RFID چیست و چگونه کار می کند؟

RFID چیست؟ در این مقاله از فناوری صحبت خواهیم کرد که آینده تکنولوژیست. اگر این مقاله را از دست دهید، آینده فناوری را از دست خواهید داد پس حتما تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید تا با هم مزایای و معایب و کاربرد های سیستم RFID را مورد بررسی قرار دهیم.

RFID‌ چیست؟

از قول ویکی پدیا RFID اینطور معنا می شود.

سامانهٔ بازشناسی با امواج رادیویی (به انگلیسی: Radio Frequency Identification) (به اختصار RFID) سامانهٔ شناسایی بی‌سیمی است که قادر به تبادل داده‌ها به‌وسیلهٔ برقراری اطّلاعات بین یک Tag که به یک کالا، شیء، کارت و… متّصل شده‌است و یک بازخوان (Reader) است. سامانه‌های RFID از سیگنال‌های الکترونیکی و الکترومغناطیسی برای خواندن و نوشتن داده‌ها بدون تماس بهره‌گیری می‌کنند. اصولاً به هر سیستمی که قادر به خواندن و تشخیص اطلاعات افراد یا کالاها باشد سیستم شناسایی یا Identification System گفته می‌شود.

اما به عبارتی ساده تر RFID که مخفف Radio Frequency Identification که به معنی شناسایی به وسیله امواج رادیویی می باشد به فناوری گفته می‌شود، که به وسیله آن داده‌های دیجیتالی(رمزگذاری شده) ذخیره شده در تگ یا همان برچسب، توسط یک ریدر از طریق امواج‌رادیویی دریافت می‌شود.

RFID شبیه بارکد است، که در آن داده های یک برچسب توسط دستگاهی ذخیره می شود که داده ها را در یک پایگاه داده ذخیره می کند. با این حال ، نسبت به سیستم هایی که از نرم افزار ردیابی دارایی بارکد استفاده می کنند ، دارای چندین مزیت است.

فرق RFID با بارکد چیست ؟

حتما تا حالا بارها برای شما اتفاق افتاده که در یک فروشگاه بزرگ به پیدا کردن محصولات مورد نیازتان بپردازید و پس از انتخاب اجناس در صف منتظر بمانید تا فروشنده یکی یکی کالا های شما را با دستگاه بارکد‌خوان اسکن کند. خیلی اوقات نیز به دلیل پاک شدن یا خدشه دار شدن بارکد محصول مشکلاتی به وجود می‌آید.

سیستم رادیو شناسه رادیویی RFID آمده که همین مشکلات را برطرف کند. مثلا با این سیستم دیگر نیازی نیست شما در صف های طولانی منتظر بمانید، چون خود تگ‌ها با ریدر اطلاعات را رد و بدل میکنند.

نکته‌ی مهم دیگر این است که داده‌های برچسب RFID می‌توانند تا 15 متر دور تر توسط ریدر خوانده شوند؛ در حالی که بارکد باید حتما روبه روی بارکدخوان قرار بگیرد و توسط لیزر نوری اطلاعاتش خوانده شود.

RFID چگونه کار می کند؟

RFID  متعلق به گروهی از فناوری‌ها است که به عنوان شناسایی خودکار اطلاعات
(Automatic Identification Data and Capture)  نامیده می‌شوند. AIDC به طور خودکار اشیاء را شناسایی می‌کند ، داده‌های آن‌ها را جمع آوری می‌کند و آن داده‌ها را مستقیماً در برنامه وارد می‌کند.

سیستم RFID از چه چیزهایی تشکیل شده است ؟

تگ غیر فعال RFID

این نوع از نشانه‌ها به صورت Passive مورد استفاده قرار می‌گیرند. مزیت مهم این نشانه‌ها ارزان بودن و مشکل بزرگ آنها فاصله خواندن با برد کم در حدود 10 سانتیمتر تا 30 سانتیمتر می باشد.

تگ فعال RFID

این نشانه ها به دلیل باتری داخلی دارای بردهای بلند خوانایی اطلاعات در حد چندین متر می باشند.

ID Reader

این Reader ها فقط شماره ID بیمار و یا پرسنل را می‌خوانند. معمولا برای سیستم های کنترل دسترسی و یا ورود اطلاعات در کنسول های مانیتورینگ مورد استفاده قرار می گیرد.

