RFID هو اختصار لـ تحديد تردد الراديو. هذه تقنية تستخدم موجات الراديو لنقل البيانات.
لكي تعمل ، يجب أن يكون لديك نظام RFID كامل يتكون من:
- An علامة RFID/ ضع الكلمة المناسبة
- قارئ / محقق RFID
- هوائي RFID
يحتوي الملصق على معلومات مشفرة يمكن للقارئ التقاطها. ومع ذلك ، يجب أن تكون العلامة ضمن مسافة مقبولة للقارئ لالتقاط المعلومات. هذه المسافة تسمى نطاق القراءة.
إذا كانت العلامة ضمن نطاق قراءة جيد ، فستكتشف موجات الراديو التي ينتجها القارئ. نتيجة لذلك ، ستفرج عن معلوماتها للقارئ لتحليلها.
كيف تعمل تقنية RFID
كما أشرنا بالفعل ، يتكون نظام RFID مما يلي:
- قارئ لصاقات التعريف اللاسلكية:
- تتفاعل الوسم
المكونان يعملان جنبًا إلى جنب. على هذا النحو ، يجب عليك دائمًا التأكد من أن كل واحد منهم في حالة ممتازة إذا كنت ترغب في الحصول على أفضل النتائج من نظام RFID الخاص بك.
تتمحور جميع تطبيقاته حول تحديد الهوية (القدرة على تبادل البيانات والمصادقة عليها إلكترونيًا).
ينتج قارئ RFID موجات راديوية ، مما يخلق مجالًا كهرومغناطيسيًا. إذا اقتربت العلامة منه ، فستتلقى الموجات وتحرر المعلومات المحفوظة على العلامة.
تاريخ موجز عن RFID
الآن بعد أن فهمت منطق العمل الأساسي لتكنولوجيا RFID ، قد تتساءل عن كيفية ظهورها.
من كان أول شخص استخدم التكنولوجيا ولأي غرض؟
حسنًا ، تقنية RFID قديمة نسبيًا. يعود تاريخه إلى الحرب العالمية الثانية. خلال هذه الفترة ، كانت الجيوش البريطانية واليابانية والأمريكية والألمانية تستخدم جميعًا الرادار لتحديد طائرات الأعداء التي تقترب من أراضيهم.
ومع ذلك ، كان هناك تحد لأنه لا يمكن لأحد أن يفرق بين طائراته وطائرات الأعداء.
لم يكن الأمر كذلك حتى أدرك الألمان أنه إذا قام الطيارون بتدوير طائراتهم عند الاقتراب من الرادار ، فسوف يرسلون إشارات مختلفة. هذه الإشارات الفريدة تعني أن الطائرة كانت تحت طيار ألماني. أصبحت هذه التقنية أول نظام RFID سلبي.
صنع البريطانيون أيضًا نظامًا نشطًا لتحديد هوية الأصدقاء / العدو (AIF) - أصبح هذا أول نظام RFID نشط. ركب الجنود جهاز إرسال على الطائرات. سترسل هذه الشريحة / المرسل إشارات إلى الرادار تحدد الطائرة على أنها صديقة أو خطرة.
حتى الآن ، يستخدم RFID نفس المفاهيم المستخدمة من قبل الألمان والبريطانيين. هذه هي الطريقة:
- RFID السلبي (مثل النهج الألماني في الحرب). ترسل العلامة إشارة إلى جهاز الإرسال والاستقبال / قارئ RFID ، مما يعكس الإشارة لتمرير المعلومات.
- نشط RFID (كما يستخدم من قبل البريطانيين). ترسل العلامة إشارة إلى جهاز الإرسال والاستقبال ، وتقوم ببثها ، وبالتالي تبادل البيانات.
ومع ذلك ، حصل ماريو دبليو كاردولو على أول براءة اختراع لتكنولوجيا RFID في 23 يناير 1973.
تحليل متعمق لتقنية RFID
لمساعدتك على فهم التفاصيل الدقيقة لتقنية RFID ، سنناقش مكوناتها الرئيسية بالتفصيل.
علامة RFID
ما هي علامة RFID؟ حسنًا ، تعد علامة RFID أحد أهم مكونات نظام RFID. تخزن العلامة معلومات حول فرد أو أصل معين.
