بررسی فناوری برچسب‌های RFID

برچسب‌های سخنگو

یکی از نارضایتی‌های مشتریان فروشگاه‌های بزرگ، صف‌های طولانی جلوی صندوق است. این صف‌ها به کمک بارکدها کوتاه تر شده، اما راه‌حل مناسب تر استفاده از برچسب‌هایی با امواج رادیویی (RFID) است. بر چسب‌های RFID بارکدهای هوشمندی است که می‌تواند با سیستم یک شبکه در تماس باشد و سیستم را از محتویات سبد خرید شما با خبر کند.

کد خبر: ۴۳۲۷۰۰

تصور کنید برای خرید به یک فروشگاه رفته‌اید و سبد خرید را از کالاهایی که می‌خواهید پر می‌کنید، در آخر نیازی به انتظار در صف‌های طولانی ندارید و فقط کافی است از در خروج عبور کنید. برچسب‌های RFID با دستگاه RFID Reader ارتباط بر قرار می‌کنند و به این ترتیب، فهرست خرید شما برای فروشگاه شناسایی می‌شود. این اطلاعات به تولیدکننده و حساب بانکی شما فرستاده می‌شود و مبلغ خرید به صورت خودکار از حساب شما کم می‌شود.

برچسب‌های RFID که اوایل فقط برای ردیابی کالاهای بسیار با ارزش مورد استفاده قرار می‌گرفت، امروزه تقریبا برای هر کالایی کاربرد دارد. تولیدکنندگان زیادی از این برچسب‌ها برای ردیابی محصولاتشان از تولید تا زمان خرید، استفاده می‌کنند.

از این برچسب‌ها علاوه بر فروشگاه‌ها، برای ردیابی خودروها، مسافران خطوط هوایی، بیماران مبتلا به آلزایمر و حیوانات خانگی نیز استفاده می‌شود.

تقریبا هر چیزی که می‌خرید، دارای بارکد است. بارکد به تولیدکنندگان و فروشندگان کمک می‌کند تا براحتی فهرست موجودی خود را زیر نظر بگیرند. این کدها مانند اثر انگشت یک محصول هستند که از خط‌های موازی حامل کدهای باینری تشکیل شده‌اند که به وسیله رایانه قابل خواندن است. بارکد در دهه 1970 برای کوتاه‌تر کردن صف‌های فروشگاه‌ها به وجود آمد. استفاده از بارکد مشکلاتی نیز دارد. بارکد هر محصولی که به فهرست موجودی وارد می‌شود یا از آن خارج می‌شود، باید اسکن شود و این کار زمان زیادی می‌برد و بارکد فقط می‌تواند اطلاعات بدهد و نمی‌تواند دریافت کند.

برچسب‌های RFID قابلیت دریافت و فرستادن اطلاعات را دارند و به همین دلیل نسبت به بارکدها برتری دارند. با استفاده از این برچسب‌ها، فروشگاه‌ها می‌توانند با جزئیات بیشتری کالاهای خود را زیر نظر بگیرند و حتی ببینند چه کسانی از چه کالاهایی خریداری می‌کنند.

نمی‌توان انتظار داشت بارکد در آینده نزدیک، جای خود را به RFID بدهد. بیشتر فروشگاه‌ها و تولید‌کنندگان از بارکد استفاده می‌کنند؛ اما بتدریج استفاده از RFID رایج‌ می‌شود و محصولات بیشتری از این برچسب‌ها استفاده می‌کنند. امروزه RFID علاوه بر فروشگاه‌ها، در کارت‌های اعتباری و گوشی‌های همراه نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یک مثال که همه شما با آن آشنا هستید، کارت‌های اعتباری مترو است که به دلیل ذخیره داده به صورت بهینه می‌تواند هزینه سفر را به طور خودکار از مبلغی که در کارت شما ذخیره شده، کم کند و دیگر نیازی ندارید در صف‌های طولانی برای خرید بلیت منتظر بمانید.

RFID از سال 1970 استفاده می‌شد، اما قیمت آن برای استفاده در کالاهای ارزان به صرفه نبود و صرفا برای ردیابی کالاهای با ارزش که در مسافت‌های طولانی منتقل می‌شدند، استفاده می‌شد. ساختار آنها از سیم پیچ، آنتن و شیشه تشکیل می‌شد و به برچسب‌های RFID القایی معروف بودند.

