سيستم های RFID از فناوری مبادله اطلاعات بی سيم برای شناسايی انحصاری اشياء ، انسان و حيوانات استفاده می نمايند . توانمندی این گونه سیستم ها مديون بکارگیری سه عنصر اساسی زیر است .
-
تگ ( که به آن فرستنده خودکار و يا Transponder نیز گفته می شود ) ، شامل يک تراشه نيمه هادی، يک آنتن و در برخی موارد یک باطری است .
بررسی کننده ( که به آن کدخوان و يا دستگاه نوشتن و خواندن نيز گفته می شود )، شامل یک آنتن ، يک ماژول الکترونيکی RF و يک ماژول کنترلی است . -
کنترل کننده ( که به آن هاست نيز گفته می شود ) ، اغلب یک کامپيوتر شخصی و یا ایستگاه کاری است که بر روی آن بانک اطلاعاتی و نرم افزار کنترلی اجراء شده است .
شکل ۱ ، اجزاء اصلی یک سيستم RFID را نشان می دهد .
شکل ۱ : اجزاء یک سيستم RFID
مبادله اطلاعات بین تگ و بررسی کننده از طریق امواج راديويی انجام می شود . زمانی که يک شی حاوی تگ RFID به محدوده خواندن يک بررسی کننده وارد می شود ، بررسی کننده با ارسال يک سيگنال به تگ اعلام می نماید که داده ذخيره شده در خود را ارسال نمايد . تگ ها قادر به ذخيره اطلاعات مختلفی در خصوص یک شی می باشند . ذخيره شماره سریال ، شماره قطعه و یا دستورالعمل های پيکربندی نمونه هايی در این زمينه می باشد .
بررسی کننده پس از دریافت داده ذخيره شده در تگ ، اطلاعات مربوطه را از طریق یک رابط شبکه ای استاندارد نظیر یک رابط اترنت شبکه محلی و یا حتی اینترنت برای کنترل کننده ارسال می نماید . در ادامه ، امکان استفاده از اطلاعات دريافتی برای کنترل کننده در زمينه های مختلفی فراهم می گردد . به عنوان نمونه ، کنترل کننده می تواند از داده دريافتی برای بهنگام سازی موجودی یک کالا در بانک اطلاعاتی و یا تغيير مسیر يک شی بر روی یک سيستم تسمه نقاله استفاده نماید .
يک سيستم RFID می تواند شامل بررسی کننده های متعددی باشد که در محدوده يک ساختمان انبار و یا خطوط مونتاژ توزيع 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 بيش از یک تگ بطور همزمان ارتباط برقرار نماید . با توجه به وضعیت فعلی فناوری RFID ، امکان مبادله ۱۰۰۰ تگ در هر ثانیه بطور همزمان با دقتی معادل ۹۸ % وجود دارد .
تگ های RFID را می توان به هر چيزی متصل نمود از یک کفه بارگیری گرفته تا يک نوزاد و یا يک جعبه موجود در قفسه یک فروشگاه .
در ادامه با تگ ها و انواع آن بيشتر آشنا می شويم .
تگ های RFID
وظيفه اوليه يک تگ RFID ، ذخيره داده و ارسال آن به يک بررسی کننده است . در ساده ترين حالت ، يک تگ شامل يک تراشه الکترونيکی و يک آنتن است که در يک بسته در کنار يکديگر قرار می گيرند . تراشه موجود در تگ های RFID از حافظه ای با قابلیت فقط خواندنی و یا خواندنی / نوشتنی به منظور ذخيره و بازیابی داده و در برخی موارد تغيير داده استفاده می نماید . در برخی تگ ها ممکن است از یک باطری نیز استفاده شود ( وجه تمایز تگ های فعال و غيرفعال ) .
در شکل ۲ ، اجزاء اصلی یک تگ RFID نشان داده شده است .