على سبيل المثال،
يمكن للعلامة تخزين اسمك ورقم عملك وبصمات أصابعك وأي بيانات أخرى مفيدة لتحديد الهوية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للعلامة تخزين البيانات المتعلقة بموقع الأصل ، واليوم الأخير للخدمة ، وأي معلومات إضافية قد تكون مفيدة في تتبع الأصول وإدارة المخزون.
تتكون العلامة من عنصرين رئيسيين ، بما في ذلك:
- هوائي. هذا قسم يستقبل الإشارات ويرسلها. عندما تتحرك العلامة داخل نطاق قراءة قارئ RFID ، سيكتشف الهوائي الإشارات ويرسل البيانات مرة أخرى.
- دائرة متكاملة (IC) / شريحة RFID. هذا هو جزء العلامة الذي يخزن البيانات. يحتوي كل IC على أربعة بنوك ذاكرة - المستخدم و EPC و TID والمحجوز.
يمكن تضمين علامة RFID في مواد مختلفة ، بما في ذلك البطاقات ، وأساور المعصم ، وشارات الموظفين ، وسلاسل المفاتيح.
بالإضافة إلى ذلك ، يجب عليك دائمًا إرفاق علامة RFID مباشرة بالأصل إذا كنت تريد تتبعها / التعرف عليها بسهولة.
أنواع العلامات
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من علامات RFID. يشملوا:
- نشيط. هذه علامات قوية مع جهاز إرسال وبطارية. بسبب هذه الميزات ، فهي عادة ما تكون أضخم من الميزات السلبية. ومع ذلك ، فإنها توفر نطاقات قراءة أفضل (تصل إلى 100 متر) وسرعات نقل.
- مبني للمجهول. على عكس العلامات النشطة ، تفتقر هذه العلامات إلى بطارية. على هذا النحو ، فهي صغيرة (1-10 أمتار) وتوفر نطاق قراءة محدودًا. كما أنها بطيئة في نقل البيانات.
أيضا ، هناك نسخة محسنة من العلامات الخاملة. العلامات السلبية المدعومة بالبطارية لها نطاق قراءة يصل إلى 30 مترًا ومعدلات نقل بيانات أسرع نسبيًا.
كيفية تحديد علامة RFID
عند اختيار علامة RFID الخاصة بك ، يجب عليك دائمًا تقييم احتياجاتك. إذا كنت ترغب في تتبع العناصر بعيدًا عن القارئ ، فيجب أن تحصل على عنصر نشط نظرًا لأن نطاق القراءة يصل إلى 100 متر. تتضمن الخيارات الأخرى المتاحة علامات التردد الخامل ، والتردد المنخفض ، والتردد العالي ، والعلامات فائقة التردد.
العوامل الأخرى التي يجب مراعاتها هي:
- السعر. تعتمد تكلفة العلامة على بنائها والحجم المطلوب. على سبيل المثال ، تكلف علامات البطانة من 0.09 دولارًا إلى 1-75 دولارًا ، بينما تكلف العلامات الصلبة ما بين دولار واحد و 1 دولارًا. إذا اشتريت بكميات كبيرة ، فستحصل على سعر أفضل.
- العوامل البيئية. هل العلامة مقاومة لدرجة الحرارة العالية والماء والمواد الكيميائية؟ قم دائمًا بتقييم بيئتك وتسوق فقط للحصول على علامة يمكنها العمل على النحو الأمثل في ظل الظروف السائدة.
- سهولة التخصيص. يجب عليك دائمًا التحقق مما إذا كانت العلامة للقراءة فقط (RO) أو القراءة / الكتابة (RW). باستخدام RW ، يمكنك تعديل البيانات بانتظام. بالإضافة إلى ذلك ، يجب عليك التحقق من شكل وحجم علامتك المثالية.
- طريقة الحجز. ما هي تقنية المرفقات التي تريد استخدامها مع علامة RFID الخاصة بك؟ هل هي مواد لاصقة أم مسامير أم إيبوكسي؟ تأكد من أن العلامة التي تستخدمها يمكن لصقها باستخدام طريقتك المثالية دون المساس بوظائفها.
