RFID چیست ؟

RFID )(Radio Frequency Identification) ) به معنی ابزار تشخیص امواج رادیویی است. RFID دستگاه الکترونیکی کوچکی است که شامل یک تراشه کوچک و یک آنتن میباشد. این تراشه قادر به حمل 2000 بایت اطلاعات یا کمتر میباشد. برای روشنتر شدن مطلب میتوان گفت دستگاه RFID کاربردی شبیه بارکد و نوارهای مغناطیسی نصب شده روی credit card ها یا کارتهای ATM دارد. RFID برای هر شیء یک مشخصه واحد ایجاد می کند که از دیگر اشیا قابل شناسایی خواهد شد. و همین طور که از روی بارکد یا نوار مغناطیسی میتوان اطلاعات را خواند RFIDهم میتواند خوانده شده واز آن طریق اطلاعات آن دریافت یا اصلاح شود.
میتوان گفت RFID یک تکنولوژی نسبتا جدید است که روش انجام تجارت در موسسات را تغییر داده است. RFID راهی برای پیگیری جریان مواد و محصولات از ابتدا تا انتهای زنجیره تامین میباشدو در حال حاضر در صنعت بیشتر برای جلوگیری از سرقت، افزایش کارایی در کنترل موجودی و کاهش هزینههای بازرسی و حمل به کار می­رود.
RFID برای ردیابی محصولات، وسایل نقلیه، موجودات زنده و حتی انسانها کاربرد دارد و البته کاربرد آن محدود به اینها نمیشود. تکنولوژی RFID پتانسیل بسیار بالایی برای گسترش و استفادههای نو دارد که تحقق این امر بستگی به میزان موفقیت در کاهش هزینه و حل دیگر مشکلات آن که در این تحقیق اشاراتی به آنها خواهد شد، دارد.

تاریخچه RFID:
به این علت که فنآوری RFID اخیرا گسترش و رواج قابل ملاحظهای یافته است،بسیاری از افراد تصور میکنند که این تکنولوژی جدید و نوست در حالی که RFID از حدود سال 1970وجود داشته است اما به دلیل قیمت بالا این وسیله تا سالهای اخیر در مصارف تجاری کاربرد زیادی نداشته است. طبق بررسیهای انجام شده مفهوم RFID از زمان جنگ جهانی دوم با کشف فنآوری تقریبا مشابهی به نام IFF که معرف Identify Friend or Foe میباشد مطرح گردیده است. IFF روشی برای تشخیص هواپیماهای جنگی دوست یا دشمن بود که توسط انگلیسیها کشف و استفاده شد .IFF مکانیزمی شبیه به RFID دارد.
یک تکنولوژی مشابه دیگر در سال 1945 توسط "Leon Theremin "کشف شد که یک وسیله جاسوسی بود و اطلاعات صوتی را با استفاده از امواج رادیویی انتقال میداد.
اولین بار فنآوری RFIDبه شکل امروزی آن توسط "Mario Cardullo" کشف شد اما تا سال 1970 به علت گرانی استفاده تجاری نداشت.

اصول فن آوری RFID:
RFID از سه قسمت تشکیل شده است:
· A Scanning antenna :tagبرای برقراری ارتباط و ارسال امواج رادیویی به
· A Transceiver with a decoder:برای تفسیر دادهها
· A Transponder ( the RFID tag):که اطلاعات لازم در آن ذخیره شده است

RFID Tag خود از دو قسمت تشکیل شده: 1-chip 2-Antenna

نحوه انجام عملیات:
آنتن (Scanning Antenna) امواج رادیویی را در محدوده نسبتا کوچکی منتشرمیکند.

این امواج رادیویی دو عمل اصلی انجام میدهند:
1)وسیلهای برای ارتباط با RFID Tag(transponder) است.
2)انرژی مورد نیاز tag برای برقراری ارتباط را فراهم میکند(در مورد tagهایpassive )
وقتی که یک tag در میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده در اطراف reader قرار میگیرد،
سیگنالهای فعال کننده که توسط آنتن فرستاده شدهاند،روی آن اثر گذاشته و به عبارتی تراشه RFID را بیدار می­کند
و این تراشه اطلاعات موجود در tag را در اختیار آنتن قرار میدهد.نقش transceiver در این عملیات
کنترل خطوط ارتباطی ودادهها است
در واقع یک دستگاه reader ترکیبی است از یک scanning antenna و transceiver .