Data Reader / Writer

جهت خواندن و یا نوشتن اطلاعات برروی نشانه های RFID از این دستگاه استفاده می‌شود که بر اساس نوع نشانه مورد استفاده در فواصل مختلف ذکر شده در بالا می تواند اطلاعات را به صورت بیسیم نوشته و یا بخواند.

بستر ارتباطی

جهت ارتباط با سرور مرکزی، کنسول های مانیتورینگ و یا سایر نرم افزارها و تبادل اطلاعات لازم است که دستگاههای Reader / Writer از طریق یک بستر ارتباطی همانند شبکه کامپیوتری، شبکه بیسیم و یا روش های دیگر اطلاعات خود را ارسال کنند.

کنسول های مانیتورینگ

این کنسول ها معمولا در هر بخش نصب می گردند و اطلاعات مربوط به بیماران و تجهیزات همان بخش بر روی آنها قرار دارد و فعالیت های مانیتورینگ مختلفی را می‌توان برروی آنها انجام داد.

سرور مرکزی

جهت ثبت اطلاعات مربوط به نشانه‌های RFID و نرم افزارهای مربوطه نیاز به یک سرور مرکزی وجود دارد که در واقع بانک اطلاعاتی سیستم را تشکیل می دهد.

اتصال با سایر نرم افزارها

جهت بالا بردن کارآیی و رسیدن به مدیریت یکپارچه، این سیستم را می توان با سایر نرم افزارهای موجود بیمارستان همانند HIS، حسابداری، ERP و غیره متصل نمود.

برچسب های RFID حاوی یک مدار یکپارچه و آنتن هستند که برای انتقال داده ها به ریدر RFID استفاده می شوند. سپس ریدر اطلاعات جمع آوری شده از برچسب را از طریق یک رابط ارتباطی به سیستم منتقل می شوند ، جایی که می‌توان داده‌ها را در یک پایگاه داده ذخیره کرد و در زمان بعدی آنالیز کرد.

تگ به شی متصل میشود و اطلاعاتی که گرفته است را به ریدر انتقال میدهد سپس ریدر اطلاعات را به پایگاه داده انتقال داده و در آخر هم اطلاعات در برنامه به نمایش در می‌آید.

همانطور که گفته شد ، تگ RFID از مدار یکپارچه و آنتن و یک لایه محافظ تشکیل شده که قطعات را در کنار هم نگه می دارد و آنها را در شرایط مختلف محیطی محافظت می کند. نوع مواد محافظ بستگی به کاربرد دارد. به عنوان مثال در تگ مخصوص شناسایی افراد، معمولا از پلاستیک با دوام استفاده می‌شود.

تگ های RFID به چند نوع تقسیم می‌شوند؟

تگ‌ RFID در اشکال و اندازه های مختلفی ساخته می‌شود به دو نوع زیر تقسیم بندی می‌شوند:

• فعال (Active)
• غیرفعال (Passive)

برچسب های غیرفعال کاربرد بیش‌تری دارند ، چون کوچکتر، ارزانتر و راحت‌تر پیاده‌سازی می‌شوند. قبل از انتقال داده‌ها ، برچسب های غیرفعال باید توسط امواج ریدر “روشن شده” باشند.بر خلاف تگ‌های غیرفعال ، تگ‌های فعال، دارای منبع تغذیه (مانند باتری) هستند، که با استفاده از آن، داده‌ها را همواره انتقال می‌دهند.

کاربردهای RFID چیست؟

• مدیریت موجودی (بانصب تگ بر روی هر نوع کالا یا شئ، امکان ردیابی یا تشخیص آن امکان پذیر می‌شود. مثل: مدیریت انبار، مدیریت لوازم جراحی، مدیریت اموال، و مدریت دام و …)
• ردیابی مراحل تولید (در کاخانه‌های تولیدی، به منظور ردیابی مراحل مختلف تولید کالا از فناوری RFID استفاده می‌شود. مثل: مراحل مختلف تولید خودرو و…)
• کنترل دسترسی به مناطق محدود (مثل: کنترل دسترسی به : پارکینگ‌ها، ساکنین مجتمع‌ها و پرسنل شرکت‌ها، محدوده‌های ترافیکی شهری، عوارضی اتوبان‌ها، و …)
• پیشگیری از تقلب و جعل (مثل: اسناد حقوقی و قضائی، صنعت داروسازی و …)

