تکنولوژی شناسایی از طریق امواج رادیویی یا RFID چیست؟

تکنولوژی شناسایی از طریق امواج رادیویی یا به عبارتیRadio Frequency Identification است.

RFID چیست؟

تکنولوژی شناسایی از طریق امواج رادیویی یا به عبارتیRadio Frequency Identification، تکنولوژی نوینی است که به کمک امواج رادیویی و مدارات مجتمع الکترونیکی، اشیاء واشخاص را شناسایی می کند. متداول ترین روش شناسایی اشیاء، ذخیره کردن یک شماره دریک میکروچیپ است که به یک آنتن کوچک متصل است، به این مجموعه تگ می گویند. پس از متصل نمودن این تگ ها به کالا یا شخص، با تشعشع امواج رادیویی، تشخیص و شناسایی صورت می گیرد.RFIDسیستم51 و 018 تا 088 مگاهرتز و / درفرکانس های مختلفی کار می کند. متداول ترین آن ها 521 کیلوهرتز، 15 51/2 گیگا هرتز می باشد. این فرکانس ها، بردهای مختلفی را موجب می شوند، هرچه طول موج فرکانس کوتاه تر باشد، تگ مغناطیسی در فاصله بیشتری قابل خواندن است.

RFID تکنولوژی انعطاف پذیری می باشد که علاوه بر سهولت دسترسی، جهت اتوماسیون سیستم های گوناگون مناسب و قابل پیاده سازی می باشد، مزایایی که در استفاده از این تکنولوژی در اختیار قرار می گیرد با هیچ یک از سیستم های شناسایی خودکار دیگر قابل دسترس نخواهد بود.

مقایسه سیستم RFID و بارکد

• به طور کل سیستم RFID از لحاظ روش اجرایی بسیار به سیستم های بارکدی شباهت دارد، سیستم های بارکدی متشکلاز بارکد خوان و برچسبی بارکددار می باشند که روی اشیای انتخابی چسبانده می شوند و سیستم های مبتنی بر امواجرادیویی، متشکل از ریدر و تگ RFID می باشند که به کالاها الصاق می گردند.
• در سیستم های بارکدی تبادل اطلاعات بوسیله امواج نوری از برچسب به ریدر صورت می گیرد و در سیستمRFID،امواج رادیویی (RF) اطلاعات را از تگ مخصوص به ریدر انتقال می دهند.
• بر خلاف سیستم های مبتنی بر بارکد که اطلاعات ذخیره شده روی بارکد باید از فاصله نزدیک توسط بازخوان
  بر چسب ها خوانده شود، تگ های RFID نیازی به قرارگیری در معرض دید ریدرها ندارند و حتی چنانچه تگ، داخلپالت یا هر گونه بسته بندی نیز باشد، توسط ریدهای RFID قابل شناسایی و خواندن است.

اجزای تشکیل دهنده RFID

سیستم RFID شامل قسمت های زیر می باشد:

• برچسب ها (Tags)
• بازخوان برچسب ها (Readers)
• سرورها (Backend Servers)

برچسب ها (Tags)

تگ های RFID دارای ریز پردازنده های کوچک، آنتن و شماره سریال یکتایی هستند که در انواع پیشرفته آن ها امکان رمزنویسی 1 نیز وجود دارد. با توجه به این مطلب که اجناس و کالاهای گوناگونی در حیطه RFID و به تبع آن برچسب ها قرار دارند، بدیهی است که انواع گوناگونی از آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. بطور کلی برچسب ها را از دو نظر دسته بندی می کنیم که عبارتند از انواع برچسب از نظر شکل ظاهری و انواع برچسب از نظر تامین کننده منبع انرژی.

انواع برچسب از نظر شکل ظاهری:

1. Tag هایی که دارای کفه پلاستیکی از جنس PVC می باشند و معمولاً در وسط آن ها یک سوراخ دیده می شود
   که بسیار با دوام بوده و می توان از آن ها بارها و بارها استفاده کرد.
2. Tag هایی که شبیه کارت های اعتباری هستند و معمولا به آن ها کارت های هوشمند بدون تماس Contact less یا (smart cards) گفته می شود.
3. Tag هایی که بصورت لایه های کاغذی روی برچسب ساخته می شوند که به آن ها برچسب های هوشمند(smart lable) گفته می شود.
4. Tag هایی که در محیط های قابل فرسایش (مثلاً آب یا مایع) به خوبی کار می کنند. اینگونه Tag ها درکپسول های شیشه ای قرار دارند.
5. Tag هایی کوچک که در داخل اشیاء عمومی مثل لباس، ساعت، دستبند و.... کار گذاشته می شود. اغلب ممکن
   است به شکل یک دسته کلید بنظر برسند.

