RFIDچیست؟

اين روزها تكنولوژي‌هاي جديد سيستم‌هاي شناسايي را به سمت سامانه‌هاي خودكار و مستقل از دخالت مستقيم نيروي انساني سوق داده. به طور كلي در روش شناسايي خودكار و نگهداري داده‌ها، تجهيزات سخت افزاري يا نرم افزاري بدون كمك گرفتن از نيروي انساني مي‌توانند داده‌ها را بخوانند و تشخيص دهند. در ميان سيستم‌هايي كه براي شناسايي خودكار وجود دارد، شناسايي به كمك فركانس راديويي (RFID) از جديدترين روش‌هاي شناسايي است كه بيش از ساير روش‌ها مورد توجه دانشمندان و متخصصان اين فن قرار گرفته.

سامانه‌هاي RFID از 2 بخش اصلي تگ (Tag) و بازخوان (Reader) تشكيل مي‌شوند. تگ‌ها برچسب‌هايي هستند كه به كالا متصل شده و در واقع وسيله شناسايي و رديابي اند. بازخوان‌ها حضور تگ‌ها را در محيط تشخيص مي‌دهند و اطلاعات ذخيره شده در آنها را بازيابي مي‌كنند. دستگاه بازخوان يا Reader مي‌تواند به شكل دستي و قابل حمل و يا ثابت و مستقر باشد. عملكرد سيستم‌هاي RFID برمبناي تغييرات امواج مغناطيسي و يا فركانس‌هاي راديويي است. به همين دليل گاهي وقت‌ها براي تقويت سيگنال‌هاي موجود در محيط از آنتن (تقويت كننده سيگنال) استفاده مي‌شود.
با توجه به اينكه كالاهاي مختلف شكل و ظاهر متفاوت دارند و نيز داراي محيط‌هاي فيزيكي گوناگونند، تگ‌ها هم در انواع متنوع ساخته مي‌شوند. بعضي از تگ‌ها يك كفه پلاستيكي از جنس PVC دارند كه بسيار بادوامند و مي‌توان بارها از آنها استفاده كرد. بعضي ديگر شبيه كارت‌هاي اعتباري اند و به آنها كارت‌هاي هوشمند بدون تماس هم گفته مي‌شود. انواع ديگري از تگ‌ها به شكل برچسب‌هاي كاغذي به نام برچسب‌هاي هوشمند ساخته مي‌شوند. بعضي از تگ‌ها هم در كپسول‌هاي شيشه اي قرار دارند و در محيط‌هاي آب و مايعات به خوبي كار مي‌كنند.
در همه اين تگ‌ها يك تراشه با توانايي شناسايي فركانس‌هاي راديويي و نيز ظرفيت ذخيره داده‌هاي جديدتر وجود دارد. تگ‌هايRFID مي‌توانند فقط خواندني (Read-only) و يا خواندني/نوشتني(Read/Write) باشند. تگ‌هاي خواندني شبيه باركدها عمل مي‌كنند ولي براي خواندن داده‌هاي ثبت شده بر روي آنها نيازي به اسكن كردن از فاصله نزديك و از رو به رو نيست. تگ‌ها بدون نياز به ديد مستقيم و از فاصله طولاني تر قابل خواندنند. همچنين اطلاعات ذخيره شده در تگ‌ها مي‌تواند گسترده تر و كامل تر از باركدها باشد.
در تگ‌هاي خواندني/نوشتني علاوه بر خواندن داده‌ها، امكان وارد كردن اطلاعات جديد، تغيير يا حذف آنها به دفعات نامحدود وجود دارد.
تگ‌ها با توجه به منبع تامين كننده انرژي موردنيازشان به انواع فعال، غيرفعال و نيمه فعال تقسيم مي‌شوند. تگ‌هاي غيرفعال منبع انرژي ندارند و انرژي مورد نيازشان را از بازخوان تامين مي‌كنند. در اين تگ‌ها به محض ورود يك موج راديويي درون آنتن يك جريان القايي به وجود مي‌آيد. تگ‌هاي غيرفعال عكس العملي كار مي‌كنند يعني خودشان قادر به ارسال امواج و اطلاعات نيستند و تنها هنگام دريافت امواج از بازخوان‌ها فعال مي‌شوند و داده‌ها را ارسال مي‌كنند. تگ‌هاي فعال باتري داخلي دارند و انرژي مورد نيازشان داخل تگ توليد مي‌شود. اين تگ‌ها بصورت خودكار و پيوسته امواج را تا شعاع معيني منتشر مي‌كنند. در تگ‌هاي نيمه فعال باتري داخلي وجود دارد، اما تگ مي‌تواند براي تامين انرژي علاوه بر باتري از انرژي منتقل شده توسط ريدر هم استفاده كند.

