X
تبلیغات
نماشا
رایتل

فناوریهای شناسایی و ردیابی

بارکد ، RFID ، شناسایی با امواج رادیویی ، ردیابی ، ردگیری، ردیابی ماهواره ای ، GPS ، بینایی ماشین ، بیومتریک ، کارت هوشمند، سنسور

مروری بر استانداردها و فرکانسهای مورد استفاده در فناوری RFID

مروری بر استانداردها و فرکانسهای مورد استفاده در فناوری RFID

 

سعید صمدی

پارک علم و فناوری خراسان

 

 

حامد جعفریان

واحد RFID شرکت بیناپرداز

 

 

 

واژه‌‌های کلیدی:

تگ، تگ خوان ، استاندارد ،  ISO  ،   EPC  ، فرکانس

 

چکیده

 

جدای از معایب و نگرانیهای موجود درباره هزینه ها و میزان سرمایه گذاری بر روی سیستمهای RFID (مثلاً قیمت بالای تگها در مقایسه با  برچسبهای بارکد ) ، این فناوری هنوز در برخی زمینه ها به ویژه  نبود پروتکل ارتباطی استاندارد و واحد، کارایی و ساختار داده ها و محدوده کوچک تحت پوشش دارای ضعف است.

 این مقاله ضمن مروری کلی بر انواع استاندارد ها و فرکانسهای مورد استفاده در فناوری RFID ، چالشها و مشکلات موجود در زمینه استاندارد سازی RFID را خصوصاً از دو بعد ایجاد استاندارد و استفاده از استاندارد ارائه می کند. اطلاعات و تحلیلهای ارائه شده در این مقاله بر اساس اطلاعات شرکتهای سازنده، شرکتهای درگیر در امر توسعه و استفاده از فناوری RFID، مقالات و مستندات موجود و  نظرات متخصصین مرتبط با موضوع استاندارد سازی RFID  است.


·        مقدمه

 

به نظر می رسد که فناوری شناسایی با امواج فرکانس رادیویی یا RFID   فناوری نوینی است که انقلابی در بهره وری تجاری به وجود آورده است. RFID فرکانس پایین در طی بیش از یک دهه در برخی محیطهای صنعتی در دنیا استفاده می شد، اما تصمیم اخیر فروشگاه های زنجیره‌ای Walmart و وزارت دفاع آمریکا (DoD) در دستور به تأمین کنندگان تجهیزاتشان برای استفاده از RFID با فرکانس بسیار بالا بعنوان ابزار مدیریت منابع، توجه همه جانبه‌ای را در محیطهای صنعتی و علمی بسوی آن جلب کرده است.

ارائه کنندگان این فناوری معتقدند که RFID به میزان زیادی از هزینه ها خواهد کاست و با افزایش قابلیت رؤیت تمام زنجیره تامین ، ما را گامی به سوی یکپارچگی واقعی و زنجیره تامین مجازی به پیش می‌برد. در مقابل، منتقدین بر این نظرند که چالشهای فنی بزرگی مانند هماهنگی با زیرساخت IT موجود و قیمت بالای تگ های RFID و نیاز به تغییرات ساختاری برای تطبیق با آن مانند تغییر در شیوه پردازش داده های تجاری، مانع استفاده از این فناوری است. مانع بزرگ دیگری که بر سر راه گسترش RFID است، استانداردهای آن است. در تجارت جهانی، مشکل سازگاری بین سیستمهای RFID در نقاط مختلف جهان، مصرف کنندگان را از سرمایه گزاری عمده بر روی این فناوری باز می دارد.

 در این مقاله ضمن مروری کلی بر انواع استاندارد ها و فرکانسهای مورد استفاده در فناوری RFID ، دیدگاهی کلی از مشکلات فعلی استاندارد سازی RFID را خصوصاً از دو بعد ایجاد استاندارد و استفاده از استاندارد ارائه می کند. تحلیلهای ارائه شده در این مقاله بر اساس اطلاعات شرکتهای سازنده، شرکتهای درگیر در امر توسعه و استفاده از RFID، مقالات روزنامه ها، کتابهای چاپ شده در این زمینه و گفتگو با متخصصین درگیر امر استاندارد سازی RFID  است.

پس از توصیف مختصری از فناوری RFID و شناخت برخی مشکلات توسعه و استفاده از آن، در بخش های بعدی به دو مرحله استاندارد سازی RFID می پردازیم : ایجاد استاندارد و استفاده از استاندارد تا چالشهای پیش روی استاندارد سازی را روشن کنیم.

 

·        سامانه‌های شناسایی خودکار (Auto-ID systems) :

در سالهای اخیر روشهای شناسایی خودکار (Auto-ID) در میان صنایع، حرفه ها و شرکتهای مختلف عمومیت یافته اند. از این روشها برای جمع آوری اطلاعات در مورد افراد، حیوانات، کالاها و محصولات در حال حمل استفاده می شود. سامانه های عمومی شناسایی خودکار عبارتند از:

-       بارکد (Barcode)

-       شناسایی نوری حروف (OCR)

-       تشخیص صدا

-       انگشت نگاری

-       کارتهای هوشمند (کارتهای حافظه دار کارتهای دارای ریز پردازنده)

-        RFID

جدول 1  (در انتهای مقاله) ، ضمن مقایسه روشهای فوق  مزایا و معایب هر یک را نیز نشان می دهد.

