مقاله شناخت و بررسی RFID

تعداد صفحات : ۴۲ صفحه ورد

 

فهرست مطالب

تاریخچه RFID
ردیابی رادیویی RFID
اجزای سیستمی RFID
چگونگی عملکردRFID
TAG چیست
تفاوت TAG ها
دسته بندی TAG ها
انواع برچسب ها
خواننده برچسب
انتن ها
بانک اطلاعاتی
ایا RFID بهتر از کد های میله ای است؟
RFID در ایران
کاربرد های RFID
نسل جدید ایفون ها به تراشه RFID مجهز می شود
پروژهای RFID در ایران
دولت الکترونیک
طرح ها و پروژه های RFID
زیر ساختهای ارتباطی
ایمنی در برابر هکر ها
فن اوری خارجی،نرم افزار ایرانی
چاپ،همراه صمیمی الکترونیک
مزایای RFID برای مدیران
SCM and RFID امکانات سیستم مدیریت انبار مبتنی بر RFID برای اتو ماسیون
چند نمونه از مزایایی فناوری RFID
معایب و محدودیتها در RFID
تهدیدهای معروف RFID
مروری بر نرم افزارهای مشکل ساز
سناریوی عملکرد
تصاویری از RFID
نتیجه گیری
مراجع

 

تاریخچه RFID :

ظهور این پدیده در تاریخ به سال ۱۹۴۶ باز می گردد، زمانی که (Léon Theremin) ابزاری را برای دولت جماهیر شوروی اختراع کرد،  این وسیله قادر بود امواج و فرکانس های رادیویی ایجاد شده از وقایع مختلف را به محل مورد نظر انتقال دهد این امواج صوتی با به حرکت درآوردن دیافراگمی که به یک دستگاه مرتعش‌کننده متصل بود، بازتاب امواج رادیویی را به زبان قابل فهم ترجمه می‌کرد.

با وجود اینکه این دستگاه قابلیت زیادی نداشت، نامش به عنوان نخستین دستگاهی که با تکنولوژی RFID کار می کرد، ثبت گردید.

ذکر این نکته ضروری ایست که بنا بر اعلام برخی منابع، پیدایش RFID در جهان از سال ۱۹۲۰ بوده و در دهه ۱۹۶۰ نیز تکمیل شده است.

تکنولوژی دیگری که شباهت زیادی به سیستم RFID داشت، سیستمIFF بود که در سال ۱۹۳۹ در بریتانیا ظهور کرد و به عنوان وسیله ای کارآمد در جنگ جهانی دوم جهت شناسایی هواپیماهای دشمن مورد استفاده قرار گرفت، پس از آن یک محقق آمریکایی به نام (Harry Stockman) نیز در سال ۱۹۴۸ مقاله ای در خصوص RFID با عنوان ارتباط به وسیله نیروی انعکاس منتشر کرده و پیش بینی کرده بود که جهت شناسایی اشیا و وسایل مختلف و حتی انسان ها می توان از امواج رادیویی استفاده کرد که این امر مستلزم تحقیقات بیشتر می باشد.

تحقیقات در مقوله RFID از سوی چندین نفر دیگر نیز طی سالیان گذشته صورت گرفته که مسلماً هر کدام به نوعی مفید واقع شده اند.

رد یابی رادیویی RFID:

