RFID چیست؟ آشنایی با تکنولوژی RFID

رشد و پیشرفت تکنولوژی در دنیای امروز با سرعتی شگرف در حال انجام است و هر روز شاهد تغییرات چشمگیر در این حوزه هستیم. این تحولات و به‌روز شدن تکنولوژی در سراسر جهان به‌گونه‌ای است که افراد نیز برای بهره‌مندی از خدمات مختلف، ترجیح می‌دهند از تکنولوژی‌های نوین و به‌روز استفاده کنند. یکی از کارآمدترین تکنولوژی‌هایی که امروزه در طراحی سیستم‌های مختلف صنایع، به‌ویژه در سیستم‌های حضور و غیاب پرسنل، به‌کار می‌رود، تکنولوژی RFID است.
RFID مخفف عبارت Radio Frequency Identification به معنی شناسایی از طریق امواج رادیویی است.

این سامانه یک سیستم بی‌سیم است که قادر است اطلاعات را میان یک تگ (Tag) متصل به کالا یا کارت و یک بازخوان (Reader) منتقل کند. به‌طور کلی، این تکنولوژی از سیگنال‌های الکترومغناطیسی و الکترونیکی برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. عملکرد برجسته این سیستم باعث شده تا از آن در صنایع مختلف و طراحی سیستم‌های مختلف استفاده شود.

تصور کنید که بدون نیاز به اسکن بارکد یا کارت زدن، بتوانید به سرعت موجودی انبار خود را بررسی کنید یا ورود و خروج کارکنان را مدیریت کنید. این تنها بخشی از قابلیت‌های شگفت‌انگیز RFID است. در این مقاله، قصد داریم به بررسی دقیق‌تر این فناوری، کاربردهای متنوع آن و مزایای استفاده از آن در کسب‌وکارها بپردازیم.
با ما همراه باشید تا با RFID بیشتر آشنا شوید.

تکنولوژی RFID چیست؟ 

برای آشنایی بهتر با عملکرد تکنولوژی RFID، لازم است ابتدا با سیستم‌های شناسایی آشنا شوید. به طور کلی، به تمامی سیستم‌هایی که قادر به تشخیص یا خواندن اطلاعات کالاها یا افراد هستند، سیستم شناسایی (Identification System) گفته می‌شود. علاوه بر این، سیستم شناسایی خودکار و نگهداری از داده‌ها (AIDC) روشی است که در آن نرم‌افزارها یا سخت‌افزارها مسئول خواندن و تشخیص اطلاعات بدون نیاز به دخالت انسان می‌باشند. تکنولوژی RFID نیز برای خواندن اطلاعات و داده‌های مختلفی که روی کالاها درج می‌شود، از سیگنال‌های الکترومغناطیسی و الکترونیکی استفاده می‌کند.

عملکرد اصلی این تکنولوژی از طریق امواج رادیویی و با هدف حذف نیاز به دخالت انسان انجام می‌شود. اهمیت این موضوع به دلیل افزایش سرعت و دقت در خواندن و تشخیص اطلاعات و انتقال داده‌ها بدون خطا و بدون نیاز به انسان است. امروزه در صنایع مختلف، اطلاعات و داده‌های بسیاری بین واحدهای مختلف سازمان منتقل می‌شود. همچنین، همان‌طور که مشاهده کرده‌اید، این تکنولوژی در فروشگاه‌های زنجیره‌ای برای شناسایی و کنترل ورود و خروج کالاها و محصولات به‌طور گسترده استفاده می‌شود.

تاریخچه تکنولوژی RFID

• دهه 1970 – آغاز ایده و تحقیقات اولیه:
  تحقیقات بر روی سیستم شناسایی با فرکانس رادیویی از اوایل دهه 1970 شروع شد. در سال 1972، Kryofsky و Kaplan مقاله‌ای درباره ساختار فرستنده-گیرنده با کوپل القایی منتشر کردند. در این مرحله، سیستم‌ها برای انتقال انرژی و سیگنال از سیم‌پیچی‌های جداگانه استفاده می‌کردند.

• سال 1979 – نقطه عطف سخت‌افزاری:
  Beigel یک راهکار جدید برای سخت‌افزار RFID ارائه داد که شامل دو آنتن بود. همان سال، فناوری RFID برای ردیابی حیوانات مورد استفاده قرار گرفت و توانایی شناسایی و ذخیره اطلاعات بدون تماس مستقیم را نشان داد.

• دهه 1980 – توسعه کاربردها:
  در سال 1987، ایالات متحده آمریکا از RFID برای شناسایی خودروها و پرداخت عوارض بزرگراهی بهره برد. این فناوری به مرور برای مدیریت ترافیک و امنیت وسایل نقلیه توسعه یافت.

• دهه 1990 – استانداردسازی و گسترش:
  فناوری RFID به تدریج در زنجیره تأمین، کنترل موجودی و ردیابی کالاها به کار گرفته شد. در این دوره، پیشرفت در ریزپردازنده‌ها و میکروچیپ‌ها باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش کیفیت پیاده‌سازی شد.

• دهه 2000 – کاربردهای نظامی و صنعتی پیشرفته:
  بیشترین توجه رسانه‌ای به کاربرد RFID در جنگ عراق بود، جایی که از آن برای ردیابی کانتینرها و تجهیزات نظامی استفاده شد. هم‌زمان، صنایع مختلف مانند خرده‌فروشی، پزشکی و لجستیک نیز شروع به استفاده گسترده از RFID کردند.

• دهه 2010 تاکنون – فناوری هوشمند و اینترنت اشیاء (IoT):
  RFID با فناوری‌های IoT، تحلیل داده و سیستم‌های هوشمند انبارداری یکپارچه شد. تگ‌های RFID کم‌مصرف و با برد بلند، قابلیت‌های پیشرفته‌ای مانند ردیابی بلادرنگ، مدیریت موجودی هوشمند و کنترل دسترسی خودکار ارائه می‌دهند.
  امروزه، RFID در خرده‌فروشی هوشمند، لجستیک، سلامت، حمل‌ونقل و حتی پوشاک و تجهیزات ورزشی به‌کار می‌رود و به بخشی از سیستم‌های هوشمند و اتوماسیون صنعتی تبدیل شده است.

تجهیزات تکنولوژی RFID چیست؟ 

برای این که اطلاعات و داده های درج شده روی محصول و امکان انتقال آن به سیستم دیگری فراهم شود، به تجهیزات مختلفی نیاز است که در ادامه به معرفی این تجهیزات می پردازیم:

1) تگ RFID 

یکی از مهم ترین تگ های کاربردی در تکنولوژی آر اف آی دی، تگ آن است. وظیفه این تگ اختصاص دادن هویت منحصر به فرد به عناصر مورد نظر که قصد شناسایی کردن آن را دارید، است. در واقع این عنصر بسته به نوع فعالیت یک سازمان یا یک فروشگاه می توان شخص، دارایی یک سازمان یا یک کالا باشد. هر تگ RFID از یک چیپ الکترونیکی برای ذخیره کردن اطلاعات و ID و یک آنتن برای انتقال دادن و دریافت سیگنال ‌ها تشکیل می شود. هر چسب یا تگ تکنولوژی به دو دسته کلی زیر تقسیم می شود:

تگ فعال (Active): تگ ها (کارت های) فعال دارای منبع تغذیه داخلی هستند و برای تغذیه شدن از هر سیگنالی که پردازنده تولید می کند، استفاده می کنند. یکی از بهترین ویژگی های این تگ این است که در مقایسه با تگ های غیر فعال ، قابل اعتمادتر هستند. چون در آن ها میزان خطای کم تر و برد بیشتر است. در واقع بر اساس میزان توانایی و منبع تعذیه خود نسبت به تگ های غیر فعال میزان نیروی بیشتری را انتقال دهند.

تگ غیرفعال (passive): این نوع تگ ها باتری ندارند و انرژی لازم برای کار کردن و فعال کردن پردازنده و ارسال اطلاعات خود را از سیگنال دریافت می کنند. در واقع این سیگنال نیز انرژی خود را از آنتن Reader دریافت و تامین می کند. روند کار بدین صورت است که ابتدا Reader امواجی را به سمت تگ ارسال کرده و سپس پردازنده با دریافت انرژی این سیگنال بیدار می شود.

سپس دستور دریافتنی که از طرف reader ارسال می شود را پردازش کرده و نتیجه را مجددا به reader مخابره می کند. بنابراین می توان گفت برد مخابراتی در این تگ های غیر فعال، کوتاه و محدود است. چون به طور کلی میزان برد تگ های passive چند سانتی متر تا چند متر است. در این نوع تگ، خواننده تگ می تواند هم فرستنده و هم گیرنده باشد.

تگ نیمه فعال (semi Passive):

تگ نیمه فعال یا Semi-Passive یکی از انواع پرکاربرد تگ‌های RFID است که دارای باتری داخلی می‌باشد. این باتری باعث می‌شود پاسخ‌دهی تگ سریع‌تر باشد و کارت همیشه تغذیه کافی داشته باشد. برخلاف تگ‌های غیرفعال، این نوع تگ برای فعال شدن به سیگنال ریدر وابسته نیست و باتری داخلی انرژی لازم برای تبادل اطلاعات را تأمین می‌کند.

نحوه عملکرد:

• وقتی تگ به ریدر نزدیک می‌شود، فعال می‌شود.

• سپس برای ارسال داده‌ها به ریدر، از انرژی باتری داخلی استفاده می‌کند.

کاربرد:
این نوع تگ برای محیط‌هایی با فلزات زیاد یا سیال بسیار مناسب است و عملکرد پایدارتری دارد.

دسته‌بندی تگ‌های RFID

تگ‌های RFID علاوه بر نوع فعال یا غیرفعال، بر اساس ویژگی‌های مختلف دسته‌بندی می‌شوند:

1. بر اساس شکل ظاهری:

   • تگ لیبلی (Label)

   • تگ کارتی (Card)

   • کارت RFID

   • هارد تگ (Hard Tag)

2. بر اساس فرکانس:

   • LF (Low Frequency)

   • HF (High Frequency)

   • NFC

   • UHF Passive

   • BAP

   • Active

3. بر اساس شرایط محیطی:

   • مقاوم در برابر آب

   • مقاوم در برابر ضربه

   • مقاوم در برابر حرارت

4. بر اساس نوع کاربرد:

   • تگ لباس

   • تگ دام

   • تگ پلمپ

   • تگ خردشونده (برای مدیریت اموال)

   • تگ جواهر

 تگ های کاربردی در فناوری  RFID، بر اساس شکل ظاهری هم به موارد زیر تقسیم می شوند که شناخت آن ها خالی از لطف نیست.

تگ های پلاستیکی و با روکش PVC: این نوع تگ ها به دلیل مقاومت زیادی که در برابر شرایط محیطی دارند، می توان از آن برای استفاده در صنایع مختلف و کاربردهای متفاوت استفاده کرد. علاوه بر این، تگ ها قابلیت استفاده چند باره نیز دارند.

تگ های شبیه به کارت اعتباری: این نوع تگ ها به دلیل شباهتی که به کارت های اعتباری دارند، با نام کارت های هوشمند بدون تماس (contactless smart cards) نیز شناخته می شوند.

تگ های برگه ای: طراحی این نوع تگ ها مانند برگه کاغذ است و با نام شناسه های هوشمند (Smart Labels) شناخته می شوند.

تگ های کوچک: این نوع تگ ها به دلیل ظرافتی و سایز کوچکی که دارند، از آن ها در ابزار و اشیا کوچک مانند لباس، ساعت، دستبند، و … استفاده می شود. طراحی این نوع تگ ها معمولا مانند جا کلیدی است.

تگ‌های مقاوم در برابر محیط‌های فرسایش‌پذیر: این تگ‌ها که در محیط‌های فرسایشی مانند آب قابل استفاده هستند، در داخل کپسول‌های شیشه‌ای نگهداری می‌شوند و از مقاومت و دوام بالایی برخوردارند.

2) تگ خوان

تگ خوان یک وسیله الکترونیکی است که مکان حضور تگ ها را در محیط تشخیص می دهد و می تواند با سرعت زیادی اطلاعاتی که در آن ها ذخیره شده است، را بازیابی و پردازش کند. تگ خوان ها نیز به طور کلی به 3 دسته اصلی و مهم تقسیم می شوند که به شرح زیر است:

• تگ مدل ثابت Fixed Type
• تگ مدل دستی Handheld Type
• تگ مدل کارت PC Card Type

3) آنتن

آنتن می‌تواند امواج رادیویی را در یک محدوده مشخص منتشر کند. علاوه بر این، این قابلیت را دارد که میدان مغناطیسی ایجاد کرده و برای مصارف مختلف، از جمله تأمین انرژی تگ و برقراری ارتباط بین تگ و ریدر، مورد استفاده قرار گیرد.

4) نرم افزار مدیریت اطلاعات

کاربرد و وظیفه اصلی نرم افزار مدیریت اطلاعات در فناوری RFID،  مدیریت و نظارت روی ترددها یا تعریف شناسه های افراد مجاز با استفاده از دستگاه ثبت حضور و غیاب و ساعت حضور غیاب است. بنابراین با استفاده از این نرم افزارها که مختص هر سازمان یا هر کاربرد است، می توان باعث بهبود عملکرد سامانه کنترل تردد شد.

تجهیزات جانبی تکنولوژی RFID  

تجهیزاتی که در قسمت بالا به معرفی آن ها پرداختیم، جز مهم ترین و اصلی ترین تجهیزاتی هستند که به طور معمول از آن ها در صنایع مختلف استفاده می شود. اما برخی از تجهیزات که در ادامه به معرفی آن ها می پردازیم، ممکن است صرفا در برخی از قسمت های اصلی و فرعی تکنولوژی RFID استفاده شود. از جمله تجهیزات جانبی دیگر در این فناوری می توان موارد زیر را نام برد:

کابل: کابل، رابط اصلی برای اتصال اجزای مختلف سیستم RFID است که امکان رد و بدل فرمان‌ها و اتصالات میان اجزا را فراهم می‌کند. این کابل‌ها بر اساس نوع اتصالات، طول و میزان عایق‌بندی به چندین دسته تقسیم می‌شوند و هرکدام از آن‌ها بسته به نیاز، در موارد مختلف به کار گرفته می‌شوند.

نرم افزار: در هر کدام از سیستم های کنترل تردد که در تکنولوژی RFID استفاده می شود، از یک تکنولوژی خاص و منحصر به فرد استفاده می کند. در واقع وجود نرم افزار برای راه اندازی و استفاده از سخت افزار برای کاربردهای مختلف ضروری و لازم است.

اقلام کمکی: RFID برای این که بتواند شروع به کار کند، به اقلام کمکی دیگری نیاز دارد که کاربرد و راه اندازی آن را آسان تر کند. در واقع با استفاده از این اقلام کمکی می تواند قابلیت های جدید را ایجاد کرد یا به کار گرفت.

تکنولوژی RFID چه ویژگی هایی دارد؟

از زمان راه‌اندازی تکنولوژی RFID تاکنون، تحقیقات و بررسی‌های زیادی در مورد آن انجام شده است و امروزه به‌عنوان یکی از برترین و کاربردی‌ترین تکنولوژی‌های جهان شناخته می‌شود. به همین دلیل، می‌توان گفت این فناوری ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که سبب گسترش کاربرد آن در صنایع مختلف شده است. مهم‌ترین ویژگی‌های فناوری RFID به شرح زیر است:

• با توجه به اینکه برچسب‌های این فناوری می‌توانند داده‌های بیشتری را در مدت زمان کوتاه‌تری در حافظه کاربر ذخیره کنند، دسترسی به اطلاعات اضافی باعث کاهش قابل‌توجه زمان خواندن و بازیابی اطلاعات می‌شود.

• فناوری RFID با وجود این که سال هاست مورد بررسی قرار گرفته و روی آن تغییرات زیادی هم اعمال شده، اما یک فناوری بدون محدودیت نیست و هنوز هم نیاز به به روز شدن دارد.
• اکثر برچسب هایی که در حافظه این تکنولوژی ذخیره شده اند، به دلیل حافظه کمی که دارند، فقط برای نگه داری کردن از یک سری شماره شناسایی طراحی می شوند.
• تگ ها یا کارت های این فناوری با استفاده از یک پروتکل امنیتی طراحی و تولید می شوند، بنابراین در صورت لزوم می توان با استفاده از نرم افزارهای مرتبط آن ها را ارتقا داد.
• تگ ها می توانند با استفاده از گذر واژه پس از خواندن اطلاعات در صورت لزوم قفل شوند.

تقسیم بندی انواع سیستم های RFID بر اساس محدوده فرکانسی 

همان طور که در پاراگراف های بالاتر اشاره شد، تکنولوژی RFID دارای تگ ها و اجزای مختلف دیگری هستند که هر کدام یک محدوده فرکانسی خاص خود را دارند که در ادامه به بررسی و معرفی انواع محدوده فرکانسی سیستم های RFID می پردازیم.

سیستم های RFID با محدوده فرکانس پایین (Low Frequency): این نوع سیستم ها در محدوده فرکانس رادیویی بین 300 تا 500 کیلوهرتز کار می کنند. به همین دلیل با نام سیستم RFID  LF (Low Frequency) شناخته می شوند. برد این نوع سیستم ها معمولا کم و در حد سانتی متر است.

سیستم های RFID با محدوده فرکانس بالا (High Frequency): میزان برد این نوع سیستم ها در مقایسه با محدوده فرکانس پایین بیشتر و در حدود 2 متر است. همچنین فرکانس آن ها در محدوده 20 تا 30 مگاهرتز توان و قابلیت دارد. علاوه بر این، به طور کلی از این محدوده فرکانس که دارای فرکانس ١٣/٥٦ مگاهرتز است و با عنوان HF FRID شناخته می شود، در صنایع مختلف استفاده می شود.

سیستم RFID با محدوده فرکانس خیلی بالا (Ultra High Frequency): میزان محدوده فرکانس ٣٠٠ مگاهرتز تا ٩٦٠ مگاهرتز را پوشش می دهد و در این محدوده می تواند کار کند. علاوه بر این، برد این نوع سیستم بیشتر از 8 متر است.

RFID چگونه کار می کند؟

یکی از جذابیت‌های اصلی که باعث افزایش استقبال صنایع و گسترش کاربرد فناوری RFID شده، نحوه عملکرد آن است. در واقع، این فناوری به این صورت عمل می‌کند که تگ‌های RFID داده‌ها را از طریق امواج رادیویی به آنتن و ریدر RFID منتقل می‌کنند. نحوه عملکرد به نوع کاربرد بستگی دارد، به طوری که از تگ‌های غیرفعال، فعال یا نیمه‌فعال برای راه‌اندازی استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال، تگ‌های فعال در این تکنولوژی انرژی را از امواج رادیویی تولید شده توسط آنتن RFID دریافت می‌کنند.

در واقع، این انرژی از طریق آنتن داخلی موجود در تگ به چیپ الکترونیکی آن منتقل شده و باعث فعال‌سازی تراشه می‌شود. پس از فعال شدن تراشه (چیپ الکترونیکی)، سیگنال‌هایی به سمت ریدر RFID ارسال می‌کند و در نتیجه، ریدر از این طریق داده‌های قابل‌خواندن را دریافت می‌کند.

RFID reader در تکنولوژی RFID چیست؟

یکی از مهم‌ترین اجزای تشکیل‌دهنده فناوری RFID، ریدر RFID یا مغز سیستم است. در واقع، از ریدر برای ارسال و دریافت امواج رادیویی به منظور ارتباط با برچسب‌های RFID استفاده می‌شود. ریدرها بر اساس کاربرد خود به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند که به شرح زیر است:

(fixed reader) ریدر ثابت:این نوع ریدر برای کارکرد در یک مکان ثابت، مانند دیوار یا میز، نصب می‌شود و حرکت نمی‌کند. یکی از زیرمجموعه‌های اصلی این نوع ریدر، مدل Embed است. ریدر ثابت معمولاً شامل یک دهانه آنتن اضافی برای اتصال یک آنتن خارجی اختیاری می‌باشد.

(portable reader) ریدر پرتابل: ریدر پرتابل قابل حمل است و به دلیل انعطاف پذیری بالایی که دارد، از آن برای افزایش کاربرد خواندن تگ های RFID استفاده می شود. علاوه بر این، برای افزایش قدرت خواندن توسط تگ های این ریدر، از Gun نیز استفاده می شود. یکی از کاربردهای اصلی این نوع reader این است که از آن برای انبار داری هوشمند استفاده می شود.

علاوه بر این، انواع Reader RFID های کاربردی در تکنولوژی RFID  بر اساس موارد زیر نیز دارای چندین مختلف است که عبارتند از:

• نوع حمل و نقل: ریدر ثابت، ریدر یکپارچه، ریدر قابل حمل (پرتابل)
• نوع قابلیت‌ های مورد نظر برای خواندن اطلاعات: دوربین، موقعیت مکانی یا GPS، امکان خواندن بارکد
• نوع فرکانس : برد بلند، برد متوسط، برد کوتاه
• تعداد پورت آنتن: بدون پورت خارجی، آنتن ۱ پورت، آنتن ۲ پورت، آنتن ۴ پورت، آنتن ۸ پورت، آنتن ۱۶ پورت
• نوع اتصالات: بلوتوث، WIFI، و LAN

بیشتر بخوانید: راهنمای خرید دوربین مداربسته

ویژگی‌ها و امکانات RFID Readerها

یکی از بهترین ویژگی‌های RFID readerها، بسته به نوع دسته‌بندی‌های مختلفی که برای آن‌ها ذکر شده است، تنوع قابلیت‌ها و ویژگی‌های آن‌هاست. بنابراین، ابتدا باید با توجه به نیاز و کاربردهای مختلف در صنایع، این دستگاه‌ها را برنامه‌ریزی و انتخاب کرد. سپس می‌توان شاهد قابلیت‌ها و ویژگی‌های زیر در آن‌ها بود:

1. RFID Readerها فقط قادر به خواندن برخی از برچسب‌های خاص در فناوری RFID هستند.
2. این دستگاه‌ها تنها در زمان‌های مشخصی قابلیت خواندن دارند.
3. بسته به نوع کاربرد، امکان خواندن اطلاعات به‌صورت یک‌بار یا چندین‌بار وجود دارد. برای مثال، برای خواندن اطلاعات انبار و کنترل موجودی، برچسب‌ها یک‌بار خوانده می‌شوند، اما برای بررسی و خواندن اطلاعات خاص، برچسب‌ها چندین‌بار خوانده می‌شوند.

نکات مهم زمان خرید بازخوان RFID

همان طور که در پاراگراف بالا اشاره شد، انواع بازخوان ها (reader RFID)  بر اساس قابلیت ها و ویژگی های مختلفی که دارند، به چندین دسته مختلف تقسیم می شوند. بنابراین در صورتی که قصد خرید بازخوان را دارید، به سوالات زیر پاسخ دهید تا بتوانید خرید صحیح و مناسبی داشته باشید:

• باز خوان را در چه مکانی می خواهیم قرار دهیم؟
• آیا هدف متصل کردن بازخوان به یک شبکه است؟
• شرایط محیطی محلی که می خواهید بازخوان را در آن جا قرار دهید یا از آن استفاده کنید ، چگونه است؟ گرم، سرد، مرطوب یا …
• محدوده بازخوانی مورد نیاز چقدر است؟
• آیا نیاز به خرید بازخوان سیار هم هست؟
• چه نواحی یا نقاطی برای بازخوانی نیاز دارید؟
• بازخوان چه تعداد تگ را در لحظه باید اندازه گیری کند؟
• آیا تگ ها باید سریع باشند یا فرقی ندارد؟ چون تگ مورد نیاز با نوار نقاله یک محصول با تگ مورد نیاز برای مسابقات با هم تفاوت دارند.

انواع فناوری RFID

تکنولوژی RFID برای انتقال داده‌ها از طیف‌های مختلف الکترومغناطیسی استفاده می‌کند که شامل فرکانس پایین (LF)، فرکانس بالا (HF) و فرکانس فرابالا (UHF) می‌شود. مشخصات و کاربرد هر یک از این فرکانس‌ها به شرح زیر است:

1. RFID فرکانس پایین (LF)

• محدوده فرکانس:

  • فرکانس عمومی: 30 تا 300 کیلوهرتز

  • فرکانس اولیه: 134 تا 135 کیلوهرتز

• کاربردها:
  ردیابی حیوانات، کنترل دسترسی، قفل خودرو، کاربردهایی با حجم بالای مایع و فلز.

• مزایا:

  • پشتیبانی از استانداردهای جهانی

  • قابل استفاده در کنار آب و سایر مایعات

• معایب:

  • محدوده قرائت کوتاه

  • حافظه کم

  • نرخ انتقال داده پایین

  • هزینه تولید بالا

2. RFID فرکانس بالا (HF)

• محدوده فرکانس: 13.56 مگاهرتز

• برد خواندن: حدود 30 سانتی‌متر

• کاربردها:
  کتابخانه‌ها، کارت‌های حضور و غیاب، شناسایی شخصی، تراشه‌های بازی، NFC.

• مزایا:

  • پشتیبانی از استانداردهای جهانی

  • حافظه بزرگ‌تر

  • پشتیبانی از پروتکل‌های NFC

• معایب:

  • برد خواندن کوتاه

  • نرخ انتقال داده پایین

3. RFID فرکانس فرابالا (UHF)

• محدوده فرکانس: 300 تا 3000 مگاهرتز

• فرکانس اولیه: 433 مگاهرتز و 860 تا 960 مگاهرتز

• ویژگی‌ها:

  • برد و محدوده خواندن بیشتر

  • انتقال داده سریع‌تر

  • نیاز به مسیر مستقیم بین لیبل و آنتن UHF

انتخاب فرکانس مناسب برای کاربردهای مختلف

• LF و HF: ارزان‌تر، نیاز به برد و قدرت کمتر، مناسب برای نفوذ به مواد غیر فلزی.

• UHF: برد بیشتر، انتقال داده سریع‌تر، نیاز به مسیر مستقیم با آنتن بلند.

• توصیه: برای انتخاب دقیق فرکانس مناسب، مشورت با کارشناس ضروری است.

فرکانس‌های RFID در کشورهای مختلف

• LF: اکثر کشورها از 125 یا 134 کیلوهرتز استفاده می‌کنند. ایران از 125 کیلوهرتز استفاده می‌کند.

• HF: فرکانس 13.56 مگاهرتز رایج است.

• UHF:

  • اروپا: 868 مگاهرتز

  • آمریکا: 915 مگاهرتز

  • ژاپن: 960 مگاهرتز

نکته: در کشورهای مختلف، قدرت آنتن‌ها و ریدرها برای جلوگیری از تداخل و حفاظت از سلامت انسان متفاوت است. برای حل این مشکل، تلاش‌هایی از سوی گروه‌هایی مانند Global Commerce Initiative انجام می‌شود تا فرکانس‌ها و خروجی‌ها هماهنگ شوند. همچنین سازندگان تگ و آنتن، سیستم‌هایی طراحی می‌کنند که با چند فرکانس مختلف کار کنند.

فناوری RFID چه کاربردی در صنایع دارد؟

با توجه به توضیحات گفته شده در مورد فناوری RFID می توان گفت از این فناوری به منظور سهولت در انجام فرایندهای مختلف می توان استفاده کرد. در واقع کاربرد اصلی این تکنولوژی در حوزه‌ های مختلفی از ردیابی موجودی کالا تا مدیریت زنجیره تأمین است. چون امروزه همان طور که می دانید ردیابی کردن و شمارش محصولات و خواندن مشخصات آن ها به صورت دستی و سنتی کار آسانی نیست.

به همین دلیل با به کارگیری این فناوری می توانید شاهد افزایش سرعت و روند بازخوانی اطلاعات و داده های مختلف در کنار یک نرم افزار حضور غیاب پیشرفته باشید. از جمله مهم ترین کاربردهای فناوری RFID می توان موارد زیر را نام برد:

تفاوت بارکد با سیستم RFID چیست؟

برخی از مشتریان زمان خرید و سفارش دستگاه و سیستمی به منظور افزایش سرعت فروش و ثبت اطلاعات خواندنی، تصور می کنند که سیستم RFID با بارکد خوان مشابه است. در صورتی که این گونه نیست. مهم ترین تفاوت این دو به شرح زیر است:

شناسایی خودکار چیست؟

یکی از مهم‌ترین اصطلاحاتی که در تعریف فناوری RFID مطرح می‌شود، شناسایی خودکار است. منظور از شناسایی خودکار، فناوری‌ای است که به ماشین‌ها کمک می‌کند تا افراد، اشیاء و دیگر موارد را شناسایی کنند. عملکرد این فناوری به‌این‌صورت است که به طور خودکار داده‌ها و اطلاعات را جمع‌آوری کرده و آیتم‌های مختلف آن‌ها را شناسایی می‌کند. سپس، بدون نیاز به نیروی انسانی، این اطلاعات به طور مستقیم وارد کامپیوتر می‌شود.

هدف استفاده از سیستم های شناسایی خودکار چیست؟

همان طور که در پاراگراف بالا هم ذکر شد، شناسایی خودکار فرایند جمع آوری اطلاعات و داده ها را به صورت خودکار و اتوماتیک انجام می دهد. بنابراین هدف استفاده از این سیستم ها، افزایش کارایی، کاهش خطاهای ورودی داده ها و کاهش نیاز به استخدام و به کارگیری نیروهای انسانی است.

چرا که این فناوری کمک میکند که از خدمات مختلف امروزهی از جمله خواندن بارکد، کارت های هوشمند، تشخیص صدا، و سایر فناوری های بیومتریک و … شناسایی کاراکترهای نوری و فرکانس های رادیویی (RFID) بتوان استفاده کرد. 

مثالی برای استفاده از فناوری rfid

در بخش نحوه کار تکنولوژی RFID به‌طور مفصل در مورد عملکرد آن صحبت شد. برای مثال، در یک خرده‌فروشی یا فروشگاه، برچسب‌های RFID به لباس‌ها یا سایر محصولات متصل می‌شوند. سپس، هنگام پرداخت هزینه یا ثبت‌کردن محصولات در انبار، انباردار با استفاده از دستگاه PDA دستی RFID اطلاعات قفسه‌های مربوط به شلوارها یا دیگر محصولات را می‌خواند. بنابراین، با توجه به اینکه شماره سریال و کد هر محصول با محصول دیگر متفاوت است، می‌توان بر اساس اطلاعات ذخیره‌شده در تگ RFID بین محصولات مختلف تفاوت قائل شد.

آیا فناوری RFID یک فناوری جدید است؟

به طور کلی می توان گفت خیر. این فناوری از اوایل دهه 1970 میلادی تاکنون وجود داشته، اما به دلیل این که هزینه های آن زیاد و دسترسی به برخی از تجهیزات محدود بوده، در ابتدا از آن صرفا برای برنامه های کاربری و تجاری عملی استفاده می شد. اما نکته حائز اهمیت این است که اگر این تگ های RFID به صورت انبوه و در تعداد بالا تولید شود، هزینه های آن تا حد زیادی کاهش می یابد.

از طرفی می توان با تولید زیاد این تگ ها آن را به عنوان یک جایگزین جدید بارکد، استفاده کرد. یکی از بهترین ویژگی های تگ RFID این است که به جز مواد فلزی، از بسیاری از مواد به خوبی و سریع عبور می کند.

به همین دلیل از آن می توان برای بسته کردن مواد یا درون بسته های پلاستیکی محافظ برای افزایش دوام و امکان استفاده بیشتر، استفاده نمود. برچسب های مجهز شده به میکروچیپ ها می توانند شماره سریال های منحصر به فردی برای هر محصول را که در کل دنیا تولید می شود، ذخیره کنند.

اما نکته مهم دیگر این است که احتمالا آر اف آی دی جایگزین بارکد نمی شود. چون کدهای بارکد برای وظایف مختلف برای افراد و سازمان هایی که بودجه کافی ندارند، کارامد و مقرون به صرفه تر است. بلکه ممکن است این دو فناوری کنار یک دیگر بتوانند کار کنند. 

بیشتر بخوانید: فیس دیتکشن Face Detection چیست؟

چگونگی استفاده از سیستم های rfid در فلز و مایعات

همان طور که در قسمت های پیشین نیز ذکر شد، امواج رادیویی درون اشیا فلزی نفوذ نمی کنند و در فرکانس های فوق العاده بالا مانند UHF جذب می شوند. بنابراین در محصولات فلزی و محصولاتی دارای آب، استفاده از این امواج دشوار است. اما خوشبختانه با طراحی و مهندسی منحصر به فرد در طراحی و تولید تگ ها و سیستم های RFID این مشکل تا حد زیادی برطرف شده است. برای مثال امکان استفاده از تگ های مخصوص روی فلزها برای سطح محصولات فلزی وجود دارد. 

همپوشانی سیگنال یا Collision در فناوری rfid به چه معناست؟

یکی از مهم ترین مشکلاتی که زمان استفاده از آر اف آی دی ممکن است با آن مواجه شوید، این است که سیگنال از یک reader با سیگنال دیگری از یک خواننده دیگر ممکن است همپوشانی داشته باشد. این اتفاق باعث می شود که خوانایی و برد خواندن تگ تحت تاثیر قرار گیرد. در چنین مواردی می گویند که همپوشانی سیگنال یا collision رخ داده است. 

بنابراین یکی از روش هایی که برای جلوگیری از این اتفاق پیشنهاد می شود، استفاده از تکنیک time division multiple access (TDMA) است. بنابراین به خوانندگان دستور داده می شود که در زمان های مختلف شروع به خواندن تگ ها کنند. بنابراین با این کار از تداخل و همپوشانی سیگنال ها جلوگیری می شود.

اما این اتفاق نیز به این معنی است که هر تگ rfid در یک منطقه با دو خواننده که با یک دیگر همپوشانی دارند، دو بار خوانده شود. بنابراین برای رفع این مشکل نیز باید سیستم به گونه ای تنظیم شود که اگر یک خواننده یک برچسب را خواند، و پس از آن نیز خواننده دیگر آن را خواند، در محاسبات مشکلی رخ ندهد. 

همپوشانی تگ یا collision چیست؟

یکی از مشکلات دیگر ریدرهای تگ، این است که بسیاری از تراشه‌ها و تگ‌ها به‌طور همزمان در یک لحظه اقدام به خواندن اطلاعات می‌کنند. بنابراین، مشکل همپوشانی تگ زمانی رخ می‌دهد که بیش از یک تراشه یک سیگنال را در یک زمان دریافت کند و این امر می‌تواند باعث بروز اشتباه شود.

همچنین تولیدکنندگان سیستم‌های RFID روش‌های مختلفی را برای خواندن چند تگ به‌طور همزمان ارائه کرده‌اند. با توجه به اینکه امکان خواندن تگ‌ها در مدت زمان بسیار کوتاهی، حتی در حد چند میلی‌ثانیه، وجود دارد، می‌توان گفت که خوانندگان قابلیت خواندن تگ‌ها به‌طور همزمان را دارند. نکته مهم دیگر این است که در برخی دستگاه‌ها، ممکن است مقدار خواندن تگ‌ها با یکدیگر متفاوت باشد.

استفاده از فناوری RFID چه مزایایی دارد؟

پس از ذکر قابلیت ها و ویژگی های منحصر به فرد فناوری RFID نوبت به بررسی و معرفی مزایای این فناوری می رسد. به همین منظور طبق بررسی های انجام شده در حوزه های مختلفی که از این فناوری استفاده کرده اند، می توان گفت مزایای RFID به شرح زیر است:

• کاهش و حتی حذف خطاهای سهوی انسانی
• کاهش هزینه های مختلف از جمله استفاده و استخدام نیروی انسانی 
• امکان استفاده از اتوماسیون با سرعت بالا
• ایجاد یکپارچگی و نظم در سیستم حضور غیاب
• دارای امنیت بالا
• امکان به روز رسانی کردن برچسب ها بدون دخالت دست
• قابلیت کنترل کردن فرایندهای غیر قابل رویت

معایب استفاده از تکنولوژی RFID

با وجود این که استفاده از این تکنولوژی از گذشته تاکنون در صنایع مختلف مزایای زیادی داشته، اما استفاده از این فناوری مانند سایر فناوری های دیگر معایبی هم دارد که به شرح زیر است:

• هزینه راه اندازی سیستم فناوری RFID در مقایسه با سیستم های دیگر زیادتر است.
• استفاده از این سیستم ممکن است با سایر فرکانس های دیگر و فلزات باعث تداخل شود.
• در محیط های مایع و حائل های فلزی در برخی از برچسب ها ممکن است کارایی نداشته باشد. چون نمی تواند تگ ها را شناسایی کند.
• تدوین استاندارد این سیستم در آمریکا انجام شده ولی به دلیل استاندارد نبودن امکان توسعه آن در برخی از سیستم ها داخل ایران وجود ندارد.
• می توان به صورت غیر محسوس حریم خصوصی افراد را کنترل کرد و این کار تجاوز به حریم خصوصی افراد است.

