تهران- خ شهید بهشتی-چهار‌راه پاشا-شماره 185
021-88524351
021- 88502740

RFID آشنایی واقعی با

شاید بیشترین مطلب منتشر شده در رابطه با رادیوشناسه ( RFID )، آشنایی با RFID باشد. تقریبا هر وبسایتی که به شرکتی تعلق داشته باشد که در زمینه یا زمینه‌هایی از RFID فعال است، یکی از عنوان‌های زیر را در مقالات یا صفحات اصلی خود دارد:

  • RFID چیست؟
  • آشنایی با RFID
  • همه‌ چیز درباره RFID
  • آشنایی با فناوری RFID و کاربردهای آن
  • RFID، مزایا، معایب و کاربردهای آن
  • تاریخچه RFID
  • RFID مخفف چیست؟

حتی وبسایت‌های خبری مرتبط با تکنولوژی نیز برای افزایش ارجاعات خود، به انتشار یا متأسفانه کپی چنین مطالبی روی آورده یا می‌آورند. یکی از علل انتشار مطالبی و مقالات با چنین عنوانی، خواستارهای آن هستند. RFID علیرغم اینکه اکنون به خوبی در جامعه فنی و علمی کشور عزیزمان ایران، جای باز کرده است، اما هنوز هم مهجور است و درک عوام از آن سطحی و همراه با مطالب غیردقیق و گاهی غیرواقعی و غیر فنی است.

این مقاله که بر اساس بیش از ۱۰ سال فعالیت حرفه‌ای و تدریس RFID، نگاشته شده است،  دو هدف اصلی زیر را دنبال می‌کند:

  1. آشنایی سریع و مختصر و دقیق با RFID
  2. زبان ساده و در حد امکان، غیرفنی برای افزایش درک کلیه‌ی مخاطبین

برای یادگیری اصولی RFID از کجا شروع کنیم؟

به عنوان یک نویسنده، نقطه‌ی شروع آشنایی با RFID، بسیار حساس و مهم است. کتب و مراجع مختلف، از دسته‌بندی و تعاریف متفاوتی برای آغاز بحث RFID استفاده کرده‌اند. به نظر می‌رسد در ابتدا بایستی یک درک مشترک از RFID به مخاطب عرضه نمود و سپس به جزییات دقیق‌تر و حتی کاربردهای آن پرداخت.

RFID سرنام Radio Frequency Identification است. یعنی سامانه‌ای که از امواج رادیویی (بدون نیاز به تماس مستقیم)، برای شناسایی اشیاء یا جانداران (اعم از انسان، حیوان یا پرندگان)، استفاده می‌کند. تقریبا بهینه‌ترین و رایج‌ترین ترجمه برای آن، رادیوشناسه  است. در سامانه‌های مرتبط با RFID، سه بخش عمده وجود دارد:

  1. سخت‌افزار
  2. میان‌افزار
  3. نرم‌افزار

همین امر (یعنی سه بخشی بودن سامانه‌های RFID)، سبب دشوار بودن درک کامل آن می‌شود به طوری که شمار افرادی در ایران، که بر هر سه بخش RFID و ارتباط آن‌ها مسلط باشند، به تعداد انگشتان دو دست نمی‌رسد. شاید چنین ادعایی گزاف به نظر برسد، اما آنچه در ادامه خواهد آمد، خواننده را متقاعد خواهد کرد که حقیقت دارد.

سخت‌افزار RFID

سخت‌افزار، خود طبق شماتیک زیر کار می‌کند و بر دستکم دو بخش استوار است:

  1. برچسب‌خوان (Reader یا Interrogator): دستگاهی که خود ممکن است دو بخش زیر را به صورت همزمان و در یک جعبه داشته باشد یا به صورت جدا و به عنوان دو جزء فیزیکی مجزا:

    1. پردازنده
    2. آنتن
  2. برچسب هوشمند (Tag): که ممکن است به صورت کاغذی یا پلاستیکی یا ماده سخت باشد که شکل‌ها و فرم‌های مختلفی برحسب کاربرد، برای آن وجود دارد.

تصویر زیر، یک برداشت ساده از عملکرد سخت‌افزاری RFID (ارتباط برچسب و برچسب‌خوان) است:

 

 

نکته: متاسفانه در نامگذاری و ترجمه اصطلاحات RFID، رویه‌ی واحدی وجود نداشته است و عنوان‌های مختلف از قبیل، قرائتگر، خوانشگر، تگ، آر اف آی دی و … به کار رفته است. برای اطلاعات بیشتر می‌توانید مقاله ترجمه‌ اصطلاحات تخصصی RFID را مطالعه فرمایید.