از طریق زیر ساخت اینترنت می توان به منابع بسیار متنوع و گسترده ای از اطلاعات دسترسی داشت. اما اینکه چگونه اطلاعات را جمع آوری و ثبت نماییم، همچنان یک معضل بزرگ است. در بسیاری از موارد، اطلاعات به صورت مجازی، در ذهن افراد و یا در رایانه ها موجود است. در مواردی دیگر، اطلاعات مربوط به اشیاء فیزیکی و حالت و رخدادهای مربوط به آنهاست، ولی تبدیل آنها به شکلی که ذهن انسان یا رایانه ها بتوانند به آنها دسترسی داشته باشند یک کار مشکل است. راه حل معمولی برای چنین مساله ای، ورود دستی اطلاعات است: افراد باید مشاهده کنند و اطلاعات را وارد سیستم نمایند. این راه نه تنها می تواند ناکارآمد باشد، ممکن است باعث بروز خطا در اطلاعات هم بشود. در برخی روش ها، دستگاه هایی با سیستم های ماشین بینایی و سنسورهای پیچیده و پیشرفته، ورود اطلاعات را انجام می دهند. این سیستم ها اغلب حتی برای جمع آوری ابتدایی ترین داده ها، بسیار گران قیمت و پیچیده می باشند و تحت شرایط خاص و محدودیت های زیاد کار می کنند. بارکدها، کدهای دو بعدی، سیستم های انگشت نگاری، سیستم های شناسایی با استفاده از قرنیه چشم و صدا و … از راه های ورود خودکار اطلاعات به رایانه می باشند. یک راه حل دیگر برای چنین مساله ای، شناسایی با امواج رادیویی (Radio Frequency Identification یا RFID) می باشد. با الصاق تگ ها یا فرستنده هایی با اشیاء ثابت یا متحرک، و ایجاد یک زیرساخت از دستگاه های تگ خوان به هم متصل، اطلاعات مربوط به اشیاء فیزیکی را می توان به صورت خودکار و بدون دخالت دست، جمع آوری و ثبت نمود.برای درک بهتر این مساله، می توان یک زنجیره تامین را در نظر گرفت. در اغلب موارد، حلقه های مختلف زنجیره تامین مانند تولید کننده، توزیع کننده، فروشنده و اجزای دیگر، از موجودی انبارهای خود اطلاع دقیقی ندارند؛ حال آنکه در اختیار داشتن این اطلاعات می تواند منجر به صرفه جویی زیاد و بهره وری بالاتر شود. راه حل های فعلی برای این مساله، مبتنی بر ورود دستی داده ها یا استفاده از بارکد ها می باشد. راه حل های پیشرفته تر مانند اسکن کردن خودکار بارکدها یا استفاده از سیستم های ماشین بینایی، اغلب گران، پیچیده و شامل وضع محدودیت هایی متعدد بر روی اشیاء و محیط آنها می باشد. ورود دستی اطلاعات نیز زمانبر، نادقیق و هزینه بر است. سیستم های RFID یک راه حل بالقوه هستند.

شاید بارکد شناخته شده ترین روش ورود اطلاعات به کامپیوتر باشد؛ اما روش کار آن، محدودیت هایی را اعمال می کند. مهمترین مساله آن است که به یک خط دید مستقیم نیاز دارد و باید هر قلم را دقیقا در جلوی آن و در جهت مناسب قرار داد تا آن را شناسایی نماید، و چیزی هم نباید مابین اشعه و برچسب بارکد باشد. روش های شناسایی دیگر مانند کارت های مغناطیسی هم مشکل مشابهی دارند: باید آنها را در جهت مناسب و در مکان مناسب قرار داد. اما تگ های RFID به ما این امکان را می دهد که کد شناسایی اشیاء را با فاصله و با حساسیت کمتری نسبت به جهت شئ و قثشیثق قرائت نماییم. بارکد ها محدودیت های دیگری هم دارند: پس از چاپ آنها به سختی می توان اطلاعات دیگری را به آنها اضافه نمود یا اطلاعات آنها را تغییر داد، حال آنکه تگ های RFID اکثرا قابلیت بارها نوشتن اطلاعات را دارند. همچنین عدم نیاز به دید خط مستقیم، مزیت بسیار بزرگی برای RFID است: می توان بدون دخالت اپراتور، تعداد زیادی تگ را به صورت خودکار شناسایی نمود.

اجزای سیستمی RFID:

۱)انواع برچسب(tag)

۲)انواع خواننده برچسب(reader)

۳)انتن- تقویت کننده سیگنال

۴)بانک اطلاعاتی

چگونگی عملکرد RFID :

سیستم های مبتنی بر RFID، دریافت کد شناسایی مربوط به یک شئ را بدون دید مستقیم (بر خلاف سیستم های بارکد) ممکن می سازند. کد شناسایی در یک برچسب یا تگ شامل یک میکروچیپ متصل به یک آنتن ذخیره می شود. یک دستگاه فرستنده/گیرنده که اغلب تگ خوان یا reader نیز نامیده می شود با تگ ارتباط برقرار می کند و شماره شناسایی آن را می خواند. این نکته مهم است که سیستم های RFID به تنهایی هیچ ارزشی ندارند! گرچه این سیستمها می توانند کدهای شناسایی را جمع آوری نمایند، این کدها باید به اشیائی اختصاص یابند و به یک پایگاه داده در دسترس متصل باشند. یک سیستم RFID باید بتواند حجم بسیار بزرگی از اطلاعات را جمع آوری، ذخیره و بازیابی نماید، آن هم به شکلی کاملا پایدار و کارآمد.

