RFID چیست و چگونه کار می کند؟

309

صف های طولانی در هایپر مارکت ها و فروشگاه های بزرگ یکی از معضلات بزرگیست که برای هر فرد در تجربه خریدش پیش آمده. به زودی، وقتی که بارکدهای محصول با تگ های هوشمند (که به آن ها تگ های RFID هم گفته می شود) جایگزین شوند، این مشکل حل خواهد شد. تگ های RFID ( آر اف آی دی )  بارکدهای هوشمندی هستند که می توانند با سیستم های شبکه ای ارتباط برقرار کنند.

با تگ های RFID وقتی به فروشگاه های بزرگ و شلوغ رفته و خرید انجام داده اید و برای حساب کردن به نزدیک درب خروجی رفته اید، دیگر نیازی نیست هر محصول را جدا جدا به متصدی فروش بدهید تا بارکد آن را اسکن کند،

در عوض این تگ های RFID با یک دستگاه خوانش الکترونیکی ارتباط برقرار کرده و از این طریق تمامی خریدهایی که انجام داده اید به راحتی و به سرعت شناسایی می شوند. این دستگاه خوانش به یک شبکه بزرگ وصل می شود که اطلاعات محصولات شما را به فروشنده و تولیدکنندگان محصول ارسال می کند. در این حالت برای بانک شما پیغام ارسال می شود و میزان مبلغ خریدهای شما از حسابتان کسر می شود، نه صفی وجود خواهد داشت، نه انتظاری!

تگ های RFID ، تکنولوژی ای که زمانی فقط به ردیابی های خاص محدود می شد، الان در حال ردیابی همه نوع محصول در تمام دنیاست. بسیاری از تولیدکنندگان از این تگ ها برای ردیابی محل محصول از زمانی که تولید می شوند تا زمانی که در قفسه های فروشگاه برای فروش قرار می گیرند، استفاده می کنند.

rfid1
خارج از محدوده فروش کالا، تگ های RFID در حال ردیابی وسایل نقلیه، مسافران خط های هوایی، بیماران آلزایمری و حیوانات خانگی هستند. به زودی، تگ های RFID حتی می توانند این که شما بین کره بادام زمینی کم چرب و خامه ای کدام را ترجریح می دهید را هم ردیابی کنند. برخی منتقدان می گویند که تکنولوژی RFID در حال حاضر خیلی در زندگی های ما نفوذ کرده است و بر روی آن تاثیر می گذارد.

در این مقاله و مقاله های بعدی با انواع تگ های RFID و این که چگونه در کل مسیر زنجیره فروش ردیابی می شوند،آشنا خواهید شد. ما همچنین نگاهی به کارکردهای غیرتجاری تگ های RFID خواهیم انداخت و بررسی می کنیم که چگونه در مراکز دولتی و امنیتی مورد استفاده قرار می گیرند. در آخر مواردی که منتقدان نسبت به عملکرد تگ های RFID در زمینه حیوانات، انسان ها و جامعه مطرح می کنند را بررسی خواهیم کرد.

با سایت الکتروپای همراه باشید.

RFID
تقریبا هر چیزی که از فروشنده ها می خرید یک بارکد UPC دارد که بر روی آن پرینت شده است. این بارکدها به فروشندگان و تولیدکنندگان کمک می کند تا به راحتی محصولات را فهرست کنند. این بارکدها اطلاعات ارزشمندی در زمینه کمیت محصولاتی که فروخته شده اند را در اختیار فروشندگان و تولیدکنندگان محصول می گذارند. این کدها به عنوان اثرانگشت محصول شناخته می شوند.

معایب استفاده از بار کد

بارکدها در اوایل دهه 1970 به وجود آمدند و البته معایبی هم دارند:

  •  به منظور ایجاد لیست محصول، کمپانی ها باید هر بارکد روی هر محصول به صورت جداگانه اسکن شوند.
  •  بارکد ها را فقط میتوان خواند ، به این معنی که بعد از ایجاد نمی توان هیچ اطلاعاتی را به انها اضافه کرد.

