RFID چیست؟

RFID (شناسایی فرکانس رادیویی) شکلی از ارتباطات بی سیم است که ترکیبی از استفاده از جفت الکترومغناطیسی یا الکترواستاتیک در بخش فرکانس رادیویی طیف الکترومغناطیسی برای شناسایی منحصر به فرد یک شی، حیوان یا شخص است. RFID در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شود. با کاربردهای معمولی از جمله ریزتراشه های حیوانات، دستگاه های ضد سرقت ریزتراشه خودرو، کنترل دسترسی، کنترل پارکینگ، اتوماسیون خط تولید و مدیریت مواد.

چگونه کار می کند؟

سیستم RFID عمدتا از سه جزء اصلی تشکیل شده است: برچسب های الکترونیکی، آنتن ها و خواننده ها.

برچسب های الکترونیکی: همچنین به عنوان فرستنده شناخته می شود که در شی شناسایی شده قرار دارد، حامل داده در سیستم RFID است که اطلاعات شناسایی منحصر به فرد شی را ذخیره می کند.

آنتن: برای انتقال سیگنال های رادیویی، اتصال خواننده و برچسب، تحقق انتقال بی سیم داده ها استفاده می شود.

خواننده: برای خواندن داده های موجود در برچسب و ارسال آن به سیستم پردازش داده برای پردازش بیشتر استفاده می شود.

 

فرآیند کار فناوری RFID تقریباً به شرح زیر است:

فرآیند شناسایی: هنگامی که یک شی با یک برچسب الکترونیکی وارد محدوده شناسایی خواننده می شود، خواننده یک سیگنال رادیویی برای فعال کردن برچسب الکترونیکی ارسال می کند.

انتقال داده‌ها: پس از دریافت سیگنال توسط تگ الکترونیکی، داده‌های ذخیره‌شده را از طریق آنتن به خواننده ارسال می‌کند.

پردازش داده ها: خواننده پس از دریافت داده ها، آن ها را از طریق میان افزار پردازش می کند و در نهایت داده های پردازش شده را به رایانه یا سایر سیستم های پردازش داده ارسال می کند.

 

انواع سیستم های RFID چیست؟

فناوری RFID (شناسایی فرکانس رادیویی) را می توان از ابعاد مختلف طبقه بندی کرد که عمدتاً شامل حالت منبع تغذیه، فرکانس کاری، حالت ارتباطی و نوع تراشه برچسب می باشد. ‌

طبقه بندی بر اساس حالت منبع تغذیه:

‌سیستم فعال: این نوع سیستم دارای منبع تغذیه داخلی است و در فواصل دور قابل شناسایی است. معمولاً در سناریوهایی که نیاز به مطالعه از راه دور دارند استفاده می شود.

‌سیستم غیرفعال: با تکیه بر امواج الکترومغناطیسی ساطع شده توسط ریدر برای بدست آوردن انرژی، برای شناسایی در فواصل کوتاه مناسب بوده و هزینه کمی دارد.

‌سیستم نیمه فعال‌: با ترکیب ویژگی‌های سیستم‌های فعال و غیرفعال، برخی از تگ‌ها دارای مقدار کمی منبع تغذیه داخلی برای افزایش عمر کاری یا افزایش قدرت سیگنال هستند.

طبقه بندی بر اساس فرکانس کاری:

‌سیستم فرکانس پایین (LF): کار در باند فرکانس پایین، مناسب برای شناسایی فاصله نزدیک، کم هزینه، مناسب برای ردیابی حیوانات و غیره.

سیستم فرکانس بالا (HF): کار در باند فرکانس بالا، مناسب برای شناسایی در فواصل متوسط، اغلب در سیستم‌های کنترل دسترسی استفاده می‌شود.

‌سیستم فرکانس فوق‌العاده (UHF): کار در باند فرکانس فوق‌العاده بالا، مناسب برای شناسایی از راه دور، اغلب در مدیریت تدارکات و زنجیره تامین استفاده می‌شود.

‌سیستم مایکروویو (uW): در باند مایکروویو کار می‌کند، مناسب برای شناسایی در فواصل طولانی، اغلب برای جمع‌آوری عوارض بزرگراه‌ها و غیره استفاده می‌شود.

طبقه بندی بر اساس روش ارتباطی:

‌سیستم نیمه دوبلکس‌: هر دو طرف در ارتباط می‌توانند سیگنال‌ها را به‌طور متناوب ارسال و دریافت کنند، مناسب برای سناریوهای کاربردی با حجم داده‌های کم.

‌سیستم فول دوبلکس‌: هر دو طرف در ارتباط می‌توانند همزمان سیگنال‌ها را ارسال و دریافت کنند، مناسب برای سناریوهای کاربردی که نیاز به انتقال داده با سرعت بالا دارند.

طبقه بندی بر اساس تراشه برچسب:

تگ فقط خواندنی (R/O): اطلاعات ذخیره شده فقط قابل خواندن است نه نوشتن.

تگ خواندن و نوشتن (R/W): اطلاعات قابل خواندن و نوشتن هستند، مناسب برای سناریوهایی که نیاز به به‌روزرسانی مکرر داده‌ها دارند.

تگ WORM (نوشتن یکباره): اطلاعات پس از نوشتن قابل تغییر نیستند، مناسب برای سناریوهایی که نیاز به امنیت بالایی دارند.

به طور خلاصه، طبقه‌بندی فناوری RFID بر اساس استانداردها و الزامات مختلف است که ابعاد متعددی از روش‌های منبع تغذیه تا روش‌های ارتباطی را برای پاسخگویی به نیازهای سناریوهای کاربردی مختلف پوشش می‌دهد.

کاربردها و موارد RFID

قدمت RFID به دهه 1940 باز می گردد. با این حال، در دهه 1970 بیشتر مورد استفاده قرار گرفت. برای مدت طولانی، هزینه بالای برچسب ها و خوانندگان، استفاده گسترده تجاری را ممنوع می کرد. با کاهش هزینه های سخت افزاری، پذیرش RFID نیز افزایش یافته است.

برخی از کاربردهای رایج برای برنامه های RFID عبارتند از:

 

مدیریت انبار

مدیریت انبار یک حوزه کاربردی کلیدی فناوری RFID است. برچسب‌های الکترونیکی RFID می‌توانند به طور موثر مشکل مدیریت اطلاعات محموله را در انبارداری حل کنند و به شرکت‌ها اجازه می‌دهند موقعیت و وضعیت ذخیره‌سازی کالا را در زمان واقعی درک کنند. این فناوری نقش مهمی در بهبود کارایی انبارداری و هدایت تولید دارد. غول‌های خرده‌فروشی جهانی مانند والمارت و مترو آلمان، فناوری RFID را برای دستیابی به شناسایی محصول، ضد سرقت، موجودی در زمان واقعی و کنترل انقضای محصول به کار گرفته‌اند و در نتیجه کارایی پیوند تدارکات را به میزان زیادی بهبود می‌بخشند.

ضد جعل و قابلیت ردیابی

ضد جعل و قابلیت ردیابی از کاربردهای مهم فناوری RFID در بسیاری از زمینه ها می باشد. هر محصول مجهز به یک برچسب الکترونیکی RFID منحصر به فرد است که تمام اطلاعات مربوط به محصول را از سازنده منبع تا پایانه فروش ثبت می کند. هنگامی که این اطلاعات اسکن می شود، یک سابقه دقیق محصول تولید می شود. این روش به ویژه برای مبارزه با جعل اقلام با ارزش مانند سیگار، الکل و داروها و همچنین ضد جعل بلیط مناسب است. از طریق فناوری RFID می توان از اصالت محصول اطمینان حاصل کرد و منبع آن را ردیابی کرد و اعتماد و شفافیت بالاتری را برای مصرف کنندگان و شرکت ها فراهم کرد.

مراقبت های پزشکی هوشمند

در مراقبت های پزشکی هوشمند، فناوری RFID روش های ذخیره سازی و بازرسی اطلاعات کارآمد و دقیق را برای نظارت پزشکی فراهم می کند. در بخش اورژانس به دلیل تعداد زیاد بیماران، روش سنتی ثبت نام دستی ناکارآمد و مستعد خطا است. برای این منظور، به هر بیمار یک برچسب مچ بند RFID داده می شود و کارکنان پزشکی فقط باید اسکن کنند تا به سرعت اطلاعات بیمار را به دست آورند، اطمینان حاصل شود که کارهای اورژانسی به شیوه ای منظم انجام می شود و از حوادث پزشکی ناشی از ورود اطلاعات نادرست جلوگیری می کند. علاوه بر این، فناوری RFID نیز برای شناسایی و ردیابی خودکار تجهیزات پزشکی و داروها استفاده می‌شود که مدیریت و ایمنی پزشکی را بیشتر بهبود می‌بخشد.

