اجزاءیک سیستم RFID

اجزاءیک سیستم RFID

اجزاءیک سیستم RFID

اجزاءیک سیستم RFID :بررسی کننده و کنترل کننده

جهت مشاهده کلیه قطعات صنعتی و برق صنعتی لطفاً کلیک کنید

سیستم های RFID

سیستم های RFIDاز فناوری مبادله اطلاعات بیسیم برای شناسایی انحصاری اشیاء ، انسان و حیوانات استفاده می نمایند . توانمندی این گونه سیستم ها مدیون بکارگیری سه عنصر اساسی زیر است .

  • تگ ( که به آن فرستنده خودکار و یا Transponder نیز گفته می شود ) ، شامل یک تراشه نیمه هادی، یک آنتن و در برخی موارد یک باطری است .

  • بررسی کننده ( که به آن کدخوان و یا دستگاه نوشتن و خواندن نیز گفته می شود )، شامل یک آنتن ، یک ماژول الکترونیکی RF و یک ماژول کنترلی است .

  • کنترل کننده ( که  به آن هاست نیز گفته می شود ) ، اغلب یک کامپیوتر شخصی و یا ایستگاه کاری  است که بر روی آن بانک اطلاعاتی و نرم افزار کنترلی اجراء شده است .

شکل 1 ، اجزاء اصلی یک سیستم RFID را نشان می دهد .

شکل 1 : اجزاء یک سیستم RFID

در ادامه با بررسی کننده و کنترل کننده بیشتر آشنا می شویم .


بررسی کننده RFID

 

بررسی کننده RFID را می توان به منزله کامپیوترهای کوچکی در نظر گرفت که از سه بخش اساسی زیر تشکیل می گردد :

  • یک آنتن

  • یک ماژول الکترونیک RF که مسئول برقراری ارتباط با تگ RFID است .

  • یک ماژول کنترل کننده الکترونیکی که مسئولیت ارتباط با کنترل کننده را برعهده دارد .

یک بررسی کننده RFID به عنوان یک پل بین تگ RFID و کنترل کننده عمل می نماید و دارای وظایف زیر است :

  • خواندن محتویات داده یک تگ RFID

  • نوشتن داده در تگ ( در خصوص تگ های هوشمند )

  • رله و یا باز انتشار داده برای کنترل کننده و بالعکس

  • تامین انرژی مورد نیاز تگ ( در خصوص تگ های غیرفعال )

علاوه بر انجام عملیات فوق ، بررسی کننده های پیچیده تر RFID قادر به انجام سه عملیات مهم دیگر نیز می باشند .

  • مقابله با تصادم : حصول اطمینان از ارتباطات همزمان با چندین تگ

  • تائید تگ ها : پیشگیری از سوء استفاده احتمالی و دستیابی غیرمجاز به سیستم

  • رمزنگاری :  حصول اطمینان از یکپارچگی داده

در شکل 2 ، چندین نمونه بررسی کننده ( کدخوان ) RFID  نشان داده شده است .

شکل 2 : چندین نمونه دستگاه بررسی کننده ( کدخوان ) RFID


مقابله با تصادم

هدف از پیاده سازی الگوریتم های ضد تصادمی، حصول اطمینان از توانائی بررسی کننده جهت برقراری ارتباط همزمان با چندین تگ می باشد .
فرض کنید در محدوده تحت پوشش یک بررسی کننده صدها تگ وجود داشته باشد و تمامی آنان بخواهند در یک لحظه اطلاعات خود را ارسال نمایند . بدیهی است به منظور پیشگیری از بروز تصادم ، می بایست ازالگوریتم هائی خاص استفاده گردد .
برای پیاده سازی الگوریتم های ضد تصادمی در بررسی کننده ها از سه روش مختلف استفاده می گردد :

  • سه بعدی

  • فرکانسی

  • زمانی

از تمامی روش های اشاره شده  به منظور برقراری یک سلسله مراتب و یا سنجش تصادفی و با هدف پیشگیری از بروز تصادم در زمان ارسال اطلاعات استفاده می گردد . 


