RFID چیست؟

Who? What? When? Where? How?

Know more| know now with RFID technology

 

چه کسی ؟ چگونه؟ چه زمانی؟ کجا؟ چطور؟

آگاهی بیشتر، آگاهی درهر لحظه با تکنولوژی RFID

تنظیم‏کننده: مهندس محسن عیسایی ـ مدیریت مهندسی و پشتیبانی کیفیت

Email:m-issaei@ittransport.ir

 

به کمک تکنولوژی سیستم‏های شناسایی خودکار می‏توان اشیا را به طور خودکار شناسایی کرد و بدون نیاز به ورود اطلاعات کاربر، داده‏های موردنیاز زمانی و مکانی هر شیء را به دست آورد. اهداف به کارگیری این تکنولوژی در صنعت عبارتند از:

1.    افزایش کارآمدی

2.    کاهش خطای ناشی از ورود اطلاعات

3.    نبود نیاز به نیروی انسانی برای انجام کارهای ساده و پرحجم

سیستم‏های شناسایی خودکار بسیاری وجود دارد:

1.    بارکد

2.    شناسایی با صدا

3.    تکنولوژی بیومتریک

4.    کارت‏های هوشمند

5.    RFID

 

تکنولوژی RFID

RFID مخفف Radio Frequency Identification به معنای شناسایی با کمک امواج رادیویی است. این سیستم به شناسایی اشیا و اجسام در حال حرکت و ساکن، به کمک امواج رادیویی می‏پردازد. روش‏های شناسایی اشیا با این سیستم، چند گونه‏اند اما معمولی‏ترین آنها، اختصاص یک شماره به هر شیء است. این شماره روی تراشه‏ای متصل به یک آنتن ذخیره می‏شود. به مجموعه این تراشه و آنتن، برچسب (Tag) می‏گویند. ازاین آنتن برای انتقال اطلاعات تراشه به قرائتگر (Reader) استفاده می‏شود. این قرائتگر امواج رادیویی را از برچسب‏ها دریافت و آن را به اطلاعات قابل انتقال به رایانه تبدیل می‏کند و برای پردازش به رایانه می‏فرستد

 

چگونگی عملکرد

این سیستم شامل برچسب (تراشه و آنتن) و یک قرائتگر با آنتن مربوطه است. قرائتگر امواج الکترومغناطیسی را ارسال می‏کند. زمانی که این امواج به برچسب می‏رسند، برچسب به آنها پاسخ می‏دهد و اطلاعات از قبل ذخیره شده را برای قرائتگر ارسال می‏کند.

 

تاریخچه

سال 1846: کشف انرژی الکترومغناطیسی توسط فارادی

سال 1935: ساخت رادار

سال 1973: ساخت سیستم RFID برای برچسب‏های منفعل

سال 1979: کاربرد RFID برای حیوانات

سال 1987: کاربرد RFID برای جمع‏آوری عوارض خودروها

سال 1994: کاربرد RFID برای خودروها در تمام امریکا

سال 2003: کاربرد RFID برای شناسایی کانتینرها در جنگ عراق و همچنین سیستم زنجیره تامین محصولات تجاری قبل از تولید تا تحویل به مشتری

 

انواع قرائتگر

قرائتگر می‏تواند در محل نصب ثابت باشد و برای محدوده خاصی طراحی شود و یا روی در ورود و خروج نصب و برای محدوده 3 متر طراحی شود. قرائتگرهای پرتابل دستی نیز وجود دارند که می‏توانند متحرک باشند.

 

انواع برچسب

برچسب‏ها به سه نوع تقسیم می‏شوند:

1- منفعل (Passive)

2- نیمه فعال (Semi-passive)

3- فعال (Active)

 

برچسب منفعل

این برچسب نیروی لازم برای فعال کردن مدار تراشه را از امواج الکترومغناطیسی دریافت می‏کند. سپس تراشه امواجی را که باید برگشت داده شود، تنظیم و توسط آنتن خودش برای آنتن قرائتگر ارسال می‏کند. قرائتگر هم آنها را به داده‏های رقمی تبدیل می‏کند.

