سیستم RFID

آشنایی با سیستم RFID

سیستم های RFID خواندن و نوشتن بدون تماس داده ها را امکان پذیر می‌کنند. تگ های الکترونیکی، تگ های آی سی، سیستم های شناسایی همه جا حاضر و تگ های RF نیز می نامند.

سیستم ID چیست؟

ID یا شناسه (Identification) معمولاً به شناسایی منحصر به فرد افراد و اشیاء اشاره دارد.
RFID مانند بارکدها و کدهای دو بعدی برای شناسایی اشیاء استفاده می‌شود.
بیومتریک برای شناسایی منحصر به فرد افراد شامل اثر انگشت و عنبیه چشم است.
سیستم ID مخفف Identification System است. این سیستمی است برای خواندن و شناسایی اطلاعات افراد و چیزها، از جمله AIDC (Automatic Identification & Data Capture).
AIDC از دستگاه‌هایی استفاده می‌کند که سخت‌افزار و نرم‌افزار را ترکیب می‌کنند و برای شناسایی اطلاعات به‌دست‌آمده از رسانه‌هایی مانند بارکد، کدهای دوبعدی، سیستم‌های RFID، عنبیه، اثرانگشت، صدا و غیره نیازی به دخالت انسانی ندارند.

سیستم RFID چیست؟

سیستم RFID مخفف عبارت Radio Frequency Identification System است.
این یک "سیستم شناسایی با استفاده از ارتباطات بی سیم" است که امکان انتقال داده‌ها را بین "برچسب های RF (یا حامل های داده)" که توسط پراتور انسانی نگهداری می‌شوند یا به اشیاء متصل هستند و "آنتن (یا Reader/Writers)" را امکان پذیر می‌کند. این یک نوع سیستم ارتباط رادیویی است.
سیستم های RFID در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
استفاده از سیستم RFID امکان مدیریت یکپارچه اشیاء و اطلاعات را فراهم می‌کند.
اهداف استفاده از RFID در یک سایت تولید عمدتاً شامل کاربردهای زیر است.

برای مثال:

می‌تواند به راحتی یک سیستم مرتب‌سازی بسازد که اطلاعات برچسب RF جعبه مرتب‌سازی را با استفاده از Reader/Writer نصب شده روی نقطه انشعاب بخواند و از یک سیستم کنترلی مانند کنترل‌کننده برنامه‌پذیر برای تغییر نقطه استفاده کند. به طور خودکار مرتب سازی محصول را بر اساس نتایج بازرسی انجام می دهد.
از اشتباهات در شناسایی بخشی جلوگیری می کند و بنابراین با خواندن خودکار دستورالعمل های کار، ضررهای ناشی از نقص را کاهش می دهد.

برای مثال:

کار را طبق دستورالعمل‌های کاری تگ های RF انجام می‌دهد و نتایج را در فرآیندهای مربوطه می‌نویسد.
از مدیریت تاریخچه تولید پشتیبانی می کند زیرا داده‌های مربوط به اپراتورها، تاریخ های ساخت و نتایج بازرسی با مهر زمان همگی در برچسب RF موجود است.
اطلاعاتی مانند اطلاعات داخل تگ RF به تحقق بهبود بهره وری، بهبود کیفیت، قابلیت ردیابی و نگهداری پیشگیرانه کمک می کند.

ویژگی های اصلی RFID به شرح زیر است:

تگ RF می تواند حاوی چندین کیلوبایت اطلاعات غنی باشد. تمام داده‌های مورد نیاز برای هر فرآیند (سابقه فرآیند، تاریخچه بازرسی و غیره) را می‌توان آزادانه و بدون نیاز به تماس مستقیم ذخیره کرد. این امکان توسعه سایت های بدون کاغذ را فراهم می‌کند، جایی که علل توقف تولید کاهش می‌یابد.

با فناوری غیرمتمرکز کردن اطلاعات، بار سیستم های بالاتر کاهش می یابد. این بدان معنی است که هزینه‌های توسعه سیستم نیز می‌تواند کاهش یابد، سیستم ها می‌توانند به طور قابل توجهی سریعتر پیاده‌سازی شوند، و سیستم در هنگام ایجاد تغییرات بسیار انعطاف پذیرتر است.

همچنین «یکسان سازی اقلام با اطلاعات آنها» برای هر فرآیند و سایت می تواند مدیریت تولید/فرآیندها و کیفیت محصول را بدون خطا ممکن سازد. و با جدیدترین اطلاعات موجود در برچسب‌های RF، کار می‌تواند در مواقع اضطراری به صورت آفلاین ادامه یابد و زمان لازم برای بازیابی فرآیندها را به میزان قابل توجهی کوتاه کند.