تائید تگ ها

در سیستم هائی که نیازمند یک سطح خاص از امنیت می باشند ، بررسی کننده می بایست با استفاده از مکانیزم هائی خاص ، هویت کاربران سیستم را تائید نماید .  در چنین سیستم هائی فرآیند تائید کاربران در دو سطح و یا لایه مجزا پیاده سازی می گردد . بخشی از فرآیند بر روی کنترل کننده و بخش دیگر ، بر روی بررسی کننده انجام می شود .
برای تائید کاربران از دو روش عمده استفاده می گردد .

  • متقارن

  • مشتق از کلید

در روش های فوق ، یک تگ RFID یک کد کلید را در اختیار بررسی کننده قرار می دهد تا در ادامه در اختیار یک الگوریتم گذاشته شود .در صورت تائید ( بر اساس خروجی الگوریتم ) ، امکان ارسال داده در اختیار تگ RFID گذاشته می شود .


 رمزنگاری و رمزگشائی داده

رمزنگاری داده یکی دیگر از اقدامات امنیتی است که می بایست به منظور پیشگیری از تهاجم خارجی به سیستم ، پیاده سازی گردد . به منظور حفاظت از یکپارچگی داده ارسالی و پیشگیری از رهگیری و استراق سمع داده از رمزنگاری استفاده می گردد . بررسی کننده رمزنگاری و رمزگشائی  را پیاده سازی می نماید .


مکان استقرار و اندازه بررسی کننده

در سیستم های  RFID ، لازم نیست که تگ ها در معرض دید دستگاه های کد خوان قرار بگیرند ( بر خلاف سیستم های کد میله ای ) . مهمترین مزیت ویژگی فوق ، آزادی عمل طراحان برای اتخاذ تصمیم در خصوص مکان استقرار بررسی کننده است . برخی از بررسی کننده ها را می توان بطور ثابت به درب ها متصل نمود ، برخی دیگر را می توان از سقف آویزان کرد و در بررسی کننده های کوچکتر قابل حمل دستی ، این امکان در اختیار کاربر گذاشته می شود تا با استقرار در یک مکان راه دور ، اقدام به خواندن اطلاعات نماید ( در مکان هائی که امکان نصب بررسی کننده ثابت وجود ندارد ) .
در اغلب موارد می توان اینگونه دستگاه های بررسی کننده قابل حمل را به کامپیوتر به صورت بی سیم و یا باسیم متصل نمود . 
 


کنترل کننده RFID

 

کنترل کننده های RFID به منزله مغز متفکر یک سیستم RFID عمل می نمایند. از این دستگاه ها به منظور اتصال شبکه ای چندین بررسی کننده و تمرکز در پردازش اطلاعات استفاده می گردد . کنترل کننده در هر شبکه ، اغلب یک کامپیوتر شخصی و یا یک ایستگاه کاری است که بر روی آن بانک اطلاعاتی و یا سیستم نرم افزاری اجراء شده است ( و یا شبکه ای از این ماشین ها ).
کنترل کننده بر اساس اطلاعات دریافتی قادر به انجام عملیات مختلفی با توجه به نوع سیستم RFID می باشد  : 

  • نگهداری و بهنگام سازی موجودی کالا و اعلام اتوماتیک به واحد تدارکات ( در مواردی که موجودی یک کالا از سقف تعیین شده کاهش پیدا می نماید ) .

  • ردیابی جابجائی اشیاء در یک سیستم و حتی تغییر مسیر آنان ( نظیر سیستم تسمه نقاله در یک برنامه صنعتی )

  • بررسی هویت و اعطاء مجوزها

  • به روز رسانی حساب کاربران

  • و …

در شکل 3 یک سیستم RFID به همراه اجزا اصلی آن در یک محیط عملیاتی نشان داده شده است .

شکل 3 : یک سیستم RFID به همراه اجزا اصلی آن در یک محیط عملیاتی

 

جدا-کننده

اجزاء یک سیستم RFID : تگ ها
سیستم های RFID از فناوری مبادله اطلاعات بی سیم برای شناسایی انحصاری اشیاء , انسان و حیوانات استفاده می نمایند . توانمندی این گونه سیستم ها مدیون بکارگیری سه عنصر اساسی زیر است .