اطلاعات خوانده شده توسط reader به server محلی موجود انتقال مییابد و این اطلاعات
پردازش شده و در تشکیلات داخلی یک سازمان برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.

انواع RFID از نظرمحدوده فرکانس:
RFID در سه محدوده فرکانس مختلف کار میکند:
1- فرکانس پایین(LF): Low Frequency ←یعنی فرکانس بین 120 تا 134 کیلو هرتز
2- فرکانس بالا(HF): High Frequency ← یعنی فرکانس 13.56 مگاهرتز
3- فرکانس بسیار بالا(UHF): Ultra High Frequency ← یعنی فرکانس بین 902 تا 915 مگا هرتز

انواع Tag های RFID:

به طور کلی سه نوع tag RFID وجود دارد که عبارتند از:
1- tag های Passive: این نوع tag ها هیچ منبع تولید انرژی درونی ندارند و انرژی خود را از طریق سیگنالهای RF که توسط دستگاه Reader ارسال و توسط آنتن موجود در tag دریافت میشود، تامین میکنند.

2- tag های Semi-passive: بسیار شبیه tag های Passive است ؛ با این تفاوت که باتری کوچکی در آنها وجود دارد و انرژی لازم برای فعال شدن مدار داخل آنها را فراهم میسازد.

3- tag های Active: این tag ها دارای یک منبع انرژی داخلی میباشند که توانایی انتقال اطلاعات در فواصل دورتر را فراهم میکند.


این سه نوع tag از جهات دیگری چون سایز، دامنه پاسخگویی، سرعت پاسخگویی و... نیز
با هم تفاوت هایی دارند .
این خواص با حرکت از tag های Passive به سوی Active به صورت زیر تغییر میکنند:

اندازه : افزایش

*اندازه کوچکترین tag Passive ←0.15mm× 0.15mm

*اندازه کوچکترین Active tag ←به اندازه یک سکه

دامنه(Range) پاسخگویی : افزایش

قیمت : افزایش

سرعت پاسخگویی : افزایش

قابلیت اطمینان : افزایش

عمر این برچسبها به صورت زیر تغییر میکند:

Passive > Active > Semi-passive

*دلایل تفاوت عمرtag ها:

1- tag هایی که منبع انرژی داخلی دارند به علت محدودیت منبع عمر محدود دارند.

2- باتری کوچک موجود در برچسب Semi-passive عمر کوتاه تری از منبع انرژی برچسب Active دارد.

مقایسه RFID با بارکدو مزایای عمده RFID:

1- دستگاههای خواننده بارکدها در صورتی عمل میکنند که برچسب در مسیر خط مستقیم دید آنها قرار گیرد؛ در حالی که هیچ یک از انواع RFID tag برای خوانده شدن احتیاجی به قرار گرفتن در مسیر دید مستقیم Reader ندارند.

2- Tag های RFID میتوانند از فاصله بسیار دورتری نسبت به بارکد خوانده شوند.یک RFID Reader می­تواند اطلاعات RFID را تا فاصله 300 فوت هم بخواند،در حالی که فاصله خوانده شدن بارکد بسیار کمتر است و عملا بیشتر از 15 فوت نیست.

3- چندRFID tag میتوانند به طور همزمان خوانده شوند اما بارکد این مزیت را ندارد.

4- خواندن اطلاعات از RFID با سرعت بسیار بالاتری صورت میگیرد.(حدود 40 عدد یا بیشتر در 1 ثانیه)؛ در حالی که خواندن اطلاعات از بارکد بسیار زمانبرتر است.به علت این که tag باید دقیقا روبه روی Reader قرار گیرد، ممکن است چند ثانیه برای خواندن فقط یکtag وقت صرف شود.

