معرفی سیستم های RFID


 
 1- مقدمه
RFID حروفی از عبارت Radio Frequency Identification است و به شناسایی با استفاده از فركانس رادیویی اشاره می‌نماید. RFID یك روش برای شناسایی اشیا به صورت اتوماتیك است و می‌توان آن را متمم یا مكمل "باركد" دانست. از طرفی در این فناوری، براساس امواج رادیویی عمل می‌شود كه نیازی به تماس بین وسیله گیرنده اطلاعات و نشانه حامل داده نیست و همچنین رسیدن نور از حامل داده به وسیله گیرنده اطلاعات ضرورت ندارد. در این فناوری، می‌توان از نشانه حامل داده، اطلاعاتی را خواند و یا در آن اطلاعاتی نوشت.
كاركرد RFID بدین صورت است كه وسیله گیرنده اطلاعات، امواج رادیویی می‌فرستد، این امواج نشانه RFID را فعال می‌نماید و این نشانه اطلاعات را ارسال می‌كند. وسیله گیرنده اطلاعات، داده‌های ارسالی را دریافت و به كامپیوتر منتقل می‌سازد. استفاده از RFID تازگی ندارد. این فناوری در سال 1980 برای ردیابی حیوانات و در دهه 1990 در صنعت خودرو اروپا، بزرگراهها و خطوط تولید برخی كارخانجات بكار می‌رفته است.

از RFID هنگامی كه اشیاء مستقیماً در معرض دید نباشند یا در جایی كه حضور انسان امكان‌پذیر نیست و همچنین در شرایطی كه بخواهیم چندین قلم را همزمان با سرعت بیشتر بخوانیم، استفاده می شود. اجزاء اصلی یك سیستم RFID عبارتند از: برچسب یا نشانه، داده خوان، پرینتر یا كدكننده. داده‌خوانها دارای آنتن‌هایی هستند و قادرند امواج رادیویی بفرستند. آنها همچنین می‌توانند امواج دریافتی از نشانه‌ها را رمزگشایی كنند و داده‌های مربوطه را به كامپیوتر میزبان ارسال نمایند.

علاوه بر آن داده‌خوانها می‌توانند روی نشانه‌ها براساس فرمانهایی كه از كامپیوتر میزبان می‌گیرند، مجدداً داده‌نویسی كنند. داده‌خوانها می‌توانند در قسمت بالای مكانی كه اشیاء حامل نشانه از آنجا عبور می‌كنند قرار بگیرند یا در چارچوب درگاه محل عبور اشیاء نصب شوند. برچسب یا نشانه RFID شامل دو قسمت اصلی تراشه و آنتن است. تراشه در مركز و آنتن در اطراف آن قرار می‌گیرد. نشانه‌های RFID در انواع Passive و Active وجود دارند. در نوع Passive نشانه صرفاً سیگنالهای رادیویی را به امواج ارسال شده از داده‌خوان منعكس می‌كند، منبع تغذیه ندارد و در فواصل محدود (از 10 سانتی‌متر تا 5/4 متر) قابل استفاده است. نوع اكتیو دارای منبع تغذیه است، خودش می‌تواند سیگنالهای رادیویی بفرستد و در فواصل تا 90 متر قابل استفاده می‌باشد.
 
كاربردهای سیستم شناسایی فركانس رادیویی بسیار زیاد است و در هر فرایندی كه شناسایی و كار با جریانی از داده‌ها اهمیت داشته باشد می‌توان موارد كاربرد RFID را برشمرد. اما عموماً در حوزه‌های زیر كاربرد RFID گسترش یافته است:


2- مروری اجمالی بر برخی از كاربرهای واقعی RFID
در این بخش به صورت خلاصه به بررسی برخی از كاربردهای عملی RFID پرداخته می شود. 

2-1- كارت های شناسایی هوشمند سازمانی
امروزه بهره گیری از کارت های شناسایی چند منظوره جهت استفاده در موارد گوناگونی همانند کتابخانه، سلف سرویس، خوابگاه، حضور و غیاب، دسترسی به آزمایشگاهها و اماکن خاص، کنترل تردد خودرو، پارکینگ  و غیره بصورت جدی مطرح می باشد. 
از طرفی دیگر مدیریت یکپارچه و متمرکز افراد در کاربردهای فوق از جمله مواردی است که می‌تواند مزایای بسیاری را در بر داشته باشد. به عنوان مثال مدیر یک مجموعه می‌تواند به صورت Online و از طریق کامپیوتر خود اطلاعات مربوط به کارمندانی که وارد ساختمان شده اند، تعداد افراد داخل کتابخانه، افراد داخل آزمایشگاه و موارد بسیار دیگر را از طریق اینترنت و در سرتاسر جهان، مشاهده نماید. همچنین این اطلاعات را می‌توان با سایر نرم افزارهای موجود در سطح سازمان همانند سیستم غذاخوری، کارگزینی، امور مالی و اداری و غیره یکپارچه نمود تا اطلاعات مورد نظر این سیستم ها به صورت خودکار، Online و بدون دخالت افراد وارد سیستم شده و مورد بررسی و استفاده قرار گیرد. 

