آشنایی با سیستم RFID و تاریخچه آن

سیستم شناسایی با استفاده از امواج رادیویی (Radio Frequency Identification یا RFID) سامانه شناسایی بی‌سیمی است که قادر به تبادل داده‌ها به‌وسیله برقراری اطلاعات بین یک Tag که به یک کالا، شئ، کارت و… متصل شده است و یک بازخوان (Reader) می‌باشد. سامانه‌های RFID از سیگنال‌های الکترونیکی و الکترومغناطیسی برای خواندن و نوشتن داده‌ها بدون تماس بهره‌گیری می‌کنند. اصولاً به هر سیستمی که قادر به خواندن و تشخیص اطلاعات افراد یا کالاها باشد سیستم شناسایی یا Identification System گفته می‌شود.بطور کلی شناسایی خودکار و نگهداری داده‌ها (AIDC) روشی است که طی آن تجهیزات خواه سخت افزای یا نرم‌افزاری قادر به خواندن و تشخیص داده‌ها بدون کمک گرفتن از یک فرد هستند. بارکدها، کدهای دو بعدی، سیستم‌های انگشت نگاری، سیستم شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی، سیستم شناسایی با استفاده از قرنیه چشم و صدا و … از جمله این راهکارها می‌باشند. یکی از مباحث مورد توجه دانشمندان جهت شناسایی افراد یا کالاها استفاده از سیستم شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی یا RFID می‌باشد. RFID که مخفف سه واژه Radio Frequency Identification است؛ امروزه توسط فروشگاه‌های زنجیره‌ای بزرگی چون “وال مارت” و “مک دونالد” و نیز سازمانهای مهمی چون “وزارت دفاع ایالت متحده آمریکا” استفاده شده و امتحان خود را به خوبی پس داده است.

 

فناوری RFID (شناسایی از طریق امواج رادیویی) مشتمل بر یک سیستم ردیابی است که در آن بطور معمول از Tag ها (چیپ هایی الکترونیکی که روی محصول یا بسته بندی آن قرار می گیرند) جهت انتقال داده ها به یک گیرنده بی سیم با قابلیت اتصال به کامپیوتر استفاده می شود. در سالهای اخیر، با توجه به پیشرفت های حاصله در این زمینه و ارزان سازی و کوچک شدن ابعاد Tag های RFID ، کاربردهای این فناوری بویژه در ردیابی محصولات تجاری گسترش فراوانی یافته و در بسیاری از کاربردها در حال جایگزین شدن بجای سیستم های ارزان قیمت تر بارکد می باشد. برخلاف بارکد که نیاز به اسکن نمودن مستقیم (و بطور معمول با استفاده از نیروی انسانی و صرف زمان) دارد، در RFID با استفاده از امواج رادیویی و گیرنده های بی سیم، انتقال و دریافت اتوماتیک اطلاعات تعداد زیادی از برچسبها در فاصله مورد نظر در کسری از ثانیه امکان پذیر می باشد.

تاریخچه RFID

کار بر روی سیستم های RFID به صورت جدی از سال 1970 آغاز شد. در 1972 Kriofsky و Kaplan مطلبی راجع به ساختار فرستنده-گیرنده کوپل القایی انتشار دادند.این سیستم از سیم پیچ های مجزایی برای دریافت توان و فرستادن سیگنال بازگشتی استفاده می کرد. در 1979 Beigel یک راه حل جدید برای سخت افزار شناسایی ارایه داد که در آن دستگاه شامل دو آنتن بود، بسیاری، این سخت افزار جدید را نقطه عطفی برای RFID تلقی می کنند ، زیرا تاکید زیادی بر دستگاه های کوچکتر داشت.

