RFID

اصولاً به هر سيستمي که قادر به خواندن و تشخيص اطلاعات افراد يا کالاها باشد سيستم شناسايي يا Identification System گفته ميشود.
 طور کلي شناسايي خودکار و نگهداري داده ها (AIDC) روشي است که طي آن تجهيزات خواه سخت افزاي يا نرم افزاري قادر به خواندن و تشخيص داده ها بدون کمک گرفتن از يک فرد هستند.
بارکدها، کدهاي دو بعدي، سيستم هاي انگشت نگاري ، سيستم شناسايي با استفاده از فرکانس راديويي، سيستم شناسايي با استفاده از قرنيه چشم و صدا و ... از جمله اين راهکارها در اين مقال ميباشند. يکي از جديد ترين مباحث مورد توجه دانشمندان جهت شناسايي افراد يا کالاها استفاده از سيستم شناسايي با استفاده از فرکانس راديويي يا RFID ميباشد.
 RFID که مخفف سه واژه Radio Frequency Identification است؛ امروزه توسط فروشگاه هاي زنجيره اي بزرگي چون "وال مارت" و "مک دونالد" و نيز سازمانهاي مهمي چون "وزارت دفاع ايالت متحده آمريکا" استفاده شده و امتحان خود را به خوبي پس داده است.

RFID چيست ؟

تصور کنيد که وارد يک فروشگاه زنجيره اي شده ايد و اقلام مورد نياز خود را داخل چرخ دستي (trolley) قرارداده ايد. صندوق دار با استفاده از بار کد ميبايستي که تک تک اقلام داخل سبد را برداشته و اطلاعات آن را توسط بارکد خوان (Barcode Reader) يکي يکي به داخل رايانه وارد کند تا فاکتور اقلام انتخابي شما صادر گردد. بسياري از اوقات بدليل آنکه تعداد کالاهاي خريداري شده بسيار زياد ميباشند؛ صفهاي طولاني اي در فروشگاه هاي زنجيره اي تشکيل ميشود.تازه ، گاهي اوقات نيز مخدوش شدن علائم بار کد، از خواندن اطلاعات جلوگيري ميکند ، که اين خود موجب مشکلات بيشتري ميشود.
 با اين فن آوري جديد يعني RFID شما سبد کالاي خود را برميداريد و بدون اينکه مجبور به ايستادن در صفهاي طولاني شويد و يا حتي بدون اينکه مجبور باشيد اقلام خريداري شده را به صندوقدار يا نگهبان نشان دهيد، از در خارج ميشويد.
چرا؟ چون برچسب روي کالا ديگر بارکد (Barcode) نيست بلکه از نوع RFID ميباشد و خودش با فرستان علائم راديويي کليه اطلاعات جاري خود از قبيل تعداد، قيمت، وزن، ... را به کامپيوترهاي موجود در درهاي خروجي مخابره ميکند.
اين برچسبها داراي دو بخش تراشه و آنتن هستند و داراي عملکرد بسيار ساده اي مي باشند؛ تراشه اطلاعات را از طريق آنتن منتشر ميکند و حسگرهايي در اطراف قرار دارند ،اين اطلاعات را دريافت ميکنند.
از جمله مهمترين محاسن آن کاهش سرقت يا دزدي و محاسبه سريعتر تعداد کالاهاي موجود در انبار بدون نياز و کمک به نيروهاي انساني است.
اما تنها اشکال اين فن آوري گران بودن آن است، اگر چه روزگاري ميرسد که تمامي اشياء و کالاها اين برچسب ها را مثل بارکد خواهند داشت.
 بطور کلي RFID يا سيستم شناسايي با استفاده از فرکانس راديويي سامانه ي شناسايي بي سيمي است که قادر به تبادل داده ها بوسيله برقراري اطلاعات بين يک Tag که به يک کالا ، شئ يا .. متصل شده است و يک بازخوان (Reader) مي باشد.
اصولاً سامانه هاي RFID از سيگنالهاي الکترونيکي و الکترو مغاطيسي براي خواندن و نوشتن داده ها بدون تماس بهره گيري مي کنند.
Tag ها وسيله شناسايي متصل شده به کالايي است که ما ميخواهيم آن را رد يابي کنيم وبازخوان ها (Reader) ها وسايلي هستند که حضور برچسب ها را در محيط تشخيص داده و اطلاعات ذخيره شده در آنها را بازيابي ميکنند.
با توجه به اينکه اين سيستمها بر مبناي تغييرات امواج مغناطيسي و يا فرکانس هاي راديويي کار ميکنند، جهت تقويت سيگنالهاي موجود در محيط گاهي اوقات از آنتن (تقويت کننده سيگنال) نيز استفاده ميشود.