تگ به جاي باركد
يكي از كاربردهاي مهم اين سيستم استفاده به صورت برچسب كالا در فروشگاه‌هاي بزرگ است. شايد تصور كنيد منظور از كاربرد برچسب‌هاي RFID براي كالاها همان باركدهايي است كه در فروشگاه‌هاي زنجيره اي بر روي كالاهاي مختلف مشاهده مي‌شود، اما برچسب‌هاي RFID برچسب‌هاي متفاوتي اند كه در حال حاضر تنها در برخي از فروشگاه‌هاي زنجيره اي بزرگ دنيا مثل <وال مالت> استفاده مي‌شوند. باركدهاي معمول كه اطلاعات كالا را دربر دارند و اطلاعات آنها توسط صندوقدار و با كمك باركد خوان (Barcod Reader) به رايانه منتقل مي‌شود، هم نمونه‌هاي موفقي از سيستم‌هاي شناسايي اند، اما مشكل‌هايي هم دارند. زياد بودن تعداد اقلام خريداري شده توسط مشتري‌ها و يا مخدوش شدن باركد مي‌تواند موجب طولاني شدن صف‌هاي صندوق شود، در حالي كه اگر از برچسب‌هاي RFID استفاده شود شما با كالاهاي مورد نظرتان از در خارج مي‌شويد بدون اينكه مجبور به ايستادن در صف‌هاي طولاني باشيد و يا حتي بدون اينكه مجبور باشيد اقلام خريداري شده را به صندوقدار يا نگهبان نشان دهيد. در اين فناوري برچسب روي كالا بجاي باركد از نوع برچسب‌هاي RFID است و خودش مي‌تواند كليه اطلاعات كالا مثل تعداد و قيمت را با فرستادن امواج راديويي به كامپيوترهاي موجود در در خروجي فروشگاه بفرستد. كانادا به جاي استفاده از باركدهاي روي بسته‌بندي محصولات خود از برچسب‌هاي RFID استفاده مي‌كند. اين برچسب‌ها در جواهر فروشي‌ها نيز كاربرد دارند.
يكي از كاربردهاي برچسب‌هاي RFID در كتابخانه‌هاست. اين فن‌آوري كم‌كم در حال جايگزين شدن با باركدهاي سنتي بر روي كتاب‌ها، سي‌دي‌ها، دي‌وي‌دي‌ها و ديگر محصولات موجود در كتابخانه هاست. با اتصال برچسب‌هاي RFID به مواد موجود در كتابخانه‌ها مي‌توان به راحتي اطلاعاتي مثل عنوان كتاب و يا نوع محتواي آن را دانست.
علاوه‌براين برچسب‌هاي راديويي مي‌توانند وسيله رديابي افراد باشند. اين اتفاق در بعضي از موزه‌ها افتاده.
به‌عنوان مثال موزه علوم سان‌فرانسيسكو در حال استفاده از اين فن‌آوري است. وقتي يك بازديدكننده وارد اين موزه مي‌شود به وي يك برچسب RF داده مي‌شود كه مي‌تواند آن را روي كارت و يا گردنبند خود نصب كند. اين سيستم كه eXsport نام دارد بازديدكننده را قادر مي‌سازد اطلاعاتي راجع به آن‌چه در موزه‌ به نمايش گذاشته‌اند، دريافت كند. بعد‌ها اين افراد مي‌توانند به وب‌سايت شخصي خود سر بزنند و در آن اطلاعات ويژه و مخصوصي را مثل زمان بازديد، آن‌چه را كه ديده اند و نيز عكس‌هاي گرفته شده را مشاهده كنند.