کنترل دسترسی و حضور و غیاب

کنترل دسترسی و حضور و غیاب از کاربردهای مهم فناوری RFID در مدیریت پرسنل است. کارت‌های کنترل دسترسی و سیستم‌های تک کارتی به طور گسترده در دانشگاه‌ها، شرکت‌ها و مکان‌های دیگر استفاده می‌شوند و عملکردهای متعددی مانند احراز هویت، پرداخت و مدیریت امنیت از طریق یک کارت به دست می‌آیند. این سیستم نه تنها روش های ورود و خروج را ساده می کند و کارایی کار را بهبود می بخشد، بلکه به طور موثر حفاظت امنیتی را نیز فراهم می کند. زمانی که شخصی کارت فرکانس رادیویی بسته بندی شده در اندازه کارت شناسایی را بپوشد و در ورودی و خروجی دستگاه خواننده وجود داشته باشد، هویت فرد در هنگام ورود و خروج به طور خودکار شناسایی می شود و زنگ هشدار برای نفوذ غیرقانونی به صدا در می آید. . در مکان‌هایی که سطح امنیت بالا است، روش‌های شناسایی دیگر مانند اثر انگشت، اثر کف دست یا ویژگی‌های صورت ذخیره شده در کارت‌های فرکانس رادیویی نیز می‌توانند ترکیب شوند.

مدیریت دارایی های ثابت

مدیریت دارایی های ثابت یکی از کاربردهای مهم فناوری RFID در حوزه مدیریت دارایی است. مدیران دارایی می توانند به راحتی موجودی دارایی را با چسباندن یا تثبیت برچسب های الکترونیکی RFID روی دارایی ها انجام دهند. علاوه بر این، با استفاده از سیستم مدیریت دارایی ثابت RFID، مدیران می توانند دارایی های ثابت را به طور یکسان مدیریت کنند، از جمله تنظیم یادآوری اطلاعات برای بازرسی های برنامه ریزی شده و حذف. در عین حال، این سیستم همچنین از تأیید اکتساب دارایی و مدیریت مواد مصرفی پشتیبانی می کند و کارایی و دقت مدیریت را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

مدیریت هوشمند کتابخانه

مدیریت هوشمند کتابخانه یکی از کاربردهای مهم فناوری RFID در زمینه کتابخانه است. با تعبیه برچسب های RFID در کتاب ها، کتابخانه ها می توانند به امانت گرفتن، بازگرداندن کتاب، مدیریت موجودی و مدیریت ضد سرقت کاملاً خودکار دست یابند. این روش نه تنها از خسته‌کننده بودن موجودی دستی جلوگیری می‌کند و کارایی مدیریت را بهبود می‌بخشد، بلکه به خوانندگان اجازه می‌دهد تا از طریق عملیات ساده، امانت‌گیری و بازگشت کتاب را کامل کنند و تجربه کاربر را تا حد زیادی بهبود بخشند. علاوه بر این، فناوری RFID همچنین می تواند به راحتی اطلاعات کتاب را دریافت کند، به طوری که هنگام مرتب سازی کتاب ها نیازی به جابجایی کتاب ها نیست و در نتیجه کارایی کار را بهبود می بخشد و خطاهای کاری را کاهش می دهد.

مدیریت هوشمند خرده فروشی

مدیریت هوشمند خرده فروشی یکی از کاربردهای مهم فناوری RFID در صنعت خرده فروشی است. با چسباندن برچسب‌های RFID به کالاها، صنعت خرده‌فروشی می‌تواند به مدیریت دقیق و نظارت بر موجودی کالاها دست یابد و در نتیجه کارایی عملیاتی و تجربه مشتری را بهبود بخشد. به عنوان مثال، فروشگاه‌های لباس می‌توانند از برچسب‌های RFID استفاده کنند تا مشتریان را در پیش‌پرداخت تسهیل کنند و از اتلاف نیروی کار و هزینه‌ها جلوگیری کنند. علاوه بر این، فروشگاه‌ها همچنین می‌توانند فروش را در زمان واقعی نظارت کنند، کار ردیابی و تعدیل کارآمد را بر اساس داده‌های فروش انجام دهند و آمار داده‌های فروش در زمان واقعی، پر کردن و عملکردهای ضد سرقت کالا را درک کنند.