مزیت های RFID نسبت به بارکد

تگ های RFID نسبت به بارکدها این مزیت را دارند که :

  • هم قابلیت خوانش و هم قابلیت ارسال اطلاعات دارند.
  • داده هایی که روی تگ های RFID ذخیره می شوند، می توانند تغییر پیدا کنند، به روز و یا حتی قفل شوند.
  • از طریق این تگ ها، فروشگاه ها می توانند رصد کنند که محصولشان چه زمانی از انبار خارج می شود، چه زمانی در قفسه فروشگاه ها چیده می شود و چه زمانی به فروش می رسد.

rfid
تگ های RFID در آینده نزدیک به کلی جای بارکدها را خواهند گرفت. در حال حاضر هنوز خیلی از فروشگاه ها هستند که از بارکد اسکنرها استفاده می کنند اما هر چه زمان جلوتر می رود ، محصولات بیشتری را خواهیم دید که با RFID نشانه گذاری می شوند. در حقیقت جهان به سمت حرکت به سوی استفاده از RFID در پرداخت ها مخصوصا در کارت های اعتباری و تلفن های هوشمند است که البته در مقاله های بعدی به آن می پردازیم.

علاوه بر فروش کالا، تگ های RFID به تلفن های کارتی و گذرگاه های مترو در سامانه های حمل و نقل هم اضافه شده اند.
شما آیا اعتماد می کنید که سابقه پزشکی تان را در یک تگ RFID ذخیره کنید؟ آدرس منزلتان را چی؟

اولین RFID

RFID تقریبا از سال 1970 معرفی شده است اما تا به همین حالا هم برای این که در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار بگیرد، فناوری گرانی است. در اصل تگ های RFID برای ردیابی کردن موارد بزرگ مثل گاوها، ماشین هایی که از ریل راه آهن رد می شوند و بار مسافران هواپیما که مسافت های طولانی را طی می کنند مورد استفاده قرار می گرفتند. این تگ های اصلی که به آن ها inductively coupled RFID tags گفته می شود سیستم های پیچیده ای متشکل از کویل فلزی، آنتن و شیشه هستند.

سیستم RFID

تگ های Capacitively coupled بعدها در جهت پایین آوردن هزینه تولید شدند. این ها تگ هایی بودند که کاملا قابل عرضه بودند و روی کالاهای ارزان تر نصب می شدند و به نوعی مثل بارکدها مورد استفاده جهانی قرار گرفتند. در این تگ ها به جای کویل فلزی و به منظور انتقال داده از جوهر کربن رسانا استفاده شده است. جوهر بر روی برچسب های کاغذی چاپ می شد و توسط دستگاه های خوانش خوانده می شد. تگ های آر اف آی دی BiStatix موتورولا یکی از پیشگامان در این زمینه بوده است. آن ها از یک چیپ سیلیکونی که فقط 3 میلی متر عرض داشت و 96 بیت اطلاعات ذخیره می کرد، استفاده کردند. این تکنولوژی توسط خرده فروشان مورد استقبال قرار نگرفت و BiStatix در سال 2001 به کلی تعطیل شد.

 آر اف آی دی capacitively tags
نوآوری های جدیدتر در صنعت RFID شامل تگ های آر اف آی دی فعال، نیمه فعال و پسیو بودند. این تگ ها می توانستند تا 2 کیلوبایت داده در خود ذخیره کنند و از یک میکروچیپ، آنتن و در صورتی که اکتیو یا نیمه پسیو بودند، یک باتری تشکیل شده بودند. اجزای تگ با پلاستیک، سیلیکون یا گاهی اوقات شیشه در کنار هم قرار گرفته بودند.

اگر بخواهیم به صورت پایه ای به موضوع نگاه بکنیم، تگ ها همه در واقع یک کار را انجام می دهند:

 داده ای که در یک تگ آر اف آی دی ذخیره شده است، قرار است خوانده شود.
 آنتن تگ، انرژی الکترومغناطیس را از آنتن خواننده آر اف آی دی می گیرد.
 آن ها انرژی مورد نیاز خود را یا از باتری می گیرند و یا آن را از میدان الکترومغناطیسی دستگاه خوانش دریافت می کنند، تگ امواج رادیویی را به دستگاه خوانش پس می فرستد.
 دستگاه خوانش امواج رادیویی فرستاده شده از طریق تگ را دریافت می کند و فرکانس ها را به داده های معنی دار تفسیر و ترجمه می کند.

تگ های آر اف آی دی Inductively and Capacitively coupled امروزه زیاد مورد استفاده قرار نمی گیرند، چرا که گران و بزرگ هستند.

تگ های RFID فعال ، نیمه فعال و غیر فعال 

تگ های RFID فعال و غیر فعال 

تگ های آر اف آی دی فعال، نیمه پسیو و پسیو در حال معرفی کردن هر چه بیشتر تکنولوژی آر اف آی دی در دنیای امروز ما هستند.