برخلاف بارکدهایی که به سادگی به دنبال 1 یا 0 هستند، از فناوری های پیشرفته انتقال فضایی و پروتکل های تخصصی برای انتقال از طریق هوا استفاده می‌شود. 16 بیت CRC به اطلاعات هنگام ارسال اضافه می‌شود.

خطاهای Burst بیش از 18 بیت را می‌توان با نسبت 00.9985% شناسایی کرد که قابلیت اطمینان بسیار بالایی در انتقال ایجاد می‌کند. همچنین، از آنجایی که هیچ دستگاه مکانیکی مانند روش اسکن رستر برای بارکدها درگیر نیست، احتمال خرابی و سایر مشکلات بسیار کاهش می‌یابد.

برخلاف بارکدها، از آنجایی که ارتباط از طریق امواج الکتریکی و الکترومغناطیسی انجام می شود، خوانش اشتباه به دلیل کثیفی، رطوبت، روغن و غیره لغو می شود.

حتی اگر بین آنتن و تگ RF گرد و غبار، رطوبت و غیره یا هر چیزی غیر از فلز وجود داشته باشد. در انتقال تاثیری نخواهد داشت. و از آنجایی که دامنه ارتباط گسترده است، نیازی به موقعیت یابی شدید نیست که می تواند زمان و هزینه طراحی را تا حد زیادی کاهش دهد.

برخی از سیستم‌های RFID مجهز به عملکردی هستند که به شما امکان می‌دهد همزمان اطلاعات تگ‌های RF متعدد موجود در ناحیه انتقال Reader/Writer را بخوانید.

• پیکربندی یک سیستم RFID به تگ های RF، Reader/Writers و دستگاه های میزبان نیاز دارد.

• سیستم RFID داده‌های ارسالی از دستگاه میزبان را از طریق Reader/Writer به تگ RF می‌نویسد.

• داده‌های داخل تگ RF را از طریق Reader/Writer می‌خوانند. داده‌های داخل تگ RF قابل بازنویسی هستند.

اصول عملکردی

دیاگرام بلوک عملکرد سیستم RFID

باندهای فرکانس

RFID سیستمی است که از امواج رادیویی استفاده می‌کند و بر اساس باند فرکانسی این امواج دسته‌بندی می‌شود.

از آنجایی که یک موج رادیویی با فرکانس بالا معمولاً طول موج کوتاهی دارد، می‌تواند اطلاعات بیشتری را در مدت زمان کوتاه‌تری ارسال کند.
موج رادیویی همچنین دارای خاصیت حرکت در یک خط مستقیم است.
یک موج رادیویی با فرکانس پایین تمایل دارد تا اطلاعات را به طور پایدار در فواصل دورتر منتقل کند بدون اینکه تحت تأثیر تغییرات زمین به دلیل طول موج طولانی آن قرار گیرد.

در زیر نمودار راداری مقایسه عملکرد با روش می بینید.
همانطور که از نمودار مشاهده می‌کنید UHF بالاترین عملکرد را برای فاصله انتقال دارد، اما با توجه به تداخل / بازتاب امواج رادیویی، باندهای دیگر برتر هستند. باند HF به طور متوسط در همه زمینه‌ها بهترین عملکرد را دارد.
انتخاب یک سیستم RFID مناسب برای برنامه ضروری است.

روش های انتقال سیستم RFID

سیستم های RFID در درجه اول از سه روش انتقال زیر استفاده می‌کنند.

در مفهوم گسترده‌تر، جفت الکترومغناطیسی در القای الکترومغناطیسی گنجانده‌اند.
روش های ارتباطی مختلف ویژگی های متفاوتی دارند. قبل از انتخاب روش ارتباطی مناسب برای برنامه خود، مزایا و معایب هر روش را بدانید.

برچسب های RF (برچسب های داده‌ها)

انواع مختلفی از تگ های RF با توجه به کاربردهای مربوطه تولید شده‌‍اند.

برند OMRON عمدتاً برچسب های RF از نوع خواندن/نوشتن را کنترل می‌کند.

یکی از ویژگی های RFID توانایی خواندن و نوشتن آزادانه اطلاعات است.

تگ های RF اشکال مختلفی دارند زیرا کاربردهای مختلف به شکل های مختلف تگ RF نیاز دارند. بسیاری از انواع تگ RF به شما این امکان را می‌دهند که مناسب ترین شکل تگ RF را برای برنامه خود انتخاب کنید.

پرکاربردترین تگ‌ها برچسب‌های غیرفعال ارزان قیمت و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری هستند.
تگ های فعال برای RTLS (سیستم مکان یابی در زمان واقعی) و سایر برنامه‌های مدیریت مکان موثر هستند.