آشنایی با سازوکار فناوریRFID  

فناوری شناسایی با امواج رادیویی (RFID)، نوعی فناوری ارتباطی بی‌سیم است که با استفاده از امواج رادیویی، تگ‌هایی (Tags) را که به اشیاء مختلف متصل شده‌اند شناسایی می‌کند. این تگ‌ها شامل تراشه فرستنده-گیرنده (Transceiver Chip) هستند که با دریافت امواج الکترومغناطیسی از دستگاه خوانشگر RFID (RFID Reader) فعال شده و شماره شناسایی (Identification Number) منحصر‌به‌فردی را به خوانشگر بازمی‌گردانند.

این شناسه به‌منظور مدیریت موجودی و ردیابی اشیای دارای تگ استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که تگ‌های RFID  به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند:

• تگ غیرفعال (Passive Tag): تنها با انرژی دریافتی از امواج الکترومغناطیسی خوانشگر فعال می‌شود و برد عملیاتی محدودی دارد.
• تگ فعال (Active Tag): دارای باتری داخلی است و می‌تواند تا صدها متر فاصله را پوشش دهد.

• مزایای فناوری RFID نسبت به بارکد

برخلاف بارکدخوان‌ها (Barcode Scanners) که نیاز به دید مستقیم دارند، فناوری RFID با استفاده از ارتباط بی‌سیم و بدون نیاز به دید مستقیم (Line-of-Sight) کار می‌کند و به همین دلیل تگ‌ها می‌توانند درون اشیا یا محصولات جاسازی شوند. یک خوانشگر همچنین می‌تواند چندین تگ RFID را به‌صورت هم‌زمان شناسایی کرده و سرعت و دقت جمع‌آوری داده‌ها را افزایش دهد.

• کاربردهای گسترده RFID در صنایع

فناوری RFID در صنایع متعددی کاربرد دارد، از جمله:

• صنایع دارویی و درمانی
• خرده‌فروشی
• کشاورزی و دامداری
• ردیابی خودروها، حیوانات خانگی و اموال سازمانی

برای مثال، یک کالا که دارای برچسب RFID است، هنگام حرکت در خط تولید یا انبار، توسط دستگاه‌های خوانش RFID  در ایستگاه‌های مختلف به‌صورت خودکار شناسایی شده و مسیر جابه‌جایی آن به‌دقت ثبت و رهگیری می‌شود.

این فناوری طی سال‌های اخیر پیشرفت زیادی داشته و هزینه پیاده‌سازی و استفاده از سیستم‌های RFID نیز به‌طور قابل‌توجهی کاهش یافته است؛ موضوعی که RFID را به جایگزینی اقتصادی و کارآمد برای روش‌های سنتی اسکن نوری تبدیل می‌کند.

برای فناوری RFID استانداردهای مشخصی نیز تدوین شده‌اند که به مسائل امنیتی و حفظ حریم خصوصی پاسخ می‌دهند. این استانداردها از روش‌های رمزنگاری داخلی برای جلوگیری از رهگیری و همچنین احراز هویت برچسب و دستگاه خوانش با استفاده از امضای دیجیتال بهره می‌برند.

بررسی اجزای اصلی فناوری  RFID

یک سامانه RFID از چند جزء اصلی تشکیل شده که در کنار هم، فرآیند شناسایی، جمع‌آوری و پردازش داده‌ها را انجام می‌دهند. در ادامه با هر یک از این اجزا و عملکرد آن‌ها آشنا می‌شویم:

• تگ‌ها

تگ RFID همان قطعه‌ای است که داده‌ها را در خود ذخیره کرده و برای ارسال آماده می‌کند. این تگ‌ها به اشیا یا دارایی‌ها متصل می‌شوند و وظیفه دارند اطلاعات مرتبط با آن‌ها را به آنتن ارسال کنند.

درون هر تگ یک ریزتراشه (Microchip) وجود دارد که شامل شناسه منحصربه‌فرد تگ (Tag ID) و اطلاعات قابل برنامه‌ریزی درباره دارایی است که داده‌های ذخیره‌شده در تگ، از طریق آنتن به خوانشگر منتقل می‌شود.

• آنتن

آنتن یکی از اجزای ضروری در سامانه RFID است. وظیفه آن دریافت داده از تگ RFID و ارسال این داده‌ها به دستگاه‌های خوانشگر RFID (Reader) است. بدون وجود آنتن، چه به‌صورت داخلی (Integrated) و چه جداگانه (Standalone) خوانشگر قادر به ارسال و دریافت سیگنال از تگ‌ها نخواهد بود.