سیستم نظارت الکترونیکی مقاله

سیستم نظارت بر کالاهای الکترونیکی (EAS) عمدتاً برای جلوگیری از سرقت کالاها استفاده می شود. این سیستم عمدتاً بر فناوری شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) متکی است. کارت های فرکانس رادیویی معمولا دارای ظرفیت حافظه 1 بیتی هستند، یعنی دو حالت روشن یا خاموش. هنگامی که کارت فرکانس رادیویی فعال می شود و در خروجی فروشگاه به اسکنر نزدیک می شود، سیستم آن را شناسایی کرده و زنگ هشدار را راه اندازی می کند. برای جلوگیری از آلارم کاذب، هنگام خرید کالا، فروشنده با استفاده از ابزارهای مخصوص یا میدان های مغناطیسی کارت فرکانس رادیویی را غیرفعال می کند و یا مشخصات الکتریکی آن را از بین می برد. علاوه بر این، فناوری‌های بسیاری برای سیستم‌های EAS از جمله مایکروویو، میدان مغناطیسی، مغناطیس آکوستیک و فرکانس رادیویی وجود دارد.

ردیابی حیوانات خانگی و دام

ردیابی حیوانات خانگی و دام یکی از رایج ترین کاربردهای فناوری RFID است. بسیاری از صاحبان حیوانات خانگی از برچسب های RFID برای ردیابی حیوانات خانگی خود استفاده می کنند تا از گم شدن یا سرقت آنها اطمینان حاصل کنند. این برچسب‌ها را می‌توان به قلاده‌های حیوانات خانگی یا وسایل دیگر متصل کرد تا صاحبان آن‌ها بتوانند مکان حیوان خانگی را در هر زمان از طریق یک خواننده RFID شناسایی کنند.

حمل و نقل هوشمند

فناوری RFID کاربردهای گسترده ای در زمینه حمل و نقل هوشمند دارد. این می تواند احراز هویت و ردیابی خودکار وسایل نقلیه را تحقق بخشد و در نتیجه ایمنی و کارایی ترافیک جاده را بهبود بخشد. به عنوان مثال، از طریق ارتباط اختصاصی برد کوتاه بین برچسب الکترونیکی نصب شده روی شیشه جلوی خودرو و آنتن فرکانس رادیویی ایستگاه عوارض، خودرو می تواند هنگام عبور از ایستگاه عوارض جاده و پل، عوارض را بدون توقف پرداخت کند. علاوه بر این، فناوری RFID همچنین می تواند برای جمع آوری داده ها، کارت اتوبوس، شناسایی پارکینگ، شارژ، مدیریت تاکسی، مدیریت هاب اتوبوس، شناسایی لوکوموتیو راه آهن، کنترل ترافیک هوایی، شناسایی بلیط مسافر و ردیابی بسته چمدان استفاده شود.

خودرو

فناوری RFID کاربردهای زیادی در زمینه خودرو دارد که از آن جمله می توان به ساخت، ضد سرقت، موقعیت یابی و کلید خودرو اشاره کرد. در فرآیند تولید می توان از فناوری RFID برای ردیابی و مدیریت قطعات خودرو و بهبود راندمان تولید استفاده کرد. از نظر ضد سرقت، فناوری RFID در کلید خودرو ادغام شده است و هویت کلید توسط خواننده/نویسنده تایید می شود تا اطمینان حاصل شود که موتور خودرو تنها با دریافت سیگنال خاص روشن می شود. علاوه بر این، RFID همچنین می تواند برای موقعیت یابی و ردیابی خودرو برای بهبود دقت و کارایی برنامه ریزی خودرو استفاده شود. این برنامه ها نه تنها ایمنی و راحتی خودروها را بهبود می بخشد، بلکه نوآوری و توسعه در صنعت خودرو را نیز ارتقا می دهد.

