شناسایی بار از طریق امواج رادیویی ( RFID) :

تهیه و تنظیم : لطیف جمشیدزاده از فرودگاه اردبیل

    سیستم RFID استفاده وایرلس امواج مغناطیسی و امواج رادیویی برای شناسایی اتوماتیک تگ های متصل به بار و کالا میباشد. تگ ها شامل اطلاعات ذخیره شده الکترونیکی بوسیله الکترومغناطیس و امواج رادیویی می باشد. بعضی از تگ های بار دارای باطری میباشند واز چند صد متری قابل ردیابی میباشند. شناسایی با امواج رادیویی RFID یکی از متدهای شناسایی و جمع آوری اطلاعاتAutomatic Identification and Data Capture (AIDC) می باشد اصولا به هر سیستمی که قادر به خواندن و نوشتن و تشخیص اطلاعات افراد یا کالاها باشد سیستم شناسائی (Identification system ) گفته میشود.یکی از جدید ترین مباحث مورد توجه دانشمندان جهت شناسائی افراد و کالاها استفاده از سیستم شناسائی با استفاده از امواج رادیوئی می باشد . سیستمRFID (Radio frequency identification) در دهه 1980 بمنظور شناسایی و بهبود عملیات ردیابی کالاها و کنترل دستی کالا در اماکن صنعتی ، توسط امواج رادیویی مورد توجه قرار گرفت. شرکت ها قبلا جهت شناسائی و ردیابی افراد یا کالاها ی خود بصورت دستی اقدام میکردند. این روند دارای اشکلاتی از قبیل بالا بودن ضریب خطا، عدم وجود اطلاعات قابل اتکا و .... در زمینه های دفترداری، مدیریت و کنترل اطلاعات بود . با پیشرفت تکنولوژی، بشر به سیستم های شناسائی اتوماتیک ونگهداری داده ها (Automatic identification conservation) دست یافت .هدف این سیستم ها، شناسائی اشیا همراه با بالا بردن کیفیت اطلاعات و کاهش مشکلات سیستمهای دستی میباشد .نمونه ائی ازاین نوع سیستم ها عبارتند از بارکد، کد های دو بعدی، سیستم های انگشت نگاری، سیستم شناسائی با استفاده از قرینه چشم و صدا و... می باشد . فناوری شناسایی از طریق امواج رادیوئی ) RFID ) به سرعت به یک فناوری کلیدی و موثر در عرصه صنعت و خدمات امروزی تبدیل شده است. تا آنجا که این فناوری به عنوان انقلابی در عرصه شناسایی اجسام شناخته می شود. این تکنولوژی شناخت اتوماتیک و بدون تماس با اشیا را با استفاده از امواج رادیوئی , بدون نیاز به دید متقابل (اسکن از فاصله نزدیک و روبرو) برای انتقال اطلاعات مربوط ممکن می سازد(RALF Drauz.2006). تحقیقات اولیه در زمینه تکنولوژیRFID با مقاله هری استاکمن (Harry Stockman) در سال 1948 با عنوان"ارتباطات به کمک انعکاس قدرت" شروع گردید. فناوریRFID عملا از سال 1960 میلادی شروع شد. طرح تجاری استفاده از تکنولوژیRFID برای سرمایه گذاران در سال 1969 در زمینه امور مختلف ارائه شد. در سال 1971 ماریو کاردولو(Mario Cardullo) رسما به عنوان اولین مبدع تکنولوژی امروزیRFID شناخته شد. وی یک سیستم گیرنده و فرستنده رادیوئی را برای بنادر نیویورک بکار برد. یکی از اصلی ترین قسمتهای سیستم RFID چیپ سیلیکونی بسیار کوچک همراه با آنتن میباشد که به آنها اصطلاحا Tag گفته میشود.