RFID چیست و چه کاربردی دارد؟

 کلمه RFID مخفف Radio Frequency Identification و به معنی شناسایی از طریق امواج رادیویی است که در واقع یک سامانه شناسایی بی‌سیم قادر به تبادل داده‌ها به‌ وسیله برقراری اطلاعات بین یک Reader (بازخوان یا تگخوان) و یک Tag (شناسه یا تگ) که به یک کالا، شی، کارت و… متصل شده‌است می‌باشد. به عبارت دیگر سامانه‌های RFID از سیگنال‌های الکترونیکی و الکترومغناطیسی برای خواندن و نوشتن داده‌ها بدون تماس بهره می‌گیرد.

RFID چیست ؟         

فناوری RFID یکی از روش‌های نوین شناسایی خودکار و جمع‌آوری الکترونیکی داده‌هاست که طی آن تجهیزات خواه سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری قادر به خواندن و تشخیص داده‌ها بدون دخالت نیروی انسانی هستند که بارکدها، کدهای دو بعدی، سیستم‌های انگشت نگاری و سیستم شناسایی با استفاده از قرنیه چشم و صدا نیز از جمله این راهکارها می‌باشند.

امروزه توسط فروشگاه‌های زنجیره‌ای بزرگی چون «وال مارت» و «مک دونالد» و نیز سازمان‌های مهمی چون “وزارت دفاع ایالت متحده آمریکا” استفاده شده و امتحان خود را به خوبی پس داده‌است.

آشنایی با  RFID

فرض کنید که وارد یک فروشگاه بزرگ شده‌اید و اقلام مورد نیاز خود را داخل چرخ دستی قرار داده‌اید. صندوق دار با استفاده از بارکد باید تک تک اقلام داخل سبد را برداشته و اطلاعات آن را توسط بارکدخوان (Barcode Reader) یکی یکی به داخل رایانه وارد کند تا فاکتور اقلام انتخابی شما صادر گردد.

بسیاری از اوقات بدلیل آنکه تعداد کالاهای خریداری شده بسیار زیاد می‌باشند؛ صف‌های طولانی‌ای در فروشگاه‌های زنجیره‌ای تشکیل می‌شود. گاهی اوقات نیز مخدوش شدن علائم بارکد، از خواندن اطلاعات جلوگیری می‌کند، که این خود موجب مشکلات بیشتری می‌شود.

با این فناوری جدید یعنی RFID شما سبد کالای خود را برمی‌دارید و بدون اینکه مجبور به ایستادن در صف های طولانی شوید و یا حتی بدون اینکه مجبور باشید اقلام خریداری شده را به صندوقدار یا نگهبان نشان دهید، از در خارج می‌شوید.

چرا؟ چون شناسه روی کالا دیگر بارکد نیست بلکه از نوع RFID است و خودش با فرستان علائم رادیویی کلیه اطلاعات جاری خود از قبیل کدکالا، تعداد، قیمت، وزن، … را به کامپیوترهای موجود در درب های خروجی مخابره می‌کند.             

این شناسه‌ها دارای دو بخش تراشه و آنتن هستند و دارای عملکرد بسیار ساده‌ای می‌باشند؛ تراشه اطلاعات را از طریق آنتن منتشر می‌کند و حسگرهایی که در اطراف قرار دارند، این اطلاعات را دریافت می‌کنند.

از جمله مهمترین محاسن این کاربرد کاهش سرقت یا دزدی و محاسبه سریعتر تعداد کالاهای موجود در انبار بدون نیاز و کمک به نیروهای انسانی است.

تگ‌ها وسیله شناسایی متصل شده به کالایی است که ما می‌خواهیم آن را رد یابی کنیم و تگخوان‌ها وسایلی هستند که حضور تگ‌ها را در محیط تشخیص داده و اطلاعات ذخیره شده در آنها را بازیابی می‌کنند.

با توجه به اینکه این سیستم‌ها بر مبنای تغییرات امواج مغناطیسی و یا فرکانس‌های رادیویی کار می‌کنند، جهت تقویت سیگنال‌های موجود در محیط گاهی اوقات از آنتن (تقویت کننده سیگنال) نیز استفاده می‌شود.

تجهیزات مورد نیاز جهت استفاده از فن آوری RFID

بطور کلی فناوری RFID از تجهیزات ذیل جهت خود استفاده می‌کند:

• تگ یا شناسه
• تگخوان
• آنتن
• نرم‌افزار مدیریت اطلاعات

تگ یا شناسه RFID

همانطور که گفته شد تگ‌ها وسیله شناسایی متصل شده به کالا، شئ، فردی هستند که ما می‌خواهیم آنرا رد یابی کنیم. اما اینکه هر یک از کالاها دارای اشکال و ظواهر گوناگون و نیز دارای محیط‌های فیزیکی گوناگونی است، این ضرورت را ایجاب می‌کند تا شناسه تگ‌ها را با توجه به ویژگی‌های فیزیکی (ظاهری شان) دسته‌بندی کنیم.

بطور کلی بعضی از ویژگی‌های ظاهری تگ‌ها بصورت زیر می‌باشد:

1. تگ‌هایی که دارای کفه پلاستیکی از جنس PVC می‌باشند و معمولاً در وسط آنها یک سوراخ دیده می‌شود که بسیار با دوام بوده و می‌توان از آنها بارها و بارها استفاده کرد.
2. تگ‌هایی که شبیه کارتهای اعتباری هستند ومعمولاً به آنها کارتهای هوشمند بدون تماس (Contactless Smart Cards)  گفته می‌شود.
3. تگ‌هایی که بصورت لایه‌های کاغذی بر روی شناسه ساخته می‌شوند که به آنها شناسه‌های هوشمند (Smart Labels) گفته می‌شود.
4. تگ‌هایی که در محیطهای قابل فرسایش (مثلاً آب یا مایع) به خوبی کار می‌کنند. اینگونه Tagها در کپسولهای شیشه‌ای قرار دارند.
5. تگ‌های کوچکی که در داخل اشیاء عمومی مثل لباس، ساعت، دستبند و… کارگذاشته می‌شود. اغلب ممکن است به شکل یک کلید یا دسته کلید به‌نظر برسند.