مدیریت نظامی / دفاعی

مدیریت نظامی/دفاعی یکی از زمینه های کاربردی مهم فناوری RFID است. در محیط های نظامی از فناوری RFID برای شناسایی و ردیابی مواد و پرسنل مختلف مانند مهمات، تفنگ، مواد، پرسنل و کامیون ها استفاده می شود. این فناوری یک رویکرد فنی دقیق، سریع، ایمن و قابل کنترل را برای مدیریت نظامی/دفاعی فراهم می‌کند و از ردیابی پویا در زمان واقعی داروهای مهم نظامی، اسلحه، مهمات یا وسایل نقلیه نظامی اطمینان می‌دهد.

لجستیک و مدیریت زنجیره تامین

فناوری RFID نقش کلیدی در مدیریت لجستیک و زنجیره تامین ایفا می کند. از تگ‌ها یا تراشه‌های RFID در محیط‌های حمل و نقل و انبار برای دستیابی به ردیابی بلادرنگ اقلام، از جمله اطلاعاتی مانند مکان، کمیت و وضعیت استفاده می‌کند، در نتیجه فرآیندهای لجستیک را بهینه می‌کند و عملیات دستی را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، فناوری RFID همچنین می تواند به طور خودکار شمارش و مدیریت توزیع موجودی را انجام دهد و کارایی و شفافیت را بیشتر بهبود بخشد. این فناوری نه تنها کارایی و دقت مدیریت زنجیره تامین را بهبود می بخشد، بلکه هزینه ها و نرخ خطا را نیز کاهش می دهد.

مدیریت محصول اجاره ای

فناوری RFID کاربردهای گسترده ای در زمینه مدیریت محصول اجاره ای دارد. هنگامی که برچسب های الکترونیکی در محصولات اجاره ای تعبیه می شود، اطلاعات محصول را می توان به راحتی دریافت کرد، به طوری که در هنگام مرتب سازی یا شمارش محصولات، نیازی به جابجایی اشیاء فیزیکی نیست، که کارایی کار را تا حد زیادی بهبود می بخشد و خطاهای انسانی را کاهش می دهد. این فناوری نه تنها فرآیند مدیریت موجودی را ساده می‌کند، بلکه قابلیت‌های ردیابی و شناسایی محصولات را نیز افزایش می‌دهد و راه‌حل مطمئن‌تر و کارآمدتری برای کسب‌وکار اجاره ارائه می‌دهد.

مدیریت بسته های هواپیمایی

مدیریت بسته های هواپیمایی یک حوزه کاربردی مهم از فناوری RFID است. صنعت هوانوردی جهانی هر سال تا 2.5 میلیارد دلار برای بارهای گم شده و تاخیری پرداخت می کند. برای رفع این مشکل، بسیاری از خطوط هوایی از سیستم‌های شناسایی فرکانس رادیویی بی‌سیم (RFID) استفاده کرده‌اند تا ردیابی، توزیع و انتقال چمدان را تقویت کنند، در نتیجه مدیریت امنیت را بهبود بخشند و از وقوع اشتباه در تحویل جلوگیری کنند. برچسب‌های الکترونیکی RFID را می‌توان به سادگی با برچسب‌های چمدان، چاپگرهای تحویل و تجهیزات مرتب‌سازی چمدان ادغام کرد تا به طور خودکار چمدان‌ها را اسکن کرده و اطمینان حاصل شود که مسافران و چمدان‌های تحویل‌شده سالم و به موقع به مقصد می‌رسند.

تولید

فناوری RFID کاربردهای گسترده ای در زمینه تولید دارد. اول، می تواند به نظارت در زمان واقعی داده های تولید دست یابد تا از شفافیت و کنترل پذیری فرآیند تولید اطمینان حاصل کند. در مرحله دوم، فناوری RFID می تواند برای ردیابی کیفیت استفاده شود تا اطمینان حاصل شود که کیفیت محصولات در کل فرآیند تولید از مواد اولیه تا محصولات نهایی قابل کنترل است. در نهایت از طریق فناوری RFID می توان به فرآیندهای تولید خودکار دست یافت که نه تنها بازده تولید را بهبود می بخشد، بلکه احتمال خطاهای انسانی را نیز بسیار کاهش می دهد. این کاربردها فناوری RFID را به یک فناوری ضروری در زمینه تولید تبدیل می کند.