TAG چیست؟

تگها وسیله متصل شده به شی , کالا و فردی که ما می خواهیم ان را ردیابی کنیم هستند.

تفاوت TAG ها:

تگ های RFID دارای انواع مختلفی هستند. مهمترین عامل اختلاف بین تگ ها، فرکانس کار آنها می باشد که از فرکانس پایین (حدود صد کیلوهرتز) تا فرمانس های بسیار بالا یا UHF (چند گیگا هرتز) را شامل می شود. بر اساس فرکانس مورد استفاده، برد ارتباطی تگ با reader نیز تعیین می شود: فرکانس های پایین تر، بردهای کمتری را پشتیبانی می کنند. عملکرد تگ ها در مجاورت اشیاء فلزی یا آب با توجه به فرکانس تغییر می کند، و تگ های فرکانس پایین، عملکرد و برد بهتری در مجاورت آب و اشیاء فلزی دارند. معمولا هر تگ RFID دارای مقداری حافظه (چند ده بیت تا چند کیلو بیت) برای ذخیره سازی اطلاعات است که قابلیت نوشتن و خواندن را دارا هستند.

دسته بندی TAG ها:

تگ های RFID را می توان به دو دسته عمده تگ های پسیو یا غیر فعال و اکتیو یا فعال دسته بندی نمود. تگ های پسیو باتری ندارند و انرژی لازم برای فعال سازی پردازنده و ارسال اطلاعات خود را از سیگنالی که از  reader دریافت می دارند، تامین می کنند؛ بدین ترتیب که ابتدا reader امواجی را به سمت تگ ارسال می دارد، سپس پردازنده تگ با استفاده از انرژی این امواج، بیدار شده و دستور دریافتی از سوی reader را پردازش می کند و توسط امواجی که انرژی آنها هم از امواج دریافتی تامین شده است، نتیجه را به reader مخابره می کند. بدین ترتیب واضح است که برد این تگ ها بسیار محدود است؛ چرا که فاصله تگ از reader باید به اندازه ای باشد که انرژیی که تگ دریافت می کند، توان بیدار کردن پردازنده و تامین انرژی موج برگشتی را داشته باشد. معمولا برد تگ های پسیو از چند سانتی متر تا چند متر است.

از طرف دیگر تگ های فعال، انرژی لازم برای پردازنده و ارسال امواج به سمت reader را از باتری همراه خود تامین می کنند. بدین ترتیب برد این تگ ها در برخی موارد تا چند صد متر هم می رسد. قیمت این تگ ها در حدود چند ده دلار است که به مراتب از تگ های پسیو (با قیمتی در حدود چند ده سنت) گران قیمت تر هستند.

انواع برچسب ها:

خواننده بر چسب(READER):

این دستگاهها که به دو صورت ثابت و متحرک عرضه می شوند،وظیفه ثبت،خواندن ،نگهداری و ارسال اطلاعات از برچسبها به سرور اطلاعاتی را دارند.خواندن اطلاعات در گیرنده توسط امواجرادیویی صورت می گیرد و  نیازی به دید مستقیم نیست.

آنتن ها:

یکی از اجزای اساسی در سیستم RFID ،انتن ها می باشند.انتن ها هم در بر چسب ها و هم در قرائتگرها وجود دارد.وظیفه اصلی انتن ها،دریافت و ارسال امواج رادیویی می باشد.به طوریکه دستگاه قرائتگردر هنگام خواندن،باارسال سیگنال رادیویی توسط انتن خودموجب فعال سازی بر چسب می شود و برچسب اطلاعات خود راتوسط انتن خود به خواننده ارسال می کند.بزرگی انتن ارتباط مستقیمی با برد انتن دارد.

