستم های انگشت نگاری ، سيستم شناسايی با استفاده از فركانس راديويی، سيستم شناسايی با استفاده از قرنيه چشم و صدا و ... از جمله اين راهكارها در اين مقال ميباشند. يكی از جديد ترين مباحث مورد توجه دانشمندان جهت شناسايی افراد يا كالاها استفاده از سيستم شناسايی با استفاده از فركانس راديويی يا RFID ميباشد.
RFID كه مخفف سه واژه Radio Frequency Identification است؛ امروزه توسط فروشگاه های زنجيره ای بزرگی چون "وال مارت" و "مک دونالد" و نيز سازمانهای مهمی چون "وزارت دفاع ايالت متحده آمريكا" استفاده شده و امتحان خود را به خوبی پس داده است.

RFID چيست ؟

تصور كنيد كه وارد يك فروشگاه زنجيره ای شده ايد و اقلام مورد نياز خود را داخل چرخ دستی (trolley) قرارداده ايد. صندوق دار با استفاده از بار كد ميبايستی كه تك تك اقلام داخل سبد را برداشته و اطلاعات آن را توسط باركد خوان (Barcode Reader) يكی يكی به داخل رايانه وارد كند تا فاكتور اقلام انتخابی شما صادر گردد. بسياري از اوقات بدليل آنكه تعداد كالاهای خريداری شده بسيار زياد ميباشند؛ صفهای طولانی ای در فروشگاه های زنجيره ای تشكيل ميشود.تازه ، گاهي اوقات نيز مخدوش شدن علائم بار كد، از خواندن اطلاعات جلوگيری ميكند ، كه اين خود موجب مشكلات بيشتری ميشود.
با اين فن آوری جديد يعنی RFID شما سبد كالای خود را برميداريد و بدون اينكه مجبور به ايستادن در صفهای طولانی شويد و يا حتي بدون اينكه مجبور باشيد اقلام خريداری شده را به صندوقدار يا نگهبان نشان دهيد، از در خارج ميشويد.
چرا؟ چون برچسب روي كالا ديگر باركد (Barcode) نيست بلكه از نوع RFID ميباشد و خودش با فرستان علائم راديويي كليه اطلاعات جاری خود از قبيل تعداد، قيمت، وزن، ... را به كامپيوترهای موجود در درهای خروجی مخابره ميكند.
اين برچسبها داراي دو بخش تراشه و آنتن هستند و داراي عملكرد بسيار ساده ای می باشند؛ تراشه اطلاعات را از طريق آنتن منتشر ميكند و حسگرهايی در اطراف قرار دارند ،اين اطلاعات را دريافت ميكنند.
از جمله مهمترين محاسن آن كاهش سرقت يا دزدی و محاسبه سريعتر تعداد كالاهای موجود در انبار بدون نياز و كمك به نيروهای انسانی است.
اما تنها اشكال اين فن آوری گران بودن آن است، اگر چه روزگاری ميرسد كه تمامي اشياء و كالاها اين برچسب ها را مثل باركد خواهند داشت.
بطور كلي RFID يا سيستم شناسايی با استفاده از فركانس راديويی سامانه ی شناسايی بی سيمی است كه قادر به تبادل داده ها بوسيله برقراری اطلاعات بين يك Tag كه به يك كالا ، شئ يا .. متصل شده است و يك بازخوان (Reader) می باشد.
اصولاً سامانه های RFID از سيگنالهای الكترونيكی و الكترو مغاطيسی برای خواندن و نوشتن داده ها بدون تماس بهره گيری می كنند.
Tag ها وسيله شناسايی متصل شده به كالايی است كه ما ميخواهيم آن را رد يابی كنيم وبازخوان ها (Reader) ها وسايلي هستند كه حضور برچسب ها را در محيط تشخيص داده و اطلاعات ذخيره شده در آنها را بازيابی ميكنند.
با توجه به اينكه اين سيستمها بر مبناي تغييرات امواج مغناطيسی و يا فركانس های راديويی كار ميكنند، جهت تقويت سيگنالهای موجود در محيط گاهي اوقات از آنتن (تقويت كننده سيگنال) نيز استفاده ميشود.