 

 

  • مشخصات سامانه RFID :

RFID ، روش شناسایی منحصر به فرد اشیاء با استفاده از امواج رادیویی است. با استفاده از فناوری RFID می توان بطور خودکار و بدون دخالت انسان و به سرعت و سهولت، اطلاعات مربوط به تولید، مکان، زمان و مبادلات را جمع آوری نمود. یک سیستم RFID شامل یک تگ خوان(Reader یا Interrogator)، فرستنده و گیرنده (transponder) یا برچسب (tag) و آنتنهای آنهاست. تگ خوان ، امواج رادیویی را از طریق آنتن خود ارسال نموده و برچسب، آنرا از طریق آنتن دریافت می کند. برچسب با تگ خوان برای بررسی و مبادله اطلاعات، ارتباط برقرار می‌کند. پس از اینکه تگ خوان اطلاعات را دریافت و بررسی کرد، آنها را برای پردازش و مدیریت به یک رایانه می‌فرستد.

 

 

تگ خوانهای RFID شامل قفلهای خودکار و اسکنرهای دستی قابل حمل و یا ثابت هستند و اغلب به یک رایانه متصلند و مانند دستگاههای بارکد خوان از آنها استفاده می‌شود. تگ  ها، کارتهای هوشمند یا تگ  های هوشمندی هستند که شامل یک تراشه اند که از یک پردازنده و یک گیرنده و فرستنده و یک آنتن برای ارسال و دریافت داده ها از طریق امواج رادیویی، تشکیل می‌شوند. بسته به اندازه آنتن و پروتکل ارتباطی، محدوده تحت پوشش تا چندین متر می رسد. در مقایسه با بارکد، تگ خوان می تواند بدون داشتن دید مستقیم و ارتباط فیزیکی، اطلاعات را دریافت کند. همچنین تگ ها می توانند اطلاعات بیشتری را ذخیره کرده و در مقابل سایش و آلودگی، ایمنی بیشتری دارند. مزیت عمده RFID ، جمع آوری موازی داده هاست : یک تگ خوان می تواند تا 200 تگ  را بصورت همزمان قرائت کند. تگ ها سه نوع فعال، نیمه فعال و غیر فعال دارند. در نوع فعال، انرژی مورد نیاز برای انتقال اطلاعات توسط تگ ، از یک منبع خارجی انرژی مثل باتری تأمین می شود. برد عملیاتی این نوع تگ ها به چندین کیلومتر می رسد و برای رهگیری کالاهای مهم و گران قیمت استفاده می شوند. قیمت این نوع تگ ها بیشتر از بقیه انواع تگ هاست. در نوع نیمه فعال، تگ  مجهز به منبع تغذیه خارجی است و با دریافت امواج رادیویی از دستگاه قرائت، شروع به کار می کند. برد عملیاتی این تگ  تا 10 متر می رسد. در نوع غیر فعال، انرژی مورد نیاز برای انتقال داده ها، از امواج ارسالی از تگ خوان حاصل می شود. آنتن متصل به دستگاه قرائت، تگ  را فعال کرده و داده ها را با انتشار پالسهای بی سیم منتقل می‌کند. برد این نوع تگ  ها تا 3/3 متر می رسد.

 

·        چالشهای موجود بر سر راه توسعه RFID :

 

چالشهای مرتبط با فناوری RFID را می توان در 4 دسته تقسیم بندی کرد:

1- فروشگاه های لوازم RFID انباشته از وسایلی با تولید کنندگان مختلف است که هر یک تولیدات و خدمات خاص و متفاوتی را ارائه می‌دهند. سامانه‌های موجود دارای محدوده فرکانسی متفاوت، روشهای انتقال داده متفاوت و ... هستند. برای یک مشتری معمولی تشخیص مزایا و معایب این ابزارهای متفاوت، مشکل است.

2- بدلیل عدم یکپارچگی بازار و وجود تولیدات و خدمات مختلف RFID، هزینه کلی تجهیز شدن به RFID روشن نیست. سوای این حقیقت که قیمت هر تگ  از 5/0 تا 8/0 یورو است، محاسبه قیمت دقیق اجزاء برای تحلیل سود و زیان، به دلیل تعدد متغیرهای ناشناخته مشکل است. در تحلیل هزینه پیاده سازی RFID، نه تنها باید قیمت تگ ها و دستگاه های قرائت را در نظر گرفت بلکه هزینه های دیگری نظیر سیستمهای جانبی، نرم افزار و هزینه یکپارچه سازی را نیز باید در نظر داشت.

3- در رسانه ها بحث اغلب به این موضوع کشیده می‌شود که آنچه بعنوان مزیت در برابر هزینه صورت گرفته در نظر داریم، کاهش هزینه ها و افزایش نظارت بر منابع است. اگر این انتظارات برآورده نشود، مشتریان از روی آوردن به RFID خود داری می کنند. بعلاوه اینکه مشکلاتی از نظر سلامتی و حریم خصوصی در استفاده از RFID وجود دارد.

4- فناوری های RFID نیازمند تلاش وسیعی برای استاندارد سازی هستند. تفاوت استانداردهای RFID، مشکل بزرگ امنیت سرمایه گذاری وسیع در سطوح مختلف فناوری RFID (نظیر پروتکل های واسط، ساختار داده ها و ...) هستند. آنچه که بر طول عمر استانداردها اثر می‌گذارد، همگرا نبودن علائق و وجود استانداردهای مختلفی است که در کنار هم و بطور موازی وجود دارند.