بانک اطلاعاتی:

از اجزای دیگر RFID پایگاه داده و نرم افزار های ان می باشد.جهت پشتیبانی اطلاعاتی از برچسب RFID نیاز به محلی برای ذخیره و بازیابی اطلاعات است.این محل توسط نرم افزار ها و پردازشگرها و بر قراری ارتباط با دستگا هها ی برچسب خوان به استخراج و تبدیل اطلاعات گیرنده ها می پردازد.بدین ترتیب پس از خواندن کد الکترونیکی محصول توسط قرائتگر و ارتباط با پایگاه داده ،امکان بدست اوردن حجم عظیمی از اطلاعات مربوط به ان اطلاعات فراهم می اید.

آیا RFID بهتر از کد میله ای است ؟

RFID و کدمیله ای دو فناوری مختلف با کاربردهای متفاوت می باشند . علی رغم این که ممکن است وظایف این دو فناوری در برخی حوزه ها نقاط مشترکی داشته باشد ، وجود برخی تفاوت ها نیز به اثبات رسیده است :

• نوع فناوری استفاده شده جهت خواندن کدها : یکی از مهمترین تفاوت های کد میله ای و RFID ، تبعیت کدهای میله ای از فناوری موسوم به ” خط دید ” است . این بدان معنی است که یک دستگاه اسکنر لازم است کد میله ای را ببیند تا بتواند آن را بخواند . بنابراین لازم است برای خواندن یک کد میله ای ، کد مورد نظر در دید اسکنر قرار بگیرد .

در مقابل ، شناسایی مبتنی بر  فرکانس رادیویی به “خط دید ”  نیاز ندارد. تا زمانی که تگ های RFID  در محدوده قابل قبول کد خوان باشند ، امکان خواندن آنان وجود خواهد داشت .

عدم امکان پویش کدشناسایی در صورت بروز مشکل برای برچسب حاوی کد میله ای : در صورتی که برچسب حاوی کد میله ای خراب ، کثیف و یا پاره گردد ، امکان پویش کد میله ای وجود نخواهد داشت . این وضعیت در رابطه با تگ های RFID صدق نخواهد کرد.

• فقدان اطلاعات تکمیلی : کدهای میله ای استاندارد صرفا”  قادر به شناسایی محصول و تولید کننده آن می باشند و منحصربفرد بودن کالا را تضمین نمی نمایند . به عنوان نمونه کد میله ای که بر روی یک ظرف شیر وجود دارد همانند سایر کدهای موجود بر روی سایر محصولات مشابه همان تولیدکننده  است . این کار ، شناسایی محصولی را که تاریخ مصرف آن به اتمام رسیده است را غیرممکن می سازد .
• ماهیت خواندن کدها : امکان خواندن تعداد بسیار زیادی از تگ های RFID در یک زمان و بطور اتوماتیک وجود دارد . این در حالی است که کدهای میله ای می بایست بطور دستی و یکی پس از دیگری پویش گردند .

• استفاده آسان و قابلیت اعتماد : در سیستم های مبتنی بر فناوری RFID ، امکان خواندن تگ ها از مسافت بیشتری وجود دارد .همچنین درصد بروز خطاء در زمان خواندن کد کمتر از کدهای میله ای است .

کاربردهای RFID مانند تگ های آن، از تنوع زیادی برخوردار است. چنانچه بخواهیم تنها فهرستی از کاربردهای RFID را برشماریم، باید به مدیریت انبار، لجستیک، سیستم های امنیتی و کنترل تردد، زنجیره تامین، ردیابی و شناسایی اقلام و افراد، سیستم های پرداخت خودکار، ردیابی حیوانات، مدیریت کتابخانه ها و ردیابی اسناد و نیز سنسورهای هوشمند اشاره کنیم. البته باید این نکته را نیز یادآور شویم که برای هر کاربردی، باید از تگ ها و فرکانس مناسب برای همان کاربرد استفاده نمود. در واقع در تکنولوژی RFID، سیستمی که در تمام کاربردها قابل استفاده باشد و به عبارتی دیگر “لباس تک سایز” معنی ندارد!

