کاربرد RFID و معرفی انواع آن

RFID چیست؟
حفاظت از دارایی ها و اموال همواره یکی از دغدغه های انسان بوده است که برای آن راهکارهای مختلفی ارائه شده است.

یکی از این راهکارها استفاده از تگ RFID است که در موارد گوناگون کاربرد دارد.«سامانه بازشناسی با امواج رادیویی» (Radio-frequency Identification) یا به اختصار RFID، روشی برای استفاده بدون تماس از امواج فرکانس رادیویی برای انتقال داده است که به کاربران این امکان را می دهد موجودی و دارایی ها را به طور خودکار و منحصر به فرد شناسایی و ردیابی کنند.

RFID از اولین کاربرد خود در شناسایی هواپیماهای خودی و دشمن تا کاربردهایی که امروزه پیدا کرده است، نه تنها سال به سال به پیشرفت خود ادامه داده، بلکه هزینه پیاده سازی و استفاده از سیستم های مرتبط به آن نیز همواره رو به کاهش بوده است این امر باعث شده RFID مقرون به صرفه و کارآمدتر شود.

RFID چگونه کار می کند؟
یک سیستم RFID شامل دو قسمت اصلی است؛ یک فرستنده یا «تگ» (Tag) که روی جسمی قرار داده شده که می خواهیم شناسایی شود و یک ترنسیوِر (فرستنده-گیرنده) یا یک بازخوان.

«بازخوان» (Reader) از یک ماژول فرکانس رادیویی، یک واحد کنترل و یک آنتن تشکیل شده که یک میدان الکترومغناطیسی فرکانس بالا را تولید می کند.

به دلیل القا، ولتاژی در سیم پیچ آنتن تولید می شود و این ولتاژ توان ریز تراشه را تأمین می کند.

اکنون که تگ دارای توان است، می تواند سیگنال فرستاده شده از بازخوان را دریافت و برای فرستادن سیگنال به آن، از تکنیکی استفاده کند که «دستکاری بار» (Load Manipulation) نام دارد.

قطع و وصل بار در آنتن تگ، بر مصرف توان آنتن بازخوان تأثیر گذاشته و می توان آن را به صورت افت ولتاژ اندازه گرفت.

این تغییر ولتاژ که به عنوان صفر و یک در نظر گرفته می شود، راهی است که با آن داده از تگ به بازخوان انتقال می یابد.

همچنین، یک راه دیگر نیز وجود دارد تا داده ها را بین بازخوان و تگ انتقال داد که «کوپلینگ پراکنشی» (Backscattered Coupling) نامیده می شود.

در این روش، تگ از بخشی از توان دریافتی برای تولید یک میدان الکترومغناطیسی دیگر استفاده می کند که با آنتن بازخوان دریافت می شود.

انواع RFID:
در طیف الکترومغناطیسی، سه دامنه فرکانس اصلی برای انتقال RFID وجود دارد: فرکانس پایین، فرکانس بالا و فرکانس فرابالا.

مشخصات RFID فرکانس پایین به شرح زیر است:

• محدوده فرکانس عمومی: 30 تا 300 کیلوهرتز.
• محدوده فرکانسی اولیه: 135 تا 134 کیلوهرتز.
• کاربردها: از قبیل ردیابی حیوانات، کنترل دسترسی، قفل خودرو، کاربردهایی با حجم بالای مایع و فلز.
• مزایا: در مجاورت مایعات و فلزات به خوبی کار می کنند، استانداردهای جهانی دارند.
• معایب: محدودت قرائت بسیار کند، حافظه کم، نرخ انتقال داده کم، هزینه تولید بالا.

مشخصات RFID فرکانس بالا به شرح زیر است:

• محدوده فرکانس اولیه: 13٫56 مگاهرتز.
• محدوده بازخوانی: تماس نزدیک (30 سانتی متر).
• کاربردها: کتابخانه ها، کارت های شناسایی شخصی، تراشه های بازی، کاربردهای NFC.
• مزایا: پروتکل های جهانی NFC، انتخاب های حافظه بزرگ تر، استانداردهای جهانی.
• معایب: محدوده بازخواندن کوتاه، نرخ انتقال داده پایین.

مشخصات RFID فرکانس فرابالا به شرح زیر است:

• محدوده فرکانس عمومی: 300 تا 3000 مگاهرتز.
• محدوده های فرکانس اولیه: 433 مگاهرتز، 860 تا 960 مگاهرتز.