برچسب‌های القایی، انرژی خود را از میدان مغناطیسی تولید شده به وسیله دستگاه RFID خوان به دست می‌آوردند. همان‌طور که می‌دانید، هر جریان الکتریکی یک میدان مغناطیسی به وجود می‌آورد و به همین صورت هر میدان می‌تواند جریان الکتریکی القایی به وجود بیاورد و از این خاصیت، میدان الکتریکی به عنوان منبع انرژی برای این برچسب‌ها استفاده می‌شود و به همین دلیل به آنها برچسب‌های RFID القایی گفته می‌شود.

برچسب‌های خازنی، برای کاهش دادن هزینه به وجود آمدند. استفاده از این فناوری موجب کاهش هزینه تولید این برچسب‌ها شد؛ به‌گونه‌ای که بتوان از آنها در هر محصولی استفاده کرد و جای بارکدها را بگیرد. این فناوری به جای استفاده از سیم پیچ‌های فلزی از جوهر کربنی رسانا برای فرستادن اطلاعات استفاده می‌کرد. این جوهر روی برچسب‌های کاغذی چاپ می‌شد و به وسیله دستگاه مخصوص خود خوانده می‌شدند. برچسب‌های BiStatix RFID شرکت موتورولا از پیشگامان این فناوری بود که در آنها از یک چیپ سیلیکونی به عرض 3 میلی‌متر استفاده می‌شد که توانایی ذخیره 96 بیت اطلاعات را در خود داشت. از این سری برچسب‌ها استقبال زیادی نشد و سال 2001 عمر BiStatix به پایان رسید.

برچسب‌های RFID فعال، نیمه فعال و غیرفعال از نوآوری‌های این فناوری هستند که تا 2 کیلو بایت فضای ذخیره اطلاعات دارند و از یک میکروچیپ، آنتن و (برای نمونه‌های فعال و نیمه فعال) باتری تشکیل شده‌اند. نحوه کار اصلی هر سه نوع برچسب به یک صورت است. اطلاعات در میکروچیپ ذخیره شده تا خوانده شود. آنتن برچسب انرژی الکترومغناطیسی را از آنتن دستگاه RFID خوان دریافت می‌کند و با استفاده از همین انرژی یا انرژی باتری داخلی، امواج رادیویی را به دستگاه RFID خوان می‌فرستد و پس از دریافت این امواج توسط RFID خوان اطلاعات به صورت دیجیتال پردازش می‌شود. برچسب‌های القایی و خازنی به علت هزینه و حجم بالا، نسبتا کاربرد کمی دارند و از این سه نوع برچسب‌ها استفاده بیشتری می‌شود. این برچسب‌ها هزینه بسیار کمی دارند و حجم کمشان اجازه می‌دهد که از آنها در هر محصولی استفاده کنند.

برچسب‌های فعال و نیمه فعال از باتری‌های داخلی به عنوان منبع انرژی استفاده می‌کند. این دو نوع برچسب به علت استفاده سخت‌افزار بیشتر، گران‌تر از برچسب‌های غیر فعال هستند. از برچسب‌های فعال و نیمه فعال برای کالاهای با ارزش‌تر و برای مسافت‌های طولانی استفاده می‌شود. فرکانس امواج آنها از 850 تا 950 MHz و تا شعاع 30 متری قابل دسترس است. اگر به برد بیشتری نیاز باشد، می‌توان از برچسب‌های RFID با باتری اضافی استفاده کرد که برد آنها تا 100 متر افزایش می‌یابد. برچسب‌های RFID مانند بقیه دستگاه‌های بی‌سیم، امواج الکترومغناطیسی را روی فرکانس خاصی منتشر می‌کند که این فرکانس باید به‌گونه‌ای باشد که با بقیه فرکانس‌های تولید شده توسط دستگاه‌ها و برچسب‌های دیگر تداخل نداشته باشد. برای جلوگیری از این تداخل، برچسب‌های RFID از روش تقسیم بندی زمان (TDMA) استفاده می‌کند.

برچسب‌های RFID غیرفعال کاملا از انرژی RFID خوان تغذیه می‌کنند. این برچسب‌ها از فاصله 6 متری خوانده می‌شود و تولید آنها هزینه کمتری دارد و از آنها می‌توان در هر کالایی استفاده کرد. به عنوان مثال برای جابه‌جایی دام‌ها از برچسب‌های فعال و برای یک کالا مانند شامپو از برچسب غیرفعال استفاده می‌شود.

بیشتر برچسب‌های RFID غیرفعال بین 7 تا 20 دلار هزینه دارد. تولید برچسب‌های فعال و نیمه فعال هزینه بیشتری دارد و هزینه آنها بستگی به حافظه، تعداد و برد امواج آن دارد. هدف تولید برچسب‌های RFID تولید برچسب‌های RFID است که کمتر از 5 دلار هزینه دارد و به این صورت می‌تواند جایگزین بارکد شود.