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
در ادامه با بررسی کننده و کنترل کننده بيشتر آشنا می شويم .
بررسی کننده RFID
بررسی کننده RFID را می توان به منزله کامپيوترهای کوچکی در نظر گرفت که از سه بخش اساسی زیر تشکیل می گردد :
-
یک آنتن
-
یک ماژول الکترونیک RF که مسئول برقراری ارتباط با تگ RFID است .
-
يک ماژول کنترل کننده الکترونيکی که مسئولیت ارتباط با کنترل کننده را برعهده دارد .
يک بررسی کننده RFID به عنوان یک پل بین تگ RFID و کنترل کننده عمل می نماید و دارای وظایف زیر است :
-
خواندن محتویات داده یک تگ RFID
-
نوشتن داده در تگ ( در خصوص تگ های هوشمند )
-
رله و یا باز انتشار داده برای کنترل کننده و بالعکس
-
تامین انرژی مورد نیاز تگ ( در خصوص تگ های غیرفعال )
علاوه بر انجام عملیات فوق ، بررسی کننده های پيچيده تر RFID قادر به انجام سه عملیات مهم دیگر نیز می باشند .
-
مقابله با تصادم : حصول اطمینان از ارتباطات همزمان با چندين تگ
-
تائيد تگ ها : پيشگيری از سوء استفاده احتمالی و دستیابی غيرمجاز به سیستم
-
رمزنگاری : حصول اطمينان از يکپارچگی داده
در شکل ۲ ، چندين نمونه بررسی کننده ( کدخوان ) RFID نشان داده شده است .
شکل ۲ : چندین نمونه دستگاه بررسی کننده ( کدخوان ) RFID
مقابله با تصادم
هدف از پیاده سازی الگوريتم های ضد تصادمی، حصول اطمینان از توانائی بررسی کننده جهت برقراری ارتباط همزمان با چندين تگ می باشد .
فرض کنید در محدوده تحت پوشش یک بررسی کننده صدها تگ وجود داشته باشد و تمامی آنان بخواهند در یک لحظه اطلاعات خود را ارسال نمایند . بديهی است به منظور پيشگيری از بروز تصادم ، می بایست ازالگوريتم هائی خاص استفاده گردد .
برای پياده سازی الگوریتم های ضد تصادمی در بررسی کننده ها از سه روش مختلف استفاده می گردد :
-
سه بعدی
-
فرکانسی
-
زمانی
از تمامی روش های اشاره شده به منظور برقراری یک سلسله مراتب و یا سنجش تصادفی و با هدف پيشگيری از بروز تصادم در زمان ارسال اطلاعات استفاده می گردد .
تائيد تگ ها
در سيستم هائی که نیازمند یک سطح خاص از امنیت می باشند ، بررسی کننده می بايست با استفاده از مکانیزم هائی خاص ، هويت کاربران سيستم را تائيد نمايد . در چنين سيستم هائی فرآيند تائيد کاربران در دو سطح و یا لایه مجزا پياده سازی می گردد . بخشی از فرآیند بر روی کنترل کننده و بخش ديگر ، بر روی بررسی کننده انجام می شود .
برای تائيد کاربران از دو روش عمده استفاده می گردد .
-
متقارن
-
مشتق از کلید
در روش های فوق ، یک تگ RFID یک کد کلید را در اختيار بررسی کننده قرار می دهد تا در ادامه در اختیار یک الگوریتم گذاشته شود .در صورت تائيد ( بر اساس خروجی الگوريتم ) ، امکان ارسال داده در اختيار تگ RFID گذاشته می شود .
رمزنگاری و رمزگشائی داده
رمزنگاری داده یکی دیگر از اقدامات امنيتی است که می بایست به منظور پيشگيری از تهاجم خارجی به سیستم ، پياده سازی گردد . به منظور حفاظت از يکپارچگی داده ارسالی و پيشگيری از رهگيری و استراق سمع داده از رمزنگاری استفاده می گردد . بررسی کننده رمزنگاری و رمزگشائی را پیاده سازی می نماید .
مکان استقرار و اندازه بررسی کننده
در سيستم های RFID ، لازم نيست که تگ ها در معرض ديد دستگاه های کد خوان قرار بگیرند ( بر خلاف سیستم های کد میله ای ) . مهمترین مزیت ويژگی فوق ، آزادی عمل طراحان برای اتخاذ تصمیم در خصوص مکان استقرار بررسی کننده است . برخی از بررسی کننده ها را می توان بطور ثابت به درب ها متصل نمود ، برخی دیگر را می توان از سقف آویزان کرد و در بررسی کننده های کوچکتر قابل حمل دستی ، این امکان در اختيار کاربر گذاشته می شود تا با استقرار در یک مکان راه دور ، اقدام به خواندن اطلاعات نماید ( در مکان هائی که امکان نصب بررسی کننده ثابت وجود ندارد ) .
در اغلب موارد می توان اینگونه دستگاه های بررسی کننده قابل حمل را به کامپيوتر به صورت بی سیم و یا باسیم متصل نمود .
کنترل کننده RFID
کنترل کننده های RFID به منزله مغز متفکر یک سیستم RFID عمل می نمایند. از این دستگاه ها به منظور اتصال شبکه ای چندین بررسی کننده و تمرکز در پردازش اطلاعات استفاده می گردد . کنترل کننده در هر شبکه ، اغلب یک کامپيوتر شخصی و یا یک ایستگاه کاری است که بر روی آن بانک اطلاعاتی و یا سیستم نرم افزاری اجراء شده است ( و یا شبکه ای از این ماشین ها ).
کنترل کننده بر اساس اطلاعات دريافتی قادر به انجام عمليات مختلفی با توجه به نوع سيستم RFID می باشد :
-
نگهداری و بهنگام سازی موجودی کالا و اعلام اتوماتیک به واحد تدارکات ( در مواردی که موجودی یک کالا از سقف تعيين شده کاهش پيدا می نماید ) .
-
رديابی جابجائی اشیاء در یک سیستم و حتی تغییر مسیر آنان ( نظیر سیستم تسمه نقاله در یک برنامه صنعتی )
-
بررسی هويت و اعطاء مجوزها
-
به روز رسانی حساب کاربران
-
و …
در شکل ۳ یک سیستم RFID به همراه اجزا اصلی آن در يک محيط عملیاتی نشان داده شده است .
شکل ۳ : یک سیستم RFID به همراه اجزا اصلی آن در يک محيط عملیاتی