شکل ۲ : اجزاء اصلی یک تگ RFID
تگ های فعال در مقابل تگ های غیرفعال
تگ های فعال به آن دسته از تگ های RFID اطلاق می شود که بر روی برد اصلی آنان يک باطری نصب شده باشد .در زمانی که لازم است تگ RFID داده ذخيره شده در خود را برای بررسی کننده ارسال نمايد ، از این منبع برای کسب توان لازم جهت انتقال داده استفاده می گردد ( مشابه نقش باطری موجود در تلفن های همراه ) . بدين دليل ، تگ های فعال قادر به برقراری ارتباط با بررسی کننده هايی می باشند که دارای قدرت کمتری می باشند و می توانند اطلاعات را تا محدوده بيشتری نیز ارسال نمایند ( به عنوان نمونه ده ها متر) . علاوه بر این ، تگ های فعال عموما" دارای حافظه های زیادی نیز می باشند ( به عنوان نمونه تا ۱۲۸ کيلوبایت ) .
تگ های فعال در مقام مقايسه نسبت به تگ های غیرفعال بزرگتر بوده و از پيچيدگی بيشتری نیز برخوردارند . همین موضوع باعث شده است که هزينه توليد آنان بالا باشد . عمر مفيد باطری موجود در تگ های فعال ، دو تا هفت سال پيش بينی می گردد .
تگ های غيرفعال ، دارای منبع تغذيه ای بر روی برد نمی باشد و قدرت خود برای ارسال داده را از سيگنال ارسالی بررسی کننده می گيرند . اين وضعيت باعث می شود که اندازه تگ ها کوچک تر شده و هزينه های توليد نيز کاهش يابد .علاوه بر این ، تگ های غيرفعال محدوده کمتری را نسبت به تگ های فعال پوشش می دهند ( به عنوان نمونه چندین متر ) . با توجه به این که تگ های غيرفعال توان لازم جهت ارسال داده را از بررسی کننده خود می گيرند ، این نوع بررسی کننده ها لازم است دارای توان مناسبی باشند . تگ های غيرفعال دارای حافظه بمراتب کمتری نسبت به تگ های فعال می باشند ( در حد چندین کیلو بایت ) .
برخی از تگ های غيرفعال ، ممکن است دارای باطری از قبل تعبیه شده ای بر روی برد اصلی خود باشند که از آن برای کمک در ارسال سيگنال های راديويی استفاده نمی گردد و کاربرد آن صرفا" فعال کردن مدارات الکترونيکی بر روی برد است .
به عنوان نمونه ، يک توليد کننده مواد غذايی ممکن است تگ های RFID مجهز به حسگرهای حرارتی را در سکوهای حمل بار نصب نماید تا بتواند حرارت محصولات را در حین حمل و نقل کنترل نماید. پس از افزایش درجه حرارت یک محصول خاص به یک سطح مشخص ، مشخصات آن توسط حسگر بطور اتوماتيک بر روی تگ ثبت می گردد . در ادامه و در زمان توزيع و يا فروش کالا ، از اطلاعات موجود در تگ به منظور بررسی صحت فرآیند حمل و نقل و انبارداری استفاده می گردد . این نوع حسگرهای جانبی ممکن است نیازمند یک باطری بر روی برد اصلی خود باشند تا بتوانند در زمان حمل و نقل و یا انبارداری وظايف خود را به درستی انجام دهند .
تگ های هوشمند ( با قابلیت خواندن و نوشتن ) در مقابل تگ های فقط خواندنی
یکی دیگر از تفاوت های مهم بین تگ های بکارگرفته شده در سيستم های RFID ، نوع حافظه استفاده شده در آنان است . از دو نوع حافظه فقط خواندنی (RO ) و خواندنی / نوشتنی (RW ) در تگ های RFID استفاده می گردد .