علاوه بر موارد بالا RFID در جاهای مختلفی از پزشکی تا صنعت و حتی در موجودات زنده کاربرد دارد؛ مثال هایی از این کاربردها در ادامه آورده شده است:

1) مدیریت زنجیره تامین (SCM) :

با قرار دادن تگ های RFID بر روی اجناس در زنجیره تامین در هر لحظه می توان تشخیص داد که کالای مورد نظر در چه مرحله ای از زنجیره قرار دارد. RFID توسط شرکت های مختلف در دنیا از جمله wal-mart ،Gillete و… برای این منظور به کار برده شده است.

کمک عمده RFID در زنجیره تامین به هنگام خرید مواد اولیه از تامین کنندگان و همچنین انتقال محصولات به توزیع کنندگان می باشد. تگ های RFID که بر روی پالتهای حمل محصولات نصب می شوند اطلاعات کاملی از محصولات موجود در پالت در اختیار مراکز بازرسی قرار می دهد و در نتیجه احتیاجی به باز کردن محموله و شمارش دستی محصولات نیست که این امر سبب کاهش قابل توجهی در هزینه بازرسی و افزایش دقت و کاهش اشتباهات حمل خواهد شد.

همچنین اطلاعات وسیعی درباره مواد و قطعات تشکیل دهنده محصول ،مراحل ساخت آن، زمان ساخت و تحویل، محل قرارگیری آن در انبار و… را می توان در داخل تگها ذخیره و نگهداری کرد.

2) سیستم کنترل موجودی :

یکی از کاربردهای بسیار متداول RFID کاربرد آن در برنامه ریزی و کنترل موجودی ها است. اطلاعات موجودی ها در تگ های RFID نگهداری می شود و از این طریق هر لحظه می توان میزان موجودی موسسه و محل نگهداری آنها را بررسی کرد و احتیاجات را مشخص و سفارشات لازم را ارسال نمود.

RFID هزینه کنترل موجودی را کاهش داده و کارایی و دقت آن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. شرکت wal-mart ادعا می کند که با استفاده از RFID هزینه کنترل موجودی شرکت به میزان 5/1 % کاهش داشته است.

شرکت wal-mart در زمینه استفاده از RFID تقریبا پیشگام است. با استفاده ازاین سیستم، wal-mart در هر لحظه چک می کند که از هر محصول چقدر و در کدام قفسه ها وجود دارد و اگر در هر جا مقدار این کالا ها کم باشد به طور خودکار دستوری به قسمت انبارداری ارسال می شود تا قفسه ها مجددا پر شوند. همچنین در زمان برداشتن یا گذاشتن موجودی در انبار این اطلاعات ثبت شده، سطح موجودی انبار چک شده و در صورت نیاز سفارش به تامین کنندگان به صورت خودکار داده می شود.

3) ایجاد امنیت و جلوگیری از سرقت :

نمونه چنین کاربردی در فروشگاه های زنجیره ای، پوشاک، کتابخانه ها و… دیده می شود. تگهای متصل بر روی اجناس باید در هنگام خرید و پرداخت پول توسط مشتری غیر فعال شوند در غیر این صورت مبادی ورود و خروج(gate) کار گذاشته شده نزدیک در ورودی فروشگاه ها در هنگام خروج، تگ فعال را شناسایی و سیستم امنیت را به کار می اندازد. مثال دیگری از این کاربرد در جلوگیری از سرقت اتومبیل است، برچسب RFID در داخل کلید قرار می گیرد و تا زمانی که کلید مورد نظر، نباشد ماشین حرکت نمی کند. کاربرد عمده RFID امروزه در کتابخانه ها نیز می باشد.

4) پزشکی :

در بیمارستانها این تگها برای تعیین موقعیت تجهیزات و پرسنل در هر لحظه به کار می روند. علاوه بر آن برای کنترل موجودیها از جمله کیسه های خون، دارو و… نیز کاربرد دارد. همچنین کاربرد جدیدی از RFID برای انسانها وجود دارد که در بخش کاربردهای آینده RFID بیشتر در مورد آن بحث می شود.