در سال 1970 گروهی از دانشمندان در Lawrence Livermore Laboratory متوجه شدند که یک گیرنده تنظیم شده که به وسیله یک سیگنال رادیویی تحریک شده باشد، می تواند یک سیگنال کد شده رادیویی ارسال کند. همچنین سیستمی می تواند به یک کامپیوتر ساده متصل شده و برای کنترل دسترسی به عنوان یک امکان امنیتی مورد استفاده قرار گیرد. این دانشمندان این سیستم را برای کنترل دسترسی به مواد حساس در مکان نگهداری سلاح های هسته ای گسترش دادند. امروزه ما سیستم Livermore را نمونه ای از سیستم امنیتی توام با عدم امنیت می دانیم ، زیرا آنچه که باعث امنیت سیستم می شود این است که هیچ کس دیگری توانایی دریافت سیگنال رادیویی محرک و ارسال پاسخ کد شده را نداشته باشد. البته در آن زمان این سیستم یکی از امن ترین سیستم های کنترل دسترسی موجود بود. چند سال بعد ، دانشمندان ، LLL را ترک کرده و هر کدام شرکت خود را برای تجاری کردن این تکنولوژی تاسیس کردند.

 

 

تصور بسیاری از افراد این است که RFID یک فناوری نوظهور و نوپا است . علت این تصور نادرست این است که فناوری RFID در سال های اخیر توسعه داده شده است . RFID از دهه 70 میلادی تا کنون وجود تجاری داشته است اما به دلیل هزینه بالایش در پیاده سازی تا کنون گسترش چندانی پیدا نکرده است. اکنون با گسترش فناوری در زمینه سیستم‌های اطلاعاتی، ظهور ریزپردازنده‌های قدرتمند و نسبتا ارزان و … می‌توان با هزینه‌های کم‌تری RFID را پیاده‌سازی کرد و چون دنیای تجاری امروزی نیاز حیاتی‌تری نیز به این‌گونه سیستم‌ها دارد، می‌توان آن را راحت‌تر در حوزه تجارت گسترش داد . اگر به مفهوم RFID دقت کنیم، می‌توان ادعا کرد که از زمان جنگ جهانی دوم این فناوری حضور داشته است. سیستم مشابهی در آن زمان برای شناسایی هواپیماهای خودی و تفکیک آنها از هواپیماهای دشمن توسط انگلیسی‌ها ساخته شده بود که IFF نام داشت . IFF اختصار عبارت Identify Friend or Foe به مفهوم تشخیص دوست از دشمن است و مکانیزم آن نیز شبیه RFID است . در سال ۱۹۴۵ میلادی نیز فردی به نام لئون ترمین دستگاهی جاسوسی اختراع کرد که فناوری آن مشابهRFID است . و در نهایت اینکه RFID شکل امروزی توسط مخترعی به نام ماریو کاردلو ساخته شد که به علت گرانی بسیارش تا سال ۱۹۷۰ استفاده‌ای از آن در تجارت نشد . اساس شکل‌گیری RFID به کشف انرژی الکترومغناطیس توسط فارادی در سال ۱۸۴۶ برمی‌گردد. راداری که در سال ۱۹۳۵ ساخته شد نیز می‌تواند یک RFID مقدماتی باشد. کاربرد RFID برای شناسایی حیوانات نیز در سال ۱۹۷۹ آغاز شد . در حدود سال ۱۹۸۷ نیز کار جمع‌ آوری عوارض خودروهای ایالات متحده توسط این فناوری آغاز شد و از سال ۱۹۹۴ به بعد نیز کل خودروهای این کشور با استفاده از فناوری RFID شناسایی می‌شود. بیش‌ترین استفاده از RFID از سال ۲۰۰۰ به بعد انجام شده است، مثلا در سال ۲۰۰۳ شناسایی کانتینرها در جنگ آمریکا و متحدان علیه عراق به کمک RFID انجام می‌شد . اکنون نیز در سیستم زنجیره تامین محصولات تجاری شرکت‌های پیشرفته، از مرحله قبل از تولید کالا تا تحویل آن به مشتری از RFID استفاده می‌شود .