- القراء / المحققون RFID
قارئ لصاقات التعريف اللاسلكية:
يعد قارئ RFID الجزء الأكثر أهمية في نظام RFID. إذا كان هذا الجزء معيبًا ، فلن يعمل نظام RFID بالكامل.
هؤلاء المحققون موجودون في نوعين مختلفين:
- قارئات RFID الثابتة. تمامًا كما يوحي الاسم ، يظل القراء الثابتون في مكان واحد. عادة ما يتم تثبيته على الحائط أو أي سطح آخر. بينما يمكن أن تحتوي أجهزة القراءة على هوائي مدمج ، فإن معظمها يحتوي على منفذ خارجي حيث يمكنك توصيل ما يصل إلى 32 هوائيًا.
- القراء المحمول RFID. هذه الأجهزة محمولة ، ويمكنك الانتقال معها إلى مواقع مختلفة. إنها مثالية للاستخدام في المتاجر حيث تحتاج إلى مسح علامات RFID للعناصر المخفية.
كيفية اختيار قارئ RFID
عند تحديد القارئ الخاص بك ، يجب أن تفكر في عدد الهوائي الذي يمكنه حمله والاتصال (LAN أو Bluetooth أو المنفذ الإضافي أو Wi-Fi أو USB) والأدوات المساعدة الأخرى المتاحة (HDMI أو USB أو الكاميرا أو GPS).
بالإضافة إلى ذلك ، يجب عليك التحقق من القدرة على تحمل التكاليف. يتكلف المحققون ما بين 400 دولار و 3000 دولار ، حسب الميزات. على سبيل المثال ، تعد أجهزة قراءة USB ميسورة التكلفة نسبيًا ويمكن أن تكلف حوالي 400 دولار.
هوائيات RFID
هوائيات RFID هي المسؤولة عن تحويل الإشارات الصادرة عن المحقق إلى موجات يتم اختيارها لاحقًا بواسطة علامات RFID.
لفهم وظائف الهوائيات ، يجب عليك التحقق من التعريفات التالية:
- كسب الهوائي. إن فعالية علامات RFID لتوليد موجات كافية ليتم الكشف عنها بواسطة العلامات تسمى كسب الهوائي. كلما زاد كسب الهوائي ، زادت قوة الهوائي.
- قطبية الهوائي. يشير هذا إلى قدرة هوائي RFID على إرسال موجات الراديو إما عموديًا أو أفقيًا. يمكن أن يكون الهوائي خطيًا أفقيًا أو خطيًا عموديًا أو مستقطبًا دائريًا. يرسل الشخص المستقطب دائريًا موجات تدور باستمرار بين المستويين الأفقي والعمودي.
للحصول على أفضل نطاقات قراءة ، يجب عليك التأكد من محاذاة قطبية الهوائي الخاص بك مع علامة RFID.
كيفية اختيار الهوائي
عند اختيار الهوائي ، يجب مراعاة العوامل التالية:
- نطاق الترددات. يمكن أن تكون 860 ميجا هرتز - 960 ميجا هرتز ، 902 ميجا هرتز -928 ميجا هرتز ، أو 865 ميجا هرتز -868 ميجا هرتز.
- قطبية. يمكن أن يكون الهوائي خطيًا أو دائريًا. نوصي بخط خطي يمكن أن يتماشى مع قطبية علامة RFID الخاصة بك.
- قراءة المدى. يمكنك إما اختيار نطاقات قراءة المجال البعيد أو المجال القريب حسب احتياجاتك.
- السعر. يتراوح سعر الهوائي من 50 دولارًا إلى 300 دولار. يضمن حصولك على جميع الميزات التي تحتاجها قبل التفكير في السعر.
بالإضافة إلى ذلك ، يجب عليك التأكد من أن الهوائي الخاص بك بحجم مثالي وله أساس منطقي مباشر للتركيب.
كابلات RFID
تقوم كبلات هوائي RFID بتوصيل قارئ RFID بهوائي RFID. إذا كان الكبل معيبًا ، فلن يقوم القارئ بالطاقة. على هذا النحو ، سيؤدي الكابل المعطل إلى نظام RFID غير وظيفي.