  • تگ ( که به آن فرستنده خودکار و یا Transponder نیز گفته می شود ) , شامل یک تراشه نیمه هادی, یک آنتن و در برخی موارد یک باطری است .

  • بررسی کننده ( که به آن کدخوان و یا دستگاه نوشتن و خواندن نیز گفته می شود ), شامل یک آنتن , یک ماژول الکترونیکی RF و یک ماژول کنترلی است .

  • کنترل کننده ( که  به آن هاست نیز گفته می شود ) , اغلب یک کامپیوتر شخصی و یا ایستگاه کاری  است که بر روی آن بانک اطلاعاتی و نرم افزار کنترلی اجراء شده است .

شکل 1 ، اجزاء اصلی یک سیستم RFID را نشان می دهد .

 اجزاء یک سیستم RFID


مبادله اطلاعات بین تگ و بررسی کننده از طریق امواج رادیویی انجام می شود . زمانی که یک شی حاوی تگ RFID  به محدوده خواندن یک بررسی کننده وارد می شود , بررسی کننده با ارسال یک سیگنال به تگ اعلام می نماید که داده ذخیره شده در خود را ارسال نماید . تگ ها قادر به ذخیره اطلاعات مختلفی در خصوص یک شی می باشند . ذخیره شماره سریال , شماره قطعه و یا دستورالعمل های پیکربندی نمونه هایی در این زمینه می باشد .
بررسی کننده پس از دریافت داده ذخیره شده در تگ ,  اطلاعات مربوطه را از طریق یک رابط شبکه ای استاندارد نظیر یک رابط اترنت شبکه محلی و یا حتی اینترنت برای کنترل کننده ارسال می نماید . در ادامه ، امکان استفاده  از اطلاعات دریافتی  برای کنترل کننده در زمینه های مختلفی فراهم می گردد .  به عنوان نمونه ، کنترل کننده می تواند از داده دریافتی برای بهنگام سازی موجودی یک کالا در بانک اطلاعاتی و یا تغییر مسیر یک شی بر روی یک سیستم تسمه نقاله استفاده نماید .
یک سیستم RFID می تواند شامل بررسی کننده های متعددی باشد که در محدوده  یک ساختمان انبار و یا خطوط مونتاژ توزیع شده اند . تمامی بررسی کننده ها می توانند به یک کنترل کننده متصل و شبکه ای را با یکدیگر ایجاد نمایند . یک بررسی کننده می تواند با بیش از یک تگ بطور همزمان ارتباط برقرار نماید . با توجه به وضعیت فعلی فناوری RFID  ، امکان مبادله 1000 تگ در هر ثانیه بطور همزمان  با دقتی  معادل 98 % وجود دارد  .
تگ های RFID را می توان به هر چیزی متصل نمود از یک کفه بارگیری گرفته تا یک نوزاد  و یا یک جعبه موجود در قفسه یک فروشگاه  .
در ادامه با تگ ها و انواع آن بیشتر آشنا می شویم .


تگ های RFID

 

وظیفه اولیه یک تگ RFID ، ذخیره داده و ارسال آن به یک بررسی کننده است . در ساده ترین حالت ، یک تگ شامل یک تراشه الکترونیکی و یک آنتن است که در یک بسته در کنار یکدیگر قرار می گیرند . تراشه موجود در تگ های RFID از حافظه ای با قابلیت فقط خواندنی و یا خواندنی / نوشتنی  به منظور ذخیره  و بازیابی داده و در برخی موارد تغییر داده استفاده می نماید .  در برخی تگ ها ممکن است از یک باطری نیز استفاده شود ( وجه تمایز تگ های فعال و غیرفعال ) .
در شکل 2 , اجزاء اصلی یک تگ RFID نشان داده شده است .