 تجهيزات مورد نياز

بطور کلي فن آوري RFID از تجهيزات ذيل جهت پياده سازي بهيه خود کمک ميگيرد:
1. انواع برچسب Tag
2. انواع خواننده بر چسب Reader
3. انواع نويسنده اطلاعات Printer
4. آنتن- تقويت کننده سيگنال
5. نرم افزار مديريت اطلاعات
6. بانک اطلاعاتي، ساختار شبکه اطلاعاتي


TAG چيست؟

 Tag ها وسيله شناسايي متصل شده به کالا، شئ، فردي هستند که ما ميخواهيم آنرا رد يابي کنيم.
اما اينکه هر يک از کالاها داراي اشکال و ظواهر گوناگون و نيز داراي محيطهاي فيزيکي گوناگوني است، اين ضرورت را ايجاب ميکند تا Tag ها را با توجه به ويژگيهاي فيزيکي (ظاهريشان) دسته بندي کنيم.
بطور کلي بعضي از ويژگيهاي ظاهري Tagها بصورت زير ميباشد:

1- Tag هايي که داراي کفه پلاستيکي از جنس PVC ميباشند و معمولاً در وسط آنها يک سوراخ ديده ميشود که بسيار با دوام بوده و ميتوان از آنها بارها و بارها استفاده کرد.

2- Tag هايي که شبيه کارتهاي اعتباري هستند ومعمولاً به آنها کارتهاي هوشمند بدون تمـاس (Contact less Smart Cards) گفته ميشود.
3- Tag هايي که بصورت لايه هاي کاغذي بر روي برچسب ساخته ميشوند که به آنها برچسب هاي هوشمند (Smart Labels) گفته ميشود.
4- Tag هايي که در محيطهاي قابل فرسايش (مثلاً آب يا مايع) به خوبي کار ميکنند. اينگونه Tag ها در کپسولهاي شيشه اي قرار دارند.
5- Tag هاي کوچک که در داخل اشياء عمومي مثل لباس، ساعت، دستبند و .... کارگذاشته ميشود. اغلب ممکن است به شکل يک کليه يا دسته کليد بنظر برسند.
در صورتيکه بخواهيم Tag ها را با در نظر گرفتن منبع انرژي تامين کننده شان دسته بندي کنيم به 4 دسته اصلي تقسيم بندي مي شوند:
1.Tag هاي غير فعال Passive Tags
که انرژي و برق مورد نياز خود را از Reader ها بوسيله يکسري از روش هاي تراگسيل بدست مي آورند.
2.Tag هاي فعال Active Tags
 که انرژي مورد نيازشان توسط يک باطري داخلي و جهت برقراري ارتباط داراي يک پردازنده، يک حافظه و حسگر مي باشند.
3.Tag هايي نيمه غير فعال Semi-Passive Tags
 که علاوه بر استفاده از باطري داخلي شان، ميتوانند از انرژي منتقل شده توسط Readerها نيزبهره مند شوند.
4.Tag هاي دو طرفه Two way Tags
که علاوه براستفاده از باطري داخلي شان ميتوانند بدون کمک گرفتن از Readerها ديگر اقسام هم شکل خود را نيز شناسايي کرده و با آنها به گفتگو بپردازند.

Readerچيست؟

 Reader ها وسايل الکترونيکي هستند که حضور Tag ها را در محيط تشخيص داده و اطلاعات ذخيره شده در آنها را بازيابي ميکنند.
سه دسته عمده Reader ها بصورت:
1.مدل ثابت Fixed Type
2.مدل دستي Hand held Type
3.مدل کارت PC Card Type


مزاياي استفاده از فن آوري RFID

مزايا استفاده از اين تکنولوژي به شرح ذيل ميباشد:
1.کاهش هزينه ها (کاهش فعاليت هاي دستي و افزايش سرعت)
2.اتوماسيون (بدون توقف)
3.کاهش خطا
4.کنترل فرايندهاي غير قابل رويت
5.امکان به روز رساني بر چسب ها بدون دخالت دست
6.امنيت
7.يکپارچگي

کاربري در RFID

- مديريت بار مسافران :