عند اختيار أفضل كبلات RFID ، يجب مراعاة العوامل التالية:
- أنواع الموصل. يجب عليك دائمًا التأكد من أن الموصل الخاص بك متوافق مع قارئ RFID الخاص بك. على سبيل المثال ، يتطلب قارئ RFID مع موصل أنثى RP-TNC كبلًا بنهاية موصل ذكر RP-TNC.
- الطول. تأكد دائمًا من أن الكابل الخاص بك طويل بما يكفي للسماح بالوظائف المثلى للقارئ بغض النظر عن الموقع. ومع ذلك ، قد تؤدي الكابلات الأطول إلى فقد مفرط للطاقة. الحل لذلك هو التأكد من أن قارئ RFID والهوائي أقرب نسبيًا بحيث يمكنك استخدام كابل أقصر.
- معدل السماكة والعزل. كلما زاد سمك الكابل ، زاد العزل. يجب عليك التأكد من أن الكابل الخاص بك معزول جيدًا لتجنب فقد الطاقة. كلما كان أطول ، كلما كان يجب أن يكون أكثر سمكًا.
أنواع إرسالات RFID
تستخدم تقنية RFID الموجات الكهرومغناطيسية (EW) لنقل البيانات. هناك ثلاثة نطاقات تردد رئيسية داخل الحرب الإلكترونية. يشملوا:
- تردد منخفض
- تردد عالي
- تردد فوق العالي
الإرسال منخفض التردد
هذا هو نقل التردد الأدنى في الموجة الكهرومغناطيسية. يوفر نطاق قراءة ضيقًا نسبيًا وسرعة نقل منخفضة. فيما يلي ميزاته الفريدة الأساسية:
- تعمل في نطاق تردد 30-300 كيلو هرتز. ومع ذلك ، فإن معظم العلامات لها نطاق ثابت إما 134 كيلو هرتز أو 125 kHz.
- لديهم مدى قراءة يقارب 10 سم. لن تختار العلامة التي يزيد طولها عن 10 سم عن القارئ موجات الراديو للقارئ.
- يتكلف من 0.75 إلى 5 دولارات لكل علامة ، ويستخدم على نطاق واسع لتتبع الحيوانات ، ومفتاح السيارة ، والتحكم في الوصول. كما أنها مثالية للاستخدام في الأصول المعدنية والبيئة السائلة.
في حين أن علامات التردد المنخفض ميسورة التكلفة نسبيًا ، إلا أنها توفر ذاكرة محدودة ومعدل نقل بيانات منخفضًا. على هذا النحو ، فهي ليست مثالية إذا كنت تريد معدل نقل بيانات سريع.
الإرسال عالي التردد
تعتبر فئة الإرسال هذه مثالية عندما تتطلب مهمتك مسافة قراءة واسعة نسبيًا. يمكن للعلامات التي تستخدم التردد العالي اكتشاف موجات الراديو من قارئ يبعد 30 سم.
نطاق التردد الأساسي الخاص بهم هو 13.56 MHz، وتتراوح تكلفتها بين 0.2 دولار و 10 دولارات لكل علامة. يلبي هذا التردد جميع المعايير العالمية مما يجعله مثاليًا للهوية الشخصية وإدارة المكتبات والتحكم في الوصول.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم تطبيق الإرسال عالي التردد في تقنية اتصالات المجال القريب (NFC).
تردد فوق العالي
على الرغم من توفر الترددات الفائقة والعالية للغاية ، فإن التردد الفائق هو أعلى تردد مستخدم في RFID. يعمل بشكل أفضل في نطاق تردد 300-3000 ميجا هرتز ، مع ترددات أساسية من 860-960 ميجا هرتز و 433 ميجا هرتز
يمكن تصنيف هذا التردد بشكل أكبر إلى:
- نشط RFID. ستستخدم هذه العلامات نطاقًا من 433 ميجا هرتز. في حالات نادرة ، يطبق RFID النشط نطاق تردد عالي للغاية يصل إلى 2.45 جيجاهرتز. يصل مدى قراءة هذا إلى 100 متر ويتراوح سعره بين 25 و 50 دولارًا. يعد نطاق القراءة الخاص به مثاليًا لتتبع المركبات واستخدامها في صناعة التعدين والبناء. ومع ذلك ، فإنه لا يعمل بشكل جيد في البيئات المعدنية والسائلة.
