ماهي تقنية RFID – تحديد الهوية بموجات الراديو

ماهي تقنية RFID

تقنية  (RFID) اختصار لـ radio frequency identification وهي نوع من التكنولوجيا اللاسلكية التي تسمح بتتبع أو مطابقة عنصر أو فرد أو حيوان … الخ  ، وهي عبارة عن رقاقة تكنولوجية صغيرة دائرية  تحتوي على بيانات “هذه البيانات غالباََ ما تكون رقم تسلسلي” و تستخدم موجات الراديو لنقل  هذه البيانات إلى جهاز القارئ لتوصيل هويتها ومعلومات أخرى ، بحيث اذا تم تمريرها من حقل مغناطيسي إلى آخر يمكن قرائتها 

 تكون رقائق الـ RFID على شكل بطاقات يمكن لصقها أو تثبيتها على الأشياء، وهذه الرقائق الصغيرة جداً تحتوي على هوائي لاستقبال الموجات والذي يكون على شكل سلك رفيع ملفوف داخل البطاقة.

مكونات RFID

• البطاقة/ الشريحة  التي تحتوي على جهاز الإرسال والمعلومات.
• جهاز القراءة والإرسال.
• برامج الحاسوب وقواعد البيانات.
• تكون الرقاقة مغطاة بمواد واقية تعمل كدرع ضد تأثير البيئة الخارجية.
• يعطي القارئ موجات راديو ويستعيد إشارات من علامة RFID ، بينما تستخدم العلامة موجات الراديو لتوصيل هويتها ومعلومات أخرى.

كيف تعمل شريحة RFID

• يتم استخدام تحديد تردد الراديو مع رقاقة وهوائي يعمل بالطاقة وماسح ضوئي ،
• يعمل تحديد الترددات الراديوية من خلال جهاز إلكتروني صغير ، عادة ما يكون رقاقة صغيرة ، يحتوي على معلومات مخزنة عليه.
• هذه الأجهزة صغيرة جدًا بشكل عام ، وأحيانًا تكون بحجم حبة الأرز ، ويمكنها الاحتفاظ بكميات كبيرة من البيانات.
• في حين أنها لا تحتوي على قابس للكهرباء ، يمكن أن يحتوي بعضها على مصدر طاقة أو بطاريات مخزنة.
• يمكن أن توفر الماسحات الضوئية المستخدمة لقراءة هذه الأجهزة أيضًا ما يكفي من الكهرباء للسماح لها بقراءة الرقاقة.
• هناك العديد من الاستخدامات المختلفة لهذه التقنية ، ولكنها تُستخدم بشكل شائع في تتبع المنتجات والحيوانات والعملات.

أنواع أنظمة RFID

UHF RHID : يتم استخدامه على منصات الشحن وبعض تراخيص القيادة ، حيث يرسل القارئ إشارات في نطاق 902-928 ميجا هرتز.

 تتواصل العلامات على مسافات تصل إلى عدة أمتار عن طريق تغيير الطريقة التي تعكس بها إشارات القارئ ؛ القارئ قادر على التقاط هذه الانعكاسات ، تسمى طريقة التشغيل هذه بالتشتت الخلفي.

HF RFID (RFID) : يعمل عند 13.56 ميغاهرتز ومن المحتمل أن يكون في جواز سفرك وبطاقات الائتمان والكتب وأنظمة الدفع غير المتصلة ، حيث  يتميز HF RFID بمدى قصير ، عادةً ما يكون مترًا أو أقل لأن الآلية الفيزيائية تعتمد على الحث بدلاً من التشتت الخلفي.

هناك أيضًا أشكال أخرى من RFID باستخدام ترددات أخرى ، مثل LF RFID (RFID منخفض التردد) ، والذي تم تطويره قبل HF RFID ويتم استخدامه لتتبع الحيوانات

أنواع  RFID حسب مصدر الطاقة

RFID السلبي :لا تحتوي شرائح RFID السلبية على مصدر طاقة خاص بها ، فهو يستخدم القوة من القارئ الذي تحفز موجاته الكهرومغناطيسية تيارًا في هوائي علامة RFID.

 في هذا الجهاز ، لا يتم توصيل علامات التردد اللاسلكي بمصدر طاقة وتخزن علامة التردد اللاسلكي السلبية طاقتها. 

عندما تنبعث من الهوائيات النشطة وتستخدم علامة RF ترددًا محددًا مثل 125-134 كيلو هرتز بتردد منخفض ، و 13.56 ميغاهرتز كتردد عالٍ و 856 ميجا هرتز إلى 960 ميجا هرتز كتردد عالي جدًا.

RFID نشط  :في هذا الجهاز ، يتم إرفاق علامات RF بواسطة مصدر طاقة يرسل إشارة ويوجد هوائي يستقبل البيانات ، هذا يعني أن العلامة النشطة تستخدم مصدر طاقة مثل البطارية ، و لديها مصدر الطاقة الخاص بها  ولا تتطلب طاقة من المصدر / القارئ.