آشنایی با RFID

سرعت پیشرفت فناوری هر روز بیش ‌تر از روز قبل می‌شود و این سرعت، گاهی چنان است که ما نیز از آن عقب می‌مانیم و هنوز با کاربری فناوری جدیدی خوب آشنا نشده‌ایم که با فناوری جدیدتری روبه‌رو می‌شویم. در عصر سرعت، انسان به محصولات و فناوری‌هایی نیاز دارد که او را در انجام کارهایش با دقت و سرعت و بهره‌وری بیش‌ تری یاری کنند و یکی از آنها RFID است . RFID از فناوری‌هایی است که سال‌هاست بشر آن را به خدمت گرفته، اما توجه چندانی به آن نداشته است و در واقع چیز چندان جدیدی نیست. برای توضیح عملکرد آن می‌توانید فروشگاه بزرگی را در نظر بگیرید که با هزاران نوع کالای مختلف سروکار دارد و به راحتی می‌تواند ورود و خروج اجناس خود را تنها با نصب یک تراشه کوچک و ساده روی آنها کنترل کند . امروزه با سیستم‌های شناسایی و جمع‌آوری اطلاعات مختلفی سروکار داریم و البته ممکن است با قضایای پشت پرده برخی از آنها چندان آشنا نباشیم؛ فناوری‌هایی همچون OMR که یکی از موارد کاربری آن تصحیح برگه‌های امتحانات ۴ جوابی کنکور است، OCR که کار آن تشخیص هوشمند دست ‌نوشته‌ها است و در سال‌های اخیردر ثبت ‌نام آزمون ورودی رشته‌های تحصیلی مقاطع عالی به کار گرفته می‌شود، کارت‌های هوشمند، بارکد، سیستم‌های شناسایی اشخاص از طریق صوت، اسکن مردمک چشم و بعضی از فناوری‌های بیومتریک دیگر، همه و همه ابزارهایی هستند که به بشر در کار شناسایی و جمع‌آوری اطلاعات کمک می‌کنند . RFID نیز یکی از همین موارد است . RFID مخفف عبارت Radio Frequency Identification و به مفهوم «شناسایی از طریق فرکانس رادیویی» است. از این فناوری در شناسایی خودکار کالاها، حیوانات، انسان‌ها و غیره استفاده می‌شود. شیوه به‌کارگیری آن نیز به زبان ساده نصب تراشه‌ای کوچک روی این اشیاست که فرکانس رادیویی اختصاصی خود را دارند و تنها با دریافت این فرکانس توسط دستگاه گیرنده و تطبیق آن در بانک اطلاعاتی شی شناسایی شده و یا شی مورد نظر ردیابی می‌شود . RFID را می‌توان نسل تکامل یافته بارکد دانست، زیرا از بارکد نیز برای همین نوع شناسایی استفاده می‌شود و البته این فناوری هنوز نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. بارکد ردیفی متشکل از ۱۲ خط عمودی به ظاهر نازک و کلفت است که معرف عددی ۱۲ رقمی بوده و در سراسر جهان به‌طور انحصاری نمایانگر کالایی خاص است. بارکد توسط دستگاه اسکنر بارکد خوانده شده و بدین ترتیب نوع کالا توسط سیستم بدون نیاز به انسان شناسایی می‌شود. این فرایند از خطاهای ورود دستی اطلاعات توسط کاربر نیز می‌کاهد. اما بارکد کاستی‌هایی نیز دارد. به‌طور مثال، در سیستم بارکد فقط کد شناسایی وارد می‌شود و اطلاعات دیگری راجع به کالا نمی‌توان در آن جای داد. از دیگر موارد ضعف بارکد این که اسکنر فقط زمانی قادر به خواندن صحیح آن است که دقیقا در دید مستقیم اسکنر قرار گرفته باشد و اگر شما بخواهید آمار کالاهای زیادی را مثلا در یک انبار یا فروشگاهی بزرگ ثبت کنید، حتما باید تک تک کالاها را روبه‌روی اسکنر بگیرید تا کد آنها اسکن شود که کاری است بس دشوار، خسته کننده و زمان‌بر. در RFID از تراشه‌ای به نام TAG یا همان برچسب استفاده می‌شود، این قطعه در واقع یک فرستنده رادیویی است که از یک میکروچیپ، یک آنتن و یک برد الکترونیکی تشکیل شده است. در این TAG می‌توان اطلاعاتی راجع به کالا، حیوان یا انسانی که TAG روی آن نصب می‌شود، قرار داد. این اطلاعات می‌تواند، اطلاعاتی ساده مثل اسم و آدرس صاحب یک حیوان و یا اطلاعات پیچیده‌ای نظیر چگونگی مونتاژ یک خودرو باشد. این اطلاعات از طریق امواج رادیویی منتشر و توسط آنتن گیرنده RFID دریافت و وارد سیستم می‌شود. حال اگر در همان فروشگاه بزرگ تعداد زیادی کالا خریداری کرده باشید، با نزدیک شدن سبد کالا به صندوق که محل نصب آنتن گیرنده RFID است، تمام کالاهای خریداری شده به‌طور خودکار توسط صندوق شناسایی می‌شود و با رسیدن شما به صندوق، فاکتور کالاها نیز آماده جهت پرداخت است. با این کار ضمن صرفه‌جویی در زمان، از ازدحام در محل صندوق فروشگاه‌ها نیز جلوگیری می‌شود. همه اینها دست به دست هم داده و کم‌کم واژه احترام به مشتری را از حالت حرف به اجرا نزدیک می‌کند .