 تصور می‌رود که طول عمر استانداردها در این زمینه به  دو موضوع بستگی دارد : ایجاد استاندارد و استفاده از استاندارد. بخش بعدی مقاله به روشهای موجود در ایجاد استاندارد RFID با تمرکز بر روی دو روش EPC و ISO می پردازد. EPC روشی حاکم در محیطهای تجاری بزرگ است و توسط گروه بزرگی از شرکتهای تجاری استفاده می شود. در مقابل ISO گسترش بیشتری در سطح صنایع بین المللی دارد و روشی جامع برای استاندارد سازی است. دلایل استاندارد سازی در بخش دوم مقاله مورد بحث قرار می گیرد.قبل از آن مناسب است نگاهی گذرا به انواع فرکانسهایی که در فناوری RFID  مورد استفاده قرار می گیرند داشته باشیم.

 

  • فرکانسهای مورد استفاده در RFID :

 

فرکانسهای مورد استفاده در RFID  بصورت خلاصه در شکل 2 نشان داده شده است. شکل 3 نیز محدوده جغرافیایی که فرکانسهای باند UHF در آن استفاده می شوند را نشان می دهد. همچنین در جدول2 (انتهای مقاله ) ، مشخصات کلیدی و نمونه‌ای از کاربردهای این فرکانسها آورده شده است. قابل ذکر است که با پیگیریهای انجام شده توسط مولفان و شرکت بینا پرداز موضوع تخصیص باند اختصاصی برای کاربردهای RFID  در دستور کار سازمان تنظیم مقررات و ارتباطات رادیویی کشور قرار گرفته است.

 

 

شکل 2 فرکانسهای قابل استفاده و عملی در RFID

 

 

شکل 3- محدوده جغرافیایی که فرکانسهای باند UHF در آن استفاده می شوند

 

·        استانداردهای RFID :

 

بعلت عدم توافق بر سر استاندارد واحد از سوی تولید کنندگان قطعات و مؤسسات توسعه فناوری در این زمینه، استانداردهای مختلفی در سطح جهان با کاربردهای بین المللی و ملی برای این فناوری و ابزارهای مرتبط با آن وضع شده اند. جدول 3 حاوی اطلاعاتی از معروف ترین این استانداردهاست.

دو شیوه فراگیر در استاندارد سازی RFID عبارتند از ISO  و EPC جهانی که در ادامه، این دو روش عمده استاندارد سازی RFID با هم مقایسه شده و تعارضات موجود در این عرصه نشان داده می شوند.

 

  •  ISO :

استانداردهای RFID برای اولین بار در اوایل دهه 1990 و به هنگامی وارد بازار شدند که کمیته CEN TC255 که در زمینه بارکد فعال بود، توجه خود را بر روی روشهای خودکار تشخیص هویت متمرکز نمود. در اوایل دهه 90، استاندارد سازی تشخیص خودکار هویت در اروپا به عهده CEN (کمیته TC255) بود. با این حال در سال 1995 کمیته مشترکی از ISO IEC JTC1  تحت عنوان SC31 برای استانداردسازی روشهای خودکار تشخیص هویت براساس کارهای پیشین CEN بر روی استانداردهای RFID ، ایجاد شد. مورد دیگری که بر روی کار ISO در مورد RFID اثر گذاشت، کار بر روی GTag برای استاندارد سازی رهگیری دارایی ها و تدارکات بود که توسط UCC و EAN و گروهی از شرکتهای بین المللی مثل فیلیپس، Intermec و Gemplus در سال 2000 عرضه شد.

اعضای کمیته های SC31 ، نمایندگان استانداردهای ملی مثل کمیته انگلیسی BSI IST34 برای استاندارد بارکد، بودند که به همکاری با CEN TC255 تمایل داشتند. بعنوان یک نتیجه، سه سطح مختلف از علایق در رویه ISO می توان دید : فردی، سازمانی و ملی.

استانداردهای ISO برای RFID ، 4 حوزه مختلف را تحت پوشش دارند : فناوری ( ISO 18000 شامل استانداردهای ارتباطی که توسط کمیته SC31 توسعه یافته است)، محتوای داده ها (ISO 15418 ) ، همنوایی و کارایی (ISO 18046) و استانداردهای کاربرد (ISO 10374) . استانداردهای ISO که در سطح بسیار بالایی تعریف شده اند بر روی ارتباط متمرکزند نه بر روی داده هایی که جابجا میشوند. بعنوان نتیجه، استانداردهای ISO ، کلی بوده و بدون در نظر گرفتن داده هایی که جابجا می شوند، قابل پشتیبانی توسط هر سیستمی و در هر زمینه‌ای هستند.

 

  •  EPC :

به موازات تلاشهای استاندارد سازی ISO ، MIT و UCC  با همکاری برخی شرکتها مانند Procter & Gamble ، Gilette ، Wal-Mart ، Coca Cola ، Unilever ، Tesco، Carrefour و Ahold  کنسرسیوم Auto-ID را برای تحقیق در زمینه استاندارد سازی و فناوری RFID ، در سال 1999 تشکیل دادند.