• خوانشگر

دستگاه‌های خوانشگر RFID یا Reader به آنتن متصل هستند و داده‌های ارسال‌شده از تگ RFID را دریافت می‌کنند. این داده‌ها از طریق امواج رادیویی دریافت شده و توسط خوانشگر به داده‌های دیجیتال قابل پردازش در رایانه تبدیل می‌شوند. خوانشگرها دارای دو نوع هستند:

• خوانشگر ثابت (Fixed Reader): معمولاً روی دیوار یا محل مشخصی نصب می‌شود و در همان نقطه به خواندن تگ‌ها می‌پردازد.
• خوانشگر سیار (Mobile Reader): قابل‌حمل یا قابل‌نصب در موقعیت‌های متغیر بوده و بسته به نیاز، جابه‌جا می‌شود.
• پایگاه‌داده رایانه‌ای

هر سامانه RFID نیازمند یک نرم‌افزار مدیریتی است که در قالب پایگاه‌داده رایانه‌ای (Computer Database) عمل می‌کند و قابلیت‌های متعددی مانند برنامه‌ریزی و نوشتن اطلاعات روی تگ‌ها (Tag Programming)، مدیریت دستگاه‌ها و داده‌ها، پایش از راه دور (Remote Monitoring) و پیکربندی سخت‌افزاری (Hardware Configuration) دارد.

در مجموع می‌توان گفت که این اجزا به سازمان‌ها کمک می‌کنند تا فرآیند ردیابی، کنترل موجودی، جمع‌آوری اطلاعات و اتوماسیون عملیات را با دقت و سرعت بالاتر انجام دهند.

بیشتر بخوانید:

امنیت سایبری در عصر دیجیتال: محافظت از داده‌ها در دنیای آنلاین

دسته‌بندی تگ‌های RFID، فرکانس‌ها و کاربردهای آن

تگ‌های RFID با استفاده از میدان‌های الکترومغناطیسی در فرکانس‌های مختلف، اطلاعات را به خوانشگر RFID (RFID Reader)  منتقل می‌کنند.

این تگ‌ها بر اساس فرکانسی که برای عملکردهای متفاوت طراحی شده‌اند، به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• تگ‌های با فرکانس پایین (Low-Frequency / LF)
• تگ‌های با فرکانس بالا (High-Frequency / HF)
• تگ‌های با فرکانس بسیار بالا (Ultra-High Frequency / UHF) و شامل دو نوع فعال و غیرفعال

1.تگ‌های فرکانس پایین (LF – Low Frequency)

• بازه فرکانسی: از ۱۲۵ تا ۱۳۴ کیلوهرتز (kHz)
• فاصله قابل خواندن: فقط چند اینچ
• سرعت انتقال داده: پایین‌ترین سرعت در میان تگ‌های RFID
• حجم داده قابل ذخیره‌سازی: محدود

کاربردهای رایج تگ‌های فرکانس پایین یا LF:

• ردیابی حیوانات
• کنترل دسترسی
• سوئیچ خودروها
• ردیابی دارایی‌ها
• کاربردهای پزشکی و سلامت

2. تگ‌های فرکانس بالا (HF – High Frequency)

این گروه پرکاربردترین نوع تگ RFID در جهان به‌شمار می‌رود.

• بازه فرکانسی: ۱۳.۵۶ مگاهرتز (MHz)
• فاصله قابل خواندن: حدود ۳۰ سانتی‌متر
• قابلیت خواندن هم‌زمان چند تگ
• ظرفیت ذخیره‌سازی داده: تا ۴ کیلوبایت
• خواندن آسان حتی در مجاورت آب، فلز، چوب یا بافت‌های زیستی

کاربردهای رایج تگ‌های فرکانس بالا یا HF:

• کتابخانه‌ها و کتاب‌ها
• کارت‌های شناسایی
• چمدان‌های مسافرتی در خطوط هوایی
• کارت‌های بانکی و اعتباری

۳. تگ‌های با فرکانس بسیار بالا (UHF – Ultra High Frequency)

تگ‌های UHF خود به دو نوع تقسیم می‌شوند:

• تگ‌های UHF غیرفعال (Passive UHF Tags)
• منبع انرژی: امواج ارسالی خوانشگر
• بازه فرکانسی: ۸۶۰ تا 960 مگاهرتز (MHz)
• فاصله قابل خواندن: تا ۲۵ متر
• سرعت انتقال داده: بالا
• اندازه‌ها و طراحی‌های متنوع
• کاربردهای رایج تگ غیرفعال یا UHF
• ردیابی در زنجیره تأمین
• خطوط تولید
• صنایع دارویی
• پرداخت الکترونیکی عوارض