2-2- كنترل تردد خودكار خودرو و پاركینگ
یكی از كاربردهای RFID در بحث كنترل تردد خودرو، خودكارسازی فرآیند ورود و خروج از دروازه ها و یا پاركینگ ها می باشد. 
با نصب یك برچسب RFID بر روی خودرو و با استفاده از دستگاههای قرائتگر می توان به امكان شناسایی خودكار خودرو دست یافت و اطلاعاتی از قبیل تعیین موقعیت، زمان ورود و خروج خودرو مشخص خواهد بود و این اطلاعات به سرور مركزی انتقال داده می شود. بدین ترتیب می توان انتظار داشت راهبندهای مورد استفاده در پاركینگ ها را به صورت خودكار و بر اساس حق دسترسی تعریف شده برای خودروها كنترل نمود.
یكی دیگر از كاربردهای RFID‌ اخذ عوارض الكترونیكی و هزینه های خودرو می باشد. این سیستم می تواند شامل عوارض ناشی از عبور خودرو از بزرگراهها و یا توقف در پاركینگهای عمومی باشد. 

      
 

 

2-3- برچسب زنی اشیا در فروشگاهها و سوپرماركت ها
یكی از كاربردهای مهم RFID در فروشگاهها و سوپر ماركت ها به عنوان برچسب هایی برروی كالاها می باشد كه می تواند اطلاعات بسیار متفاوتی همانند قیمت، تاریخ تولید و انقضا، مشخصات سازنده و غیره را برروی خود ذخیره نماید. بدین ترتیب می توان با یك دستگاه قرائتگر دستی در داخل فروشگاه حركت نموده و اطلاعات كالاها را به صورت بیسیم ثبت نمود. همچنین در قسمت صندوق، مشتریان كافیست فقط به همراه كالاهای خود از كنار قرائتگر عبور نمایند. بدین ترتیب اطلاعات تمامی كالاهایی كه به همراه خود دارند به صورت بیسیم ثبت و قیمت آنها محاسبه می گردد. 

2-4- انبارداری و كنترل موجودی
RFID در انبارداری، كنترل موجودی و اموال نقش بسیار مهمی ایفا می نماید. با نصب برچسب های RFID برروی كالاها در انبار می توان كار ورود، خروج و كنترل كالا را به صورت بیسیم و خودكار، با كمترین زمان ممكن انجام داد. به عنوان مثال با استفاده از سیستم RFID‌ در حوزه انبار می توان به قابلیت های زیر دست پیدا نمود:
•    دریافت کالا از خارج از انبار: شناسایی پلت ها وکارتن های خالی و یا مغایر با لیست سفارش در ورودی انبار از طریق قرائتگر ثابت نصب  شده در درب ورودی و یا قرائتگر سیار نصب شده بر روی جرثقیل 
•    امنیت/مستندسازی: نمایش خودکار اطلاعات مکانی کالاها (به عنوان مثال نصب یک قرائتگر ثابت در مکانی که امکان سرقت کالاها از آن بالاست.)
•    برداشت کالاها از انبار:  ثبت کالاها به عنوان کالاهای برداشت شده توسط قرائتگر و ارسال اطلاعات به سیستم مدیریت انبار 
•    حمل کالاها به خارج از انبار: بررسی پلت ها در خروجی به منظور تأیید تطابق با سفارش به وسیله قرائتگر نصب شده به صورت بیسیم.  
•    پیگیری کالاها: نصب برچسب بر روی کلیه وسایل حمل کالاها و پیگیری کالاها در کلیه نقاط زنجیره تأمین

      

2-5- زنجیره تامین 
مدیریت صحیح زنجیره تامین در صنایع گوناگون می تواند تا حد بسیار زیادی موجب بالا رفتن كارآیی و كاهش هزینه ها گردد. 
RFID به عنوان یك ابزار مناسب می تواند این نقش را به خوبی ایفا نماید. با نصب نشانه های RFID برروی كالاها و مواد خام می توان به صورت Online وضعیت آنها را در زنجیره تامین و فرآیندهایی كه برروی آنها صورت پذیرفته است را ردیابی و مورد مدیریت قرار داد. 

2-6- گشت و نگهبانی خودكار
جهت كنترل و نظارت بر عملكرد نگهبانان یك مجموعه می توان برروی قسمت هایی كه مورد نیاز است نگهبان به آنجا سركشی نماید، نشانه های RFID‌ نصب نمود. سپس نگهبان با استفاده از یك قرائتگر جیبی به این مكان ها رفته و به صورت بیسیم و خودكار زمان سركشی و محل آن برروی قرائتگر ثبت می گردد. بدین ترتیب می توان عملكرد آنها را مورد نظارت و مدیریت قرارداد. 