  اجزاء اصلی یک تگ RFID


تگ های فعال در مقابل تگ های غیرفعال

تگ های فعال به آن دسته از تگ های RFID اطلاق می شود که بر روی برد اصلی آنان یک باطری نصب شده  باشد .در زمانی که لازم است تگ RFID  داده ذخیره شده در خود را برای بررسی کننده ارسال نماید ، از این منبع برای کسب توان لازم جهت انتقال داده استفاده می گردد ( مشابه نقش باطری موجود در تلفن های همراه ) . بدین دلیل ، تگ های فعال قادر به برقراری ارتباط با بررسی کننده هایی می باشند که دارای قدرت کمتری می باشند و می توانند اطلاعات را تا محدوده بیشتری نیز ارسال نمایند ( به عنوان نمونه ده ها متر) . علاوه بر این ، تگ های فعال عموما” دارای حافظه های زیادی نیز می باشند ( به عنوان نمونه تا 128 کیلوبایت ) .
تگ های فعال در مقام مقایسه نسبت به تگ های غیرفعال بزرگتر بوده و از پیچیدگی بیشتری نیز برخوردارند . همین موضوع باعث شده است که هزینه تولید آنان بالا باشد . عمر مفید باطری موجود در تگ های فعال ، دو تا هفت سال پیش بینی می گردد .
تگ های غیرفعال ، دارای منبع تغذیه ای بر روی برد نمی باشد و قدرت خود برای ارسال داده را از سیگنال  ارسالی بررسی کننده می گیرند . این وضعیت باعث می شود که اندازه تگ ها کوچک تر شده و هزینه های تولید نیز کاهش یابد .علاوه بر این ، تگ های غیرفعال محدوده کمتری را نسبت به تگ های فعال پوشش می دهند ( به عنوان نمونه چندین متر ) . با توجه به این که تگ های غیرفعال توان لازم جهت ارسال داده را از بررسی کننده خود می گیرند ، این نوع بررسی کننده ها لازم است دارای توان مناسبی باشند . تگ های غیرفعال دارای حافظه بمراتب  کمتری نسبت به تگ های فعال می باشند ( در حد چندین کیلو بایت ) .
برخی از تگ های غیرفعال ، ممکن است دارای باطری از قبل تعبیه شده ای بر روی برد اصلی خود  باشند که از آن برای کمک در ارسال سیگنال های رادیویی استفاده نمی گردد و  کاربرد آن صرفا” فعال کردن مدارات الکترونیکی بر روی برد است .
به عنوان نمونه ، یک تولید کننده مواد غذایی ممکن است تگ های RFID مجهز به حسگرهای حرارتی را در سکوهای حمل بار نصب  نماید تا بتواند حرارت محصولات را در حین حمل و نقل  کنترل نماید. پس از افزایش درجه حرارت یک محصول خاص به یک سطح مشخص  ، مشخصات آن توسط حسگر بطور اتوماتیک بر روی تگ ثبت می گردد . در ادامه و در زمان توزیع و یا فروش کالا ، از اطلاعات موجود در تگ به منظور بررسی صحت فرآیند حمل و نقل و انبارداری استفاده می گردد . این نوع حسگرهای جانبی ممکن است نیازمند یک باطری بر روی برد اصلی خود باشند تا بتوانند در زمان حمل و نقل و یا انبارداری وظایف خود را به درستی انجام دهند . 


تگ های هوشمند ( با قابلیت خواندن و نوشتن ) در مقابل تگ های فقط خواندنی یکی دیگر از تفاوت های مهم بین تگ های بکارگرفته شده در سیستم های RFID ، نوع حافظه استفاده شده در  آنان است . از  دو نوع حافظه فقط خواندنی (RO ) و خواندنی / نوشتنی (RW )  در تگ های RFID استفاده می گردد .

  • حافظه فقط خواندنی ، حافظه ای است که فقط امکان خواندن اطلاعات از آن وجود دارد و نمی توان اطلاعات موجود در آن را تغییر داد . تگ هایی از این نوع همانند کدهای میله ای می باشند که فقط یک مرتبه برنامه ریزی می گردند( توسط یک تولید کننده ) . این نوع تگ ها معمولا” با حجم اندکی داده نظیر شماره سریال و یا شماره قطعه که به صورت ثابت می باشند ، برنامه ریزی می گردند و می توان آنان را به سادگی با سیستم های موجود کد میله ای تلفیق کرد.