- RFID السلبي. تستخدم هذه التقنية من 860 إلى 960 ميجاهرتز ولديها نطاق قراءة يصل إلى 25 مترًا. يتكلف من 0.09 إلى 20 دولارًا لكل علامة ويمكن استخدامه في قطاعات التصنيع والأدوية والإلكترونيات وتوقيت السباق وسلسلة التوريد. لديهم معدل نقل بيانات مرتفع.
معايير RFID
سيساعدك فهم معايير RFID على اختيار أفضل منتج لعملك. كما سيقدم رؤى مفيدة حول لوائح الصناعة.
ما هي معايير RFID؟
إرشادات RFID هي المعايير التي تمكن أحد المصنّعين من جعل المنتجات متوافقة مع تلك الخاصة بشركات تصنيع مختلفة. على سبيل المثال ، يجب أن تعمل العلامة التي تم إنشاؤها بواسطة الشركة المصنعة "أ" بشكل جيد مع قارئ من إنتاج الشركة المصنعة "ب".
تنظم إرشادات RFID أيضًا كيفية حدوث الاتصال بين القارئ والعلامة.
أهمية معايير RFID
إن وجود لوائح قياسية في صناعات RFID تجعل استخدام منتجات RFID أمرًا سهلاً. فيما يلي بعض الفوائد الرئيسية لتوحيد RFID:
- تطوير المنتجات التكميلية. جميع منتجات RFID مصنوعة باستخدام نفس المعايير وبالتالي فهي مكملة.
- المنافسة المحسنة. تساعد معايير RFID على توسيع السوق وزيادة المنافسة. نتيجة لذلك ، ستكون أسعار المنتجات الموحدة عادلة.
- يعزز ثقة المستخدمين. عندما تستخدم منتجًا موحدًا ، فستتأكد من أن الجودة والوظائف من الدرجة الأولى.
من يحدد لوائح RFID؟
منظمتان دوليتان تنظمان صناعة RFID. يشملوا:
- منظمة المعايير الدولية (ISO)
- رمز منتج الإلكترونيات Global Incorporated (EPCglobal)
في عام 1996 ، دخلت ISO في شراكة مع اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) لتنظيم استخدام تقنية RFID. في وقت لاحق ، شكلت ISO / IEC اللجنة الفنية المشتركة (JTC).
تم تكليف اللجنة بمعالجة العديد من مشكلات RFID ، بما في ذلك الواجهة الجوية والبروتوكولات المرتبطة بها ومحتوى البيانات والتنسيق واختبار المطابقة.
إلى جانب هذه الهيئات التنظيمية الدولية ، هناك لجان توحيد إقليمية ووطنية RFID. أهمها:
- ETSI
يرمز ETSI إلى المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات. الهيئة لديها تفويض لوضع معايير لقنوات الاتصال بموجات الراديو في أوروبا.
- لجنة الاتصالات الفدرالية
FCC تعني لجنة الاتصالات الفيدرالية. الهيئة مسؤولة عن تنظيم استخدام موجات الراديو للاتصال في الولايات المتحدة.
نظرًا لأن أوروبا والولايات المتحدة كانتا رائدين في تنظيم تقنية RFID ، فقد تبنت معظم البلدان معاييرها. فقط عدد قليل من الدول ، مثل أرمينيا ، طورت معاييرها المستقلة.
تطبيقات RFID
تقنية RFID لها العديد من التطبيقات. إنه عنصر أساسي في أنظمة الدفاع في العديد من الحكومات على مستوى العالم. تشمل التطبيقات المهمة الأخرى:
- ادارة المخزون. لا يهم ما إذا كنت تدير سوبر ماركت أو مصنعًا أو مشروعًا للبيع بالتجزئة ؛ ستعمل تقنية RFID على تبسيط إدارة المخزون!
- تتبع الأصول. تتيح لك تقنية RFID تتبع موقعك. بهذه الطريقة ، ستتمكن من معرفة وقت خروجهم من المناطق المسموح بها ، وبالتالي الحد من السرقة.
- تتبع الموظفين. يستخدم مديرو الموارد البشرية RFID لتتبع موظفيهم. يمكنهم الحصول على بيانات حول الحضور والأداء والعديد من العناصر الأخرى دون أي متاعب.