2-7- استفاده در صنعت فرش
یكی از كاربردهای دیگر RFID به عنوان نشانه الكترونیكی در صنعت فرش می باشد. بدین ترتیب با نصب برچسب های RFID برروی فرش ها می توان اطلاعات بسیار متنوعی را برروی آنها ذخیره نمود و سپس با استفاده از یك قرائتگر ساده این اطلاعات را دریافت نمود. 

2-8- مدیریت و نظارت حیوانات و احشام
با نصب نشانه های RFID‌ برروی حیوانات و احشام می توان به قابلیت های زیر دست پیدا نمود:
•    ایجاد شناسنامه الکترونیکی هوشمند برای دام 
•    ردیابی حیوانات بیمار  
•    جلوگیری سریع از شیوع بیماری در بین دام 
•    جلوگیری از توزیع گوشت فاسدشده  به مراکز توزیع 
•    شناسایی شجره نامه دام  موجود در یک دامداری 
•    بدست آوردن آمار از میزان شیردهی دام در ماه 
•    ردیابی و شناسایی دام درکمترین زمان ممکن 
•    جلوگیری از سرقت دام و فروش غیر مجازآن 


2-9- صنعت دارو
در صتعت دارو با نصب نشانه های RFID‌ برروی بسته داروها می توان خطای ناشی از استفاده اشتباه از دارو را به حد بسیار زیادی كاهش داد. همچنین مدیریت و نظارت بر روی عرضه و مصرف دارو به طرز چشم گیری افزایش می یابد. 
 
2-10- حوزه بیمارستان و درمان
برخی از مهم ترین كاربردهای RFID‌ در حوزه بیمارستان و درمان به شرح زیر می باشد:
•    سیستم شناسایی بیماران
•    پرونده الکترونیک بیماران
•    بهبود مدیریت زنجیره تامین
•    بهبود در دسترس بودن تجهیزات
•    كمك به جلوگیری از سرقت
•    ردگیری بیماران و جلوگیری از فرار آنها
•    خودكار سازی سیستم جمع آوری و بازیابی اطلاعات
•    اطمینان از پیاده سازی قوانین
•    اولویت بندی و منظم سازی كار كارمندان
•    سیستم کنترل دسترسی به اتاق های مهم

 

استفاده از دستبندهای RFID برای بیماران جهت ثبت اطلاعات شناسایی بیمار، مشخصات پزشکی و تجویزها


    خواندن اطلاعات بیمار با استفاده از قرائتگر بیسیم


 

استفاده از برچسب های RFID برروی تجهیزات مهم جهت اطلاع لحظه به لحظه مدیران و کاربران از موقعیت دستگاهها و نیز جلوگیری از سرقت تجهیزات
 

 استفاده از برچسب های RFID برروی بسته های خون جهت ثبت اطلاعات مختلف و شناسایی دقیق بسته های خون

 

استفاده در اتاق عمل برای خواندن اطلاعات مربوط به بیمار و عمل

  برای کنترل دسترسی به اتاق ها اماکن حساس
2-11- مدیریت شهری
در حوزه مدیریت و خدمات شهری می توان به صورت گسترده از RFID استفاده نمود. اما یكی از كاربردهای موثر و جالب این فناوری استفاده به عنوان پلاك شناسایی درختان می باشد. در این كاربرد نشانه RFID به صورت میخ پلاستیكی كوچكی در بدنه درخت كوبیده می شود. این میخ می تواند حجم های مختلفی از اطلاعات همانند شماره شناسایی درخت، نوع درخت، عمر درخت و غیره را در خود ذخیره نماید. همچنین در هنگامی كه نیاز باشد اطلاعات درختان خوانده شود كاربر با در دست داشتن یك دستگاه قرائتگر و فقط با عبور از نزدیك درختان می تواند اطلاعات را به صورت بیسیم خوانده و یا بنویسد.

2-12- پول و بلیط الكترونیكی
یكی از كاربردهای بسیار رایج RFID استفاده از آن به عنوان پول و یا بلیط الكترونیكی می باشد. این نوع از نشانه های RFID برای پرداخت پول در تاكسی و یا اتوبوس و یا فروشگاهها می توانند مورد استفاده قرار بگیرند. اما به خصوص برای اماكنی كه سرویس های متعددی ارائه می نمایند همانند هتل ها، رستوران ها، استخرها و غیره، در هنگام ورود به فرد یك نشانه RFID اعطا می شود. با قرار دادن قرائتگرهایی در مكان های مختلف می توان به صورت خودكار مشخص نمود كه فرد از چه سرویس هایی استفاده نموده است و بر اساس آن هزینه محاسبه گردد. 

2-13- استفاده در كتابخانه ها
استفاده در كتابخانه ها یكی دیگر از كاربردهای RFID محسوب می گردد. با قراردادن نشانه های RFID‌ در داخل كتاب می توان استفاده های متعددی همانند سیستم ضد سرقت، مدیریت و شلف خوانی خودكار، سیستم امانت دهی خودكار را ذكر نمود.