نرم‌افزار RFID

داده‌هایی که توسط برچسب‌خوان‌ها (آنتن‌های متصل به آن‌ها)، خوانده می‌شوند، هر کدام نقشی را در دنیای واقعی ایفا می‌کنند؛ به عنوان مثال ممکن است به عنوان شناسه یک کارت حضورغیاب مورد استفاده قرار بگیرند یا اعتبار یک بلیط مترو یا شناسه‌ی یک خودرو در حال تردد یا …. برچسب‌خوان‌ها، خود همانند یک کامپیوتر هستند که سیستم عاملی سفارشی شده بر آن‌ها نصب شده است که ویژه کنترل آنتن‌ها، توان و برد خوانده شدن برچسب، تعداد برچسب خوانده شده، نوشتن در برچسب و … می‌باشد. همانطور که گوشی‌های مختلف تلفن همراه از شرکت‌های مختلف، دارای ویرایش‌های سفارشی شده اندروید هستند، شرکت‌های تولید کننده‌ی برچسب‌خوان‌ها نیز هرکدام برحسب توان فنی و امکانات سخت‌افزاری، نسخه‌ای خاص از سیستم عامل لینوکس و هسته‌ی آن را برای کار برچسب‌خوان، تنظیم کرده و در سخت‌افزار، تعبیه کرده‌اند.  پس می‌توان برچسب‌خوان‌های RFID را رایانه‌های خاص منظوره‌ای تصور کرد که مخصوص خواندن و نوشتن تگ‌های RFID هستند.

اما نرم‌افزار تعبیه شده در برچسب‌خوان، فقط عملیات پایه را برای برنامه‌نویسان و بهره‌برداران فراهم می‌کند. لذا باید یک نرم‌افزار بیرونی منطبق بر محیط کار (مانند مدیریت پارکینگ، مدیریت اموال، مدیریت انبار و …) نیز توسط شرکت عرضه‌ی کننده‌ی راهکارهای RFID، به همراه سخت‌افزار، ارائه شود. این امر مستلزم دانش و مهارت برای شرکت‌های فعالی در زمینه‌ی RFID است. به عنوان مثال، در یک نرم‌افزار حضور و غیاب، تنها کافی است یک شناسه توسط برچسب‌خوان، خوانده شود و در اختیار نرم‌افزار نهایی قرار گیرد. اما در نرم‌افزار مدیریت هوشمند انبار، با مسایل مختلفی از قبیل خوانده شدن همزمان تعداد زیادی برچسب، نوشتن در آن‌ها و … سروکار داریم.

میان‌افزار RFID

گاهی به دلیل پیچیدگی عملکرد یک برچسب‌خوان، مثلا خواندن تگ در سرعت‌های مختلف، در تعداد زیاد، نوشتن و رمزگذاری برچسب یا تنظیم توان و بردخواندن آنتن‌ها، فیلتر کردن خوانده‌شدن‌های تکراری و … نیاز است که همراه با برچسب‌خوان و به صورت تعبیه شده در آن، یک برنامه (مجموعه‌ای از دستورات برنامه‌نویسی)، برای کنترل بیشتر و کمک به برنامه‌نویس، عرضه شود. چنین نرم‌افزار واسطی که بیشتر با ریدرهای RFID پیچیده و گران عرضه می‌شود را میان‌افزار یا RFID Middleware می‌نامند.

سریعترین روش برای فراگیری RFID

برای یادگیری RFID، بهترین روش، اشاره به فرکانس‌های مختلف عملکرد آن است. همانطور که می‌دانیم، عملکرد سامانه‌های RFID از خوانده شدن اطلاعات برچسب توسط، برچسب‌خوان به صورت بدون تماس یا بی‌سیم (Wireless)، شکل می‌گیرد. این خوانده شدن برچسب توسط امواج رادیویی، از فواصل مختلف میسر است. به عبارت دیگر، هرچه فرکانس موج مورد استفاده برای ارتباط تگ و ریدر RFID، بیشتر باشد، توان آن نیز برای خواندن برچسب از فواصل دورتر و انجام عملیات پیچیده‌تر مانند نوشتن در تگ، بیشتر می‌شود.

فرکانس‌های RFID

۱٫ فرکانس LF یا Low Frequency: سنتی‌ترین و پرکاربردترین فرکانس در RFID است. معمولا ۱۲۵ کیلوهرتز می‌باشد و کاربرد عمده آن، کارت‌های حضور و غیاب است. مگر اینکه برای استفاده‌های خاصی مانند شناسایی احشام در فرکانس ۱۳۴ کیلوهرتز مورد استفاده قرار گیرد. در این فرکانس معمولا دیتای خاصی بر روی تگ ذخیره نمی‌شود و فقط یک شناسه یکتای فقط خواندنی ۶۴ بیتی دارد که قابل تغییر نیست. برد خواندن کمتر از ۱۰ سانتی متر است مگر اینکه آنتن‌های بزرگی در ابعاد نزدیک به یک متر وجود داشته باشد تا بتوان تگ را در فاصله‌ای چند ده سانتی (کمتر از یک متر) خواند. نوع ارتباط بین تگ و ریدر، القایی (Inductive coupling) است. یعنی مشابه به یک سیم‌پیچ بزرگ که در آن جریانی برقرار است و در اطراف آن یک میدان مغناطیسی تشکیل می‌شود، اگر سیم‌پیچ کوچکی نیز در میدان مغناطیسی سیم پیچ بزرگ قرار بگیرد، تغییرات میدان، سبب القای جریان و در نتیجه انتقال دیتا به سیم‌پیچ کوچک خواهد شد. شکل زیر، تزویج القایی یا همان تبادل دیتا بین تگ و ریدر از طریق القای مغناطیسی را نشان می‌دهد.

۲٫ فرکانس HF یا High Frequency: 

 

برای دریافت نسخه کامل مقاله راهنمای واقعی rfid لطفا درخواستی به آدرس ایمیل زیر ارسال نمایید:
info [at] asaasoft.net