  • تگ هایی از نوع RW که به آنان تگ های هوشمند نیز گفته می شود ، از انعطاف بالائی برخوردار هستند . در این نوع تگ ها امکان ذخیره  حجم بالائی از اطلاعات وجود دارد  . تگ های فوق  از حافظه هایی با قابلیت آدرس دهی استفاده می نمایند که می توان به سادگی با آدرس دهی مناسب ، محتویات موجود در هر مکان حافظه را تغییر داد . اطلاعات موجود در تگ های RW را می توان به دفعات پاک و مجددا” نوشت ( هزاران مرتبه ) . همانند نوشتن و پاک کردن اطلاعات بر روی یک فلاپی دیسک .
    با توجه به ویژگی مهم این گونه تگ ها ، می توان آنان را به منزله بانک های اطلاعاتی سیار در نظر گرفت که  اطلاعات پویا و مهمی توسط آنان حمل می گردد ( بر خلاف وضعیتی که داده ها بطور متمرکز بر روی کنترل کنننده ذخیره شده است ) .  با توجه به کاهش هزینه تولید این گونه تگ ها  در سالیان اخیر  و کاربرد گسترده آنان ،  استفاده از سیستم های RFID  همچنان روندی رو به رشد را با سرعت بالا طی می نماید.

علاوه بر دو نوع حافظه اشاره شده ، گونه های دیگری از حافظه ها در تگ های RFID استفاده می گردد که بد نیست به آنان نیز اشاره ای داشته باشیم .

  • حافظه هایی با ویژگی یک مرتبه نوشتن و چندین مرتبه خواندن ( WORM برگرفته شده از  write-once-read-many   ) : این نوع حافظه ها همانند حافظه های فقط خواندنی می باشند که با حجم اندکی از اطلاعات ثابت برنامه ریزی می شوند و امکان تغییر اطلاعات موجود برای یک مرتبه در اختیار کاربر گذاشته می شود ( نظیر CD-ROM ) . از این نوع حافظه ها می توان در خطوط مونتاژ و برای ثبت تاریخ و یا مکان تولید( پس از تکمیل فرآیند تولید ) استفاده کرد .

  • استفاده همزمان از دو  نوع حافظه فقط خواندنی  و  خواندنی / نوشتنی.  برخی از تگ های RFID با توجه به نوع کاربری ممکن است از دو نوع حافظه فقط خواندنی و خواندنی / نوشتنی بطور همزمان استفاده نمایند که هر یک دارای جایگاه مختص به خود می باشند .

اندازه و شکل تگ ها تگ های RFID می توانند در ابعاد و اشکال مختلف ارائه شوند . با توجه به این که تراشه و آنتن بکارگرفته شده در یک تگ RFID بسیار کوچک ساخته می شود ، امکان استفاده از تگ های RFID به هر شکل و اندازه ای وجود خواهد داشت ( نظیر گلوله های پلاستیکی کوچکی که همانند یک گوشواره به گوش حیوانات متصل می شوند).
اندازه و شکل یک تگ RFID به نوع کاربری آن بستگی خواهد داشت . برخی از تگ ها می بایست بگونه ای ساخته شوند که در مقابل عواملی نظیر حرارت بالا ، رطوبت و مواد شیمیایی مقاوم باشند . برخی دیگر می بایست بگونه ای ساخته شوند که ارزان قیمت و مصرفی باشند نظیر برچسب های هوشمند . برچسب های هوشمند صرفا” یک نمونه از تگ های هوشمند می باشند .
در شکل 3 ، چند نمونه تگ RFID نشان داده شده است .

شکل 3 : چند نمونه تگ RFID

جدا-کننده

اجزاء یک سیستم RFID : طیف فرکانس
یکی از ملاحظات مهم در ارتباط با فناوری RFID ، فرکانس عملیاتی آنان است . همانند تلویزیون که می تواند در باندهای  UHF  ( برگرفته شده از  Ultra-High Frequency ) و VHF ( برگرفته شده از Very High Frequency  )  فعالیت نماید  ، سیستم های RFID نیز می توانند از باندهای مختلفی برای ارتباطات خود استفاده نمایند .