همانطور که اعضایAuto-ID   بیشتر می شدند و با افزایش نیاز به مشروعیت جهانی استانداردها، اعضا متوجه شدند که نیاز به ایجاد یک استاندارد رسمی است که بتواند پیگیر کارهای استاندارد سازی و تجاری سازی صورت گرفته توسط Auto-ID باشد. نهاد جدیدی با عنوان EPC در اکتبر 2003 با سرمایه گزاری مشترک EAN و UCC ایجاد شد. از آنجایی که Auto-ID تحقیق بر روی فناوری RFID را ادامه می داد، تمرکز EPC بر استاندارد سازی و تجاری سازی قرارگرفت.

در مقابل استانداردهای ISO که استانداردهای کلی هستند، استانداردهای EPC استانداردهای خاص هستند. استانداردهای EPC تگ  و روش ارتباطی را بر اساس نوع داده انتقالی تشریح می کنند. این استانداردها اجزای فیزیکی تگ ها و دستگاه‌های قرائت را بدون بیان مشخصات کلی آنها تعیین می کنند. این استانداردها بسیار محدود ترند مثلاً در مقایسه با ISO که برای ارتباط تمام محدوده فرکانسی را پوشش می دهد، بهره برداران EPC تنها در محدوده باند UHF از فرکانس 860 تا 930 مگاهرتز و یک فرکانس 56/13 مگاهرتز استفاده می کنند. استانداردهای EPC با وجود استفاده از منابع سازمانهای مادر، جدای از رویه کلی استاندارد سازی EAN UCC عمل می کنند. این تمایز بخاطر تفاوت در طبیعت استانداردها و نیاز به یک رویه استاندارد سازی سریع، لازم است .

 

  • مقایسه ISO و EPC

جدول 4، این دو استاندارد را  بر اساس مشخصات سازمانی و رویه آنها در استاندارد سازی مقایسه کرده است. از آنجایی که ISO مدعی رویه‌ای قانونی برای منعکس کردن نیازهای جهانی است، پشت گرمی EPC به حمایت صنایع و سرعت عملکردش است. فرآیندهای ISO و EPC را می توان بعنوان مکمل درنظر گرفت. با این وجود برای حامیان هر دو استاندارد وجود یک استاندارد جهانی مهم است. درصورتی که در کشورهای مختلف بر روی روشهای گوناگون فناوری RFID سرمایه گذاری شود، منافع حاصل از استاندارد سازی، ازبین خواهد رفت.

به نظر می رسد که از سال 2005 ، همگرایی بین این دو استاندارد بیشتر شده است و دولتها و سازمانهای درگیر در امر استاندارد سازی، تلاش برای یکنواخت سازی استانداردها را افزایش داده اند. در فوریه 2005، مشخصات EPC UHF Gen2 در مجمع EAN در بروکسل بصورت رسمی تصویب شد و تسلیم ISO گردید. امید است که این کار باعث خاتمه دادن به کشاکش بین رویه ISO و EPC در استاندارد سازی گردد. دانشمندان و مطبوعات خوشبین اند که این استاندارد به سرعت توسط ISO پذیرفته شود.

 

 

 

 

·        معرفی  iP-x  و مقایسه آن با EPC :

 iP-x یک پروتکل تبادل داده در فناوری RFID  است که توسط شرکت iPico واقع در افریقای جنوبی ارائه شده است و بررسی آن به عنوان یک استاندارد جهانی اخیرا در دستور کار ISO قرار گرفته است. این پروتکل در کاربردهایی که Tag با سرعت زیاد در حرکت است، مزیتهای بیشتری نسبت به EPC دارد.اساس پروتکل iP-x بر مبنای پروتکل TTO یا Tag Talks Only است.در این پروتکل هر تگ به محض احساس وجود یک تگ خوان در اطراف خود با ارسالID  یا کد شناسایی خود اعلام وجود می کند.در این حال ، تگ خوان هیچگونه دیتا یا تاییدیه ارسال نمی کند بلکه فقط به محیط گوش داده و لیستی از ID تگهای دریافتی را تهیه می کند.در این روش چون هیچگونه سرکشی یا polling انجام نمی‌شود و هیچگونه فرمانی نیز از سوی تگ خوانها صادر نمی شود ، تداخل تگ خوانها به حداقل می رسد.

نوعا تراشه های RFID  مبتنی بر پروتکل iP-x  فقط خواندنی (Read Only) ،در چهار بازه مختلف 1، 4، 16، یا 64کیلوبیت  تقسیم بندی و تنظیم می شوند.بازه 4 کیلوبیتی امکان خواندن تگهای با سرعت خیلی زیاد تا 360 کیلومتر در ساعت را می دهد.بازه 64 کیلوبیتی برای قرائت تعداد خیلی زیاد تگها کاربرد دارد.این بازه برای تعداد بیش از 800 تگ به اشباع می رود اما همچنان تگهای با سرعتm/s  5 را می‌تواند قرائت کند.این بازه برای کاربردهای مدیریت زنجیره تامین بسیار مناسب است.به طور خلاصه مهمترین ویژگیهای پروتکل iP-x  عبارتند از:

-       iP-x طیف بسیار کمی لازم دارد و میزان تداخل بین تگ خوانها و نیز بین تگ و تگ خوان صفر یا حداقل است.

-       در محیطهای نویزی و نامناسب برای RF  مقاوم است.

-       ساختار حافظه Flat  آن هرگونه سیستم عددی EPC,UTD,.. را پشتیبانی می کند.

-       در تمام کاربردهای RFID  از جمله EVI,SCM و .. قابل استفاده است.