این تگ الکترونی توسط دستگاه ( متحرک و ثابت ) Reader ( دستگاه تگ خوان) که امواج رادیویی را ارسال میکند شناسایی و کلیه اطلاعات را دریافت میکند . چیپ ها بوسیله شماره معرف خاص (Unique ID ) مشخص شده و این امکان را بوجود می آورند که هر تگ بصورت انحصاری شناسایی گردد.این فناوری مفید منجر به کاهش ترافیک و صرفه جویی در زمان و هزینه میشود.ریدر ، تگ و دیتابیس کامپیوتر میزبان ( Host computer) به اتفاق هم قسمتهای مختلف یک RFID را تشکیل میدهند. کاربردهای RFID شامل موارد زیادی مانند زیر است: 1-ردیابی کالا 2- ردیابی اشخاص و حیوانات جمع آوری کلی و بدون تماس پرداخت ها 3- اسناد خواندنی ماشین در سفر 4- مسیر یابی بار در فرودگاه 5- حوادث ورزشی زمان دار5 -ردیابی اشیا، مواد اولیه و قطعات در زنجیره تولید یک کالا 6-کاربردهای امنیتی و ضدسرقت . از این سیستم در جاده ها برای دریافت عوارض بدون توقف خودرو ها و خرده فروشی ها برای فروش کالا و کتابخانه ها برای رهگیری کتاب ، شناسایی دارو های تقلبی ، انبارداری وپارگینگ و بانک ها و در بلیط های مترو برای کنترل ورود وخروج مسافرین و فرودگاهها برای ردیابی چمدان و بطور کلی در ردیابی (Tracking) استفاده میشود. همچنین این فناوری در شناسایی بدون تماس (Contactless Identification Card) از فاصله چند سانتی متری دستگاه تا 300 متری دستگاه قابل استفاده است. همچنین ازاین سیستم برای اولین بار در سال 1998 توسط کشور مالزی بعنوان پاسپورت الکترونیک ("E-passport") استفاده شد. استانداردلازم RFID برای پاسپورت الکترونیکی توسط سازمان هواپیمایی (ICAO) در داکیومنت 9303 بخش 1 ویرایش 2006 تعیین شده است. بیشتر فرودگاه ها، اثاثیه همراه مسافران را از طریق بارکد ردیابی می کنند، اما این بارکدها هنگام جابجایی وسایل، آسیب می بینند.تعداد برچسب های آسیب دیده بر اثر حمل ونقل نامناسب، ۱۰درصد از کل برچسب ها را شامل می شود. از سوی دیگر، تمام این چمدان ها باید به صورت دستی شمارش شوند که فرایندی زمانبر است. سیستم های RFID به از میان برداشتن مشکلات ناشی از بارکدهای ناخوانا کمک می کنند. هنگامی که از RFIDها برای ردیابی چمدان ها استفاده می شود، این تگ ها حاوی یک کد واحد شناسایی هستند که برای هر چمدان منحصر بفرد است. هر شخصی با داشتن یک دستگاه ریدر می تواند این عدد را ببیند، اما هیچ گونه دسترسی به اطلاعات شخصی صاحب چمدان ندارد، چون این اطلاعات درون یک پایگاه داده ذخیره شده اند نه درون تگ. ایده کلی سیستم RFID مشابه بارکد Bar code می باشد در سامانه بارکد از یک دستگاه برای خواندن برچسب های رمزنگاری شده کالاها به کمک سیگنالهای نوری استفاده میشود. که در این سیستم RFID بجای امواج نوری از امواج رادیویی دریافتی اطلاعات رادیویی ارسالی از یک قطعه خاص استفاده میگردد. RFID در حقیقت نسل بعدی سیستم بارکد میباشد. برای ذخیره سازی و استفاده از اطلاعات کامپیوتر میزبان، نیاز به استفاده از یک نرم افزار برنامه نویسی و بانک اطلاعات مانند Visual basic ، Structure Query language ، ACCESS و ... می باشد. بارکد نسبت به RFID دارای محدودیت