-
حافظه فقط خواندنی ، حافظه ای است که فقط امکان خواندن اطلاعات از آن وجود دارد و نمی توان اطلاعات موجود در آن را تغيير داد . تگ هايی از این نوع همانند کدهای ميله ای می باشند که فقط یک مرتبه برنامه ريزی می گردند( توسط یک توليد کننده ) . این نوع تگ ها معمولا" با حجم اندکی داده نظیر شماره سریال و یا شماره قطعه که به صورت ثابت می باشند ، برنامه ريزی می گردند و می توان آنان را به سادگی با سيستم های موجود کد ميله ای تلفيق کرد.
-
تگ هايی از نوع RW که به آنان تگ های هوشمند نیز گفته می شود ، از انعطاف بالائی برخوردار هستند . در این نوع تگ ها امکان ذخيره حجم بالائی از اطلاعات وجود دارد . تگ های فوق از حافظه هايی با قابلیت آدرس دهی استفاده می نمایند که می توان به سادگی با آدرس دهی مناسب ، محتويات موجود در هر مکان حافظه را تغيير داد . اطلاعات موجود در تگ های RW را می توان به دفعات پاک و مجددا" نوشت ( هزاران مرتبه ) . همانند نوشتن و پاک کردن اطلاعات بر روی یک فلاپی ديسک .
با توجه به ويژگی مهم این گونه تگ ها ، می توان آنان را به منزله بانک های اطلاعاتی سیار در نظر گرفت که اطلاعات پويا و مهمی توسط آنان حمل می گردد ( بر خلاف وضعيتی که داده ها بطور متمرکز بر روی کنترل کنننده ذخیره شده است ) . با توجه به کاهش هزينه تولید این گونه تگ ها در ساليان اخير و کاربرد گسترده آنان ، استفاده از سیستم های RFID همچنان روندی رو به رشد را با سرعت بالا طی می نماید.
علاوه بر دو نوع حافظه اشاره شده ، گونه های ديگری از حافظه ها در تگ های RFID استفاده می گردد که بد نيست به آنان نيز اشاره ای داشته باشیم .
-
حافظه هايی با ويژگی يک مرتبه نوشتن و چندين مرتبه خواندن ( WORM برگرفته شده از write-once-read-many ) : این نوع حافظه ها همانند حافظه های فقط خواندنی می باشند که با حجم اندکی از اطلاعات ثابت برنامه ریزی می شوند و امکان تغيير اطلاعات موجود برای يک مرتبه در اختيار کاربر گذاشته می شود ( نظیر CD-ROM ) . از این نوع حافظه ها می توان در خطوط مونتاژ و برای ثبت تاریخ و یا مکان توليد( پس از تکميل فرآیند توليد ) استفاده کرد .
-
استفاده همزمان از دو نوع حافظه فقط خواندنی و خواندنی / نوشتنی. برخی از تگ های RFID با توجه به نوع کاربری ممکن است از دو نوع حافظه فقط خواندنی و خواندنی / نوشتنی بطور همزمان استفاده نمایند که هر یک دارای جایگاه مختص به خود می باشند .
اندازه و شکل تگ ها
تگ های RFID می توانند در ابعاد و اشکال مختلف ارائه شوند . با توجه به این که تراشه و آنتن بکارگرفته شده در یک تگ RFID بسیار کوچک ساخته می شود ، امکان استفاده از تگ های RFID به هر شکل و اندازه ای وجود خواهد داشت ( نظیر گلوله های پلاستيکی کوچکی که همانند یک گوشواره به گوش حيوانات متصل می شوند).
اندازه و شکل يک تگ RFID به نوع کاربری آن بستگی خواهد داشت . برخی از تگ ها می بايست بگونه ای ساخته شوند که در مقابل عواملی نظیر حرارت بالا ، رطوبت و مواد شيميايی مقاوم باشند . برخی دیگر می بايست بگونه ای ساخته شوند که ارزان قیمت و مصرفی باشند نظیر برچسب های هوشمند . برچسب های هوشمند صرفا" یک نمونه از تگ های هوشمند می باشند .
در شکل ۳ ، چند نمونه تگ RFID نشان داده شده است .
شکل ۳ : چند نمونه تگ RFID