تجهيزات مورد نياز

بطور كلي فن آوري RFID از تجهيزات ذيل جهت پياده سازی بهيه خود كمك ميگيرد:
1. انواع برچسب Tag
2. انواع خواننده بر چسب Reader
3. انواع نويسنده اطلاعات Printer
4. آنتن- تقويت كننده سيگنال
5. نرم افزار مديريت اطلاعات
6. بانك اطلاعاتي، ساختار شبكه اطلاعاتي


TAG چيست؟

همانطور كه گفته شد Tag ها وسيله شناسايی متصل شده به كالا، شئ، فردی هستند كه ما ميخواهيم آنرا رد يابی كنيم.
اما اينكه هر يك از كالاها دارای اشكال و ظواهر گوناگون و نيز دارای محيطهای فيزيكی گوناگونی است، اين ضرورت را ايجاب ميكند تا Tag ها را با توجه به ويژگيهاي فيزيكي (ظاهريشان) دسته بندي كنيم.
بطور كلي بعضي از ويژگيهای ظاهری Tagها بصورت زير ميباشد:
الف- Tag هايی كه دارای كفه پلاستيكی از جنس PVC ميباشند و معمولاً در وسط آنها يك سوراخ ديده ميشود كه بسيار با دوام بوده و ميتوان از آنها بارها و بارها استفاده كرد.
ب- Tag هايی كه شبيه كارتهای اعتباری هستند ومعمولاً به آنها كارتهای هوشمند بدون تمـاس (Contact less Smart Cards) گفته ميشود.
ج- Tag هايی كه بصورت لايه های كاغذی بر روی برچسب ساخته ميشوند كه به آنها برچسب های هوشمند (Smart Labels) گفته ميشود.
د- Tag هايی كه در محيطهای قابل فرسايش (مثلاً آب يا مايع) به خوبی كار ميكنند. اينگونه Tag ها در كپسولهای شيشه ای قرار دارند.
ه- Tag های كوچك كه در داخل اشياء عمومی مثل لباس، ساعت، دستبند و .... كارگذاشته ميشود. اغلب ممكن است به شكل يك كليه يا دسته کليد بنظر برسند.
در صورتيكه بخواهيم Tag ها را با در نظر گرفتن منبع انرژی تامين كننده شان دسته بندی كنيم به 4 دسته اصلی تقسيم بندی می شوند:
1.Tag های غير فعال Passive Tags
که انرژی و برق مورد نياز خود را از Reader ها بوسيله يکسری از روش های تراگسيل بدست می آورند.
2.Tag های فعال Active Tags
كه انرژی مورد نيازشان توسط يك باطری داخلی و جهت برقراری ارتباط دارای يك پردازنده، يك
حافظه و حسگر می باشند.
3.Tag هايی نيمه غير فعال Semi-Passive Tags
كه علاوه بر استفاده از باطری داخلی شان، ميتوانند از انرژی منتقل شده توسط Readerها نيزبهره
مند شوند.

4.Tag هاي دو طرفه Two way Tags
كه علاوه براستفاده از باطری داخلی شان ميتوانند بدون كمك گرفتن از Readerها ديگر اقسام هم شكل خود را نيز شناسايی كرده و با آنها به گفتگو بپردازند.


Readerچيست؟

قبلاً اشاره شد كه Reader ها وسايل الكترونيكي هستند كه حضور Tag ها را در محيط تشخيص داده و اطلاعات ذخيره شده در آنها را بازيابی ميكنند.
سه دسته عمده Reader ها بصورت:
1.مدل ثابت Fixed Type
2.مدل دستي Hand held Type
3.مدل كارت PC Card Type


مزايای استفاده از فن آوری RFID

مزايا استفاده از اين تكنولوژی به شرح ذيل ميباشد:
1.كاهش هزينه ها (كاهش فعاليت های دستی و افزايش سرعت)
2.اتوماسيون (بدون توقف)
3.كاهش خطا
4.كنترل فرايندهای غير قابل رويت
5.امكان به روز رسانی بر چسب ها بدون دخالت دست
6.امنيت
7.يكپارچگی

كاربری در RFID

- مديريت بار مسافران :
شناسايي و كنترل بار و اثاثيه مسافران با استفاده از فركانسهای راديويی RFID