شناسايي و کنترل بار و اثاثيه مسافران با استفاده از فرکانسهاي راديويي RFID

در دسامبر سال 2004 همايشي با شرکت اعضاء ياتا و با هدف زمينه سازي کاربردي IT در شرکتهاي هواپيمايي در خاور ميانه برگزار گرديد که البته عمده توجه خود را بر تسهيل امور صنعت هواپيمايي معطوف نمود. پروژه سوم تائيد شده در اين مجمع با عنوان شناسايي و کنترل بار و اثاثيه مسافران با استفاده از فرکانسهاي راديويي RFID به اعضاء معرفي گرديد.
پروژه سوم، شناسايي و کنترل بار و اثاثيه مسافران با استفاده از مهمترين بخشهاي بررسي شده درباره اين پروژه در ذيل ارائه شده است:
 هدف از بکارگيري فرکانسهاي راديويي جهت شناسايي و کنترل بار و اثاثيه مسافران، ترويج و توسعه فناوري RFID به منظور بهبود مديريت و سازماندهي فرآيندهاي مختلف اداره بار نظير جداسازي، دسته بندي و حمل و نقل اثاثيه مسافران و جلوگيري از خسارات احتمالي يا مفقود شدن اين محموله ها مي باشد.
 در عين حال بکارگيري سيستم RFID موجب کاهش هزينه هاي شرکتهاي هواپيمايي و ارتقاء سطح خدمات ارائه شده به مشتريان ميگردد.
اما منظور از برچسب هاي شناسايي و کنترل با فناوري RFID چيست؟
اين برچسبها در شکلهاي استانداردي ارائه ميگردند و يک تراشه که توانايي شناسايي فرکانس هاي راديويي را دارا ميباشد، داخل اين برچسب ها جا سازي گرديده است.
در عين حال اين تراشه ها ظرفيت ذخيره داده هاي جديدتر را نيز دارا ميباشند. استفاده از RFID در مديريت بار مسافران سبب کاهش خسارات احتمالي يا فقدان بار و اثاثيه مسافران ميگردد و در عين حال فرودگاهها، سيستمهاي سريعتر و ارزانتري را در مديريت و سازماندهي هندلينگ بار در اختيار خواهند داشت. از سوي ديگر هزينه هاي شرکتهاي هواپيمايي در امور هندلينگ بار نيز به ميزان قابل توجهي کاهش پيدا ميکند و در عين حال امنيت محموله ها و اثاثيه مسافران ارتقاء و زمان مورد نياز براي انجام امور شناسايي و کنترل بار و اثاثيه به حداقل خواهد رسيد.

مراحل طرح اجرايي RFID براي کنترل و شناسايي اثاثيه مسافران از سوي ايکائو بشرح ذيل ميباشد:
 1.تشخيص و تعيين فرودگاههاي مورد نظر و بررسي شبکه هاي ورودي، خروجي و عبوري
2.مديريت و سازماندهي ذينفعان و همکاران اجراي طرح، شامل شرکتهاي هواپيمايي، فرودگاهها و شرکت هاي هندلينگ بار
3.ارزيابي و تخمين هزينه هاي نصب و راه اندازي کامل سيستم
4.ارائه مدل اقتصادي مناسب برنامه ريزي براي تامين منابع مالي مورد نياز به گونه اي که منافع تمامي همکاران و ذينفعان اجراي طرح در نظر گرفته شود.
اين سيستم به راحتي با چسباندن Tag بر روي بار مسافران و قراردادن يک سري آنتن و در نهايت Reader در اطراف ونيز قفسه هاي نگهداري بار مسافران به راحتي قابل اجرا ميباشد.

  - مديريت دام و گوشت

شايد به جرات بتوان گفت که يکي از قديميترين کاربردهاي استفاده از فن آوري RFID در رديابي و کنترل حرکت حيوانات اهلي مخصوصاً گاوهاي شيرده بوده است. امروزه بصورت يک جريان کاملاً متداول، حيوانات همزي و اهلي بوسيله کپسولهاي قابل تزريق و يا Tag هايي که به گوش حيوانات متصل مي شود؛ به اين فن آوري مجهز مي شوند.
اين Tag ها به جهت شناسايي حيوانات اهلي گم شده، مرتب کردن، مراقبت کردن و نگهداري پيشينه درماني حيوانات اهلي بکار برده ميشود.