برچسب‌هاي RFID را مي‌توان به وسيله و يا شخص مورد نظر متصل كرد، در آن جاسازي كرد و يا اين‌كه در بدن وي كاشت. اخيرا شركت ايستمن كوداك (Eastman Kodak) انواع خوراكي و قابل هضم اين برچسب‌ها را نيز به ثبت رسانده است.

شناسايي خودرو با امواج راديويي‌
رقابت شديد جهاني ميان صنايع خودروسازي به تكنولوژي‌هاي جديد اين فرصت را مي‌دهد كه جايگاه ويژه اي درصنعت خودرو بيابند. امروزه خودروسازان بزرگ دنيا از RFID استفاده گسترده اي مي‌كنند. سال 2001 تنها يك شركت آمريكايي حدود 30 ميليون تگ به صنايع خودروسازي فروخت.
يكي از كارايي‌هاي سامانه‌هاي RFID در صنعت خودروسازي رديابي قطعه‌ هاست. با كمك سيستم‌هاي رديابي مديريت موجودي انبار، تاييد اصل بودن قطعه، كنترل سرقت و مونتاژ آسانتر مي‌شود. رديابي قطعه‌ها به 2 شكل اتصال تگ به خود قطعه و اتصال تگ به بسته بندي حاوي قطعه انجام مي‌شود. در واقع در روش دوم يك تگ مي‌تواند براي شناسايي بيش از يك قطعه به كار رود.
در صنعت خودروسازي انبارهاي بزرگ مي‌توانند بيش از 250 هزار قطعه مختلف را در خود جاي دهند. مديريت دقيق اين انبارها نيازمند يك برنامه ريزي دقيق است. يعني اطلاعات قطعه‌هاي موجود در انبار و نيز ورود و خروج آنها بايد به روز شود و در اختيار سيستم قرار گيرد. در حال حاضر در بيشتر انبارها اين كارها به وسيله باركد انجام مي‌شود و براي كنترل همه قطعه‌ها به تعداد زيادي باركد خوان (Barcod Reader) نياز است. با استفاده از سامانه‌هاي RFID انتقال داده‌ها و كنترل ورود و خروج قطعه‌ها باسرعت بيشتري انجام مي‌شود و قابل اعتمادتر است.
يكي از مشكل‌هايي كه در صنعت خودروسازي وجود دارد، قطعه‌هاي تقلبي موجود در بازار است. اين مشكل هم با كمك سيستم‌هاي RFID قابل حل است. اگر قطعه‌هاي اصلي داراي تگ‌هاي شناسايي باشند، با نصب بازخوان در مكان فروش يا مصرف قطعه‌ها انواع تقلبي قابل شناسايي خواهد بود. علاوه بر اين تگ‌هاي RFID مي‌توانند از سرقت قطعه‌ها جلوگيري كنند و يا امكان رديابي قطعه‌هاي خاصي را در مسير مونتاژ و توليد خودرو به وجود آورند.
اين كارايي به طور گسترده اي به سيستم‌هاي اتوماسيون توليد خودرو كمك مي‌كند يعني خودروي در حال ساخت در خط مونتاژ قابل رديابي است. همچنين اگر قطعه‌هاي اصلي يك خودرو مجهز به تگ‌هاي RFID باشند، داده‌هاي مربوط به هر قطعه مثل تاريخ نصب يا اطلاعات تعمير در آن ذخيره مي‌شود و تكنسين‌ها مي‌توانند بدون نياز به پياده سازي، قسمت‌هاي مستعمل را شناسايي كنند.
سامانه‌هاي RFID امروزه كاربردهاي متنوع و ويژه اي در صنعت خودرو دارند. شركت BMW اطلاعات شخصي دارنده خودرو را روي يك تگ در سوييچ خودرو ذخيره مي‌كند و يا شركت فولكس براي مكان يابي محصول نهايي در همه مراحل توليد از تگ‌هاي فعال استفاده مي‌كند و زماني كه خودرو به فروش مي‌رسد و به خريدار تحويل داده مي‌شود، تگ را از آن جدا مي‌كند.