در RFID هم از باند فرکانس پائین و هم از باند فرکانس بالا در  محدوده های زیر استفاده می گردد .

  • باندهای فرکانس پایین  RFID

    – فرکانس پایین و یا LF   ( برگرفته شده از  Low Frequency   ) : بین  125 تا 134 کیلوهرتز
    – فرکانس بالا    و یا HF  ( برگرفته شده از   High Frequency  ) : محدوده  56 / 13 مگاهرتز

  • باندهای فرکانس بالا  RFID

    –  باند UHF: محدوده 860 تا 960 مگاهرتز
    –  میکروویو : 5 / 2 گیگاهرتز به بالا

انتخاب فرکانس بر روی چندین خصلت سیستم های RFID تاثیر گذار است که در ادامه به تشریح برخی از آنان خواهیم پرداخت .


محدوده خواندن

در باندهای فرکانس پایین ، محدوده خواندن تگ های غیرفعال  با توجه به بهره ضعیف آنتن  چیزی بیش از یک متر نمی باشد . ( در فرکانس های پایین ، طول موج الکترومغناطیسی بسیار بالا می باشد . در برخی حالات تا چندین کیلومتر و طولانی تر از ابعاد آنتن تعبیه شده در تگ های RFID . بهره آنتن ، بطور مستقیم با اندازه آنتن مرتبط با طول موج متناسب می باشد . بنابراین بهره آنتن در این فرکانس ها بسیار پایین است ) .
در فرکانس های بالاتر ، محدوده خواندن معمولا” افزایش خواهد یافت مخصوصا” در مواردی که از تگ های فعال استفاده شده باشد . با توجه به این که باندهای فرکانس بالا می توانند باعث بروز مسایل مختلفی در رابطه با سلامت  انسان گردند ، تعداد بسیار زیادی از سازمان های تنظیم مقررات رادیویی نظیر FCC ( برگرفته شده از   ) ،  محدودیت های بیشتری را در خصوص قدرت سیستم های میکروویو و UHF اعمال می نمایند . این کار باعث شوده که محدوده خواندن این نوع سیستم های فرکانس بالا در تگ های غیرفعال بطور متوسط بین سه تا نه متر گردد .


تگ های غیرفعال در مقابل تگ های فعال

به دلایل تاریخی ، از تگ های غیرفعال معمولا” در باندهای LF و HF و از تگ های فعال در باندهای UHF و میکروویو استفاده می گردد . در اولین سیستم های RFID از تگ های غیرفعال در  باندهای HF و LF استفاده می گردید . شاید قیمت مناسب بکارگیری فناوری فوق و عدم امکان سرمایه گذاری بالا بر روی سایر گزینه ها ( در گذشته ای نه چندان دور ) ، باعث بکارگیری تگهای غیرفعال در باندهای HF و LF شده باشد . امروزه با توجه به تحولات گسترده و سریع در این عرصه ، استفاده از تگ های فعال در باندهای فرکانس بالا در دستور کار قرار گرفته است . 


تداخل امواج از سایر سیستم های رادیویی

سیستم های RFID مستعد تداخل امواج از سایر سیستم های رادیویی می باشند . سیستم های RFID  که در باند LF عمل می نمایند ، در معرض این آسیب می باشند . توجه داشته باشید که  فرکانس های LF ، تحمل اتلاف در مسیر زیاد  و یا تضعیف خیلی کم در مسافت های کوتاه را ندارند ( در مقام مقایسه با فرکانس های بالاتر ) . این بدان معنی است که سیگنال های رادیویی سایر سیستم های ارتباطی که در محدوده مشابه فرکانسی LF کار می کنند ، دارای مقاومت میدانی بالائی در آنتن یک بررسی کننده RFID خواهند شد که می تواند به تداخل امواج منتج گردد .
در سمت دیگر طیف ، سیستم های میکروویو دارای استعداد کمتری برای تداخل امواج می باشند چراکه افت مسیر در باند میکروویو برای فرکانس های پایین بسیار بیشتر است.