 

 

البته این نمونه‌ای ساده از خدمات این فناوری بود که فقط برای روشن شدن قضیه گفته شد. هم‌اکنون پاسگاه‌های مرزهای زمینی آمریکا به این فناوری مجهز شده‌اند و کارت شناسایی جدید شهروندان آمریکایی نیز به‌طور متقابل مجهز به RFID شده‌ و ساده‌ترین تصوری که از این تعامل می‌توان داشت، این است که با نزدیک شدن شهروندان به مرز هنگام خروج یا ورود به کشور، کلیه کار شناسایی و انجام امور گمرکی آنها نیز انجام شده و این فرد بدون هیچ توقفی به راحتی از مرز عبور می‌کند، البته اگر ورود یا خروج وی از نظر دولت مانعی نداشته باشد ! در حالتی دیگر می‌توان شرکتی بزرگ را در نظر گرفت که کلیه کارکنان آن به RFID مجهز بوده و ضمن انجام خودکار ورود و خروج اشخاص، محل دقیق این افراد نیز در طبقات و واحدهای مختلف به‌ سرعت و به‌ راحتی قابل شناسایی است . شیوه کار نیز بدین ترتیب است که با نصب آنتن‌های گیرنده RFID در نقاط مختلف شرکت، به راحتی با یک جست‌وجوی ساده می‌توان از روی آنتن دریافت‌کننده امواج شخص، محل وی را نیز تشخیص داد. همین کار را نیز می‌توان برای شناسایی و کنترل ورود و خروج اموال و تجهیزات در شرکت و یا در انبارها انجام داد . دیگر نیازی نیست برای انبارگردانی روزها وقت گذاشت و به صورتی دستی همه چیز را شمارش کرد کافیست با یک گیرنده RFID در انبار قدم بزنید تا کل موجودی انبار بلافاصله جلوی شما قرار گیرد.کنترل ترافیک شهرهای بزرگ، کنترل ورود و خروج خودروها در پارکینگ‌ها و بزرگراه‌ها، کنترل موجودی انبارهای بزرگ، استفاده در قفل ضد سرقت خودروها و …،‌ همه و همه تنها می‌تواند مواردی از هزاران مورد کاربری RFID باشد . کیفیت کارایی و نحوه عملکرد RFID به عوامل مختلفی از قبیل کیفیت ساخت، نوع پروتکل به کار گرفته شده، طراحی نوع آنتن، کیفیت واحد بسته‌بندی کالا (در صورت استفاده از RFID برای شناسایی آن کالا) وابسته است .

به زودی مطالب دیگری را با جزئیات بیشتری از نحوه عملکرد و اجزای RFID در وبلاگ سایت بی ان بی گیت منتشر خواهیم کرد. در ضمن شرکت بی ان بی با بیش از 15 سال سابقه در زمینه اجرای سیتسم های امنیتی با استفاده از امواج مغناطیسی، فراهم کننده امنیت فروشگاه های شما خواهد بود.برای مشاوره رایگان درمورد گیت های فروشگاهی با ما تماس بگیرید.