کارت RFID چیست؟

از سیستم های RFID برای شناسایی افراد و اشیاء استفاده می شوند و اجزای آنها شامل تگ (شامل یک تراشه نیمه هادی، یک آنتن و گاهی شامل باطری)، بررسی کننده یا دستگاه کارتخوان (شامل یک آنتن، یک ماژول الکترونیکی RF و یک ماژول کنترلی) و کنترل کننده (مثلا یک دستگاه کامپیوتر که بانک اطلاعاتی و نرم افزار کنترلی روی آن اجرا می شود) می باشد.                           

مبادله ی اطلاعات بین تگ RFID و بررسی کننده با استفاده از امواج رادیویی انجام می شود.

تگ و یا دستگاه فرستنده خودکار، شامل یک مدار الکترونیکی است که به شی مورد نظری که لازم است دارای یک کد شناسایی باشد، متصل می گردد. زمانی که شی دارای تگ RFID در محدوده ی بررسی کننده یا دستگاه کارتخوان قرار می گیرد، میدان مغناطیسی تولید شده توسط دستگاه کارت خوان باعث فعال شدن تگ می گردد.

• تگ های RFID می توانند اطلاعات مربوط به یک شی، مانند شماره سریال، شماره قطعه و... را در خود ذخیره کنند.

در ادامه، تگ به طور پیوسته اقدام به ارسال داده از طریق پالس های رادیویی می نماید. در نهایت داده توسط کارت خوان دریافت می شود و کارتخوان یا همان بررسی کننده، اطلاعات مربوطه را از طریق یک رابط شبکه ای مانند اترنت و یا اینترنت برای کنترل کننده ارسال می کند و کنترل کننده می تواند از این اطلاعات دریافتی در زمینه های مختلف استفاده نماید. مثلا برای محاسبه ی موجودی کالا در بانک اطلاعاتی.

• یک سیستم RFID ممکن است شامل چند بررسی کننده یا کارتخوان باشد که همگی به یک کنترل کننده متصل شده و با هم یک شبکه ایجاد می کنند.
• همچنین یک بررسی کننده یا کارتخوان RFID می تواند با بیش از یک تگ RFID ارتباط برقرار نماید.
• تگ های RFID را می توان به هر چیزی متصل نمود. از یک کفه بارگیری گرفته تا یک جعبه موجود در یک فروشگاه و یا یک انسان

تگ های RFID:

همانطور که گفتیم وظیفه ی تگ های RFID ذخیره ی داده و ارسال آن به بررسی کننده می باشد.

در ساده ترین حالت، هر تگ RFID شامل یک تراشه الکترونیکی و یک آنتن است که در یک بسته و در کنار هم قرار می گیرند. تراشه موجود در تگ های RFID از حافظه ای با قابلیت فقط خواندنی و یا خواندنی / نوشتنی به منظور ذخیره، بازیابی داده و در برخی موارد تغییر داده استفاده می نماید. برخی تگ ها ممکن است دارای یک باطری درون خود باشند که این وجه تمایز بین تگ های فعال و غیرفعال می باشد.

تگ های فعال – تگ های غیر فعال Pasive

تگ های فعال، گروهی از تگ های RFID هستند که روی برد اصلی خود یک باتری دارند (عمر مفید این باتری بین 2 تا 7 سال می باشد.) و هنگامی که لازم است داده ی ذخیره شده در خود را برای بررسی کننده یا دستگاه کارت خوان ارسال نماید، از این باتری برای کسب توان لازم جهت انتقال داده استفاده می کنند. وجود این باتری در تگ های RFID فعال این امکان را به وجود می آورد که بتوانند با بررسی کننده هایی که قدرت کمتری دارند نیز ارتباط برقرار کنند. علاوه بر این تگ های RFID فعال، معمولا حافظه ی زیادی دارند. (مثلا 128 کیلو بایت)

تگ های RFID فعال نسبت به تگ های RFID غیر فعال، بزرگ تر و پیچیده ترند و همین باعث می شود هزینه ی تولید بالاتری نیز داشته باشند.

برخلاف تگ های فعال، تگ های غیرفعال روی برد خود باتری ندارند و قدرت موردنیاز خود برای ارسال سیگنال ها را از بررسی کننده یا همان کارتخوان بدست می آورند (پس بررسی کننده ها باید دارای توان مناسبی باشند تا بتوانند این قدرت را برای تگ ها فراهم کنند). این موضوع باعث کوچک تر شدن و در نتیجه تولید با هزینه ی کمتر نسبت به تگ های فعال می شود. همچنین، تگ های RFID غیرفعال، نسبت به تگ های RFID فعال دارای حافظه ای کمتر (در حد چند کیلوبایت) می باشند.