 

برچسب نیمه فعال

این برچسب دارای باتری است و زمانی که نیروی فعال کننده را از قرائتگر می‏گیرد، باتری را به کار می‏اندازد و اطلاعات تراشه را ارسال می‏کند. در این برچسب در مصرف باتری صرفه‏جویی می‏شود و عمر مفید باتری افزایش می‏یابد.

 

برچسب فعال

این برچسب هم دارای باتری، همیشه فعال و مدام در حال ارسال اطلاعات به قرائتگر است. برچسب‏ها براساس نوعشان، دمای 40- تا 200 درجه سانتیگراد را تحمل می‏کنند.

 

ظرفیت برچسب

برچسب‏های معمولی (مصارف تجاری و عمومی) ـ بسته به نوع کاربردشان ـ می‏توانند کمتر از 2 کیلوبایت اطلاعات را در خود ذخیره کنند که برای اطلاعات پایه کافی است. برخی از برچسب‏ها هم می‏توانند 8 کیلوبایت اطلاعات و حتی بیشتر را ذخیره کنند.

 

برد خواندن برچسب‏ها

برد خواندن برچسب‏ها به متغیرهای بسیاری بستگی دارد، از جمله فرکانس عملکرد آنها، قدرت قرائتگر در تداخل با اشیای فلزی و یا دیگر قرائتگرها.

محدوده فرکانسی برچسب‏ها در جدول 1 آمده است.

 

جدول 1- محدوده فرکانسی همراه برد موثر

 

همان طور که برای انتخاب کانال موردنظر باید رادیو را روی موج مربوط تنظیم کرد، فرکانس برچسب نیز با توجه به کاربرد آن تعیین می‏شود که با درنظر گرفتن برچسب و محدوده موثر، بسیار متفاوت است و برای برچسب‏های فعال به کمک باتری تا 100 متر یا بیشتر نیز عمل می‏کند.

 

قیمت تجهیزات

قیمت تجهیزات برحسب نوع کاربرد و سازنده، بسیار متغیر است. یک نمونه معمولی آن به شرح زیر است:

برچسب نیمه فعال برای 3 متر = 300.000 ریال

آنتن = 3.000.000 ریال

قرائتگر = 30.000.000 ریال

برچسب فعال = از 10 تا 40 دلار

برچسب منفعل = از 3/0 دلار تا 10 دلار

قیمت برچسب در امریکا به دلیل تولید انبوه، تقریباً نصف اروپا است.

 

مزایا

1.    این سیستم نسبت به سیستم‏های دیگر، اطلاعات بیشتری را در خود ذخیره می‏کند، مثلاً حدود ذخیره‏سازی روی برچسب بین 8 تا 32 MB است؛ در صورتی که روی سیستم بارکد فقط 20 کاراکتر داده ذخیره می‏شود.

2. افزایش انعطاف پذیری عملیات
3. افزایش سود و بهره‏وری
4. تسریع فرایندها
5. کاهش افت‏ها

 

معایب

1.    نبود استاندارد معتبر که موجب عدم توسعه آن شده ولی تدوین استاندارد در امریکا شروع شده است.

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 (می‏توان به طور غیرمحسوس حریم خصوصی افراد را کنترل کرد.)

 

کاربرد RFID در شرکت سایپا

1.    با استفاده از این کارت‏ها به جای کارت‏های پرسنلی، دیگر صف کارت‏زنی ایجاد نمی‏شود بلکه با خروج از در کارت‏زنی، اطلاعات کارت افراد توسط قرائتگر خوانده می‏شود. این قرائتگرها بسته به نوع خود، در هر لحظه می‏توانند تا 2000 کارت را شناسایی و ثبت کنند.