در دسامبر سال 2004 همايشی با شركت اعضاء ياتا و با هدف زمينه سازی كاربردی IT در شركتهای هواپيمايی در خاور ميانه برگزار گرديد كه البته عمده توجه خود را بر تسهيل امور صنعت هواپيمايی معطوف نمود. پروژه سوم تائيد شده در اين مجمع با عنوان شناسايی و كنترل بار و اثاثيه مسافران با استفاده از فركانسهای راديويی RFID به اعضاء معرفی گرديد.
پروژه سوم، شناسايي و كنترل بار و اثاثيه مسافران با استفاده از مهمترين بخشهای بررسی شده درباره اين پروژه در ذيل ارائه شده است:
هدف از بكارگيری فركانسهای راديويی جهت شناسايی و كنترل بار و اثاثيه مسافران، ترويج و توسعه فناوری RFID به منظور بهبود مديريت و سازماندهی فرآيندهای مختلف اداره بار نظير جداسازی، دسته بندی و حمل و نقل اثاثيه مسافران و جلوگيری از خسارات احتمالی يا مفقود شدن اين محموله ها می باشد.
در عين حال بكارگيري سيستم RFID موجب كاهش هزينه های شركتهای هواپيمايی و ارتقاء سطح خدمات ارائه شده به مشتريان ميگردد.
اما منظور از برچسب های شناسايی و كنترل با فناوری RFID چيست؟
اين برچسبها در شكلهای استانداردی ارائه ميگردند و يك تراشه كه توانايی شناسايی فركانس های راديويی را دارا ميباشد، داخل اين برچسب ها جا سازی گرديده است.
در عين حال اين تراشه ها ظرفيت ذخيره داده های جديدتر را نيز دارا ميباشند. استفاده از RFID در مديريت بار مسافران سبب كاهش خسارات احتمالی يا فقدان بار و اثاثيه مسافران ميگردد و در عين حال فرودگاهها، سيستمهای سريعتر و ارزانتری را در مديريت و سازماندهی هندلينگ بار در اختيار خواهند داشت. از سوی ديگر هزينه های شركتهای هواپيمايی در امور هندلينگ بار نيز به ميزان قابل توجهی كاهش پيدا ميكند و در عين حال امنيت محموله ها و اثاثيه مسافران ارتقاء و زمان مورد نياز برای انجام امور شناسايی و كنترل بار و اثاثيه به حداقل خواهد رسيد.

مراحل طرح اجرايی RFID برای كنترل و شناسايی اثاثيه مسافران از سوی ايكائو بشرح ذيل ميباشد:
1.تشخيص و تعيين فرودگاههای مورد نظر و بررسی شبكه های ورودی، خروجی و عبوری
2.مديريت و سازماندهی ذينفعان و همكاران اجرای طرح، شامل شركتهای هواپيمايی، فرودگاهها و شركت های هندلينگ بار
3.ارزيابی و تخمين هزينه های نصب و راه اندازی كامل سيستم
4.ارائه مدل اقتصادی مناسب برنامه ريزی برای تامين منابع مالی مورد نياز به گونه ای كه منافع تمامی همكاران و ذينفعان اجرای طرح در نظر گرفته شود.
اين سيستم به راحتی با چسباندن Tag بر روی بار مسافران و قراردادن يك سری آنتن و در نهايت Reader در اطراف ونيز قفسه های نگهداری بار مسافران به راحتی قابل اجرا ميباشد.

- مديريت دام و گوشت

شايد به جرات بتوان گفت كه يكی از قديميترين كاربردهای استفاده از فن آوری RFID در رديابی و كنترل حركت حيوانات اهلی مخصوصاً گاوهای شيرده بوده است. امروزه بصورت يك جريان كاملاً متداول، حيوانات همزی و اهلی بوسيله كپسولهای قابل تزريق و يا Tag هايی که به گوش حيوانات متصل می شود؛ به اين فن آوری مجهز می شوند.
اين Tag ها به جهت شناسايی حيوانات اهلی گم شده، مرتب كردن، مراقبت كردن و نگهداری پيشينه درمانی حيوانات اهلی بكار برده ميشود.
البته اين فن آوری درسالهای اخير در صنايع كشاورزی و دارويی كاربرد وسيعی پيدا كرده است. اطلاعات مربوط به حيوانات اهلی، مواد غذايی و دارويی در مواقع بحرانی برای سلامتی جوامع بشری بسيار مفيد ميتواند باشد.