-       امکان عملکرد در حالتهای فقط خواندنی و یا خواندنی / نوشتنی

-       امکان استفاده از تعداد زیادی تگ خوان در مجاورت یکدیگر( بر خلاف پروتکل EPC C/G2 که به دلیل سطح تذاخل زیاد امکان مجاورت تگ خوانها در آن وجود ندارد.)

شکل 4 نحوه عملکرد این دو پروتکل  را با هم مقایسه کرده است:

 

شکل4  : مقایسه دو پروتکل  iP-x و  EPC

 

 

 

  • استفاده از استانداردهای RFID

امروزه از RFID برای رهگیری و شناسایی قطعات و کالاهایی که در طبقات فروشگاه ها و انبارها در حال جابجایی اند، استفاده می شود. از لحاظ فنی، RFID بدون وجود دید مستقیم قادر به رهگیری چندین کالا در آن واحد است. لذا سیستمهای RFID  ابزاری مناسب برای نظارت بر منابع با کاهش هزینه و اتلاف وقت هستند. از کاربران عمده این فناوری، فروشندگان بزرگ هستند که با آن به رهگیری دارایی ها و جمع آوری اطلاعات فروش و رفتار خریدی مشتریان می پردازند. از کاربران دیگر، صنایع اتوماسیون هستند که از RFID در فرآیند تولید جهت رهگیری قطعات استفاده می کنند. منافع ادعایی RFID شامل افزایش بازده منابع مانند کاهش هزینه حمل و نقل و بهره برداری، پیشگیری از بسته بندی اشتباهی کالا به هنگام انتقال و کاهش کلاهبرداری است.عواملی که در استفاده از استانداردهای RFID نقش دارند ، تولید کنندگان قطعات، ارائه دهندگان فناوری ، مشاورین و شرکتهای بهره بردارند. از آنجا که ارائه دهندگان فناوری از RFID برای فروش فناوری های خود استفاده می کنند، منافع زیادی را برای RFID ذکر می کنند، اما توزیع این منافع واضح نیست. سوای واضح نبودن منافع، عوامل دیگری هم مانع از گسترش فناوری RFID هستند. مثلاً به نظر می رسد که فناوری استاندارد RFID آنقدر رشد نکرده است که رضایت مصرف کنندگان را فراهم کرده و نیازهای آنها را برآورده سازد یا با سیستمهای IT موجود قابل یکپارچه شدن باشد. تحت این شرایط مصرف کنندگان در مورد استانداردها و تحلیل واقعی سود و زیان فناوری دقت لازم را به عمل نمی آورند.

فناوری RFID بعنوان یک فناوری عمومی و روزمره در تجارت در نیامده است. در اغلب موارد از RFID بصورت داخل سازمانی استفاده می‌شود و این نشان دهنده این موضوع است که استاندارد سازی RFID در دستور کار فوری نیست. برای مصرف کنندگان در حال حاضر مهم این است که "این سیستم فقط کار کند". تا وقتی که مشکلات فنی اولیه در راه توسعه RFID حل نشوند، استاندارد سازی تنها یک دل مشغولی جزئی برای مصرف کنندگان خواهد بود. با این وجود و تحت قیمومیت شرکتهای فروش کالا، RFID نقش مهمی در بین فروشندگان کالا یافته است.

 

·        نتیجه گیری

در این مقاله سعی شد اشنایی کلی با فرکانسها و استانداردها ی مورد استفاده در فناوری RFID  ارائه شود. ملاحظه شد که قلمرو استانداردهای RFID شامل دو حوزه اصلی متمایز ولی دارای همپوشانی است : ISO و EPC . با این وجود به یک استاندارد واحد و جهانی نیاز است. مزایای استاندارد سازی در صورتی که هر کشور برای خود به تحقیق در مورد فناوریهای مختلف RFID بپردازد، از بین خواهند رفت.امروزه از دیدگاه مصرف کنندگان با وجود تمام وعده های داده شده از سوی فروشندگان و مشاورین فناوری RFID در مورد بالا رفتن میزان فروش این فناوری و خدمات مرتبط با آن، هنوز در مراحل اولیه پیاده سازی است. از داده های جمع آوری شده در مصاحبه ها، به نظر می‌رسد که این روند برای 5 سال ادامه داشته باشد. به دلیل فشارهای بازار و هزینه ها، برخی از صنایع مانند اتوماسیون و فروشندگان کالا، در توسعه این فناوری بر دیگران پیشی گرفته اند.

با وجود آگاهی سازمانها از مزایای استفاده از RFID ، برخی سؤالات هنوز بی جواب مانده‌اند. مصرف کنندگان بالقوه RFID از یک سو به منافع حاصل از آن چشم دوخته اند و از سویی از نبود پایه تجاری صحیح برای آن شکایت دارند. جدای از سؤالاتی درباره هزینه و میزان سرمایه گذاری بر روی سیستمهای RFID (مثلاً قیمت تگ  ها از قیمت بارکد بسیار بالاتر است) ، این فناوری هنوز در برخی زمینه ها مثل از کار افتادن آنتن ها، محدوده کوچک تحت پوشش و نبود پروتکل ارتباطی استاندارد و واحد، کارایی و ساختار داده ها دارای ضعف است.