• برخی از تگ های RFID غیرفعال، بر روی خود باتری دارند ولی از آن برای ارسال سیگنال های رادیویی استفاده نمی شود و کاربرد آن فقط فعال کردن مدارات الکترونیکی روی برد است. مثلا ممکن است یک تولید کننده مواد غذایی از تگ های RFID دارای حسگرهای حرارتی در سکوهای حمل بار خود، استفاده کند. به این صورت که پس از رسیدن درجه حرارت یک محصول خاص به یک اندازه ی مشخص، مشخصات آن توسط حسگر به طور اتوماتیک بر روی تگ ثبت 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 باتری 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) 

• حافظه فقط خواندنی حافظه ای است که نمی توان اطلاعات موجود روی آن را تغییر داد. تگ هایی که دارای این نوع حافظه می باشند، تنها یک بار (توسط تولیدکننده) و با حجم اندک (مثلا شماره سریال و یا شماره قطعه که ثابت می باشد) برنامه ریزی می گردند.
• تگ هایی از نوع RW که تگ هوشمند نیز نام دارند. این تگ ها حجم ذخیره ی بالایی دارند و از حافظه هایی با قابلیت آدرس دهی استفاده می کنند که امکان تغییر مکان محتویات موجود در حافظه را فراهم می کند. اطلاعات موجود در تگ های RW را می توان مانند یک فلاپی دیسک، چندین بار پاک و مجددا نوشت. این تگ ها می توانند به منزله ی بانک های اطلاعاتی سیار درنظر گرفته شوند که اطلاعات مهمی را حامل می باشند. با توجه به کاهش اخیر هزینه ی تولید این گونه تگ ها و همچنین کاربرد گسترده آن ها، استفاده از سیستم های RFID روندی رو به رشد و با سرعت بالا پیدا کرده.
• حافظه هایی با ویژگی یک مرتبه نوشتن و چندین مرتبه خواندن (WORM: Write – Once – Read – Many): این حافظه ها مانند حافظه های فقط خواندنی، قابل برنامه ریزی با حجم اندکی از اطلاعات ثابت هستند و امکان تغییر اطلاعات موجود برای یک مرتبه برای کاربر قرار داده شده است. کاربرد مناسبی برای این نوع تگ ها، در خط تولید و مونتاژ، برای ثبت تاریخ و یا مکان تولید (پس از تکمیل فرآیند تولید) می باشد.
• استفاده همزمان از دو نوع حافظه فقط خواندنی و خواندنی/نوشتنی: برخی از تگ های RFID باتوجه به نوع کاربردشان می توانند از هر دونوع حافظه ی خواندنی و خواندنی/نوشتنی باشند که هرکدام از حافظه جایگاه مخصوص خود را دارند.

اندازه و شکل تگ های RFID:

تراشه و آنتن به کار رفته در تگ های RFID بسیار کوچک ساخته شده، به همین دلیل امکان ارائه و استفاده از این کارت ها در اندازه ها و شکل های مختلف بسته به نوع کاربری آنها وجود دارد. (مثلا به صورت برچسب هوشمند و یا حتی به صورت گلوله های پلاستیکی کوچکی که مانند گوشواره به گوش حیوانات متصل می شود.)

با توجه به کاربرد، برخی از تگ ها باید در برابر حرارت، رطوبت، مواد شیمیایی و... مقاوم باشند و برخی باید طوری ساخته شوند که ارزان قیمت و پرمصرف باشند (مثل برچسب های هوشمند.)

طیف فرکانس RFID 

     باند فرکانس پایین RFID

• فرکانس پایین و یا LF (Low Frequency): بین 125 تا 134 کیلوهرتز
• فرکانس بالا و یا HF (High Frequency): محدوده ی 13.56 مگاهرتز

     باند فرکانس بالا RFID

• باند UHF: محدوده 860 تا 960 مگاهرتز
• میکروویو: 2.5 گیگاهرتز به بالا

 کاربردهای RFID

• کنترل تردد کارکنان در بخش های مجاز و غیرمجاز
• مراقبت الکترونیکی از محصولات در مقابل سرقت
• کنترل موجودی
• ثبت زمان و مکان تردد. به عنوان نمونه، ثبت اتوماتیک زمان و مکان گشت زنی برای برخی مشاغل خاص 
• شناسایی خودرو
• کنترل ترافیک، ردیابی رانندگان متخلف و ثبت اتوماتیک تخلفات
• کاربرد فناوری RFID در مباحث پزشکی: ثبت و یا ذخیره سازی اطلاعات بیمار از مانند نام، آدرس، تاریخ پذیرش و بستری، نوع بیماری، پزشک معالج، نوع عمل جراحی و ….
• کنترل و شناسایی اثاثیه مسافران
• مدیریت دام و گوشت
• مدیریت کتابخانه ها و کتاب ها
• ...