5) کنترل و نگهداری موجودات زنده :

در مراکز نگهداری از حیوانات یا دامداریها کاربردهای فراوان RFID قابل مشاهده است. با جاسازی یک برچسب RFID در زیر پوست حیوانات می توان کد منحصر به فردی به هر حیوان تخصیص داد و در نتیجه از این طریق در هر لحظه می توان موقعیت حیوان را مشخص کرد، همچنین می توان کنترل کرد که آیا به هرحیوان غذا، داروهای مورد نیاز،مراقبت کافی و… داده شده است یا خیر. بنابراین از این طریق بسیاری از هزینه هایی که به علت اشتباهات پزشکی و مراقبتی ایجاد می شود، کاهش می یابد.

علاوه بر این مالکان و دامپزشکان می توانند آمار دقیق حیوانات تحت مسئولیت خود را بدانند. کاربرد RFID در انتقال حیوانات هم بسیار مهم است. به عنوان مثال در گاوداری ها شیوع بیماری هایی چون جنون گاوی این ضرورت را فراهم می کند که درباره هر حیوان بدانیم چه غذاها و داروهایی مصرف نموده و در چه محل هایی نگهداری شده است. RFID برای شناسایی و مراقبت از حیوانات خانگی نیز به کار می رود. به عنوان مثال اگر یک حیوان خانگی گم شود و آن را به مراکز مربوطه تحویل دهند، آنها قادرند با خواندن tag RFID اطلاعاتی در مورد صاحب آن به دست آورند.

6) در محلهای فروش Point-of-sale) POS) :

تگها و یا کارتهای RFID برای خرید و فروش های غیر نقدی مورد استفاده قرار می گیرند. مانند ایستگاه های سوخت، ایستگاه مترو و…؛ مثلا در یک ایستگاه مترو 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 شده و به صورت خودکار از حساب Credit-card فرد، پول بلیت دریافت و به او اجازه عبور داده می شود؛ که این کار هزینه صدور بلیت و چک کردن بلیت ها و احتمال اشتباه را کاهش می دهد و زمان انتظار مسافران کمتر خواهد بود.

7) مدیریت منابع انسانی (HRM) :

از طریق تخصیص یک برچسب و یا کارتهای هوشمند RFID به هر یک از کارکنان سازمان می توان اطلاعات مورد نیاز درباره آن فرد را با کد اختصاصی خودش ذخیره و در مواقع لزوم به آن دسترسی پیدا کرد؛ همچنین با قرار دادن دستگاه های Reader در محل های مختلف در کارخانه می توان عبور و مرور و زمان ورود و خروج کارکنان را کنترل نمود.

8) کنترل مسافران :

یکی از کاربردهای مهم RFID در کنترل مسافران مثلا از طریق وجود یک برچسب RFID بر روی passport مسافران می باشد که در هنگام عبور از gateهای ورودی به سالن پرواز و… اطلاعات آن خوانده شده و به مسافر اجازه عبور داده می شود.

بنابراین کنترل افراد از این راه بسیار مطمئن تر، کم هزینه تر و سریع تر خواهد بود. اطلاعاتی از جمله زمان و مکان کلیه مسافرتها و ورود و خروج از کشورها بر روی این تگها ذخیره می شود.

9) دریافت عوارض راه :

در بسیاری از کشورها بر روی ماشینها برچسبهایی با اطلاعات شماره credit-card و مشخصات مالک آن، قرار داده می شود.

در هنگام عبور از جاده ها gate هایی برای جمع آوری عوارض وجود دارد که این تگها را در حال حرکت خوانده و به صورت خودکار، مقدار عوارض را از حساب صاحب اتومبیل کم می کند. از این طریق توقف برای پرداخت عوارض در جاده ها حذف خواهد شد.