- كنترل ورود و خروج وسايط نقليه

يكي ديگر از كاربردهای بسيار شايع استفاده از فن آوری RFID كنترل ورود و خروج وسايط نقليه در محلهايی است كه امنيت ورود و خروج ماشينها بسيار مهم و ضروری بنظر ميرسد.
اين سيستم با چسباندن يك Tag برروی وسيله نقليه و قراردادن كليه اطلاعات مربوط به اين وسيله در حافظه آن امكان پذير ميشود.
قبل از رسيدن وسيله نقليه به درب ورودی يا خروجی ؛ ماشين از محلی كه در آن يك آنتن جهت دريافت اطلاعات Tag چسبيده شده بر روی وسيله نقليه وجود دارد؛ عبور ميكند. دستگاه Reader اطلاعات موجود بر روی Tag را از آنتن بازخوانی ميكند و در صورتی كه اطلاعات موجود بر روی Tag نشانگر مجوز ورود يا خروج باشد، گيت ورودی يا خروجی باز ميشود.
در صورتی كه هيچ گونه برچسبی بر روی ماشين وجود نداشته باشد و يا در صورتيكه اطلاعات موجود بر روی Tag نشانگر مجوز عدم خروج يا ورود باشد، افراد امنيتی مستقر در محل درب ورودی يا خروجی گيت جهت بارزسی وسيله نقليه اقدام ميكند.

- مديريت كتابخانه ها و كتاب ها

ازجمله كاربردهای جالب فن آوری RFID كاربرد وسيع آن در كتابخانه های بزرگ ميباشد.
با چسباندن يك Tag (كه كليه مشخصات كتاب در آن ذخيره سازی شده است) بر روی كتاب و قراردادن يكسری از آنتن ها و Reader ها در محل كتابخانه ميتوان از مزايای ذيل بهره جست:
الف- جلوگيری از سرقت کتاب های موجود
ب- اجرای سيستم خودكار بازگشت و حتی خروج كتابها از كتابخانه
ج- پيگيری و كنترل چيدمان صحيح كتابها در قفسه های مربوط به خودشان

- كاربرد فن آوری RFID در مباحث پزشكی

فن آوری RFID در مباحث پزشكی كاربردهای بسيار گسترده ای دارد. اين فن آوری بسيار جالب از هنگام ورود بيمار توسط يك دستبند كه كليه اطلاعات بيمار در آن قرار ميگيرد در يك بيمارستان مجهز آغاز ميشود.
ثبت و يا ذخيره سازی اطلاعات بيمار از قبيل نام و آدرس، تاريخ پذيرش و بستری و نيز نوع بيماری ،پزشك معالج ،نوع عمل جراحی و .... در پايين آوردن اشتباهات و خسارات جبران ناپذير در بيمارستان نقش حياتی دارد.
همچنين فرارو يادزديده شدن بيمار از بيمارستان با همين فن آوری تقريباً غير ممكن بنظر می رسيد.
جلوگيری ازجابجا شدن اطفالی كه تازه بدنيا آمده اند از جمله كابردهای بسيار حساس اين فن آوری ميباشد. همچنين در محل های نگهداری دارو، با چسباندن برچسب داروها ميتوان از ميزان مصرف، تاريخ مصرف داروها به راحتی باخبر شد.

حمايت شركت مايکروسافت

در اين بين خبرگزاريهای IT در سراسر دنيا خبر از حمايت (پشتيبانی) شركت مايكروسافت از اين فن آوری را ميدهند.
مايكروسافت بعد از ماهها تاخير، نسخه هاي جديد محصولات طراحی نرم افزار خود را عرضه كرد. شركت مايكروسافت اعلام كرد:
در طول نيم سال اول 2006 نرم افزارهايی را مخصوص برنامه ريزی و كنترل داده های حاصل از دستگاه های RFID عرضه خواهد كرد.
اين نرم افزار ها به سيستم عامل Windows Server اين امكان را ميدهد كه داده ها را از دستگاه های RFID جمع آوری و پردازش كنند.
ديگر برنامه های Microsoft كه شامل BizTalk و پايگاه داده ها SQL SERVER است ؛قادر خواهند بود داده های مربوط به فن آوری RFID را ذخيره سازی كنند.
البته مايكروسافت BizTalk 2006 را كه قادر است داده ها را به درون نرم افزار های OFFICE قراردهد، در سه ماه اول 2006 عرضه خواهد كرد.

--------------------------------
Glover, Bill,"RFID Essentials", O'Reilly, '01', (2006)-
Omron, "RFID General Catalogue", '06', (2003)-
Finkenzeller , Klaus , "RFID Handbook" ,John Wiley&Sons ,2003-
- کاشانی ، امير ، " مروری بر فن آوری RFID "