دنیای مجازی

شناسایی از طریق فرکانس رادیویی (RFID)

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 داده ها (AIDC) روشی است که طی آن تجهیزات خواه سخت افزای یا نرم افزاری قادر به خواندن و تشخیص داده ها بدون کمک گرفتن از یک فرد هستند.
بارکدها، کدهای دو بعدی، سیستم های انگشت نگاری ، سیستم شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی، سیستم شناسایی با استفاده از قرنیه چشم و صدا و ... از جمله این راهکارها در این مقال میباشند. یکی از جدید ترین 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 فروشگاه های زنجیره ای 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.

RFID چیست ؟

تصور کنید که وارد یک فروشگاه زنجیره ای شده اید و اقلام مورد نیاز خود را داخل چرخ دستی (trolley) قرارداده اید. صندوق دار با استفاده از بار کد میبایستی که تک تک اقلام داخل سبد را برداشته و اطلاعات آن را توسط بارکد خوان (Barcode Reader) یکی یکی به داخل رایانه وارد کند تا فاکتور اقلام انتخابی شما صادر گردد. بسیاری از اوقات بدلیل آنکه تعداد کالاهای خریداری شده بسیار زیاد میباشند؛ صفهای طولانی ای در فروشگاه های زنجیره ای تشکیل میشود.تازه ، گاهی اوقات نیز مخدوش شدن علائم بار کد، از خواندن اطلاعات جلوگیری میکند ، که این خود موجب مشکلات بیشتری میشود.
با این فن آوری جدید یعنی RFID شما سبد کالای خود را برمیدارید و 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 در خارج میشوید.
چرا؟ چون برچسب روی کالا دیگر بارکد (Barcode) نیست بلکه از نوع RFID میباشد و خودش با فرستان علائم رادیویی کلیه اطلاعات جاری خود از قبیل تعداد، قیمت، وزن، ... را به کامپیوترهای موجود در درهای خروجی مخابره میکند.
این برچسبها دارای دو بخش تراشه و آنتن هستند و دارای عملکرد بسیار ساده ای می باشند؛ تراشه اطلاعات را از طریق آنتن منتشر میکند و حسگرهایی در اطراف قرار دارند ،این اطلاعات را دریافت میکنند.
از جمله مهمترین محاسن آن کاهش سرقت یا دزدی و محاسبه سریعتر تعداد کالاهای موجود در انبار بدون نیاز و کمک به نیروهای انسانی است.
اما تنها اشکال این فن آوری گران بودن آن است، اگر چه روزگاری میرسد که تمامی اشیاء و کالاها این برچسب ها را مثل بارکد خواهند داشت.
بطور کلی RFID یا سیستم شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی سامانه ی شناسایی بی سیمی است که قادر به تبادل داده ها بوسیله برقراری اطلاعات بین یک Tag که به یک کالا ، شئ یا .. متصل شده است و یک بازخوان (Reader) می باشد.
اصولاً سامانه های RFID از سیگنالهای الکترونیکی و الکترو مغاطیسی برای خواندن و نوشتن داده ها بدون تماس بهره گیری می کنند.
Tag ها وسیله شناسایی متصل شده به کالایی است که ما میخواهیم آن را رد یابی کنیم وبازخوان ها (Reader) ها وسایلی هستند که حضور برچسب ها را در محیط تشخیص داده و اطلاعات ذخیره شده در آنها را بازیابی میکنند.
با توجه به اینکه این سیستمها بر مبنای تغییرات امواج مغناطیسی و یا فرکانس های رادیویی کار میکنند، جهت تقویت سیگنالهای موجود در محیط گاهی اوقات از آنتن (تقویت کننده سیگنال) نیز استفاده میشود.

تجهیزات مورد نیاز

بطور کلی فن آوری RFID از تجهیزات ذیل جهت پیاده سازی بهیه خود کمک میگیرد:
1. انواع برچسب Tag
2. انواع خواننده بر چسب Reader
3. انواع نویسنده اطلاعات Printer
4. آنتن- تقویت کننده سیگنال
5. نرم افزار مدیریت اطلاعات
6. بانک اطلاعاتی، ساختار شبکه اطلاعاتی

TAG چیست؟

همانطور که گفته شد Tag ها وسیله شناسایی متصل شده به کالا، شئ، فردی هستند که ما میخواهیم آنرا رد یابی کنیم.
اما اینکه هر یک از کالاها دارای اشکال و ظواهر گوناگون و نیز دارای محیطهای فیزیکی گوناگونی است، این ضرورت را ایجاب میکند تا Tag ها را با توجه به ویژگیهای فیزیکی (ظاهریشان) دسته بندی کنیم.
بطور کلی بعضی از ویژگیهای ظاهری Tagها بصورت زیر میباشد:
الف- Tag هایی که دارای کفه پلاستیکی از جنس PVC میباشند و معمولاً در وسط آنها یک سوراخ دیده میشود که بسیار با دوام بوده و میتوان از آنها بارها و بارها استفاده کرد.
ب- Tag هایی که شبیه کارتهای اعتباری هستند ومعمولاً به آنها کارتهای هوشمند بدون تمـاس (Contact less Smart Cards) گفته میشود.
ج- Tag هایی که بصورت لایه های کاغذی بر روی برچسب ساخته میشوند که به آنها برچسب های هوشمند (Smart Labels) گفته میشود.
د- Tag هایی که در محیطهای قابل فرسایش (مثلاً آب یا مایع) به خوبی کار میکنند. اینگونه Tag ها در کپسولهای شیشه ای قرار دارند.
ه- Tag های کوچک که در داخل اشیاء عمومی مثل لباس، ساعت، دستبند و .... کارگذاشته میشود. اغلب ممکن است به شکل یک کلیه یا دسته کلید بنظر برسند.
در صورتیکه بخواهیم Tag ها را با در نظر گرفتن منبع انرژی تامین کننده شان دسته بندی کنیم به 4 دسته اصلی تقسیم بندی می شوند:
1.Tag های غیر فعال Passive Tags
که انرژی و برق مورد نیاز خود را از Reader ها بوسیله یکسری از روش های تراگسیل بدست می آورند.
2.Tag های فعال Active Tags
که انرژی مورد نیازشان توسط یک باطری داخلی و جهت برقراری ارتباط دارای یک پردازنده، یک
حافظه و حسگر می باشند.
3.Tag هایی نیمه غیر فعال Semi-Passive Tags
که علاوه بر استفاده از باطری داخلی شان، میتوانند از انرژی منتقل شده توسط Readerها نیزبهره
مند شوند.

4.Tag های دو طرفه Two way Tags
که علاوه براستفاده از باطری داخلی شان میتوانند بدون کمک گرفتن از Readerها دیگر اقسام هم شکل خود را نیز شناسایی کرده و با آنها به گفتگو بپردازند.

Readerچیست؟

قبلاً اشاره شد که Reader ها وسایل الکترونیکی هستند که حضور Tag ها را در محیط تشخیص داده و اطلاعات ذخیره شده در آنها را بازیابی میکنند.
سه دسته عمده Reader ها بصورت:
1.مدل ثابت Fixed Type
2.مدل دستی Hand held Type
3.مدل کارت PC Card Type

مزایای استفاده از فن آوری RFID

مزایا استفاده از این تکنولوژی به شرح ذیل میباشد:
1.کاهش هزینه ها (کاهش فعالیت های دستی و افزایش سرعت)
2.اتوماسیون (بدون توقف)
3.کاهش خطا
4.کنترل فرایندهای غیر قابل رویت
5.امکان به روز رسانی بر چسب ها بدون دخالت دست
6.امنیت
7.یکپارچگی

کاربری در RFID

- مدیریت بار مسافران :
شناسایی و کنترل بار و اثاثیه مسافران با استفاده از فرکانسهای رادیویی RFID

در دسامبر سال 2004 همایشی با شرکت اعضاء یاتا و با هدف زمینه سازی کاربردی IT در شرکتهای هواپیمایی در خاور میانه برگزار گردید که البته عمده توجه خود را بر تسهیل امور صنعت هواپیمایی معطوف نمود. پروژه سوم تائید شده در این مجمع با عنوان شناسایی و کنترل بار و اثاثیه مسافران با استفاده از فرکانسهای رادیویی RFID به اعضاء معرفی گردید.
پروژه سوم، شناسایی و کنترل بار و اثاثیه مسافران با استفاده از مهمترین بخشهای بررسی شده درباره این پروژه در ذیل ارائه شده است:
هدف از بکارگیری فرکانسهای رادیویی جهت شناسایی و کنترل بار و اثاثیه مسافران، ترویج و توسعه فناوری RFID به منظور بهبود مدیریت و سازماندهی فرآیندهای مختلف اداره بار نظیر جداسازی، دسته بندی و حمل و نقل اثاثیه مسافران و جلوگیری از خسارات احتمالی یا مفقود شدن این محموله ها می باشد.
در عین حال بکارگیری سیستم RFID موجب کاهش هزینه های شرکتهای هواپیمایی و ارتقاء سطح خدمات ارائه شده به مشتریان میگردد.
اما منظور از برچسب های شناسایی و کنترل با فناوری RFID چیست؟
این برچسبها در شکلهای استانداردی ارائه میگردند و یک تراشه که توانایی شناسایی فرکانس های رادیویی را دارا میباشد، داخل این برچسب ها جا سازی گردیده است.
در عین حال این تراشه ها ظرفیت ذخیره داده های جدیدتر را نیز دارا میباشند. استفاده از RFID در مدیریت بار مسافران سبب کاهش خسارات احتمالی یا فقدان بار و اثاثیه مسافران میگردد و در عین حال فرودگاهها، سیستمهای سریعتر و ارزانتری را در مدیریت و سازماندهی هندلینگ بار در اختیار خواهند داشت. از سوی دیگر هزینه های شرکتهای هواپیمایی در امور هندلینگ بار نیز به میزان قابل توجهی کاهش پیدا میکند و در عین حال امنیت محموله ها و اثاثیه مسافران ارتقاء و زمان مورد نیاز برای انجام امور شناسایی و کنترل بار و اثاثیه به حداقل خواهد رسید.

مراحل طرح اجرایی RFID برای کنترل و شناسایی اثاثیه مسافران از سوی ایکائو بشرح ذیل میباشد:
1.تشخیص و تعیین فرودگاههای مورد نظر و بررسی شبکه های ورودی، خروجی و عبوری
2.مدیریت و سازماندهی ذینفعان و همکاران اجرای طرح، شامل شرکتهای هواپیمایی، فرودگاهها و شرکت های هندلینگ بار
3.ارزیابی و تخمین هزینه های نصب و راه اندازی کامل سیستم
4.ارائه مدل اقتصادی مناسب برنامه ریزی برای تامین منابع مالی مورد نیاز به گونه ای که منافع تمامی همکاران و ذینفعان اجرای طرح در نظر گرفته شود.
این سیستم به راحتی با چسباندن Tag بر روی بار مسافران و قراردادن یک سری آنتن و در نهایت Reader در اطراف ونیز قفسه های نگهداری بار مسافران به راحتی قابل اجرا میباشد.

- مدیریت دام و گوشت

شاید به جرات بتوان گفت که یکی از قدیمیترین کاربردهای استفاده از فن آوری RFID در ردیابی و کنترل حرکت حیوانات اهلی مخصوصاً گاوهای شیرده بوده است. امروزه بصورت یک جریان کاملاً متداول، حیوانات همزی و اهلی بوسیله کپسولهای قابل تزریق و یا Tag هایی که به گوش حیوانات متصل می شود؛ به این فن آوری مجهز می شوند.
این Tag ها به جهت شناسایی حیوانات اهلی گم شده، مرتب کردن، مراقبت کردن و نگهداری پیشینه درمانی حیوانات اهلی بکار برده میشود.
البته این فن آوری درسالهای اخیر در صنایع کشاورزی و دارویی کاربرد وسیعی پیدا کرده است. اطلاعات مربوط به حیوانات اهلی، مواد غذایی و دارویی در مواقع بحرانی برای سلامتی جوامع بشری بسیار مفید میتواند باشد.

- کنترل ورود و خروج وسایط نقلیه

یکی دیگر از کاربردهای بسیار شایع استفاده از فن آوری RFID کنترل ورود و خروج وسایط نقلیه در محلهایی است که امنیت ورود و خروج ماشینها بسیار مهم و ضروری بنظر میرسد.
این سیستم با چسباندن یک Tag برروی وسیله نقلیه و قراردادن کلیه اطلاعات مربوط به این وسیله در حافظه آن امکان پذیر میشود.
قبل از رسیدن وسیله نقلیه به درب ورودی یا خروجی ؛ ماشین از محلی که در آن یک آنتن جهت دریافت اطلاعات Tag چسبیده شده بر روی وسیله نقلیه وجود دارد؛ عبور میکند. دستگاه Reader اطلاعات موجود بر روی Tag را از آنتن بازخوانی میکند و در صورتی که اطلاعات موجود بر روی Tag نشانگر مجوز ورود یا خروج باشد، گیت ورودی یا خروجی باز میشود.
در صورتی که هیچ گونه برچسبی بر روی ماشین وجود نداشته باشد و یا در صورتیکه اطلاعات موجود بر روی Tag نشانگر مجوز عدم خروج یا ورود باشد، افراد امنیتی مستقر در محل درب ورودی یا خروجی گیت جهت بارزسی وسیله نقلیه اقدام میکند.

- مدیریت کتابخانه ها و کتاب ها

ازجمله کاربردهای جالب فن آوری RFID کاربرد وسیع آن در کتابخانه های بزرگ میباشد.
با چسباندن یک Tag (که کلیه مشخصات کتاب در آن ذخیره سازی شده است) بر روی کتاب و قراردادن یکسری از آنتن ها و Reader ها در محل کتابخانه میتوان از مزایای ذیل بهره جست:
الف- جلوگیری از سرقت کتاب های موجود
ب- اجرای سیستم خودکار بازگشت و حتی خروج کتابها از کتابخانه
ج- پیگیری و کنترل چیدمان صحیح کتابها در قفسه های مربوط به خودشان

- کاربرد فن آوری RFID در مباحث پزشکی

فن آوری RFID در مباحث پزشکی کاربردهای بسیار گسترده ای دارد. این فن آوری بسیار جالب از هنگام ورود بیمار توسط یک دستبند که کلیه اطلاعات بیمار در آن قرار میگیرد در یک بیمارستان مجهز آغاز میشود.
ثبت و یا ذخیره سازی اطلاعات بیمار از قبیل نام و آدرس، تاریخ پذیرش و بستری و نیز نوع بیماری ،پزشک معالج ،نوع عمل جراحی و .... در پایین آوردن اشتباهات و خسارات جبران ناپذیر در بیمارستان نقش حیاتی دارد.
همچنین فرارو یادزدیده شدن بیمار از بیمارستان با همین فن آوری تقریباً غیر ممکن بنظر می رسید.
جلوگیری ازجابجا شدن اطفالی که تازه بدنیا آمده اند از جمله کابردهای بسیار حساس این فن آوری میباشد. همچنین در محل های نگهداری دارو، با چسباندن برچسب داروها میتوان از میزان مصرف، تاریخ مصرف داروها به راحتی باخبر شد.

حمایت شرکت مایکروسافت

در این بین خبرگزاریهای IT در سراسر دنیا خبر از حمایت (پشتیبانی) شرکت مایکروسافت از این فن آوری را میدهند.
مایکروسافت بعد از ماهها تاخیر، نسخه های جدید محصولات طراحی نرم افزار خود را عرضه کرد. شرکت مایکروسافت اعلام کرد:
در طول نیم سال اول 2006 نرم افزارهایی را مخصوص برنامه ریزی و کنترل داده های حاصل از دستگاه های RFID عرضه خواهد کرد.
این نرم افزار ها به سیستم عامل Windows Server این امکان را میدهد که داده ها را از دستگاه های RFID جمع آوری و پردازش کنند.
دیگر برنامه های Microsoft که شامل BizTalk و پایگاه داده ها SQL SERVER است ؛قادر خواهند بود داده های مربوط به فن آوری RFID را ذخیره سازی کنند.
البته مایکروسافت BizTalk 2006 را که قادر است داده ها را به درون نرم افزار های OFFICE قراردهد، در سه ماه اول 2006 عرضه خواهد کرد.