افراد مرتبط با RFID دارای علایق مختلف و روش حرکت گوناگون به سوی این فناوری هستند. نحوه درگیر بودن هر عامل در استاندارد سازی به نقش آن در زمینه RFID بر می گردد. شکاف واضحی بین استانداردهای RFID و پیاده سازی آن وجود دارد. از آنجاییکه فروشندگان RFID با ISO و EPC همکاری دارند، اولین کسانی که از این همکاری بهره مند می شوند، مصرف کنندگان هستند زیرا با توجه به نیازشان می توانند فناوری مناسب را تهیه نمایند. از نظر مشتریان، باید به ایجاد استاندارد برای مصارف خاص RFID ، بیشتر توجه نمود وگرنه صنایع با این خطر مواجه می شوند که صدای آنها به گوش تعریف کنندگان استاندارد مانند EPC نخواهد رسید.

 


جدول 1 مقایسه روشهای مختلف شناسایی خودکار

 

مشخصات سامانه

بارکد

OCR

تشخیص صدا

شناسایی اثر انگشت

کارت هوشمند

RFID

میزان اطلاعات (Byte)

1 تا 100

1 تا 100

-

-

16 تا K64

16 تا K64

تراکم داده ها

کم

کم

زیاد

زیاد

بسیار زیاد

بسیار زیاد

خوانایی ماشین

خوب

خوب

گران قیمت

گران قیمت

خوب

خوب

قابلیت خواندن توسط اشخاص

مشروط

ساده

ساده

مشکل

غیر ممکن

غیر ممکن

تأثیر رطوبت/گرد و غبار

بسیار زیاد

بسیار زیاد

-

-

ممکن است

بسیار زیاد

تأثیر پوشش

عمل نمی کند

عمل نمی کند

-

ممکن است

-

اثری ندارد

تأثیر جهت و موقعیت

کم

کم

-

-

یک جهته

اثری ندارد

فرسایش

مشروط

مشروط

-

-

تماسی

اثری ندارد

هزینه های عملیاتی (مثلاً چاپگر)

کم

کم

ندارد

ندارد

متوسط

ندارد

کپی برداری و تغییردادن بدون مجوز

کم

کم

ممکن است (نوار ضبط صوت)

غیر ممکن

غیر ممکن

غیر ممکن

سرعت خواندن (شامل بررسی داده‌ها)

کم

حدود 4 ثانیه

کم

حدود 3 ثانیه

بسیار کم

بیش از 5 ثانیه

بسیار کم

بیش از 5 تا 10 ثانیه

کم

حدود 4 ثانیه

بسیار سریع

حدود 5/0 ثانیه

حداکثر فاصله بین ارسال کننده و دریافت کننده داده ها

0 تا 50 سانتیمتر

کمتر از 1 سانتیمتر

0 تا 50 سانتیمتر

اتصال مستقیم

اتصال مستقیم

0 تا چند کیلومتر بسته به نوع تگ

 


جدول 2- فرکانسهای استاندارد بکار رفته در RFID

 

فرکانس

مشخصات کلیدی

نمونه کاربرد

فرکانس پایین (LF)، کمتر از KHz135

-  کاربرد وسیع از سال 1980

-  در کنار مایعات و فلزات خوب جواب می دهد

-  نرخ ارسال اطلاعات کم است

-  محدوده قرائت در حد چند سانتیمتر است

-  ارزان قیمت

-  در اغلب کشورها برای این باند فرکانسی نیاز به اخذ مجوز نیست

-  شناسایی حیوانات

- اتوماسیون صنعتی

-  کنترل موجودی

-  کنترل دسترسی

فرکانسهای MHz95/1 ، MHz25/3 ، MHz75/4 ، MHz2/8

 

-  سامانه نظارت الکترونیکی بر کالاها (EAS) که در فروشگاهها استفاده می شود

فرکانس بالا (HF) ، MHz56/13

-  کاربرد وسیع از اواسط دهه 90

-  استاندارد در تمام جهان

-  محدوده قرائت وسیعتر ( بیشتر از یک متر)

- قیمت تگ  آن کمتر از نوع LF است

-  کارائی ضعیف درمجاورت اشیاء فلزی

-  نرخ ارسال اطلاعات بیشتر از LF

-  کارتهای هوشمند پرداخت

-  کنترل دسترسی

-  ضد جعل

-  ردگیری اقلام مانند کتاب، چمدان و ...

-  قفسه های هوشمند

-  شناسایی و نظارت بر اشخاص

- EAS و کاربردهای علمی، طبی و صنعتی (ISM)

MHz125/27

 

- کاربردهای ISM

430 تا MHz460

 

کاربردهای ISM در اروپا و آفریقا

05/433 تا MHz79/434

 

کاربردهای ISM در اروپا، آمریکا و ژاپن

865 تا MHz868

 

کاربردهای ISM در اروپا

866 تا 869 و 923 تا MHz925

 

کاربردهای ISM در کره جنوبی

902 تا MHz928

 

کاربردهای ISM در آمریکا و کانادا

952 تا MHz954

 

کاربردهای ISM در ژاپن

902 تا MHz916

 

کاربردهای ISM در آمریکای شمالی و جنوبی

918 تا MHz926

 

کاربرد در استرالیا با فرستنده های دارای EIRP کمتر از 1 وات

فرکانسهای بسیار بالا (UHF) ، 433 و 860 تا MHz930

- مورد استفاده از اواخر دهه 90

- مسافت قرائت بیشتر از HF ( بیش از 3 متر) این مسافت برای تگ های فعال در فرکانس 433 مگاهرتز تا چند صد متر هم می رسد