تگ‌ها زير پوست شما
شايد كاشت چيپ‌هاي RFID در بدن انسان شبيه يك داستان علمي‌و تخيلي به نظر برسد، اما در واقعيت اين كار انجام مي‌شود و درد آن بيش از نيش يك پشه نيست. در بسياري كشورهاي دنيا براي شناسايي انسان‌ها از انواع كاشتني و غيركاشتني برچسب‌هاي RFID استفاده مي‌شود. اولين نمونه آن توسط يك پروفسور انگليسي در سال 1998 اجرا شد. وي يك تراشه را در بازوي خود كاشت. پس از آن در سال 2004 يكي از ادارات مكزيك هم براي 18 نفر از كارمندان خود از چنين تراشه‌هايي استفاده كرد. اين تراشه‌ها در واقع مجوز ورود اين كارمندان به اطاق‌هايي بود كه در آن‌ها اطلاعات محرمانه نگهداري مي‌شد.
اين روزها بحث كاربرد RFID در بخش‌هاي مختلف پزشكي و درماني رو به گسترش است. اين كاربردها مي‌تواند در بخش داروسازي باشد كه امكان رديابي و پيگيري داروها از انبار تا دست بيماران را فراهم مي‌كند، اما آنچه بيش از همه مورد توجه دانشمندان قرار گرفته تگ‌هاي مرتبط با پزشكي و درمان است. بيمار بدحالي را تصور كنيد كه با حال وخيم به اورژانس منتقل شده، تگ RFID كاشته شده زير پوست بيمار مي‌تواند حاوي اطلاعات پرونده پزشكي او باشد. به اين ترتيب با كمك يك Reader داده‌ها به سرعت در اختيار پزشك قرار مي‌گيرد. روش ديگر استفاده از دستبندهاي ويژه در بيمارستان‌ها است. در اين روش تگ مخصوص به صورت يك دستبند طراحي شده كه اطلاعات بيمار مانند نام، نشاني، تاريخ پذيرش و بستري، نوع بيماري، پزشك معالج و يا نوع عمل جراحي در آن ذخيره مي‌شود. اين دستبند در بيمارستان همراه بيمار است و مي‌تواند اشتباه‌ها و خسارت‌هاي جبران ناپذير را كاهش دهد. همچنين فرار يا دزديده شدن بيمار از بيمارستان با همين فناوري غيرممكن به نظر مي‌رسد. جلوگيري از جابجا شدن اطفالي كه تازه به دنيا آمده اند از كاربردهاي بسيار حساس اين فناوري است.

حيوان‌ها هم شناسايي مي‌شوند
در روش‌هاي سنتي براي شناسايي حيوان‌ها از كارهايي مثل الصاق پلاك، خالكوبي و علامت گذاري استفاده مي‌شود كه چندان دقيق و مطمئن نيستند و مي‌توانند در سيستم‌هاي مديريتي، اختلال ايجاد كنند. امروزه تكنولوژي RFID به سيستم‌هاي نگهداري جانداران هم راه يافته و براي شناسايي و رديابي استفاده مي‌شود.
ميكروچيپ‌هاي RFID مي‌توانند به سادگي واكسيناسيون، زير پوست حيوان قرار بگيرند. با كمك اين تكنولوژي مي‌شود تعداد زيادي از جانداران را در زماني كوتاه شناسايي كرد. هر ميكروچيپ يك كد اختصاصي دارد كه قابل تغيير يا جايگزيني نيست و در تمام مراحل حيات جاندار به عنوان عامل دقيق شناسايي استفاده مي‌شود. اين ميكروچيپ‌ها درون يك محفظه شيشه اي كوچك قرار مي‌گيرند كه جنس محفظه سازگار با بدن جاندار است و واكنش‌هاي ايمني بدنش را در پي ندارد. در اين سامانه‌ها نيز يك دستگاه بازخوان در محيط وجود دارد كه امواج راديويي منتشر شده از ميكروچيپ‌ها را دريافت مي‌كند. همه اطلاعات مربوط به حيوان از بدو تولد تا هنگام مرگش در اين سيستم ذخيره، نگهداري و پردازش مي‌شود. ميكروچيپ‌هاي RFID در ابعاد بسيار كوچك طراحي و ساخته مي‌شود و در همه جانداران بزرگ يا كوچك مانند ماهي، حيوان‌هاي آزمايشگاهي، پرنده‌ها، دام، حيوان‌هاي باغ وحش و حتي حيات وحش قابل استفاده است.