2. اگر تمام کارکنان به این کارت مجهز باشند، در واحدهای ستادی با نصب یک قرائتگر مکان پرسنل در طبقات مختلف مشخص و از حضور افراد در واحدها اطلاع حاصل می‏شود.
3. می‏توان این کارت‏ها را طوری برنامه‏ریزی کرد تا رفت و آمد افراد به بخش‏های مختلف قابل کنترل باشد، مثلاً به جای این که برخی افراد کارت عبور و مرور مجاز در سالن‏های تولیدی را داشته باشند، اطلاعات مربوط به ورود و خروج هر شخص به سالن‏های تولیدی ثبت شود. به این ترتیب می‏توان مشکل ورود و خروج غیرقانونی به سالن‏ها را حل کرد.
4. اگر خودروهای تولیدی از بدو تولید به این برچسب‏ها مجهز شوند، می‏توان در هر لحظه، در هر سالن آمار تولید و محل خودرو را مشخص و حتی سرعت و توقف‏های خط تولید را کنترل کرد به عبارت دیگر، کل چرخه تولید تحت کنترل است.
5. اگر قطعات اصلی خودرو همچون موتور، گیربکس، اکسل جلو و عقب، ECU و... به این برچسب‏ها مجهز شوند، اطلاعات آنها در هر لحظه قابل دسترسی است و در صورت تغییر در تعمیرگاه‏ها، اطلاعات آن به روز می‏شود.
6. اگر درکنار کارت مشخصات خودرو از برچسب نیز به همین منظور استفاده کنیم، برای کنترل بهتر می‏توان با یک قرائتگر دستی بدون باز کردن در موتور، اطلاعات مربوط را استخراج و در ضمن اطلاعات بیشتری روی آن ذخیره کرد.
7. اگر هر پالت که به انبارهای شرکت وارد می‏شود، دارای یک برچسب باشد و اطلاعاتی نظیر تعداد قطعه، نام قطعه، شماره فنی قطعه، نام سازنده، تاریخ تولید و... روی آن ذخیره شود، در هر لحظه می‏توان موجودی انبار را استخراج و حتی محدوده موجودی را برای نرم‏افزار تعریف کرد تا اگر از آن مقدار کمتر شد، به طور خودکار سند سفارش صادر شود. اگر پالت به طور کامل کلیم شود، کد غیرقابل استفاده روی برچسب اضافه می‏شود تا از خروج آن از انبار جلوگیری به عمل آید.
8. اگر سرویس‏های ایاب و ذهاب خارج شرکت که کارکنان را برای شیفت‏های مختلف به شرکت می‏آورند، به این برچسب‏ها مجهز شوند، ورود و خروج و حتی تاخیر آنها ثبت می‏شود. می‏توان یک برچسب در ابتدا و یکی در انتهای اتوبوس‏ها نصب کرد تا زمانی که از دریچه مربوطه عبور می‏کنند، مشخص شود اتوبوس دارای سرنشین است و یا خالی است.
9. اگر مهمانان شرکت دارای این نوع برچسب باشند، حراست می‏تواند آنها را نیز تا حدودی کنترل کند.
10. اگر کامیون‏های ورودی به شرکت نیز از این برچسب‏ها استفاده کنند، عبور و مرور و زمان تخلیه‏شان ثبت می‏شود.
11. برای تطابق راننده‏های مجاز که پشت رل نشسته‏اند نیز استفاده می‏شود.
12. اطلاعات بهداشتی و ایمنی کارکنان می‏تواند در کارت جداگانه‏ای ذخیره و در مراجعات بعدی از آن استفاده شود.
13. کلیه این تجهیزات می‏تواند به اینترانت شرکت نیز وصل شود و به این ترتیب کارکنان مجاز می‏توانند به اتاق کنترل وصل شوند و هرگونه اطلاعاتی را از سطح شرکت جمع‏آوری و پردازش کنند.
14. در انبار شیمیایی که تاریخ اعتبار اهمیت بسیاری دارد، استفاده از این برچسب‏ها نزدیک شدن تاریخ انقضای مواد شیمیایی را آلارم می‏دهد تا بتوان قبل از فاسد شدن، از آنها استفاده کرد.
15. با وجود شبکه داخلی که در شرکت سایپا نصب شده، انتقال اطلاعات تا قرائتگرها و اتاق کنترل توسط این شبکه امکان‏پذیر است.
16. با این روش پارکینگ سایپا در دسترس است یعنی هر خودرو به راحتی شناسایی و موقعیت آن در پارکینگ مشخص می‏شود.
17. اگر تمام خودروهای خدماتی شرکت و کارکنان به این برچسب‏ها مجهز باشند، حراست می‏تواند بر تمام آنها نظارت دقیق و غیرمحسوس اعمال کند.

 

کاربردهای گوناگون RFID

1.    اگر تمام خودروها به این برچسب‏ها مجهز باشند و به سیستم بانکی نیز وصل شوند، در جاده‏ها عوارض به طور اتوماتیک گرفته می‏شود و حتی می‏توان عوارض را براساس کیلومتر طی شده اخذ کرد.

2. با اجرای بند فوق، پلیس هنگام صدور برگ جریمه می‏تواند از برچسب مربوطه، جریمه را کم کند.
3. با استفاده از این برچسب‏ها در محدوده طرح ترافیک به نظارت پلیس نیازی نیست و اطلاعات خودرو به طور خودکار ثبت می‏شود؛ اگر غیرمجاز بود، برگ جریمه صادر می‏شود.
4. در این روش می‏توان هنگام اجرای طرح زوج و فرد کردن تردد خودروها نیز اطلاعات را جمع‏آوری، خودروهای غیرمجاز را شناسایی و برای آنها برگ جریمه صادر کرد.
5. با این سیستم، ثبت اطلاعات و آمار در هر مورد به طور دقیق صورت می‏گیرد و برنامه‏ریزی برای رفع مشکلات نیز واقعی‏تر می‏شود.
6. هر شخص به جای کارت ملی و... می‏تواند دارای برچسب هوشمند باشد که تمام اطلاعات هویتی مانند نام خانوادگی، شماره شناسنامه، کد ملی، تاریخ تولد، آدرس محل سکونت، تلفن ضروری و ... روی آن ذخیره شود. این اطلاعات در مواقع لزوم به طور اتوماتیک به قرائتگر ارسال و در رایانه ثبت می‏شود.
7. محموله‏های ارزشمند و کانتینرها در سازمان‏های حمل و نقل و پست می‏توانند دارای این برچسب باشند و حتی مشتری توسط اینترنت از موقعیت محموله خود آگاهی یابد و بداند چه مدت در آن مکان مانده است و چه موقعی به مقصد می‏رسد.
8. در پارکینگ‏ها ظرفیت خالی شناسایی می‏شود و به نوعی زیر سیستم مدیریت پارکینگ به شمار می‏آید.
9. در صنایع مهندسی هر محصول اولیه و نیمه ساخته می‏تواند از این برچسب حاوی اطلاعات برخوردار باشد که به راحتی قابل استخراج هستند و به این ترتیب از خطای انسانی جلوگیری می‏شود.
10. در صنایع هواپیمایی تمام خودروهای خدماتی قابل تردد در سطح فرودگاه به این برچسب مجهز می‏شوند و عبور و مرور آنها از لحاظ امنیتی تحت کنترل درمی‏آید.
11. اگر وسایل مسافران هواپیما دارای این برچسب‏ها باشد، به طور اتوماتیک جدا می‏شوند و از گم شدن آنها نیز جلوگیری می‏شود.
12. اگر واگن‏های قطار به این برچسب مجهز باشند، شناسایی، ردیابی و کنترل موجودی واگن‏ها به راحتی صورت می‏گیرد.
13. در ابتدا و انتهای قطار از این برچسب استفاده می‏کنند تا مشخص شود قطار چه موقع از ایستگاه یا تقاطع با جاده خارج و یا چه وقت وارد شده است.
14. اگر اتوبوس‏های شرکت واحد به این برچسب مجهز باشند، درگذر از هر ایستگاه اطلاعات آنها به واحد ابتدا و انتهای خط و ایستگاه‏های دیگر ارسال می‏شود. اطلاعات اتوبوس‏ها روی پانل هر ایستگاه ظاهر می‏شود و شهروندان متوجه می‏شوند اتوبوس چه موقع به ایستگاه می‏رسد. سیستم ارتباطی بین ایستگاه‏ها می‏تواند با فرکانس رادیویی و یا سیستم RDS ایجاد شود. در صورت خرابی اتوبوس، راننده می‏تواند با سیستم مشابه با فرکانسی بالاتر از حد معمول، مشکل را به ایستگاه‏ها و کنترل خط اعلام کند.