- توانایی بالقوه در کاهش قیمت تگ ها

-  مشکلات عدم تطابق بخاطر قوانین منطقه ای

-  مستعد تداخل

زنجیره تأمین و تدارکات مانند:

- کنترل موجودی

- مدیریت انبار

- ردگیری سرمایه

 

امواج مایکروویو 45/2 تا 8/5 گیگاهرتز

- انتقال سریع اطلاعات

- در حالتهای فعال و نیمه فعال

- محدوده قرائت مشابه UHF

- کارائی ضعیف در مجاورت مایعات و فلزات

- کنترل دسترسی

- پرداخت خودکار عوارض

- اتوماسیون صنعتی

- حمل و نقل ریلی

- تشخیص خودرو

2350 تا MHz2450

باند مخصوص کاربردهای ISM که در اغلب نقاط دنیا مورد استفاده است. استاندارد IEEE 802.11 این باند را بعنوان باند مورد قبول برای کاربردهای RF ، پخش طیفی (Spread Spectrum) و سامانه های باند باریک معرفی می نماید.

 

2400 تا MHz2500

 

استفاده در آمریکای شمالی، اروپا و ژاپن

5400 تا MHz6800

این باند به کاربردهای آینده اختصاص یافته است. FCC یک طیف MHz75 بین فرکانسهای 85/5 تا GHz927/5 برای خدمات حمل و نقل هوشمند (ITS) اختصاص داده است.

 

725/5 تا GHz875/5

 

کاربرد در آمریکای شمالی، اروپا و ژاپن

24 تا GHz25/24

مناسب برای حسگرهای درحال حرکت

هنوز مورد استفاده قرار نگرفته است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 3 -  استانداردهای مرتبط با RFID

 

استاندارد

کاربرد

توضیح

فرکانس

CEPT T/R 60-01

تشخیص حرکت

تجهیزات تعیین محل نقاط با استفاده از امواج رادیویى با توان پایین برای تشخیص و اعلام حرکت (EAS)

-

CEPT T/R 22-04

پرداخت الکترونیکی عوارض

تطبیق باندهای فرکانسی برای سامانه های اطلاعات حمل و نقل جاده ای (RTI)

-

EN 50061

دستگاه تنظیم کننده ضربان قلب

ایمنی کاشت دستگاه تنظیم کننده ضربان قلب برای پیشگیری از عملکرد سوء آن بعلت تداخلات الکترومغناطیسی

-

EN 300

حمل و نقل جاده‌ای

مخابرات موبایل

سازگاری الکترومغناطیسی و طیف رادیویی

9KHz تا 25GHz

EN 301

رادیو موبایل

استاندارد سازگاری الکترومغناطیسی برای تجهیزات و خدمات رادیویی

-

ERC/DEC 92-02

حمل و نقل جاده ای

باندهای فرکانسی مورد استفاده در حمل و نقل جاده ای

-

ERC/DEC 01

ابزارهای ارتباطی برد کوتاه

ابزارهای ارتباطی برد کوتاه

-

ISO 7810

کارتهای شناسایی

مشخصات فیزیکی کارتهای شناسایی

-

ISO 7816

کارتهای شناسایی

کارتهای شناسایی با مدارات مجتمع تماسی

-

ISO 9798

تشخیص شناسایی

فنون امنیتی فناوری اطلاعات در تشخیص هویت

-

ISO 10373

کارتهای شناسایی

روشهای آزمایش کارتهای شناسایی

-

ISO 10374

کانتینر حمل بار

شناسایی خودکار کانتینرهای حمل بار

2.45GHz

ISO 10536

کارتهای شناسایی

کارتهای شناسایی با مدارات مجتمع تماسی

-

ISO 11784/11785

شناسایی احشام

ISO 11784 ساختار کدی که برای شناسایی حیوانات استفاده می‌شود را تعیین می‌کند. ISO 11785 راهکار تکنیکی ارتباط تگ‌خوان و تگ را برای شناسایی حیوانات تعیین می‌کند.

134.2 KHz

ISO 14223

شناسایی احشام

پروتکل ارتباطی و ساختار دستورات

-

ISO/IEC 14443

کارتهای شناسایی

این استاندارد برای کارتهای شناسایی که از فاصله نزدیک خوانده می‌شوند بکار می‌رود. همچنین شامل استانداردهایی برای مشخصه‌های فیزیکی، توان فرکانس رادیویی و واسط سیگنال و پروتکل ضد‌تداخل و ارسال در کارتهای شناسایی که تا فاصله 10 سانتیمتر خوانده می‌شوند، می‌باشد.

13.56 MHz

ISO/IEC 15693

کارتهای شناسایی

این استاندارد برای کارتهای شناسایی که از فاصله نزدیک خوانده می‌شوند بکار می‌رود. همچنین شامل استانداردهایی برای مشخصه‌های فیزیکی، توان فرکانس رادیویی و واسط سیگنال و پروتکل ضد‌تداخل و ارسال در کارتهای شناسایی که تا فاصله 1 متر خوانده می‌شوند، می‌باشد.