أشهر تطبيقات RFID

تتضمن بعض الاستخدامات الشائعة لتطبيقات RFID ما يلي:

• تتبع الحيوانات الأليفة والماشية
• أجهزة إنترنت الأشياء
• إدارة المخزون
• تتبع الأصول وتتبع المعدات
• مراقبة المخزون
• البضائع وسلسلة التوريد اللوجستية
• تتبع المركبات
• خدمة العملاء والتحكم في الخسارة
• تحسين الرؤية والتوزيع في سلسلة التوريد
• التحكم في الوصول في المواقف الأمنية
• شحن البضائع
• الرعاية الصحية
• التصنيع
• البيع بالتجزئة

ايجابيات وسلبيات تقنية RFID

إيجابيات تقنية RFID:

• يوفر الوصول إلى البيانات والمعلومات في الوقت الفعلي دون قضاء الكثير من الوقت.
• لا يحتاج الشخص
• إلى أن يكون قادرًا على رؤية الشريحة للوصول إلى المعلومات الموجودة عليها.
• تتبع علامات RFID التعليمات وتخزن كمية كبيرة من المعلومات.
• يحسن كفاءة وتتبع الإنتاج.
• في RFID مئات من العلامات قراءة في وقت قصير.

سلبيات  تقنية RFID:

• تكلفة نظام RFID تختلف حسب التطبيق.
• تستغرق برمجة أجهزة RFID وقتًا أطول.
• قد يؤدي توصيل عدة علامات بقارئ واحد إلى حدوث تصادم بينها مما يؤدي إلى فقدان البيانات.
• يعتبر إعاقة الأمن والخصوصية قضية رئيسية. نظرًا لأن الوصول غير المصرح به إلى العلامة يمكن أن يؤدي إلى مشكلات تتعلق بالخصوصية وبالتالي فإن التشفير ضروري.

الفرق بين RFID و الباركود

يتزايد استخدام RFID كبديل لتقنية الباركود تُستخدم تقنيات RFID والباركود بطرق مماثلة لتتبع المخزون ، ولكن هناك بعض الاختلافات المهمة بينهما

تقنية RFID 

• يمكن التعرف على الأشياء الفردية دون خط نظر مباشر.
• يمكن مسح العناصر ضوئيًا من بوصات إلى أقدام ، اعتمادًا على نوع العلامة والقارئ.
• يمكن تحديث البيانات في الوقت الحقيقي.
• تتطلب مصدر طاقة.
• وقت القراءة أقل من 100 مللي ثانية لكل شريحة.
• تحتوي على مستشعر متصل بهوائي ، وغالبًا ما يكون موجودًا في غطاء بلاستيكي ويكون أكثر تكلفة من الباركود.

تقنية الباركود

• مطلوب خط رؤية مباشر للمسح.
• تتطلب القرب من أجل المسح.
• البيانات للقراءة فقط ولا يمكن تغييرها.
• لا حاجة لمصدر طاقة.
• وقت القراءة نصف ثانية أو أكثر لكل شريحة .
• مطبوعة على الجسم الخارجي وأكثر عرضة للارتداء.

مشكلات RFID

غالبا ما يتعرض RFID  لمشكلتين رئيسيتين وهما :

تصادم القارئ :  يحدث تصادم القارئ ، عندما تتداخل إشارة من قارئ RFID مع قارئ ثانٍ ، يمكن منعه باستخدام بروتوكول مضاد للتصادم لجعل علامات RFID تتناوب على الإرسال إلى القارئ المناسب.
تضارب العلامات : يحدث تضارب العلامات عندما تربك العديد من العلامات قارئ RFID عن طريق إرسال البيانات في نفس الوقت. اختيار قارئ يجمع معلومات العلامة واحدًا تلو الآخر سيمنع هذه المشكلة.

الخاتمة

تعتمد  تقنية RFID  “تحديد الهوية بموجات الراديو”  على  رقاقة وهوائي يعمل بالطاقة وماسح ضوئي ، و على الرغم من أن الاستخدامات التجارية لها قد تم تطويرها لأول مرة في السبعينيات ، إلا أنها أصبحت متاحة عالميًا في السنوات الأخيرة  مع التقدم في التكنولوجيا المستخدمة لقراءة المعلومات وتخزينها ، حيث  أصبح شرائها وتكييفها الآن أكثر سهولة.

فقد أصبحت أنظمة RFID مستخدمة بشكل متزايد لدعم عمليات نشر إنترنت الأشياء ، فهي تقنية تتيح الجمع بين التكنولوجيا وأجهزة الاستشعار الذكية و / أو تقنية GPS إمكانية نقل بيانات المستشعر ، بما في ذلك درجة الحرارة والحركة والموقع لاسلكيًا مما يجعلها تقنية أساسية لتطور الأجهزة والمستشعرات بشكل عام