کاربردهای آینده RFID

1) ایجاد سیستمهای هوشمند خانگی:

به عنوان مثال: ساخت یک ماشین لباس شویی که قادر است تگهای RFID روی لباسها را خوانده و با توجه به اطلاعات آنها از جمله نوع پارچه لباس، رنگ و… درجه شست و شو را تنظیم کند و در صورتی که فرد قصد شستن ترکیب نادرستی از رنگ و جنس لباس ها را دارد، اخطار لازم را به او بدهد. مثال دیگر یخچالی است که می تواند مواد غذایی داخل خود را شناسایی نموده و هر زمان که یکی از آنها(مثلا شیر) کم شد یا تاریخ انقضای آن نزدیک شد به صاحبخانه خبر بدهد؛ یا حتی قادر است یک لیست خرید آماده کند!

2) ایجاد سیستم های اعلام خطر در اتومبیل :

مثلا استفاده از یک برچسب هوشمند RFID در تایر اتومبیل که وقتی باد لاستیک کم می شود یا مشکلی به وجود می آید، به راننده هشدار داده و از بروز تصادف جلوگیری می کند.

3) RFID در مصارف پزشکی :

طرح آینده برای کاربردهای پزشکی که در بعضی مکانها نیز در شرف اجراست، این است که برای هر کودکی که به دنیا می آید یک برچسب یا ریز تراشه RFID طراحی و در بدن او جاسازی شود (این برچسب معمولا در زیر پوست، با یک روش ساده جاسازی می شود). تمامی اطلاعات پزشکی فرد از جمله: گروه خونی، ویژگیها(قد، وزن و…)، سوابق پزشکی و… بر روی آن برچسب نگهداری شده و هر بار که فرد به پزشک مراجعه می کند، پزشکان قادرند تمامی اطلاعات مورد نیاز خود را برای تشکیل پرونده و تشخیص وضعیت بیمار خود با اسکن کردن برچسب RFID آنها به دست آورند. در حال حاضر برچسبهایی برای این منظور ساخته شده اند که هیچ مزاحمت و حساسیتی برای بافت های بدن ایجاد نمی کند و از نظر اندازه، به اندازه یک دانه برنج است.

تنها مشکلی که در این زمینه وجود دارد امکان جابه جایی تگ در داخل بدن است که این هم از طریق تزریق موادی به بافتهای اطراف تگ که باعث رشد این بافت ها و احاطه شدن تگ توسط آنها می شود، امکانپذیر است. از آن جا که این تگها به گونه ای ساخته شده اند که فقط از فاصله بسیار نزدیک خوانده می شوند، در نتیجه باید بسیار نزدیک به سطح پوست قرار داده شوند.

مزایای RFID چیست؟

• خواندن تگ ها از فاصله دور.
• افزایش سرعت در تشخیص اشیاء
• جمع‌آوری داده‌ها به صورت خودکار و کاهش خطای انسانی.
• شناسایی همزمان چندین تگ.
• تطبیق راحت و سریع اطلاعات تگ‌ها با داده‌های بانک اطلاعاتی.
• تشخیص سریع اموال و دارایی های گمشده یا جابه‌جا شده.
• ماندگاری بهتر و بالاتر نسبت به بارکد.
• حافظه‌ی بیشتر نسبت به بارکد.
• امکان استفاده‌ی همزمان از اسکنر های بارکد و RFID.

معایب RFID چیست ؟

• هزینه‌ی به مراتب بیش تر نسبت به بارکد.
• دشوار و وقت‌گیر بودن پیاده‌سازی.
• اختلال در امواج RFID در برخورد با بعضی مواد، از جمله فلزات.
• عدم دقت 100 درصد ریدر‌های RFID در بعضی موارد.

این فناوری از زمان جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار می‌گیرد و تقاضا برای تجهیزات RFID به سرعت در حال افزایش است. تمامی اشیاء در حال حاضر از فناوری بارکد استفاده می‌کنند، آر اف ای دی نسبت به بارکد، مزایای بسیار بیشتری دارد. به خصوص اینکه یک برچسب RFID می تواند اطلاعات بیشتری در حافظه‌‍‌ی خود از یک بارکد داشته باشد. علاوه بر این، برچسب های RFID در برابر صدماتی که بارکد را تهدید میکند؛ مانند پاره شدن و لک شدن، مقاوم اند. حال به نظر شما فناوری RFID بهتر است یا بارکد ، نظر خود را با ما به اشتراک بگذارید.

منابع :

شرکت شلر

ویکی پدیا

علم فردا