هایی به شرح ذیل می باشد : 1- قابلیت ذخیره سازی اطلاعات پایین 2- قابلیت دوام Durability بارکدها با توجه به اینکه برروی کاغذ چاپ می شوند پایین است. 3- نیاز به نزدیک شدن دستگاه بارکد خوان به برچسب بارکد به منظور خواندن اطلاعات بارکد وجود دارد 4- دستگاه بارکدخوان تنها زمانی میتواند اطلاعات برچسبها را شناسائی کند که هیچ مانعی بین آن و بارکد وجود نداشته باشد. 5- برچسپهای بارکدی دارای قابلیت برنامه ریزی مجدد نمی باشد. خواندن اطلاعات بارکد منوط به استقرار آن در دید مستقیم اسکنر است، اما تگ مربوط به RFID از طریق امواج رادیویی خوانده می شود و نیازی به دید مستقیم ریدر ندارد. ریدر RFID می تواند هزار تگ را در یک ثانیه بخواند. سیگنال های رادیویی می توانند از میان مواد غیرفلزی، محیط های بارانی و مه آلود یا برفی و حتی محیط های کثیف و سطوح رنگ زده، عبور کنند. این ویژگی باعث می شود تا تگ های RFID درمقایسه با بارکدها از مزیت های ویژه ای برخوردار شوند. کد الکترونیکی کالا( EPC= Electronic product code ) شماره شناسایی منحصربفردی است که به واسطه آن می¬توان اطلاعات منحصر به فرد هر قلم کالا را بدست آورد . این کد, قابل انطباق با سایر سیستمهای شماره گذاری از جمله بارکد است .این سیستم شناسائی دارای قابلیت های بسیاری است که یکی از ویژگیهای مهم آن تکرار ناپذیری کدها می باشد. (با توجه به اینکه شماره سریال تگ ها 32 بیتی می باشد, بالغ بر 4 میلیارد تگ منحصر به فرد میتوان در نظر گرفت) تگRFID یک ابزار رادیوئی کوچک می باشد که به عناوین مختلفی از جمله فرستنده امواج Transponder ، تگ هوشمند Smart tag یا بارکد رادیوئی Radio barcode نامیده می شود. تگ شامل یک ریزتراشه Microchip ساده به ابعادی کوچکتر از نیم میلیمتر است و به این ریزتراشه یک آنتن متصل است که روی یک لایه مخصوص قرار می گیرد. کل اجزای مذکور در داخل محفظه ای قرار می گیرد که جنس این محفظه بسته به نوع کاربرد تگ می تواند پلاستیکی (PVC) و... باشد. در نهایت این تگ که حامل یک کد الکترونیکی کالا می باشد، بر روی یک شی (کالا / پالت) نصب می شود. تگ هایRFID به دو گروه ذیل طبقه بندی می شوند: 1-تگ های فعال Active Reader Passive Tag (ARPT) : این تگ ها دارای باتری بوده و با توجه به نوع آنتن و محیطی که در آن بکار گرفته شده اند توانایی دریافت و ارسال امواج به دستگاه تگ خوان به فواصلی حتی به شعاعی بیش از صد متر را دارند. باتری بکاررفته دراین تگ ها معمولا دارای عمری پنج ساله می باشد.این تگ ها اغلب برای ردیابی کالاهای باارزش مانند وسایط نقلیه وکانتینرها استفاده می شود. 2-تگ های غیرفعال Active Reader Active Tag (ARAT) : این تگ ها دارای باتری نبوده و پس از قرار گرفتن در دامنه تحت پوشش (آنتن دهی) تگ, انرژی مورد نیاز تگ تامین می شود. حداکثر شعاع برای دریافت وارسال امواج در این نوع تگها, کمتر از 3 متر بوده و دارای قیمت کمتری نسبت به تگهای فعال میباشند و برای ردیابی اقلام با قیمت پایین مناسب هستند. این تگ ها نیز مانند تگ های فعال در 2 نوع با/ بدون حافظه می باشند. تگ های غیرفعال براساس نوع کاربرد خود، ابعاد و شکل های مختلفی دارند. بعضی از آنها به اندازه یک نوک خودکار یا دانه برنج و یا کوچک تر هستند و زیر پوست چهارپایان اهلی تزریق می شوند تا امکان ردیابی و شناسایی آنها وجود داشته باشد. نوع دیگر از تگ شبیه پیچ وجود دارد که برای مشخص کردن و علامت گذاری بعضی درختان خاص و نیز الوار، از آنها استفاده می شود. از تگ های مربع شکل با ابعاد ۵/۲سانتی متر در سیستم های امنیتی و ضدسرقت نصب شده روی اشیا استفاده می شود. از تگ های فعال دارای ابعاد بزرگ و سنگین برای ردیابی کانتینرها در حمل و نقل دریایی و نیز کامیون ها و واگن های قطار، استفاده می شود. ریزتراشه های تگهایRFID در نوع ،ریزتراشه های باقابلیت برنامه ریزی وریزتراشه های فقط خواندنی وجود دارند. تگ های RFID با توجه به نوع کاربرد خود، با فرکانس های مختلف کار می کنند، این باندهای فرکانسی، شامل(UHF,HF,LF و ماکروویو ) می شوند. تگ هایی که با فرکانس های LF و HF کار می کنند، بسیار ارزان تر از تگ های UHF بوده و از آنها استفاده زیادی در ردیابی حیوانات و کنترل دسترسی می شود. تگ های UHF در مقایسه با تگ های LF و HG، مصرف توان بیشتری داشته اما برد بیشتر و نرخ تبادل سریع تری دارند. از این تگ ها در کاربردهایی که نیازمند تقابل تگ و ریدر هستند، بیشتر استفاده می شوند. فاصله خواندن میان تگ و ریدر، به اندازه آنتن تگ، اندازه آنتن ریدر، به اندازه آنتن تگ و توان خروجی دستگاه بستگی دارد. برد سیستم های LF و HF بسته به نوع کاربرد آنها، از چند سانتی متر تا چندین متر متغیر است. سیستم های UHF حدود 30 متر یا بیشتر برد دارند. امواج با فرکانس کم : این امواج معمولا جهت شناسائی حیوانات و سیستم های دزدگیر و... بکار میروند . امواج با فرکانس بالا : این امواج جهت ردیابی کتاب در کتاب فروشی ها ،فروشگاهای البسه،پالت های کارگاهی وخصوصا جایگزین کارتهای شناسائی با نوار مغناطیسی می باشد. امواج با فرکانس خیلی بالا : چمدان های مسافران فرودگاه ، ردیابی پالتها کامیون ها و کانتینرها کاربرد دارد. دستگاه تگ خوان ، فرستنده امواج Interrogator یا اسکنر Scanner نیز نامیده می شود و قادر است اطلاعات تگ ها را از طریق آنتن دریافت و ارسال کند و شامل دو نوع دستی و متحرک می باشد. دستگاه تگ خوان داده های دریافت شده از تگ را به کامپیوتر میزبان انتقال داده و سپس توسط نرم افزار، عملیات تحلیل و تهیه گزارش های مورد نظر انجام می شود. با توجه به افزایش مبادلات تجاری در جهان نیاز به وضع استانداردها یک عنصر کلیدی در زمینه موفقیت بکارگیری سیستمRFID می باشند. دو سازمان برجسته در ایجاد استانداردهای RFID ، سازمان استانداردهای بین المللی و سازمان Electronic product code global می باشند. EPCGLOBAL مجری توسعه استانداردهای صنعتی در زمینه کدهای الکترونیکی در جهت استفاده از تگ هایRFID می باشد. فعالیت مذکور این اطمینان را ایجاد می کند که اطلاعات ایجاد