مایعات و  فلزات

کارآئی سیستم های RFID  متاثر  از سطوح نم دار و یا آبکی است . سیگنال های HF نسبت به  سیگنال های میکروویو و UHF دارای قابلیت نفوذپذیری بهتری در آب و سایر مایعات می باشند . طول موج های کوتاه تر UHF دارای استعداد بیشتری جهت جذب در آب می باشند . به همین دلیل است که اغلب از تگ های HF برای برچسب گذاری مواد مایع استفاده می گردد . در چنین مواردی می توان از تگ های UHF نیز استفاده کرد ولی محدوده موثر خواندن آن بطرز محسوسی کاهش خواهد یافت .
محیط های فلزی بر روی تمامی فرکانس های RFID تاثیر می گذارند . سیگنال های فرکانس رادیویی قادر به عبور از فلزات نمی باشند و در مواردی که مواد فلزی در مجاورت آنتن کد خوان و یا آنتن تگ قرار بگیرد ، رفتار و خصایص سیستم دستخوش تغییرات عمده ای می گردد .
یکی از اثرات مشترک فلزات بر روی فرکانس های HF و UHF ، تغییر خودالقایی آنتن می باشد  که پیامد آن کاهش محدوده خواندن خواهد بود . یکی دیگر از اثرات مواد فلزی بر روی هر دو نوع فرکانس ، جذب انرژی RF توسط فلزات است .با این که هر دو نوع فرکانس قادر به نفوذ از طریق یک شی فلزی نمی باشند ، اثر جذب در تگ های HF و UHF رفتاری کاملا” متفاوت دارد . در تگ های HF ، یک محدوه خواندن ضعیف وجود دارد در حالی که در تگ های UHF ، می توان محدوده خواندن را در صورت ایجاد یک شکاف هوایی بین آنان و سطح فلز ، افزایش داد . در مواردی که مواد فلزی بخشی از شی مورد نظر برای برچسب گذاری توسط تگ های RFID می باشند ، بهتر است که از فلز به عنوان آنتن استفاده گردد ( به عنوان نمونه ، پیاده سازی یک شکاف هوایی بین سطح فلز و تگ ) . در صورتی که انجام این کار غیرممکن باشد ، می بایست از  روش های روکش کردن استفاده کرد .


نرخ داده

سیستم های RFID  که در باند LF عمل می نمایند ، دارای نرخ داده پایینی در حد چندین کیلوبیت در ثانیه  می باشند . با توجه به فرکانس استفاده شده در سیستم های RFID  ، نرخ داده می تواند به مرز چندین مگابیت در ثانیه برسد . چیزی که در فرکانس های میکروویو محقق شده است .


اندازه و نوع آنتن

با توجه به طول زیاد طول موج سیگنال های رادیویی فرکانس پایین  ، آنتن سیستم های LF و HF می بایست  از آنتن های UHF و میکروویو بزرگ تر باشد ، تا بتوان بهره سیگنال برابری را دریافت کرد  . این موضوع با هدف ایجاد تگ های RFID کوچک و ارزان در تضاد است . همین موضوع باعث شده است که بسیاری از طراحان سیستم ، از بهره آنتن به نفع کنترل قیمت ،  بگذرند و بپذیرند که از سیستم های HF و LF صرفا” در حوزه های کوچک استفاده نمایند . تگ های LF و HF معمولا” بزرگ تر از تگ های UHF و میکروویو می باشند .
در شکل 2 ، دو نوع  آنتن RFID به همراه تگ مربوطه در باندهای فرکانسی مختلف نشان داده شده است . 

دو نوع آنتن و تگ RFID
شکل 2 : دو نوع آنتن و تگ RFID

توجه داشته باشید که فرکانس عملیات ، نوع آنتن قابل استفاده  را به یک سیستم رادیویی تحمیل می کند . در سیستم های LF و HF از جفت گیری القایی و آنتن های القایی استفاده می گردد که معمولا” آنتن هایی از نوع حلقوی می باشند . در فرکانس های UHF و میکروویو ، از جفت گیری خازنی استفاده می گردد و آنتن ها از نوع دوقطبی می باشند . 