تگهای فعال و نیمه فعال

تگ های آر اف آی دی فعال و نیمه فعال از باتری های داخلی برای تقویت مدارهای خود استفاده می کنند. یک تگ اکتیو در واقع از باتری خود برای فرستادن امواج رادیویی به دستگاه خوانش استفاده می کند، در حالی تگ های نیمه فعال برای تامین انرژی مورد نیازش به خود دستگاه خوانش وابسته است. از آن جایی که این تگ های نیمه فعال سخت افزار بیشتری نسبت به تگ های آر اف آی دی پسیو دارند، گران تر هم هستند.

تگ های نیمه فعال و فعال برای اقلام گران قیمت که از فواصل طولانی تر خوانده می شوند، مورد استفاده قرار می گیرند. این تگ ها فرکانس های بالا از 850 تا 950 مگاهرتز را ساطع می کنند که می توانند از فاصله 100 پا (حدود 30.5 سانتی متر) یا حتی کمی بیشتر خوانده شوند. اگر نیاز باشد که این تگ ها از فاصله دورتری خوانده شوند، باتری ها اضافه می تواند دامنه خوانش تگ را حتی تا 100 متر افزایش بدهد.

مثل دیگر دستگاه های بیسیم، تگ های آر اف آی دی بر مبنای نسبتی از طیف های الکترومغناطیس کار می کنند. فرکانس دقیق متغیر است و می تواند جوری انتخاب شود که با دیگر دستگاه های الکترونیکی تداخل ایجاد نکند. سیستم های آر اف آی دی از یک سیستم سلولی به نام Time Division Multiple Access (TDMA) هم استفاده می کنند تا ارتباط بیسیم به درستی صورت بگیرد.

تگ های پسیو آر اف آی دی

تگ های پسیو آر اف آی دی به طول کلی از دستگاه خوانش (reader) به عنوان منبع تغذیه استفاده می کنند. این تگ ها از فاصله تقریبا 20 پا (6 سانتی متری) خوانده می شوند. این تگ ها هزینه تولید پایین تری دارند که به این معناست که می توان از این تگ ها برای کالاهای ارزان قیمت تر استفاده کرد. در حالی که روی یک خودرو تگ آر اف آی دی اکتیو نصب می شود، روی یک بطری شامپو از تگ پسیو استفاده خواهد شد.

تگ های پسیو آر اف آی دی

ذخیره سازی داده در تگ های RFID

فاکتور دیگری که بر روی قیمت این تگ ها تاثیرگذار است، مبحث میزان ذخیره سازی داده است. سه نوع ذخیره سازی داده وجود دارد:

    • قابل خواندن/ نوشتن
    • فقط قابل خواندن (read only)
    • WORM (یکبار نوشتن، چندبار قابل خواندن)

 

به تگ های قابل خواندن/ نوشتن می تواند داده اضافه شود و یا حتی از آن ها رونویسی شود. تگ های فقط قابل خواندن این قابلیت را ندارند- آن ها فقط دربردارنده داده هایی هستند که در زمان تولید در آن ها ذخیره شده است. تگ های WORM می توانند داده های اضافه داشته باشند (مثل شماره سریال های اضافی) ولی نمی شود از آن ها رونویسی کرد.

بیشتر تگ های آر اف آی دی بین 7 تا 20 سنت ارزش دارند. تگ های اکتیو و نیمه پسیو گران تر هستند. تولیدکنندگان آر اف آی دی بر اساس دامنه تشخیص، نوع ذخیره سازی و کیفیت این تگ ها روی آن ها قیمت گذاری می کنند. هدف صنعت آر اف آی دی این است که هزینه تگ های آر اف آی دی پسیو را پایین بیاورد.

pasted graphic انواع تگ های RFID

یک سناریوی واقعی آر اف آی دی

زمانی که صنعت RFID قادر باشد قیمت تگ ها را کاهش دهد، آن وقت شاهد شبکه ای از بسته های هوشمند خواهیم بود که هر محصولی در هر مرحله از چرخه فروش قابل ردیابی خواهد بود. قفسه های فروشگاه ها پر از محصولاتی خواهد شد که با برچسب های هوشمندی علامت گذاری شده اند که مسیر آن ها از لحظه خرید تا به سطل آشغال افتادن را نشان می دهد. خود قفسه ها به صورت بیسیم با شبکه ارتباط برقرار می کنند. این تگ ها در این شبکه بزرگ ردیابی محصولات، فقط یک بخش کوچک خواهند بود.

ریدرهای آر اف آِ دی – RFID Reader

دو بخش دیگر در این شبکه دستگاه های خوانش که با تگ ها و اینترنت ارتباط برقرار می کنند هستند که خطوط ارتباطی شبکه را تشکیل می دهند.

