محصول مورد نظر با موفقیت به سبد خرید افزوده شد.

نگاهی جامع به اجزای سیستم RFID و فرکانس های عملیاتی آن

  • پنجشنبه 18 خرداد 1396
  • فناوری های نوین
نگاهی جامع به اجزای سیستم RFID و فرکانس های عملیاتی آن

Reader

ریدر یک وسیله الکترونیکی است که متوجه حضور تگ در محیط شده و اطلاعات ذخیره شده تگ ها را بازیابی می کند. ریدرها در سه نوع مدل ثابت (Fixed Type)، مدل دستی (Hand held Type) و مدل کارت کامپیوتری (PC Card Type) ارائه شده اند تا آزادی عمل طراحان برای اتخاذ تصمیم در خصوص مکان استقرار ریدر حفظ شود. می توان ریدرهای قابل حمل را به صورت بی سیم و یا با سیم به کامپیوتر متصل نمود.

در زیر فرکانس های عملیاتی معمول RFID که استاندارد حول آن ها ایجاد شده را بیان می کنیم که از ملاحظات مهم در ارتباط با این فناوری است. RFID هم از باند فرکانس پایین و هم از باند فرکانس بالا استفاده می کند.

1. فرکانس 125KHZ تا 134KHZ : فرکانس پایین (Low Frequency) (LF) 

2. فرکانس 13.56MHZ : فرکانس بالا (High Frequency) (HF) 

3. فرکانس 433MHZ  (برچسب فعال) :  (High Frequency) (HF) 

4. فرکانس 860MHZ تا 960MHZ :  فرکانس (Ultra High Frequency) (UHF)

5. فرکانس 2.45GHZ  (برچسب فعال) :  Microwave میکروویو 

در حقیقت یک ریدر RFID پل ارتباطی بین تگ و سرور مرکزی می باشد که وظایف خواندن داده از تگ، نوشتن داده (در تگ های هوشمند)، تامین انرژی مورد نیاز برای فعال سازی تگ (تگ های غیرفعال)، انعکاس داده از تگ به سرور و یا برعکس را به عهده دارد. ریدرهای پیچیده تر علاوه بر وظایف مذکور عملیات زیر را نیز عهده دار هستند:

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

تائید تگ ها: جهت جلوگیری از تقلبات احتمالی و دسترسی غیرمجاز به سیستم

کد گذاری: اطمینان از یکپارچگی اطلاعات

این وظایف در راستای تامین امنیت و توانمندسازی سامانه RFID انجام می پذیرد.

معرفی تگ و انواع آن:

RFID Device یا همان تگ RFID، یک میکروچیپ کوچک است که جهت ذخیره و انتقال بی سیم داده ها طراحی گشته و معمولا با یک آنتن ترکیب می شود و در پی یک درخواست از سوی ریدر و از طریق هوا، داده ها را ارسال می کند. تگ های RFID از نظر ذخیره سازی و بازیابی داده به دو دسته تگ های فقط خواندنی و تگ های خواندنی/نوشتنی تقسیم می شوند.

تگ های فقط خواندنی صرفا قابل خوانده شدن هستند و نمی توان تغییری در آن داد ولی داده های ذخیره شده در یک تگ خواندنی/نوشتنی ، قابلیت تصحیح و تغییر را دارند. به همین سبب تگ های خواندنی/نوشتنی ، گران هستند و برای کالاهای گران قیمت کاربرد دارند تا توجیه اقتصادی برای استفاده از آن باشد.

بعضی از تگ ها علاوه بر تراشه و آنتن، حاوی یک باطری نیز هستند که به تگ های فعال معروف می باشند. از اینرو از منظر تامین انرژی، تگ ها به انواع زیر تقسیم بندی می شوند.

تگ های غیرفعال (passive):

در این تگ ها هیچ باطری یا منبع انرژی تعبیه نشده است و تگ قدرت خود برای ارسال داده را از طریق سیگنال های رادیویی که ریدر ارسال می دارد تامین می کند. این تگ ها ارزان و کوچک هستند که قادرند در فرکانس های مختلف LF، HF، UHF کار کنند.

تگ های فعال (active):

این تگ ها حاوی یک باتری روی برد اصلی خود می باشند که از این منبع برای انتقال داده، تغذیه می کند.