آیا استفاده از RFID باعث افزایش امنیت می شود؟

یکی از مهم ترین چالش ها و سوالاتی که در مورد این فناوری وجود دارد این است که آیا RFID تاثیری در افزایش امنیت دارد یا خیر؟ در جواب این سوال باید گفت که تکنولوژی RFID  یک “دزدگیر” نیست. در واقع نمی‌ توان از آن به عنوان یک تکنولوژی “ضد سرقت” استفاده کرد. اما تکنولوژی RFID با مجهز شدن به تجهیزات پیشرفته از جمله گیت کنترل تردد، تاثیر زیادی در افزایش امنیت اموال، محصولات و کالاهای مختلف دیگر دارد.

هدف از به کارگیری تکنولوژی  RFID در صنایع مختلف چیست؟

همان طور که در پاراگراف های بالاتر اشاره شد، استفاده از این تکنولوژی مزایای زیادی برای صنایع مختلف دارد. اما به طور کلی با توجه به این که از این فناوری می توان در موارد مختلف استفاده کرد؛ می توان گفت هدف از استفاده از آن موارد دیگری است که در ادامه به طور مفصل به معرفی آن می پردازیم.

امکان به کارگیری در سیستم مدیریت موجودی: موجودی ها در یک شرکت یا سازمان به عنوان سرمایه اصلی و مهم آن تلقی می شود که مدیریت و کنترل آن ها از اهمیت زیادی برخوردار است. بنابراین با استفاده از تکنولوژی RFID می توان اقدام به کنترل و بررسی سیستم مدیریت موجودی کرد.

بدین صورت که  اطلاعات موجودی روی تگ های RFID ذخیره می شوند. سپس می توان به آسانی و با سرعت زیاد از موجودی ها، محل نگهداری محصولات، لیست اقلام مورد نیاز و … به اطلاعات مورد نظر دست پیدا کرد. در واقع با به کارگیری این تکنولوژی در سیستم مدیریت موجودی می توانید شاهد کاهش هزینه، افزایش میزان کارایی و افزایش دقت باشید.

قابل استفاده در صنعت پزشکی: یکی از بهترین مزایای استفاده از تکنولوژی RFID، امکان استفاده از آن در صنعت پزشکی به منظور تعیین موقعیت لحظه ای تجهیزات پزشکی و حتی پرسنل است. علاوه بر این، با استفاده از آن می توان اطلاعات لازم در مورد موجودی اقلام دارویی، گروه های مختلف خونی و … را به دست آورد.

جلوگیری از سرقت و افزایش امنیت: به طور کلی نمی توان عنوان ضد سرقت را به این تکنولوژی اختصاص داد. اما می توان  روی محصولات مختلف تگ ها RFID  متصل کرد. سپس زمان خرید کردن و پرداخت وجه مورد نظر توسط خریدار، تگ های RFID متصل شده توسط فروشنده غیر فعال می شود. پس از آن خریدار زمان رد شدن از گیت به عنوان تگ فعال شناسایی نمی شود و سیستم امنیتی و حراستی هم اخطار نمی دهد.

قابل استفاده در محل های فروش Point-of-sale) POS )

یکی از اهداف دیگر استفاده از تگ های rfid در مواردی است که برای پرداخت های غیر نقدی مانند  ایستگاه های سوخت، ایستگاه مترو مورد استفاده قرار می گیرد. بدین صورت که یک دستگاه Reader   در قسمت بالای در ورودی نصب می شود که با عبور مسافران از این در اطلاعات موجود در برچسب RFID روی کارت آنها خوانده می شود.

کنترل تردد خودرو با تگ RFID

از جمله بهترین قابلیت های استفاده از تگ RFID  در نرم افزار پلاک خوان و اتوماسیون کنترل تردد خودرو است. شرکت کسرا با تکیه بر دانش و مهارت های تیم تخصصی خود، یک اتوماسیون تردد خودرو با استفاده از فناوری RFID  طراحی و ارائه کرده است. به همین منظور می توان از آن دریافت اطلاعات سخت ‌افزاری و مرتبط با خودرو شامل RFID یا پلاک ‌خوان و ارائه انواع گزارش‌ های ترکیبی نرم‌ افزار با داده‌ های سخت ‌افزاری استفاده کرد.

سخن پایانی پیرامون تکنولوژی rfid

رشد و پیشرفت در تکنولوژی سبب شده که سازمان ها و شرکت های بزرگ به منظور خدماتی با کیفیت بالا، و به روز بودن خدمات خود،  از این فناوری ها استفاده کند. یکی از بهترین تکنولوژی هایی که از آن در صنایع مختلف استفاده می شود، تکنولوژی RFID است. در این مقاله به طور کامل و جامع به معرفی عملکرد، کاربرد، مزایا و تجهیزات مختلف آن پرداخته شد. با مطالعه این مقاله در سایت شرکت کسرا می توانید با این تکنولوژی به منظور تهیه تجهیزات آسان تر و راه اندازی آن آشنا شوید.