انواع برچسب از نظر تامین کننده منبع انرژی:

1. برچسب های غیر فعال: که فاقد منبع تغذیه داخلی (باطری) می باشند و انرژی مورد نیاز را از سیگنالیکه از بازخوان بر چسب دریافت می کنند، تامین می کنند، پردازنده و آنتن این تگ ها بسیار کوچکمی باشند همچنین برد خواندن اطلاعات این تگ ها نیز بسته به شرایط محیطی از 2 میلیمتر تا پنج مترمی باشد.
2. برچسب های فعال: این نوع تگ ها دارای منبع تغذیه داخلی (باطری) می باشند و این امر موجب می گرددکه برد بیشتری نسبت به تگ های غیر فعال (passive) داشته باشند، برد این تگ ها بسته به فرکانستعریف شده آن ها، گاهی به چند صد متر هم می رسد.
3. برچسب های نیمه غیرفعال: علاوه بر استفاده از باتری داخلی می توانند از انرژی منتقل شده توسطبازخوان برچسب ها نیز بهره مند شوند.
4. برچسب های دو طرفه که علاوه بر استفاده از باطری داخلی شان می توانند بدون کمک گرفتن از بازخوانبرچسب ها دیگر اقسام هم شکل خود را نیز شناسایی کرده و با آن ها به گفتگو بپردازند.​

به طور کل برچسب های فعال مطمئن تر از برچسب های غیر فعال می باشند و کمتر با خطا مواجه می شوند، باتوجه به وجود منبع تغذیه و نیرویی که از تگ های فعال تولید می شود، این دسته از برچسب ها تطابق بیشتری با تغییرات آب و هوایی، برد طولانی دریافت امواج و یا نوسانات موجود در ارسال فرکانس های رادیویی خواهند داشت.
بازخوان بر چسب ها:
سه دسته عمده بازخوان بر چسب ها عبارتند از:

1. مدل ثابت 1 : در جایی ثابت مانند ورودی و خروجی ها نصب می شوند.
2. مدل دستی 2: قابل حمل بوده و در اصطلاح پای کار برده می شود.
3. مدل کارتی 3 : به عنوان قطع های به کامپیوتر متصل می شود.
   
   سرورها:
   معمولاً یک کامپیوتر شخصی است که توسط اجزای زیر اطلاعات در آن ذخیره می گردد:

بستر ارتباطی:

جهت ارتباط با سرور مرکزی، کنسول های مانیتورینگ و یا سایر نرم افزارها و تبادل اطلاعات لازم است که دستگاه های Reader / Writer از طریق یک بستر ارتباطی همانند شبکه کامپیوتری، شبکه بی سیم 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 موجودی و تجهیزات همان بخش بر روی آن ها قرار دارد و فعالیت های مانیتورینگ مختلفی را می توان برروی آن ها انجام داد.

سرور مرکزی:

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

مزایای RFID

RFID یک تکنولوژی قابل انعطاف و راحت است، که به راحتی برای انجام عملیات خودکار مناسب می باشد. RFID نیازی به نزدیکی گیرنده و کالا و تماس آن ها با یکدیگر ندارد و در هر محیطی قابل استفاده است. به طور همزمان اطلاعات TAG های مختلف را دریافت می کند. همچنین استفاده از این فناوری امنیت و درستی اطلاعات را درپی دارد. هر TAG یک کد یکتا دارد که آن را از بقیه مجزا میکند به همین دلیل تغییر یا جعل اطلاعات تقریبا غیر ممکن است.
تکنولوژی RFID باعث بهبود موارد زیر می شود :

• انتقال اطلاعات بیشتر نسبت به برچسب های بارکددار.
• حذف خطاهای انسانی.
• افزایش سرعت و کارآیی.
• افزایش دسترسی اطلاعات و مکان یابی دقیق آن ها.
• افزایش ضریب امنیت.
• انتقال سریع اطلاعات از طریق ارتباطات شبکه ای یا بدون آن.

معایب RFID :

​

• نبود استاندارد معتبر که موجب عدم توسعه آن شده ولی تدوین استاندارد در آمریکا شروع شده است.
• هزینه راه اندازی این سیستم در مقایسه با سیستم های دیگر بیشتر است.
• ممکن است با سایر فرکانس ها و فلزات تداخل ایجاد کند.
• عدم شناسایی در محیط های مایع و حائل های فلزی در بعضی از برچسب ها.
• تجاوز به حریم خصوصی افراد (می توان به طور غیرمحسوس حریم خصوصی افراد را کنترل کرد.​

تجهیزات مورد نیاز RFID :

بطور کلی فناوری RFID از تجهیزات ذیل جهت پیاده سازی بهینه خود کمک می گیرد :

1. انواع برچسب
2. انواع خواننده بر چسب
3. انواع نویسنده اطلاعات
4. آنتن - تقویت کننده سیگنال
5. نرم افزار مدیریت اطلاعات
6. بانک اطلاعاتی، ساختار شبکه اطلاعاتی

روش کلی کار RFID :

ریدر های RFID اطلاعات را از تگ ها می خوانند و آن ها را به سرور انتقال می دهند، اطلاعات تگ ها در بانک اطلاعاتی سرور ذخیره می گردد، به طور کل تامین فرکانس، تامین انرژی، انتقال اطلاعات و تامین پالس ساعت از جمله قابلیت های ریدرها می باشند.

سیستم مدیریت انبار

از آنجاییکه بخش اعظم دارائی مؤسسات و کارخانجات در انبارها نگهداری می گردند، لذا دسترسی سریع به آمار و ارقام موجودی ها در روند مالی و همچنین برنامه ریزی تولید نقش عمده ای دارند. در سیستم دستی امکان خطای انسانی بسیار زیاد بوده و گاه امکان دارد بر اثر اشتباه در شمارش و یا اعلام موجودی اجناس باعث ایجاد وقفه در عملیات تولید و یا تحویل کالا به مشتری گردد. با توجه به این مسائل بدیهی است رؤیای هر سیستمی داشتن انباری به دور از هرگونه خطا و اشتباه می باشد تا بتوان به این وسیله از ضررهای احتمالی اجتناب نمود. اگر بخواهیم سیستم مدیریت انبار را بطور کلی بنگریم متوجه می شویم می توانیم عملیات انبار را به دو دسته کلی تقسیم کنیم. این دو عمل عبارتند از ورود و خروج کالا، تمامی گزارشات مورد نیاز ما از همین دو عمل نتیجه می گیرند. خواه گزارش موجودی را نیاز داشته باشیم یا مکان استقرار کالا و یا میزان فروش.

با توجه به مطالب بالا می توانیم سیستم RFID را به شکل زیر در انبار مستقر نماییم.

کاربرد RFID در انبار

ورود کالا:
در طرح پیشنهادی، هنگام ورود کالا به انبار، توسط متصدی انبار برچسب RFID مربوطه روی آن نصب می شود. با توجه به اینکه احتمال دارد که هر کالائی درون کارتن بسته بندی شود و درنتیجه در دید مستقیم بازخوان تگ قرار ندارند تگ مورد استفاده اکتیو خواهد بود. تگ ها پس از الصاق به کالای مورد نظر توسط مسئول انبار شناسایی شده و
در سیستم ثبت می شوند. بنابراین هر تگ با شناسه منحصر به فرد خود نشانگر یک کالای مشخص با ویژگی های تعریف شده خاص خود خواهد بود. این قسمت از معدود قسمت های دخالت نیروی انسانی در ثبت کالای ورودی به انبار می باشد. البته با توجه به اینکه سیستم دست نویس انباردار از روند کار حذف می شود دقت کار بالا خواهد رفت. پس از این مرحله گزارش گیری از موجودی انبار در هر لحظه و در کوتاه ترین زمان ممکن میسر خواهد بود.
خروج کالا :
در هنگام خروج کالا از انبار قبل از خروج خودرو حامل کالا، بازخوان تگ، که در سردر انبار نصب شده است کلیه تگ های داخل بار را شناسایی می کند. به این ترتیب درکوتاه ترین زمان ممکن کنترل کالاهای بارگیری شده انجام می شود و در همان لحظه امکان ایجاد گزارش از عملکرد ورود و خروج کالا از انبار میسر خواهد بود.

مشخصات و امکانات نرم افزاری :

در بخش ورود کالا به انبار، نرم افزار اطلاعات تگ شناسایی شده را دریافت کرده و امکان تخصیص اطلاعات کالا به تگ مورد نظر را فراهم می کند. در بخش خروج کالا، نرم افزار اطلاعات تگ های شناسایی شده را با اطلاعات ذخیره شده بر روی پایگاه داده تطبیق داده و مشخص می کند که چه کالاهایی در حال خروج از انبار می باشد.
در هر دو بخش امکان تهیه گزارش به صورت گزارش چاپی، txt و همچنین نمایش در جداول راهنما فراهم می باشد.
به علاوه در هر زمان گزارش گیری از موجودی کالا در انبار بر اساس جستجوهای متنوع فراهم می باشد. به عنوان مثال ورودی، خروجی یا موجودی کالا در یک تاریخ خاص، یا بر اساس یک کالای خاص و... قابل جستجو و ایجاد گزارش می باشد.

نتیجه گیری:

همانگونه که ذکر شد RFID روز به روز در حال تکمیل وگسترش است و اجزاء آن ارزان تر می شوند. جهت پیاده سازی RFID در یک فرآیند، میبایست پیش از خرید و نصب تجهیزات، ضمن کسب دانش اولیه مورد نیاز، جهت استفاده بهینه و اقتصادی از سرمایه گذاری های مربوطه، تمامی راه حل های ممکن در این زمینه را از ابعاد مختلف فنی و اقتصادی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار داد. با توجه به روند توسعه سریع این تکنولوژی و کاهش قابل پیش بینی هزینه های پیاده سازی آن، پیشبینی می گردد اجرای این پروژه در آینده نزدیک از صرفه اقتصادی برخوردار گردد. یک زمینه دیگر قابل بررسی در پیاده سازی سیستم های مبتنی بر RFID در کلیه سازمان ها، بکارگیری این تکنولوژی در بخش های مختلف زنجیره ارزش و کلیه زیر مجموعه های مرتبط با موضوع می باشد که می تواند در تصمیم گیری در این ارتباط در هر سازمان موثر واقع گردد. در صورت گام نهادن در این راه تفکر و نگرش موسسه و سازمان تغییر و تکنولوژیک تر شده و امکان رشد و تعالی بیشتر خواهد بود.