در صورتیکه بخواهیم تگ‌ها را با در نظر گرفتن منبع انرژی تامین کننده‌شان دسته بندی کنیم به ۴ دسته اصلی تقسیم بندی می‌شوند:

1. تگ‌های غیر فعال Passive Tags : که انرژی و برق مورد نیاز خود را از تگخوان بوسیله یکسری از روش‌های تراگسیل بدست می‌آورند.
2. تگ‌های فعال Active Tags : که انرژی مورد نیازشان توسط یک باتری داخلی تامین می‌کنند و جهت برقراری ارتباط دارای یک پردازنده، یک حافظه و حسگر می‌باشند.
3. تگ‌های نیمه غیرفعال Semi-Passive Tags : که علاوه بر استفاده از باتری داخلی، می‌توانند از انرژی منتقل شده توسط تگخوان نیزبهره‌مند شوند.
4. تگ‌های دوطرفه Two-Way Tags : که علاوه براستفاده از باتری داخلی، می‌توانند بدون کمک گرفتن از تگخوان دیگر اقسام هم شکل خود را نیز شناسایی کرده و با آن‌ها به گفتگو بپردازند.برچسب های RFID در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. برای مثال، می توان یک برچسب RFID را به یک خودرو در حال ساخت متصل کرد تا بتوان مراحل پیشرفت ساخت آن را در خط تولید ردیابی کرد. دارو های با برچسب RFID را می توان در انبار های مختلف ردیابی کرد و استفاده از میکروچیپ های RFID در داخل بدن دام ها و حیوانات خانگی، می‌تواند در پیدا کردن آن ها به ما کمک کند.با توجه به این که برچسب های RFID را می توان پول نقد، پوشاک و سایر اموال متصل کرد و یا آن ها در داخل بدن حیوانات و انسان ها جاسازی کرد، احتمال خوانده شدن اطلاعات شخصی بدون رضایت شخص، باعث افزایش نگرانی های جدی در زمینه حریم خصوصی شده است. این نگرانی ها باعث شده تا استاندارد های مشخصی برای رفع مسائل امنیتی و حریم خصوصی ایجاد شوند. استاندارد های ISO/IEC 18000 و  ISO/IEC 29167 از روش های رمزنگاری روی چیپ به منظور غیرقابل ردیابی بودن، اصالت سنجی برچسب و بازخوان و رعایت حریم شخصی در جریان انتقال اطلاعات استفاده می کنند. استاندارد  ISO/IEC 20248 ساختار امضای دیجیتالی را برای بارکد ها و RFID ها تعریف کرده که موجب تایید اعتبار داده، منبع داده و روش بازخوانی می شود. این کار در استاندارد ISO/IEC JTC 1/SC 31 و در زیرگروه روش های تشخیص و دریافت خودکار داده ها انجام گرفته است. از برچسب ها می توان در فروشگاه ها نیز به منظور تسریع حساب کردن اجناس و همچنین جلوگیری از سرقت توسط مشتریان یا کارمندان استفاده کرد.در سال 2014، بازار RFID جهانی ارزشی معادل 89/8 میلیارد دلار داشت که نسبت به 77/7 میلیارد دلار در سال 2013 و 96/6 میلیارد دلار در سال 2012 افزایش یافته بود. این ارقام شامل برچسب ها، بازخوان ها و نرم افزار ها و خدمات ارائه شده برای کارت های RFID، لیبل ها و اشکال دیگر این تکنولوژی است. انتظار می رود تا ارزش این بازار تا سال 2026 به 68/18 میلیارد دلار برسد.

تگخوان Reader

قبلاً اشاره شد که تگخوان‌ها وسایل الکترونیکی هستند که حضور تگ‌ها را در محیط تشخیص داده و اطلاعات ذخیره شده در آنها را بازیابی می‌کنند.

سه دسته عمده تگخوان‌ها بصورت زیر است:

1. مدل ثابت  Fixed Type
2. مدل دستی  Handheld Type
3. مدل کارت  PC Card Type

مزایای استفاده از فن آوری RFID

1. کاهش هزینه‌ها (کاهش فعالیت‌های دستی و افزایش سرعت)
2. اتوماسیون (بدون توقف)
3. کاهش خطا
4. کنترل فرآیندهای غیرقابل رویت
5. امکان به روز رسانی بر چسب‌ها بدون دخالت دست
6. امنیت
7. یکپارچگی

معایب استفاده از فن آوری RFID

1. نبود استاندارد معتبر که موجب عدم توسعه آن شده ولی تدوین استاندارد در امریکا شروع شده‌است.
2. هزینه راه‌اندازی این سیستم در مقایسه با سیستم‌های دیگر بیشتر است.
3. ممکن است با سایر فرکانس‌ها و فلزات تداخل ایجاد کند.
4. عدم شناسایی در محیط‌های مایع و حایل‌های فلزی در بعضی از برچسب‌ها
5. تجاوز به حریم خصوصی افراد (می توان به طور غیرمحسوس حریم خصوصی افراد را کنترل کرد)

فرکانس های مورد استفاده در فن آوری RFID