تگ های نیمه غیرفعال (semi-passive):

شبیه تگ های غیرفعال هستند با این تفاوت که یک باتری کوچک در آن ها تعبیه گشته تا انرژی لازم جهت فعال شدن مدار داخلی آن فراهم شود. تگ های نیمه غیرفعال علاوه بر بهره گیری از باطری داخلی خود، از انرژی منتقل شده Reader هم استفاده می کنند.

نوع دیگری از این تگ ها با نام تگ های دوطرفه (Two way Tags) نیز موجودند که می توانند علاوه بر استفاده از باطری داخلی خود و بدون مساعدت ریدرها، سایر اقسام هم شکل خود را شناسایی کرده و در ارتباط باشند.

با توجه به دسته بندی انواع تگ ها از لحاظ منبع تامین کننده انرژی آن، می توان نکات زیر را برای تگ ها عنوان کرد:

• تگ های فعال قادرند با ریدرهایی که از قدرت پایینی برخوردارند ارتباط برقرار کنند.

• تگ های فعال از حافظه بالایی بهره مند هستند (تا 128 کیلوبایت).

• قیمت تگ های فعال نسبتا گرانتر بوده، همچنین از سایز و پیچیدگی بالاتری برخوردارند.

• تگ های فعال مطمئن تر بوده و با درصد خطای کمتری مواجه می شوند و با توجه به تولید نیرو توسط خود تگ، از تطابق بیشتری با تغییرات آب و هوایی، برد طولانی دریافت امواج (دامنه پوشش دهی در حدود ده ها و یا صدها متر) و یا نوسانات موجود در ارسال فرکانس های رادیویی خواهند داشت.

• تگ های فعال از قابلیت اطمینان بیشتری برخوردار بوده، با اشیای فلزی تداخلی ندارند ( از عوامل دیگر افزایش برد دریافت و خواندن تگ ها).

• بدلیل وابستگی عمر تگ ها به منبع انرژی داخلی (که محدودیت عمر دارند)، تگ های غیرفعال از عمر بیشتری نسبت به سایر تگ ها بهره می برند.

بیان این نکته که در دنیا هیچ دو تگی وجود ندارد که از شناسه یکسانی برخوردار باشد، خالی از لطف نیست.

اندازه تگ ها:

بدلیل آنکه تراشه و آنتن به کار رفته در ساخت یک تگ RFID بسیار کوچک است، این امکان را میسر می سازد که بتوان تگ ها را در شکل و اندازه دلخواه (بسته به نوع کاربری آن) ساخت. همچنین باید دقت شود که قرار است تگ RFID در چه محیطی به کار رود. برای مثال برخی از تگ ها بایستی قابلیت مقاومت در برابر حرارت، رطوبت، مواد شیمیایی و ... را داشته باشند.

تگ های RFID از دیدگاه نوع حافظه به کار رفته

دو نوع حافظه در تگ های RFID به کار می رود: حافظه فقط خواندنی (Read Only) و حافظه خواندنی/نوشتنی (Read-Write)

تگ های با حافظه (RO) یک مرتبه توسط یک تولیدکننده برنامه ریزی می شوند و امکان تغییر مجدد اطلاعات موجود نیست و تنها می توان داده هایش را خواند. حجم داده ای که می توان در این نوع تگ ها برنامه ریزی کرد بسیار اندک است (شبیه کدهای میله ای). ولی تگ های با حافظه (RW) از انعطاف بالایی برخوردارند و می توان به دفعات اطلاعات آن را پاک کرده و مجددا داده جدیدی نوشت. این نوع تگ ها از امکان ذخیره حجم بالایی از اطلاعات برخوردارند. از این نوع تگ ها به عنوان کارت های با تراشه هوشمند نام برده می شود.

تگ های هوشمند خود به دو دسته کارت های تماسی (Contact CARD) و کارت های بدون تماس (Contactless Card) تقسیم بندی می شوند، که در نوع غیرتماسی برای انتقال اطلاعات هیچ ارتباط فیزیکی بین کارت و ریدر برقرار نمی شود و از طریق امواج رادیویی به ریدر منتقل می گردند. این نوع ارتباط، انتقال و خواندن اطلاعات را سرعت بخشیده و از ضریب امنیت بالایی برخوردارند. این نوع تگ ها با قابلیت خواندن، نوشتن و پردازش اطلاعات در کارت های شناسایی و پرسنلی، کارت های اتوماسیون دانشجویی، کارت های پرداخت کرایه اتوبوس و مترو و ... جایگزین مناسبی برای روش پرداخت کاغذی شده اند.