شده در تگ ها در هرمکان دیگری نیز قابلیلت خواندن را دارد((RALF Drauz.2006. بعضی ها به اشتباه فکر می کنند که RFID شبیه GPS یا سیستم تعیین موقعیت جهانی عمل می کند و می تواند جزئیات را نیز ردیابی کند. درحالی که RFIDها برد کوتاهی دارند که در موارد غیرفعال، از ۱۰متر تجاوز نمی کند. تصور غلط دیگری که مردم دارند این است که حرکت و جابجایی کالاها به همراه تگ های RFID حتی بعد از خریداری این کالا قابل ردیابی است، در حالی که چون بیشتر تگ های فعال RFID بردی در حدود ۱۰متر دارند، در بهترین حالت و با شرایط مناسب، این برد حداکثر به ۱۰۰متر می رسد. با این شرایط،RFIDها در بیرون از فروشگاه ها غیرقابل ردیابی هستند. در حال حاضر، سیستم هایی ساخته شده اند که فناوری RFID را بدون نیاز به ریزتراشه، در اختیار می گذارند. بعضی از این سیستم ها با استفاده از قطعات آلومینیمی جاسازی شده درون مواد بسته بندی، یک تگ را تشکیل می دهند.این قطعات سیگنال دریافتی از سوی قرائت گر را برگشت می دهند. سیگنال برگشتی، بیانگر نوع و شکل داده ضبط شده درون تگ بوده و توسط رایانه ترجمه می شود. سیستم دیگری که بر فناوری RFID مبتنی است، اما فاقد ریزتراشه می باشد، سیستمی است که با استفاده از قطعات مختلف شیمیایی با درجات مختلف مغناطیس شدگی، ساخته می شوند. این قطعات شیمیایی هنگامی که در معرض امواج الکترومغناطیسی قرائت گر قرار می گیرند، فعال می شوند. هر یک از قطعات شیمیایی، سیگنال منحصر بفرد خود را منعکس می کنند. توسط دستگاه ریدر با سیستم دودویی نمایش داده می شود. این سیستم از ۷۰عنصر شیمیایی مختلف استفاده می کند و۷۰ سیگنال مختلف تولید می کند. هر عنصر شیمیایی، از موقعیت خاص خود در یک عدد ۷۰رقمی برخوردار است که به معنای عددی دودویی منحصر بفرد است. این عناصر در قطعات شیمیایی مختلف کنار هم بر روی یک کاغذ خوابانده شده اند که هم قابلیت پرینت شدن دارد و هم می توان آن را درون یک سابستریت جاسازی کرد. با این روش، بارکدهایی تولید می شوند که می توانند از فاصله سه متری اسکن شوند بدون نیاز به اینکه این بارکد در دید مستقیم دستگاه ریدر یا تگ خوان مخصوص باشد. با کمی تغییرات، این فناوری می تواند همراه با سیستم های موجود بارکد استفاده شود تا بدون تغییرات عمده در تجهیزات، یک نوع سیستم RFID را در دسترس قرار دهد. تنها جایی که نمی توان از این سیستم استفاده کرد، محیط ها حاوی مقادیر زیاد آب و اشیای فلزی است، چون آب جاذب امواج رادیویی است و اشیای فلزی نیز سیگنال هایی مشابه را منعکس می کنند.

منابع :

1- مجله الکترونیکی آسمان ایران شماره 8 خرداد93 ف ص 232

2- کاربرد RFID در حسابداری ،دکتر عرب مازار یزدی ،محسن راسخ و حمید راسخی ،

3- سایت اینترنتی آفتاب www.aftab.ir ،مطلب آقای علی اسفندیاری راد ، 16 آبان 86

4- سایت اینترنتی www. Wikipedia.com ، مطلبRadio-frequency identification (RFID) ، ویرایش 24 September 2014 . 5- Ralf drauz Thesis 2006 VäXjÖ university School of Management and Economic