یکی از مهمترین کاربردهای RFID می تواند در فروشگاه های زنجیره ای باشد. شرکت Wal-Mart که از بزرگترین فروشگاه های زنجیره ای در آمریکای شمالی می باشد، تمام تولید کنندگان خود را موظف کرده است که تا پایان سال ۲۰۰۶ میلادی، تمامی محصولات خود را به برچسب های RFID  مجهز نمایند. شاید بد نباشد فرآیند کار در یک فروشگاه مجهز به تکنولوژی RFID را شرح دهیم: تصور کنید که وارد یک فروشگاه زنجیره ای شده اید و اقلام مورد نیاز خود را داخل چرخ دستی قرارداده اید. صندوق دار باید تک تک اقلام داخل سبد را برداشته و اطلاعات آن ها را یک به یک توسط بارکد خوان به داخل رایانه وارد کند تا فاکتور اقلام انتخابی شما صادر گردد. اغلب اوقات به دلیل آنکه تعداد کالاهای خریداری شده بسیار زیاد می باشند، صفهایی طولانی در فروشگاه های زنجیره ای تشکیل می شود. گاه مخدوش شدن علائم بارکد، موجب می شود که متصدی فروشگاه، مجبور شود کد شناسایی را به صورت دستی وارد نماید. اما با استفاده از فناوری RFID، شما بدون اینکه مجبور به ایستادن در صفهای طولانی شوید و یا حتی بدون اینکه مجبور باشید اقلام خریداری شده را به صندوقدار یا نگهبان نشان دهید، از درب خارج می شوید: اطلاعات تک تک کالا ها از قبیل تعداد، قیمت، وزن و غیره توسط reader شناسایی شده و به کامپیوترهای موجود در درهای خروجی مخابره می شود. از جمله مهمترین مزایای این روش، کاهش سرقت و محاسبه سریعتر تعداد کالاهای موجود در انبار بدون نیاز و کمک به نیروهای انسانی است. این سیستم را به روش مشابهی می توان برای کنترل کتابها، نوارها و سی دی ها در کتابخانه ها، کنترل تردد افراد در شرکت ها و سازمان ها، کنترل تردد خودرو ها در پارکینگ ها و محوطه ها، کنترل موجودی انبار ها و موارد دیگر تعمیم داد.

اما مشکل اینجاست که RFID به مثابه یک تکنولوژی در سال ۲۰۰۶ در قالب یک نیروی اخلالگر دیده می‌‌شود و هنوز در عمل طرح زنده و رایجی در قبال آن وجود ندارد و البه چنین اتفاقی همیشه در مرحله تست گسترده یک پدیده پیش می‌‌آید.

در عین حال، باید گفت شرکت وال مارت دنبال شرکت‌هایی است که بتوانند چنین سرویسی را گسترده‌تر به آن بدهند. انگیزه اصلی وال مارت در به‌کارگیری RFID این است که می‌‌تواند اقلام مورد فروش خودش را سه برابر سریع‌تر از قبل عرضه کند.

البته مقاومت‌هایی هم در برابر قیمت RFID بروز کرده است که به نظر می‌‌رسد تا درک میزان فواید آن ادامه داشته باشد.

از دیگر سو، شرکت‌ مارک اند اسپنسر انگلیس هم کار استفاده از RFID را شروع کرده و می‌‌خواهد از آن در لباس‌های زنانه و مردانه استفاده کند.

اما جالب‌تر از همه استفاده از RFID بر روی تیغ اصلاح بود که توسط کمپانی تسکو (Tesco) صورت گرفت. هدف این شرکت از کاربرد RFID در تیغ‌های اصلاح این بود که از کش رفتن آن‌ها از سوپرمارکت‌ها- که امری رایج بود- جلوگیری کند.

هنوز مدتی از استفاده از این روش نگذشته بود که موجی از اعتراض به پا شد و علت آن هم این بود که معترضان بر این باور بودند که این اقدام به نقض حریم شخصی می‌‌انجامد. در واقع از هر کس این تیغ‌های اصلاح را در دست داشت، چه خریدار و چه سارق عکس گرفته می‌‌شد!