5- از آن جایی که بارکد باید برای خوانده شدن در مسیر دید مستقیم gun قرار گیرد، باید حتما بر روی سطح خارجی کالا نصب شود.در نتیجه خیلی سریع آسیب دیده و غیر قابل استفاده میشود.در حالی که می­توان برچسبهای RFID را در داخل پوشش پلاستیکی قرار داد وحتی میتوان آنها را در داخل محصول فرو کرد که این خود، دوام آنها و امکان استفاده مجدد از آنها را فراهم میسازد.

6- عمر برچسبهای RFID از بارکد بیشتر است.

7- RFID توانایی کار در محیطهای خشن را دارد و کارایی آن بسیار بیشتر از بارکد است.

8- بارکدها برچسبهایی فقط خواندنی هستند و اطلاعات آنها قابل تغییر نمیباشد.درحالی که RFID توانایی خوانده شدن و نوشته شدن مجدد را دارد. Reader ها قادرند با برچسبها ارتباط برقرار کنند و تا جایی که طراحی برچسب اجازه میدهد اطلاعات آن را تغییر دهند.بنابراین توسط بارکد تنها میتوان یک کالا را رد گیری نمود.اما با استفاده از RFID میتوان عملیاتی چون ثبت وقایع، پارامترها و اندازهگیری­ها را نیز اجرا کرد.

9- برچسبهای RFID گرانتر ازبارکد هستند و این قیمت بالا گاهی اوقات به حدی تاثیر گذار است که صرف نظر از تمام مشکلات بارکدها استفاده از آنها بسیار به صرفهتر از بهکارگیری RFID میباشد.

10- امنیت اطلاعات موجود در روی RFID کمتر از بارکد است.زیرا دستگاههای Reader مختلف از فواصل دور قادر به خواندن این اطلاعات میباشند.

11- تعداد بایت های موجود برای ذخیرهسازی اطلاعات در RFID بسیار بیشتر از بارکد است.بنابراین میتوان در یک برچسب RFID اطلاعات فراوانی از جمله : کد کالا، محل ذخیره و نگهداری، محل تولید، تاریخ مصرف، قطعات و مواد تشکیل دهنده، حمل و نقلهای صورت گرفته و بسیاری اطلاعات دیگر را ذخیره نمود.

مشکلات و معایب RFID:
1- قیمت بالا: علی رغم پیشرفت های علمی و فنی صورت گرفته، قیمت برچسبهای Passive در تعداد بالا بین 35 تا 45 سنت و در تعداد کم حدود 80 سنت و در مورد برچسبهای Active حدود 85 سنت می­باشد.متاسفانه این قیمتها حدود 5 تا 10 سنت بالاتر از آستانه مقرون به صرفه بودن این برچسبها برای کاربردهای مختلف هستند.

2- تداخل: به دو صورت اتفاق میافتد:

· تداخل Reader ها: زمانی اتفاق میافتد که سیگنالهای ارسال شده از چند دستگاه Reader تداخل پیدا میکنند.

· تداخل tag ها: زمانی اتفاق میافتد که تعداد tag های بسیار زیادی در فضای کوچکی وجود داشته باشند.

3- مسئله ایمنی: اکثر tag های RFID حتی پس از خرید و خروج از فروشگاه فعال هستند. در نتیجه اطلاعات آنها میتواند توسط دستگاههای Reader خوانده شود. بنابراین احتمال سرقت کالاها افزایش مییابد. علاوه بر این بسیاری از سازمانها به هنگام خرید مشتری اطلاعاتی را درباره مشتری(از جمله شماره Credit-card، آدرس،نام و... به tag RFID کالاها منتقل میکنند تا لیستی از مشخصات مشتریان خود داشته باشند؛ که این امر اطلاعات محرمانه مشتریان را به خطر میاندازد. موضوع امنیت زمانی بیشتر به چشم میخورد که به کاربردهای RFID در پزشکی توجه کنیم.

4- مشکلات اجتماعی: بر اثر پیشرفتهای اخیر تکنولوژی در بسیاری از مناطق دنیا از جمله فرانسه،NewZealand ، نروژ و...فنآوری RFID برای تشخیص هویت افراد استفاده میشود. این امر به عقیده بسیاری از افراد نامطلوب است؛ زیرا شخصیت اجتماعی و انسانی آنها را زیرسوال برده و سبب میشود که به انسانها به چشم یک ربات نگریسته شود