- التحكم في الوصول. إذا كنت ترغب في تحديد عدد الأشخاص الذين يمكنهم الوصول إلى غرفة معينة ، فيمكنك استخدام تقنية RFID. سيكون لدى جميع الموظفين المصرح لهم علامة لمساعدتهم في الوصول إلى المكان.
- هوية. تُستخدم تقنية RFID في المكتبات والمكاتب الحكومية والعديد من المؤسسات الأخرى لسهولة تحديد الهوية.
- تتبع الحيوانات. العلامات ذات التردد المنخفض لها معايير عالمية معترف بها لاستخدامها في تتبع الثروة الحيوانية. إنها تلتصق جيدًا بأنسجة الحيوانات ، مما يجعلها أفضل علامات التتبع.
- مكافحة التزييف. في قطاع الأدوية ، يستخدم المصنعون تقنية RFID لمصادقة منتجاتهم.
تشمل الاستخدامات الأخرى لتقنية RFID إدارة سلسلة التوريد ، وتوقيت السباق ، والتصيد ، وتتبع حضور الأحداث ، وتتبع المركبات ، والموقع في الوقت الفعلي.
قد تفكر في معدات RFID الأخرى ، بما في ذلك بوابات RFID وطابعات RFID وأجهزة تعيين طاقة RF ومحولات GPIO.
الأشياء الأساسية التي يجب معرفتها قبل شراء نظام RFID
قد يكون الاستثمار في نظام RFID الصحيح مكلفًا. قد ينتهي بك الأمر إلى إنفاق ما يصل إلى 3500 دولار! على هذا النحو ، يجب عليك إجراء بحث شامل عن الاحتياجات للتأكد من أن النظام سيفيد عملك.
- ضع في اعتبارك عائد الاستثمار. هل تركيب نظام RFID ضرورة لعملك؟ هل ستعزز المبيعات وتعزز الفعالية؟ قبل أن تبدأ عملية التثبيت ، يجب عليك إجراء دراسة جدوى للتطبيق والتكلفة. قم بشرائه فقط إذا كنت مقتنعًا بأن لديك نطاقًا كبيرًا بما يكفي لإدارته باستخدام التكنولوجيا. بهذه الطريقة ، ستضمن لك عائدًا على الاستثمار.
- تكلفة العملية. يجب عليك تقييم كل من النفقات الثابتة والمتكررة. قد تشمل التكاليف الثابتة شراء قارئ RFID وعلامات RFID وطابعات RFID. من ناحية أخرى ، قد تتكون النفقات المتكررة من شراء شرائط الطابعة وترصيع RFID وتجديد البرامج. بعد الوصول إلى جميع تكاليفك ، يجب أن يثبت التقرير أن الاستثمار قابل للتطبيق.
- تحقق من بيئتك. يمكن أن تتأثر أنظمة RFID ببيئتك. قبل أن تبدأ في تثبيت RFID ، تأكد من أنه متوافق مع بيئتك. بهذه الطريقة ، ستتجنب شراء مكونات RFID التي لن تعمل على النحو الأمثل. على سبيل المثال ، لن تعمل بعض علامات RFID بشكل جيد على الأسطح المعدنية. على هذا النحو ، يجب عليك تجنبه إذا كنت ترغب في تتبع أصل معدني.
- النظر في متطلبات الموظفين. تذكر أن فعالية نظام RFID الخاص بك ستعتمد على مدى جودة تبادل البيانات بين العلامة والقارئ. على هذا النحو ، يجب عليك إشراك محترف لاختبار أفضل بروتوكولات الموقع والتثبيت للجهاز. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تحصل على مشورة خبير بشأن أفضل التقنيات لضمان عمل التكنولوجيا على النحو الأمثل.
يمكن أن يغير الاستثمار في نظام RFID قواعد اللعبة. ومع ذلك ، فإن ما إذا كنت ستجني الفوائد سيعتمد على مدى جودة تنفيذ المشروع.
بالنظر إلى أن تقنية RFID جديدة نسبيًا للعديد من الأشخاص ، فقد أعددنا دليل المبتدئين الشامل هذا لتوجيه كل خطوة من خطوات تنفيذ نظام RFID.