البته اين فن آوري درسالهاي اخير در صنايع کشاورزي و دارويي کاربرد وسيعي پيدا کرده است. اطلاعات مربوط به حيوانات اهلي، مواد غذايي و دارويي در مواقع بحراني براي سلامتي جوامع بشري بسيار مفيد ميتواند باشد.

- کنترل ورود و خروج وسايط نقليه

يکي ديگر از کاربردهاي بسيار شايع استفاده از فن آوري RFID کنترل ورود و خروج وسايط نقليه در محلهايي است که امنيت ورود و خروج ماشينها بسيار مهم و ضروري بنظر ميرسد.
اين سيستم با چسباندن يک Tag برروي وسيله نقليه و قراردادن کليه اطلاعات مربوط به اين وسيله در حافظه آن امکان پذير ميشود.
قبل از رسيدن وسيله نقليه به درب ورودي يا خروجي ؛ ماشين از محلي که در آن يک آنتن جهت دريافت اطلاعات Tag چسبيده شده بر روي وسيله نقليه وجود دارد؛ عبور ميکند. دستگاه Reader اطلاعات موجود بر روي Tag را از آنتن بازخواني ميکند و در صورتي که اطلاعات موجود بر روي Tag نشانگر مجوز ورود يا خروج باشد، گيت ورودي يا خروجي باز ميشود.
در صورتي که هيچ گونه برچسبي بر روي ماشين وجود نداشته باشد و يا در صورتيکه اطلاعات موجود بر روي Tag نشانگر مجوز عدم خروج يا ورود باشد، افراد امنيتي مستقر در محل درب ورودي يا خروجي گيت جهت بارزسي وسيله نقليه اقدام ميکند.

 - مديريت کتابخانه ها و کتاب ها

ازجمله کاربردهاي جالب فن آوري RFID کاربرد وسيع آن در کتابخانه هاي بزرگ ميباشد.
با چسباندن يک Tag (که کليه مشخصات کتاب در آن ذخيره سازي شده است) بر روي کتاب و قراردادن يکسري از آنتن ها و Reader ها در محل کتابخانه ميتوان از مزاياي ذيل بهره جست:
الف- جلوگيري از سرقت کتاب هاي موجود
ب- اجراي سيستم خودکار بازگشت و حتي خروج کتابها از کتابخانه
 ج- پيگيري و کنترل چيدمان صحيح کتابها در قفسه هاي مربوط به خودشان

- کاربرد فن آوري RFID در مباحث پزشکي

فن آوري RFID در مباحث پزشکي کاربردهاي بسيار گسترده اي دارد. اين فن آوري بسيار جالب از هنگام ورود بيمار توسط يک دستبند که کليه اطلاعات بيمار در آن قرار ميگيرد در يک بيمارستان مجهز آغاز ميشود.
ثبت و يا ذخيره سازي اطلاعات بيمار از قبيل نام و آدرس، تاريخ پذيرش و بستري و نيز نوع بيماري ،پزشک معالج ،نوع عمل جراحي و .... در پايين آوردن اشتباهات و خسارات جبران ناپذير در بيمارستان نقش حياتي دارد.
 مچنين فرارو يادزديده شدن بيمار از بيمارستان با همين فن آوري تقريباً غير ممکن بنظر مي رسيد.
جلوگيري ازجابجا شدن اطفالي که تازه بدنيا آمده اند از جمله کابردهاي بسيار حساس اين فن آوري ميباشد. همچنين در محل هاي نگهداري دارو، با چسباندن برچسب داروها ميتوان از ميزان مصرف، تاريخ مصرف داروها به راحتي باخبر شد.

 حمايت شرکت مايکروسافت

در اين بين خبرگزاريهاي IT در سراسر دنيا خبر از حمايت (پشتيباني) شرکت مايکروسافت از اين فن آوري را ميدهند.
مايکروسافت بعد از ماهها تاخير، نسخه هاي جديد محصولات طراحي نرم افزار خود را عرضه کرد. شرکت مايکروسافت اعلام کرد:
در طول نيم سال اول 2006 نرم افزارهايي را مخصوص برنامه ريزي و کنترل داده هاي حاصل از دستگاه هاي RFID عرضه  کرده است.
اين نرم افزار ها به سيستم عامل Windows Server اين امکان را ميدهد که داده ها را از دستگاه هاي RFID جمع آوري و پردازش کنند.
ديگر برنامه هاي Microsoft که شامل BizTalk و پايگاه داده ها SQL SERVER است ؛قادر خواهند بود داده هاي مربوط به فن آوري RFID را ذخيره سازي کنند.