RFID اکتیو:
سیستم های RFID اکتیو شامل تگ هایی هستند که برای افزایش محدوده، منبع تغذیه داخلی خود را دارند. تگ های اکتیو یک باتری و معمولاً اجزای SMD بزرگ تری دارند.

پس از پیش تنظیم زمان، تگ یک «چهچهه» فرکانس رادیویی ساطع می کند. یک بازخوان در مجاورت می تواند این چهچهه را بشنود. از آنجا که تگ اکتیو است، آن ها می توانند در فواصل بسیار بزرگ تر از تگ های پسیو بازخوانی شوند.

برخی از ویژگی های RFID اکتیو به صورت زیر است:

• محدوده فرکانس اولیه: 433 مگاهرتز.
• محدوده بازخوانی: 30 تا 100 متر.
• کاربردها: ردیابی وسایل نقلیه، کارخانه های خودکار، معدن کاری، ساخت و ساز، ردیابی کالا.
• مزایا: محدوده بازخوانی بسیار طولانی، هزینه زیرساخت پایین تر (نسبت به RFID پسیو)، ظرفیت حافظه زیاد، نرخ انتقال داده بالا.
• معایب: هزینه بالا به ازای هر تگ، محدودیت های حمل و نقل (به دلیل باتری ها)، نرم افزار پیچیده، تداخل بالا در فلز و مایعات، استانداردهای جهانی کم.

RFID پسیو:
در سیستم RFID پسیو، تگ ها از باتری استفاده نمی کنند. در عوض، انرژی خود را از بازخوان دریافت می کنند. بازخوان یک میدان انرژی یک تا چند متری ساطع می کند و انرژی لازم را برای هر تگ در مجاورت خود فراهم می کند.

تگ انرژی الکترومغناطیسی را از کارت خوان دریافت می کند، توان می گیرد و به اطلاعات شناسایی پاسخ می دهد. تگ های پسیو این مزیت را دارند که می توانند با سرعت بالایی (10 بار یا بیشتر از آن در ثانیه) خوانده شوند. این نوع RFIDها بسیار نازک (می توان آن ها را بین لایه های کاغذ قرار داد) و بسیار ارزان هستند.

برخی از ویژگی های RFID پسیو به صورت زیر هستند:

• محدوده های فرکانس اولیه: 860 تا 960 مگاهرتز.
• محدوده قرائت: نزدیکی تماس (25 متر).
• کاربردها: ردیابی زنجیره تأمین، ساخت، داروسازی، عوارض الکترونیکی، ردیابی موجودی، زمان بندی مسابقه، ردیابی دارایی.
• مزایا: محدوده قرائت طویل، هزینه پایین به ازای هر تگ، تنوع اندازه ها و شکل های تگ ها، استانداردهای جهانی، نرخ انتقال داده بالا.
• معایب: هزینه بالای تجهیزات، ظرفیت حافظه متوسط، تداخل زیاد فلز و مایعات.

کاربردهای RFID چیست؟
کاربردهای متنوعی وجود دارد که در آن ها از RFID استفاده می شود. این کاربردها در حوزه های مختلفی از ردیابی موجودی کالا تا مدیریت زنجیره تأمین هستند و بسته به شرکت یا صنعت می توانند تخصصی تر شوند.

نوع کاربردهای RFID می تواند از ردیابی دارایی IT گرفته تا ردیابی منسوجات و حتی موارد خاص مانند ردیابی اقلام اجاره ای را شامل شود.

آنچه یک کاربرد بالقوه RFID را از کاربردهای دیگر جدا می کند، نیاز به شناسایی منحصر به فرد با سرعت و کارایی بیشتر در مواردی است که سیستم های سنتی در آن ناتوان هستند.

چند کاربرد که از فناوری RFID استفاده می کنند به این شرح هستند:

زمان بندی مسابقه، مدیریت زنجیره تأمین، ردیابی دارویی، ردیابی موجودی، ردیابی دارایی IT، ردیابی لباس و پارچه، پیگیری پرونده، ردیابی مورد حمل و نقل برگشت پذیر (RTI)، پیگیری رویداد و شرکت کننده، کنترل دسترسی، ردیابی خودرو، عوارض، ردیابی نوزادان بیمارستان، ردیابی حیوانات، ردیابی ابزار، ردیابی جواهرات، ردیابی موجودی خرده فروشی، ردیابی لوله و قرقره، ردیابی لجستیک (مدیریت مواد)، کیوسک های DVD، پیگیری کتاب های کتابخانه، کمپین های بازاریابی و سیستم های مکان یابی زمان واقعی.