• تگ‌های UHF فعال (Active UHF Tags)
• منبع انرژی: دارای باتری داخلی
• بازه فرکانسی: ۴۳۳ مگاهرتز (MHz)
• فاصله قابل خواندن: بین ۳۰ تا ۱۰۰ متر یا بیشتر
• ظرفیت حافظه: بالا
• سرعت انتقال داده: بسیار بالا
• کاربردهای رایج تگ فعال یا UHF
• ردیابی خودروها
• خطوط تولید خودروسازی
• پروژه‌های عمرانی و ساخت‌وساز

بیشتر بخوانید:

۶ مزیت ابزارهای ردیابی ناوگان حمل‌ونقل در جلب رضایت مشتریان

نگاهی به مزایا و معایب فناوری RFID

فناوری شناسایی با امواج رادیویی (RFID) یکی از ابزارهای مؤثر برای کاهش هزینه‌های تولید و بهینه‌سازی عملیات در صنایع مختلف است. با این حال، پیش از پیاده‌سازی RFID برای هوشمندسازی تولید، ردیابی دارایی‌ها و تحلیل داده‌ها، لازم است مزایا و معایب آن را به دقت بررسی کرد.

یکی از مهم‌ترین مزایای فناوری RFID نسبت به روش‌های سنتی در تولید این است که برای شناسایی یا اسکن تگ‌ها نیازی به دید مستقیم ندارد. این موضوع باعث می‌شود فرآیند تولید و مدیریت زنجیره تأمین با انعطاف‌پذیری و سرعت بیشتری انجام شود. درحالی‌که باید در نظر داشت که یکی از چالش‌های اصلی این فناوری، احتمال آسیب‌پذیری در برابر حملات نرم‌افزاری و نفوذهای امنیتی است.

کاربردهای فناوری RFID در صنایع مختلف

فناوری شناسایی با امواج رادیویی (RFID) امروزه بخشی از زندگی روزمره ما شده، حتی بدون آن‌که متوجه باشیم. برای مثال وقتی درب اتاق هتل را با یک کارت باز می‌کنید یا در بدن حیوان خانگی‌تان تراشه شناسایی قرار می‌دهید، در واقع از فناوری RFID استفاده می‌کنید.

کاربرد این فناوری در صنایع مختلف با سرعت در حال گسترش است و در حال حاضر به بخشی جدایی‌ناپذیر از عملیات بسیاری از صنایع بزرگ جهان تبدیل شده که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.

• صنعت هوافضا و دفاعی

در یک دهه اخیر، شرکت‌های فعال در حوزه هوافضا و صنایع دفاعی به‌طور گسترده‌ای به استفاده از RFID روی آورده‌اند. برای مثال تولیدکنندگان بدنه هواپیما با استفاده از تگ‌های RFID قادرند هزاران قطعه را ردیابی کرده و عملکرد زنجیره تأمین خود را تقویت کنند.

حتی اتوماسیون و خطاناپذیر کردن یک فرآیند کوچک می‌تواند بازگشت سرمایه قابل توجهی ایجاد کند و باعث بهبود سریع عملیات شود.

به همین دلیل، شرکت‌های پیشرو در صنعت هوافضا و دفاع، فناوری RFID را در حوزه‌هایی مانند زنجیره تأمین (Supply Chain)، تولید (Manufacturing) و نگهداری و تعمیرات (Maintenance & Repair) به‌کار گرفته‌اند.

• صنعت سلامت و درمان

فناوری RFID به تمامی ابعاد صنعت سلامت نفوذ کرده و بهره‌وری آن را بهبود داده است. این فناوری نه‌تنها به مدیریت بهتر تجهیزات و منابع کمک می‌کند، بلکه در زمینه ایمنی بیمار، کنترل دسترسی و شناسایی کارکنان نیز عملکرد بالایی دارد.

این تحول دیجیتال که با کمک RFID در جریان است، نه‌تنها هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، بلکه جان انسان‌ها را نجات می‌دهد.

بیشتر بخوانید:

بهبود کارایی زنجیره تامین با استفاده از فناوری اینترنت اشیا

• اینترنت اشیا صنعتی

اتصال صنایع به فناوری‌های اینترنت اشیا (IoT) به‌سرعت در حال رشد است و در این میان، فناوری RFID نقش کلیدی در افزایش بهره‌وری کارخانه‌ها و خطوط تولید ایفا می‌کند. به‌طوری که در سراسر چرخه عمر محصول، داده‌ها از طریق RFID جمع‌آوری، دسته‌بندی و تحلیل می‌شوند.

خوانشگرهای RFID قادرند اشیا و تجهیزات را در لحظه شناسایی و پایش کرده و این اطلاعات را به سامانه‌های مدیریتی منتقل کنند.

در این میان، فناوری 5G نیز نقش حیاتی در انتقال سریع‌تر و پایدارتر داده‌ها ایفا می‌کند. پوشش بهتر، تأخیر پایین‌تر و ظرفیت بالای 5G این امکان را فراهم می‌کند که داده‌های زنجیره تأمین به‌صورت آنی و مطمئن منتقل شوند.