15. این روش برای گذر از درهای عبور و مرور و کنترل، بسیار مناسب است و هزینه پایینی دارد، به ویژه برای پارکینگ‏های شخصی برج‏ها که باید عبور و مرور در آنها کنترل شده باشد.
16. اتوبوس‏ها و کامیون‏های برون شهری نیز می‏توانند به این برچسب‏ها مجهز شوند. به این ترتیب به توقف آنها در مراکز پلیس راه نیازی نیست. در عبور از محل مخصوص، زمان و اطلاعات دیگر ثبت و کنترل می‏شود.
17. در کانتینرهای مخزن‏دار، برچسب‏ها می‏توانند به تجهیزات کنترل دما و فشار مجهز شوند و در صورتی که درجه حرارت و فشار از حد مجاز بالاتر و یا پایین‏تر رفت، آلارم دهند.
18. در صدور بارنامه الکترونیکی در صنایع ریلی و جاده‏ای، اطلاعات روی این برچسب‏ها ذخیره و توسط افراد ذی‏ربط و پلیس به راحتی کنترل می‏شود، به ویژه اگر با پلمب الکترونیکی همراه شود، اطمینان مشتری افزایش می‏یابد.
19. تمام طبقات فروشگاه‏های بزرگ می‏تواند به این سیستم مجهز شود و به این ترتیب موجودی طبقه‏ها کنترل می‏شود تا در صورت کم شدن موجودی، به کارکنان ذی‏ربط آلارم دهد. در ضمن برای جلوگیری از سرقت نیز مورد استفاده قرار می‏گیرد.
20. در فعالیت‏های عمرانی نظیر بتن‏ریزی در ساخت سدها نباید درجه حرارت بتن از حد مجاز بیشتر شود چون در این صورت خاصیت بتن به یک دهم می‏رسد؛ این برچسب را با ترمومتر ترکیب می‏کنند تا در صورت لزوم، آلارم دهد و بتن نسوزد.
21. در مهدکودک‏ها برای کنترل کودکان و ردیابی آنها از این برچسب‏ها استفاده می‏کنند.
22. کارت واکسیناسیون و رشد بچه‏ها نیز می‏تواند به این سیستم مجهز شود.
23. در بیمارستان‏ها شناسنامه بیمار می‏تواند از این برچسب‏ها باشد تا تمام اطلاعات در آن ثبت شود و حتی بعد از آن نیز برای جمع‏آوری اطلاعات و آمار به طور دقیق و سریع مورد استفاده قرار گیرد.
24. با این برچسب‏ها در شناسنامه حیوانات نیز می‏توان کلیه اطلاعات مربوط به دام، از جمله تاریخ واکسیناسیون بعدی را ذخیره کرد.
25. در کتابخانه‏ها و ویدئوکلوپ‏ها ورود و خروج کتاب و نوار می‏تواند تحت کنترل درآید.
26. در صنایع شیمیایی و دارویی برای شناسایی ظروف می‏توان از این برچسب‏ها استفاده کرد تا از وقایع خطرناک جلوگیری شود.
27. برای جلوگیری از بچه دزدی و آدم ربایی می‏توان از این سیستم استفاده کرد.
28. در نمایشگاه‏ها و مراکز تفریحی می‏توان اشخاص به ویژه کودکان را با اتصال این برچسب به لباسشان شناسایی کرد. این برچسب‏ها اجازه نمی‏دهد کودکان بدون والدینشان از این مکان‏ها خارج شوند.
29. در جواهرفروشی‏ها، هر محصولی می‏تواند دارای این برچسب باشد و اطلاعات و حتی قیمت را به سرعت در اختیار مشتری قرار دهد. این روش از سرقت و تعویض نیز جلوگیری می‏کند.
30. در سیستم رختشویخانه‏های بزرگ، هر لباس می‏تواند دارای این برچسب باشد و به این ترتیب از گم شدن آن جلوگیری شود.
31. اگر تمام خودروها و شهروندان به این برچسب‏ها مجهز باشند، پلیس می‏تواند بر تمام آنها نظارت غیرمحسوس اعمال کند.

دامنه کاربرد این سیستم بسیار گسترده است و تقریباً تمام موارد یادشده در برخی کشورها به کار می‏رود.