13.56 MHz

ISO 15961

مدیریت کالا

دستورات و قابلیتهای تگ ها

-

ISO 15962

مدیریت کالا

شکل داده ها

-

ISO 15963

تگ  ها

شناسایی یگانه تگ ها

-

ISO 17363 DRAFT

مدیریت بار (کانتینرها)

برای کاربردهای زنجیره تامین در زمینه حمل کانتینرها

433 MHz

ISO 69873

انتقال داده ها

ابعاد حاملهای داده و  فضایی که اشغال می کنند.

-

ISO/IEC 18000

مدیریت بار

یک استاندارد برای خطوط هوایی

-

بخش 2

Below

135 KHz

بخش 3

13.56 MHz

بخش 4

2.45 GHz

بخش 6

860-960 MHz

بخش 7

433 MHz

ISO/IEC TR24729-2

بازیافت

راهنمای کاربرد در بازیافت تگ‌های RFID

Not applicable

S-918-00

حمل و نقل ریلی

شناسایی خودکار ابزارها در حمل و نقل ریلی

-

VDE 0848

ایمنی

ایمنی انسانها در میدانهای الکترومغناطیسی با فرکانس 0 تا 300GHz

-

VDE 0750

دستگاه تنظیم کننده ضربان قلب

ایمنی کاشت دستگاه تنظیم کننده ضربان قلب برای پیشگیری از عملکرد سوء آن بعلت تداخلات الکترومغناطیسی

-

EPC Version 1.0/1.1 Specifications

زنجیره تامین

استاندارد معینی که موقعیت فیزیکی تگ، ساختار کدگذاری تگ و خصوصیات اطلاعات تگ را تعیین می‌کند.

-

خصوصیات تگ RFID کلاس صفر 900 MHz

900 MHz

فرکانس رادیویی تگ RFID کلاس یک 860-930 MHz و خصوصیات واصل ارتباطی منطقی

860-930 MHz

AIAG B-11

شناسایی تایر و چرخ

استاندارد صنعت وسایل نقلیه برای شناسایی چرخ و تایر

862-928 MHz

2.45 GHz

ANSI 256

دستگاه های RFID

استاندارد ملی آمریکا برای تعیین API مناسب  بین نرم افزار  تگ  و دستگاه قرائت

433 MHz

2.45 GHz

iP-x

حمل و نقل سرعت بالا

توسط شرکت iPico ارائه شده است. این استاندارد در کاربردهایی که Tag با سرعت زیاد در حرکت است، مزیتهای بیشتری نسبت به EPC دارد.

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 4 -  مقایسه دو استاندارد ISO و EPC  بر اساس مشخصات سازمانی و رویه آنها در استاندارد سازی

 

مشخصه ها

ISO

EPC

عضویت

تولید کنندگان RFID

مصرف کنندگان بزرگ مانند فروشندگان

منابع

داوطلبان

مشاورین داخلی از شرکتهای بزرگ

مشاورین خارجی از شرکتهای کوچکتر و سازمانهای استاندارد ملی

افراد تمام وقت

دانشگاه ها (MIT)

UCC انجمن صنفی که بر روی بارکد کار می کند

فرآیند

استاندارد رسمی، واضح و روشن با رویه کند اداری

استاندارد مشارکتی، بر اساس علائق اعضا با رویه سریع

روش

رویه کلی و سطح بالا، بر روی خود داده ها تمرکز نمی کند بلکه بر روی چگونگی دسترسی آنها متمرکز است:

v      طریقه ارتباطی

v  روشهای دسترسی داده های سطح بالا

v  ساختارهای بلوکی و نه کاربردها

رویه اختصاصی، تمرکز بر روی داده ها :

v      انتقال و دسترسی داده ها

v  مشابه سیستم بارکد (مرکزیت EPC ، GTIN است.)

روش ارتباطی

پوشش کل محدوده فرکانسی

فقط UHF

تراشه ها

بزرگتر، هوشمند تر، تراشه های فعال ، گرانتر

تراشه های کوچکتر و در نتیجه اقتصادی تر

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

منابع :

 

1. Brewin, 2003, “RFID users differ on standards”, ComputerWorld, October 27, 2003.

 

2.www.accenture.com

 

3. http://www.rfidjournal.com.

 

4. http://archive.epcglobalinc.org/aboutthecenter_oursponsors.asp.

 

5. http://www.infomax-usa.com/rfid.htm.

 

6. RFID Handbook, Fundamentals and Applications in Contactless Smart Cards and Identification

     Klaus Finkenzeller ,Giesecke & Devrient GmbH, Munich, Germany ,Second Edition , 2003.

 

7. RFID+ Exam Gram , By  OTA Training , Eva Zeisel, Robert Sabella ,Publisher: Que , 2006.

 

    8. RFID Field Guide: Deploying Radio Frequency Identification Systems ,Bhuptani Manish, Moradpour Shahram , Prentice Hall PTR ,  2005 .

 

9. RFID Essentials ,  Himanshu Bhatt, Bill Glover , Publisher: O'Reilly ,2006 .

 

10. Current issues in RFID standardization , Martina Gerst, Raluca Bunduchi, Ian Graham , 2004 .

 

11. RFID: Frequency, standards, adoption and innovation ,  Matt Ward, Rob van Kranenburg , Gaynor Backhouse, JISC TechWatch , May 2006 .

 

12- www.ipico.com

 

 

تاریخ ارسال: چهارشنبه 2 مرداد 1387 ساعت 08:24 | نویسنده: محمد روهینا | چاپ مطلب
نظرات (0)
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)
نام :
پست الکترونیک :
وب/وبلاگ :
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد