در مقاله پیش‌رو مفاهیم پیرامون سامانه‌های RFID توضیح داده می‌شود. مفاهیمی مانند ماهیت سیستم RFID و انواع آن و شناختش، و چگونگی کارکارد آنها و فرکانس‌ سامانه‌های RFID و... مواردی است که درباره آن توضیحات مختصری آمده است. شناخت این فناوری و دانستن زمینه‌های استفاده از آن سبب خواهد شد تا با روش‌های متنوع اتوماسیون (خودکارسازی) فروشگاهی یا اداری، و تکنولوژی‌های گوناگون شناسایی خودکار آشنا شوید و قادر باشید گسترش و توسعه کسب و کار خود را از منظرهای متفاوت و از دریچه فناوری‌های موجود ببینید.

RFID

شناسایی از طریق فرکانس رادیویی یا Radio-frequency identification که به اختصار RFID نامیده می‌شود، برای فناوری‌هایی به کار می‌رود که از امواج رادیویی برای شناسایی خودکار آدم‌ها یا اجناس و اقلام گوناگون استفاده می‌کند. امروزه طرق گوناگونی برای شناسایی (Identification) وجود دارد. ساده‌ترین آنها تعبیه کردن شماره سریال یا اطلاعاتی دیگر در تراشه (Microchip) است؛ تراشه نیز به آنتن وصل می‌شود. مجموعه تراشه و آنتن را فرستنده RFID یا اصطلاحاً تگ RFID می‌نامند. آنتن یا فرستنده، اطلاعات ذخیره شده در تراشه را برای شناسایی از طریق امواج رادیویی، به دریافت‌کننده (خواننده اطلاعات) ارسال می‌کند. دریافت‌کننده، امواج بازتابیده را به اطلاعات دیجیتالی بدل می‌کند که می‌توان آن را به کامپیوترهای شخصی منتقل کرد و اطلاعات ذخیره شده‌ی نخستین را استخراج کرد.

در اینجا مبحث دیگری نیز به موازات سامانه RFID و چگونگی کارکردش وجود دارد، و آن شناسایی خودکار است؛ که برای پدید آمدن تصور روشن‌تری از فرایند سامانه RFID، آن را نیز توضیح می‌دهیم.

شناسایی خودکار  

امروزه شناسایی خودکار و ذخیره اطلاعات (Automatic identification and data capture) که به اختصار AIDC خوانده می‌شود، مبحثی گسترده و پراستفاده و کارآمد در فروشگاه‌ها و مراکز تجاری و محیط‌های اداری است. AIDC فرایندی است که شناسایی و تشخیص اجناس و آدم‌ها را به صورت ماشینی و خودکار انجام می‌دهد. این شناسایی با ضبط خودکار اطلاعات و انتقال مستقیم آنها به کامپیوتر (بدون دخالت انسان) تکمیل می‌شود. طبیعتا هدف تمامی سامانه‌های شناسایی خودکار بالا رفتن کارایی، کاستن خطاهایی که در حین ورود اطلاعات رخ می‌دهد، و کم کردن عوامل انسانی است. برخی از فناوری‌هایی که اکنون در سرتاسر دنیا و هرروزه با هدف شناسایی خودکار، و زیر لوای این مفهوم به کار گرفته می‌شود عبارت است از بارکدها، QRکدها، کارت‌های هوشمند، سامانه‌های در حال پیشرفت تشخیص صدا، فناوری‌های بیومتریک (مانند اسکن شبکیه چشم)، شناسایی از طریق کاراکترهای نوری و شناسایی با امواج رادیویی که همان RFID است و می توان در دستبندهای استخر و تگ های دایره ای روی لباس در فروشگاه ها آن را دید. 

RFID یا Barcode

با توضیحاتی که در همین ابتدا داده شد، یقینا از خود این سوال را پرسیده‌اید که پس تفاوت میان RFID و بارکد چیست؟ و اساساً کدام یک بهترند؟ این دو سامانه اگرچه شباهت‌هایی در کاربری با هم دارند، اما دو تکنولوژی متفاوت‌ از هم به شمار می‌آیند. تفاوت عمده میان RFID و Barcode در این است که برای خواندن و استخراج اطلاعات از بارکد، از تکنولوژی خطِ دید (Line of Sight) استفاده می‌شود. به زبان ساده یعنی بارکدخوان یا اسکنر باید بارکد را ببیند تا بتواند اطلاعات رمزگذاری‌شده‌اش را استخراج کند. به همین خاطر یا باید بارکد‌خوان را به بارکد نزدیک کرد، یا بارکد را به بارکدخوان.

در طرف دیگر شناسایی از طریق امواج رادیویی تا هنگامی که در محدوده‌ی کارت‌خوان باشد، به Line of Sight نیازی ندارد. علاوه بر این، نمی‌توان منکر نواقصی مانند از میان رفتن امکان اسکن و استخراج اطلاعات در صورت خیس شدن یا پاره شدن، در بارکدها شد. این نقص به گونه‌ای است که جایگزینی هم ندارد و در صورت وقوع راه حلی برایش اندیشیده نشده است. با این اوصاف نمی‌توان انتظار داشت که تگ‌های RFID جایگزین بارکدها شود. چراکه هزینه تولید بارکد بسیار ارزان‌تر از تگ‌های رادیویی است.

سابقه استفاده از RFID

فناوری RFID از دهه 70 میلادی وجود داشته است. اما آنچه در قیاس با بارکد آن را به حاشیه رانده است، هزینه بسیار زیاد و تولید اندک آن است؛ که سبب شده تا در اندازه‌ای محدود و تنها در برخی برنامه‌های سودده و تجاری از آن استفاده شود. فراگیر شدن سامانه‌های RFID بستگی مستقیمی با کاهش هزینه‌های تولید و بالا رفتن تعداد تولیدش دارد. اگر چنین شود، می‌توان امید داشت که RFID جای بارکدها را در مقیاسی وسیع بگیرد. این در حالی است که امواج رادیویی، به جز فلزات از هر چیز دیگر عبور می‌کند؛ و این خاصیت می‌تواند امکان جاسازی تگ‌های رادیویی را در بسته‌بندی انواع مواد غذایی میسر کند. این برچسب‌ها (تگ) حاوی میکروچیپ‌هایی است که امکان ذخیره کردن شماره سریالی منحصر به فرد و مخصوص همان محصول را دارد؛ که این قابیلت را از برتری‌های برچسب RFID می‌دانند.

فرکانس در سامانه‌های RFID

برچسب RFID نیز همچون کانال‌های رادیویی که از فرکانس‌های متنوع برای شنیده شدن استفاده می‌کند، با انواع فرکانس‌ها سروکار دارد. تگ‌ها و کارت‌خوان‌های RFID دقیقا از همان ساختار پیروی می‌کند، و با داشتن فرکانسی مشخص قادر به برقراری ارتباط خواهد بود. امواج رادیویی در فرکانس‌های گوناگون، عملکردهای متفاوتی دارد. به همین خاطر است که انتخاب فرکانس مطلوب و مساعد برای تگ RFID ضرورت دارد. درباره انتخاب فرکانس مناسب برای برچسب‌های رادیویی، بهتر است با کارشناسان حوزه RFID مشاوره کنید تا نتیجه مطمئنی را در پی داشته باشد. سوا از مشاوره، بدانید که لیبل‌هایی با فرکانس LF و HF که مخفف Low frequency و High frequency است، ارزان‌تر از فرکانس‌های UHF است (Ultra High frequency).  همچنین برد کمتری دارد و قادر است درون مواد غیرفلزی نفوذ کند. با این اوصاف، فرکانس UHF برد بیشتری دارد و امکان انتقال سریع‌تر اطلاعات برایش فراهم‌تر است.

طبعاً فرکانس‌هایی که برای سامانه‌های RFID در کشورهای مختلف استفاده می‌شود، با هم تفاوت دارد. باید در نظر گرفت که برخی فرکانس‌ها از حیث ضرر رساندن به سلامتی انسان در بعضی کشورها امکان استفاده ندارد. از طرف دیگر شرکت‌های تولیدکننده آنتن‌ها و تگ‌های RFID نیز در پی آنند تا سامانه‌هایی با توان پذیرش فرکانس‌های بیشتر تولید کنند. در ایران برای فرکانس‌های پایین (LF) از 125 khz (کیلوهرتز) و برای فرکانس‌های بالا (HF) از 13.56 mhz (مگاهرتز) استفاده می‌شود. برای فرکانس‌های بسیار بالا (UHF) نیز، مطابق با استاندارد اروپا، از 868 mhz استفاده می‌شود.

تگ‌های Passive و Active و Semi-Active

تگ یا برچسب در سامانه‌های RFID انواعی دارد که به اصلاح فعال (Active) و غیرفعال (Passive) و نیمه‌فعال (Semi-Active) نامیده می‌شود. ویژگی برچسب‌های فعال این که است که برای تامین جریان الکتریکیِ میکروچیپِ IC و ارسال سیگنال، به باتری مجهز است. حتما حدس زده‌اید که تگ‌های غیرفعال باتری ندارد. درست است. تگ‌های غیرفعال انرژی لازمش را از امواج الکترومغناطیسی دریافت‌کننده‌ها یا Readerهای اطلاعات تامین می‌کند. تگ‌های نیمه‌فعال نیز علیرغم داشتن باتری، برای برقراری ارتباط از امواج الکترومغناطیسی Readerها یا کارت‌خوان‌ها یا آنتن‌ها استفاده می‌کند.

استفاده از تگ‌های غیرفعال علاقه‌مندان بیشتری دارد. دلیلش نیز تنها قیمت ارزانتر آن است. تگ‌های فعال و نیمه‌فعال به دلیل داشتن باتری، قیمت تمام شده‌ی بالایی دارد که بسیاری را از بهره‌مندی آن محروم می‌کند. در عین حال، این تگ‌ها به دلیل بُرد زیادشان، برای ردیابی کالاهای بسیار باارزش و در محدوده‌های طولانی استفاده می‌شود. مانند ماشین‌آلات راه‌آهن.

بُردِ تگ‌ها

طبیعتا تگ‌های RFID محدوده‌های مشخصی برای شناسایی و دریافت و ارسال اطلاعات دارد که دانستن آن در انتخاب هر یک از انواع آنها موثر خواهد بود. در عین حال عواملی نیز در بُرد برچسب‌ها تاثیر دارد. عواملی مانند فرکانس تگ، قدرت خواننده یا دریافت‌کننده، تداخل با اشیاء فلزی موجود در اطراف تگ و دیگر عوامل. البته عوامل اشاره شده بیشتر بر روی تگ‌های بدون باتری (غیرفعال) تاثیر می‌گذارد. با این اوصاف، تگ‌های غیرفعال با فرکانس پایین (LF) و فرکانس بالا (HF) در فاصله 3 تا 7 سانتیمتری قابل شناسایی‌اند. تگ‌های غیرفعال با فرکانس فوق‌العاده بالا (UHF) نیز در محدوده 3 تا 7 متری امکان شناسایی دارد. تگ‌های فعال (دارای باتری) را هم می‌توان از فاصله 10 تا 20 متری خواند.