انتخاب فرکانس برای سیستم های مبتنی بر RFID، روی برخی از ویژگی های تگ ها اثر می گذارد که در ادامه به برخی از آن ها اشاره می کنیم:

محدوده خواندن تگ:

فاصله خواندن تگ و ریدر به اندازه آنتن تگ و آنتن ریدر و توان خروجی دستگاه بستگی دارد. بدلیل بهره بسیار پایین آنتن در این فرکانس ها، محدوده خواندن تگ های غیرفعال در باندهای فرکانس پایین بیش از یک متر نخواهد بود. در فرکانس های بالاتر، محدوده خواندن معمولا افزایش می یابد (خصوصا تگ های فعال)

تداخل امواج از سایر سیستم های رادیویی:

فرکانس های LF، تحمل اتلاف در مسیر زیاد و یا تضعیف خیلی کم در مسافت های کوتاه را در مقایسه با فرکانس های بالاتر ندارند. با این توصیف امواج سایر سیستم های رادیویی که در محدوده مشابه فرکانسی LF کار می کنند، سیستم های RFID را در معرض تداخل امواج قرار می دهد. در حالیکه در سیستم های میکروویو تداخل امواج کمتر صورت می گیرد.

نرخ داده:

نرخ داده در فرکانس های LF، در حد چندین کیلوبیت در ثانیه است که پایین می باشد ولی در فرکانس های میکروویو، نرخ داده به مرز چندین مگابیت در ثانیه می رسد.

استفاده از تگ ها در محیط های نم دار و فلزی:

بدلیل جذب طول موج های کوتاه تر UHF در آب، برای برچسب گذاری مواد مایع از تگ های HF استفاده می گردد.

به طور کلی سیگنال های فرکانس رادیویی قادر به عبور از فلزات نیستند و این امر محدوده خواندن را تضعیف می کند.با این وجود اگر بتوان در تگ های UHF، با ایجاد یک شکاف هوایی بین تگ و سطح فلز، محدوده خواندن افزایش می یابد.

اندازه و نوع آنتن:

طول موج سیگنال های یک سیستم رادیویی فرکانس پایین زیاد است و این موضوع می طلبد که آنتن سیستم های LF و HF بزرگتر از آنتن های UHF و میکروویو باشد تا بتوان بهره سیگنال برابری را دریافت کرد.

اندازه و قیمت تگ های RFID:

تگ های RFID میکروویو مشابه تگ های UHF است ولی نسبت به آنها می تواند کوچکتر و ارزانتر ساخته شود.

می توان چنین گفت که RFID در سه محدوده فرکانسی (LF)، (HF) و (UHF) کار می کنند که ویژگی های هر یک در جدول زیر خلاصه شده است:

نوع خوانده شدن همزمان چند تگ قیمت کاربرد نمونه اندازه تگ غیرفعال محدوده خواندن
LF ضعیف گران شناسایی حیوانات خیلی بزرگ کمتر از 62cm
HF نسبتا خوب ارزان کتابخانه ها بزرگ کمتر از 1m
UHF بسیار عالی ارزانتر حمل و نقل کالاها در انبارها و ... کوچک بین 3m تا 9m

*در این جدول محدوده خوانده شدن برای تگ های غیرفعال می باشد

کنترل کننده RFID (سرور مرکزی)

می توان از سرور به عنوان مغز متفکر سیستم RFID نام برد. که به منظور اتصال شبکه ای چندین ریدر و تمرکز در پردازش داده ها از آن استفاده می شود. اغلب کنترل کننده یک کامپیوتر شخصی و یا یک ایستگاه کاری است. کنترل کننده عملیات مختلفی نظیر اعلام موجودی کالا، ردیابی اشیا، بررسی هویت و... را بر اساس اطلاعات دریافتی انجام می دهد.

برای ارسال نظر باید وارد شوید.

برای ورود اینجا کلیک کنید

جدیدترین مطالب
ما را در جوامع مجازی دنبال کنید!

محصولات ویژه