بیایید نگاهی به یک سناریوی واقعی در مورد این سیستم بیندازیم:

• در یک فروشگاه، شما یک جعبه شیر می خرید. جعبه های شیر دارای تگ های آر اف آی دی ای هستند که اطلاعات مربوط به تاریخ انقضا و قیمت شیر بر روی آن ها ثبت شده است. وقتی شما شیر را از قفسه بر می دارید، قفسه تاریخ انقضا و قیمت آن را به شما نشان می دهد و یا این اطلاعات را به دستگاه تلفن همراه شما می فرستد.

• وقتی که شما از مغازه خارج می شوید، از درهایی رد خواهید شد که در آن ها دستگاه های خوانش تگ آر اف آی دی تعبیه شده اند. این دستگاه لیست هزینه محصولات خریداری شده را لیست می کند و صورتحساب آن را به بانک شما ارسال می کند و مبلغ این صورتحساب از حساب بانکی شما کسر خواهد شد. در این حالت تولیدکنندگان محصول هم متوجه خواهند شد که شما محصولات آن ها را خریداری کرده اید.

• وقتی که به منزل می رسید، شما شیرهایی که خریداری کرده اید را داخل یخچال می گذارید که از قضا آن هم مجهز به دستگاه خوانش آر اف آی دی است. این یخچال هوشمند قادر به شناسایی و ردیابی تمامی مواردی است که داخل آن جای گرفته اند، این یخچال این قابلیت را دارد که نوع غذاهایی که بیشتر مصرف می کنید و این که یخچال را هر چند وقت یکبار پر و خالی می کنید را بررسی کند و به شما اطلاع می دهد که شیر و دیگر مواد غذایی داخل یخچال چه زمانی منقضی و فاسد می شوند.

• محصولات حتی زمانی که داخل سطل آشغال هم افتاده می شوند، ردیابی می شوند. در این نقطه، یخچال می تواند شیر را به لیست خرید شما اضافه کند.

• بر اساس محصولاتی که شما خریداری می کنید، فروشگاهی که از آن خریداری می کنید با خصوصیات بارز شما در خرید آشنا می شود (تعداد دفعات خرید در ماه، فواصل بین خرید و این که بیشتر چه محصولاتی را خریداری می کنید و..) و به جای این که یک نشریه عمومی برای شما بفرستد، می تواند تبلیغاتیی ویژه برای شخص شما ایجاد و ارسال کند. اگر شما بچه کوچک در منزل دارید، فروشگاه می تواند برای بازاریابی کوپن های تخفیف مثلا برای بطری های آبمیوه ارسال کند.

rfid سیستم
به این منظور که این سیستم به درستی کار بکند، هر محصول باید یه شماره محصول منحصر به فرد داشته باشد.. مرکز شناسایی خودکار دانشگاه MIT در حال کار کردن بر روی معرفی کننده کد محصول الکترونیکی (EPC) است که بتواند جایگزین UPC شود. هر برچسب هوشمند شامل 96 بیت اطلاعات شامل تولیدکننده محصول، نام محصول و یک شماره سریال 40 بیتی است. با استفاده از این سیستم، یک برچسب هوشمند، با شبکه ای به نام Object Naming Service (ONS) ارتباط برقرار می کند. این پایگاه داده می تواند اطلاعات مربوط به یک محصول را بازیابی کند و یا اینکه این اطلاعات را مستقیما به سیستم های کامپیوتری تولیدکنندگان ارسال کند.

اطلاعات ذخیره شده بر روی برچسب های هوشمند بر روی Product Markup Language (PML) رونویسی میشوند که مبنای آن eXtensible Markup Language (XML) است. PML به همه کامپیوترها این اجازه را می دهد که با هر کامپیوتری ارتباط برقرا کند، همان طور که وب سرورها زبان Hyper Text Markup Language (زبان رایج برای ایجاد صفحات وب) را می خوانند.
ما هنوز به این جا نرسیده ایم، اما تگ های آر اف آی دی بیشتر از آن چه که فکرش را بکنید در زندگی های ما وارد شده اند. Wal-Mart و Best Buy دو تا از بزرگترین فروشنده هایی هستند که برای کارهای انبارداری و فروش از تگ های RFID استفاده می کنند.

سیستم های اتوماسیون که به آن ها ایجنت های نرم افزاری هوشمند گفته می شود تمام داده هایی که به تگ های آر اف آی دی وارد یا خارج می شود را مدیریت می کند.
بازار خرده فروشی ایالات متحده در حال پیاده سازی گسترده فناوری آر اف آی دی در زمینه سیستم های پرداخت با استفاده از سیستم Near Field Communication است. این ها کارت های اعتباری آینده خواهند بود.

تگ های RFID

4.0
01

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.