اندازه و قیمت تگ های RFID

 

سیستم های RFID اولیه عموما” از باند LF استفاده می کردند ( به دلیل سهولت در ساخت ) . این نوع سیستم ها دارای مشکلات مختص به خود می باشند نظیر ابعاد بزرگ آنتن که می تواند قیمت تمام شده آنان را افزایش دهد .
در حال حاضر استفاده از باند HF  بسیار متداول است .با توجه به پیشرفت های اخیر در فناوری ساخت تراشه ها ،  قیمت تگ های UHF قابل رقابت با تگ های HF شده است . تگ های RFID میکروویو مشابه تگ های UHF می باشند با این تفاوت که می توان آنان را کوچکتر و با  قیمت کمتری تولید کرد.

جدا-کننده

تگ های هوشمند RFID در مقابل کدهای میله ای  شناسایی خودکار یک شی و ذخیره سازی داده مرتبط با آن ، یکی از الزامات اولیه و بسیار مهم در برخی سیستم های مکانیزه است . برای نیل به خواسته فوق ، تاکنون فناوری های مختلفی ابداع شده است . پیاده سازی مجموعه ای از فناوری ها که به آنان AIDC ( برگرفته شده از Automatic Identification and Data Capture  )  گفته می شود ، از جمله تلاش های انجام شده از اوایل سال 1970 میلادی تاکنون است .
RFID ، صرفا” یکی از اعضاء خانواده بزرگ فناوری های AIDC  است .  کدهای میله ای ، فناوری OCR ( برگرفته شده از  optical character recognition ) و فناوری شناسایی مبتنی بر اشعه مادون قرمز ، از دیگر اعضاء این خانواده فناوری می باشند . خصایص منحصربفرد فناوری  RFID  باعث شده است که این فناوری در مقام مقایسه با سایر اعضاء خانواده بزرگ فناوری های AIDC از جایگاه برجسته تری برخوردار باشد .
با این که کدهای میله ای و RFID با دو هدف جداگانه طراحی و پیاده سازی شده اند ولی امکان استفاده از آنان در برخی حوزه ها به صورت مشترک وجود دارد . بررسی و مقایسه برخی از ویژگی های این دو فناوری می تواند ما را در انتخاب آگاهانه در حوزه های مشترک بهتر کمک کند .
قبل از هر چیز لازم است به این نکته اشاره گردد که در کدهای میله ای از نور لیزری و در برچسب های هوشمند RFID از امواج رادیویی برای حمل داده استفاده می گردد . از کدهای میله ای به عنوان فناوری نوری و از  RFID به عنوان فرکانس رادیویی یا RF  نام برده می شود .
در ادامه ، این دو فناوری را در برخی زمینه ها با یکدیگر مقایسه می کنیم .


حجم ذخیره سازی و میزان حافظه

کدهای میله ای قادر به ذخیره سازی حجم محدودتری از اطلاعات در مقایسه با تگ های هوشمند RFID می باشند .  نماد  UPC E ( تگ هایی با حداقل فضای ذخیره سازی داده ) ، صرفا” قادر به نگهداری هشت حرف عددی ( چندین بایت )  است . در کدهای میله ای از نوع  Data Matrix  ، امکان ذخیره سازی 2000 حرف در یک تگ دو بعدی وجود دارد . شکل 1 ، یک نماد UPC E و یک نماد Data Matrix  را نشان می دهد .

شکل 1 : یک نماد UPC E و یک نماد Data Matrix

آخرین ویرایش: 27 آبان 1393 توسط شاپ صنعت
برچسب ها ،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،

مطالب مرتبط

لطفا به سوال زير پاسخ دهيد ؟ * زمان وارد نمودن سوال امنیتی به پایان رسیده ،لطفا سوال جدید امنیتی را بارگذاری کنید و جواب دهید.

Top