با اتصال دستگاه‌ها و سیستم‌ها به یکدیگر، تصمیم‌گیری سازمان‌ها بر اساس داده‌های دقیق‌تر و زمان‌محور خواهد بود. این سیستم‌ها همچنین می‌توانند مواردی مانند مدیریت انرژی، امنیت، نورپردازی و منابع در خانه یا محیط کار را نیز تحت کنترل بگیرند.

بیشتر بخوانید:

چگونه تکنولوژی 5G زنجیره تأمین و لجستیک را متحول می‌کند؟

چشم‌انداز آینده بازار فناوری  RFID

امروزه صنایع مختلف به شکل فزاینده‌ای به فناوری RFID به‌عنوان یک سیستم شناسایی جایگزین برای محیط‌های پیچیده و چالش‌برانگیز نگاه می‌کنند.

شرکت Identiv موفق به طراحی و معرفی برچسب RFID ضدسرقت شده است. این نوع برچسب دارای یک حامل داده (inlay) است که به محض جدا شدن از سطحی که به آن چسبیده، تمام اطلاعات ذخیره شده را حذف می‌کند. چنین نوآوری‌ای در فناوری RFID می‌تواند از انتقال ناخواسته اطلاعات سازمانی به افراد غیرمجاز جلوگیری کند؛ مسئله‌ای که همواره یکی از دغدغه‌های امنیتی مهم در به‌کارگیری فناوری RFID بوده است.

یکی‌دیگر از کاربردهای پیشرفته فناوری RFID، ادغام حسگرهای چاپی روی برچسب‌های هوشمند RFID است. بر اساس این گزارش، پلتفرم چندحسگری که با استفاده از چاپگر جوهرافشان روی بسترهای پلیمری انعطاف‌پذیر تولید شده، در حال حاضر در برچسب‌های هوشمند RFID با فرکانس بالا و نیمه‌فعال به کار گرفته می‌شود. این پلتفرم چاپی قابلیت‌های هم‌زمان تشخیص رطوبت، آمونیاک و دما را دارد؛ ویژگی‌هایی که پیش از این هرگز به صورت یکپارچه در فناوری RFID به‌کار نرفته بود.

استفاده از فناوری چاپ جوهرافشان برای تولید این حسگرها روی سطوح پلاستیکی انعطاف‌پذیر، باعث کاهش هزینه‌های تولید می‌شود. هدف اصلی برچسب هوشمند RFID این است که اطلاعات جمع‌آوری شده توسط حسگرها را به دستگاه‌های خوانش منتقل کند. این نوآوری در فناوری RFID به صنایع مختلف، به ویژه صنعت مواد غذایی، کمک می‌کند تا بتوانند شرایط محیطی مؤثر بر زنجیره تأمین را به‌صورت لحظه‌ای و دقیق پایش کنند.

بیشتر بخوانید:

۷ گام موثر برای کاهش هزینه‌ها از طریق بهینه سازی شبکه تامین!

کلام آخر

فناوری RFID به همراه قابلیت‌های نوینی همچون اتصال 5G و تبادل‌پذیری داده‌ها، مسیر جدیدی برای بهبود مدیریت چرخه عمر محصولات، افزایش بهره‌وری و تصمیم‌گیری‌های داده‌محور در صنایع مختلف فراهم کرده است. استفاده از این فناوری‌ها می‌تواند به کسب‌وکارها کمک کند تا با شفافیت بیشتر، سرعت بالاتر و آگاهی بهتر، به سمت آینده‌ای پایدار و هوشمند حرکت کنند.

در این مسیر، راهکارهای سازمانی ایرانسل با ارائه مجموعه‌ای کامل از خدمات و محصولات تخصصی در حوزه‌های اینترنت اشیا (IoT)، شبکه امن همراه، موبایل سازمانی و زیرساخت ابری در کنار کسب‌وکارها قرار دارد. ایرانسل با فراهم کردن زیرساخت‌های ارتباطی و دیجیتال، به تسریع تحول دیجیتال و بهبود فرآیندهای سازمانی کمک می‌کند و فرصت‌هایی تازه برای رشد و رقابت‌پذیری در بازارهای نوین فراهم می‌سازد.

شما می‌توانید برای دریافت اطلاعات کامل هریک از محصولات و خدمات راهکارهای سازمانی ایرانسل، کد کوتاه دستوری ستاره سه مربع (#۳*) را با خطوط ایرانسلی خود شماره‌گیری کنید یا از طریق ایمیل EB@mtnirancell.ir با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

منبع:

https://www.ttelectronics.com/blog/rfid-technology/