افزون بر این، بلیت‌های مسابقات فوتبال جام جهانی در آلمان هم با RFID تجهیز شد. رمزگذاری بلیت‌های مسابقات جام جهانی با این هدف صورت گرفت تا این اطمینان به وجود آید که تماشاچیان از ورودی‌های خودشان وارد ورزشگاه‌ها می‌‌شوند و در جاهای خاص خودشان هم مستقر می‌‌شوند و از بوفه‌های مربوط به قسمت خودشان استفاده می‌‌کنند. علاوه بر این، کاربرد RFID در بلیت‌های مسابقات فوتبال جام جهانی یک فایده دیگر هم داشت و آن جلوگیری از جعل بلیت‌ها است.

طبق محاسباتی که به عمل آمده است، استفاده از برچسب RFID در این بلیت‌ها حدود ۱۰ سنت (با واحد یورو) به قیمت بلیت‌ها اضافه کردد که با توجه به ۲/۳ میلیون بلیت در نظر گرفته شده به ۳۲۰ هزار یورو بالغ شد و به عبارت بهتر استفاده از RFID برای برگزارکنندگان مسابقات فوتبال جام جهانی ۳۲ هزار یورو هزینه در برداشت.

شرکت فیلیپس که بانی این اتفاق است، امیدوار است که این تجربه به افزایش میزان تقاضا برای استفاده از RFID بینجامد و همین امر سبب شود تا هزینه‌های استفاده از این تکنولوژی در آینده کاهش یابد.

RFIDدر ایران:

در این قسمت به بررسی وضعیت موجود در داخل و راهکارهای پیشنهادی در این زمینه می پردازیم.

۱- طرح آزمایشی مدیریت ناوگان ریلی راه آهن.

۲- طرح پیشنهادی ردیابی داروهای با ارزش و کمیاب.

۳- طرح پیشنهادی توسعه فناوری اطلاعات در هویت ملی ( تفاهم ).

طرح آزمایشی مدیریت ناوگان ریلی راه آهن:

مطالعات این طرح با مشارکت گروههای تخصصی از جهاد دانشگاهی صنعتی شریف شرکت مهندسین مشاور مترا دفتر آمار و خدمات راه آهن و با حمایت وزارت راه و ترابری در سالهای ۸۱ – ۸۴ صورت گرفته است.

 

• مزایای اجرای طرح در یک نگاه اجمالی به شرح ذیل است :

o حذف روش دستی ثبت اطلاعات و در نتیجه کاهش خطا

o ارسال سریع و به هنگام اطلاعات مرتبط با ورود و خروج قطار در هر ایستگاه

o آگاهی از وضعیت قطارها در هر ایستگاه و ایستگاههای بعدی به لحاظ آرایش واگن ها.

o اطلاع از آخرین وضعیت واگن ها o در اختیار قرار دادن اطلاعات لحظه به لحظه از مکان با به مشتری

o دسترسی به اطلاعات به هنگام برای تعمیر و نگهداری لوکوموتیوها واگن ها و خطوط.

o کسب اطلاع و پیگیری سریع توقف های نا خواسته ناوگان در ایستگاهها.

این طرح به صورت آزمایشی در حد فاصل مجتمع فولاد مبارکه و معادن گل گهر در ۸ ایستگاه اجرا شد. که بدین منظور ۱۲۰۰ واگن برچسب گذاری شدند. در شکل ذیل نقشه کلی طرح قابل مشاهده است.

فایل کامل این تحقیق صفحه بصورت ورد WORD مرتب و فونت بندی شده می باشد.
در تمامی ساعات شبانه روز >> پرداخت آنلاین و دانلود آنلاین پروژه

======

======

شماره تماس پشتیبانی سایت : ۰۹۳۹۲۷۶۱۶۳۰

توجه مهم :

*دوست عزیز در صورت نداشتن رمز پویا یا قطع بودن درگاه بانکی ، لطفا نام پروژه درخواستی خود را جهت هماهنگی برای دریافت شماره کارت واریزی و دریافت لینک دانلود، به واتساپ پشتیبانی سایت  ۰۹۳۹۲۷۶۱۶۳۰  ارسال کنید *(از ساعت ۸ الی ۲۳)

Related posts

• No related posts.