المعرفة تتفاعل

- May 28, 2018-

تكنولوجيا التعرف على الترددات الراديوية (RFID) ، تعرف أيضاً باسم تعريف التردد الراديوي (RFID) ، هي تكنولوجيا اتصالات يمكنها تحديد أهداف محددة وقراءة وكتابة البيانات ذات الصلة من خلال الإشارات اللاسلكية دون تحديد الاتصال الميكانيكي أو البصري بين النظام وهدف محدد . . تردد منخفض شائع الاستخدام (125k ~ 134.2K) ، عالية التردد (13.56Mhz) ، UHF ، الميكروويف وغيرها من التقنيات. كما يتم تقسيم القراء تتفاعل في الجوال وثابت. حالياً ، تستخدم تقنية RFID على نطاق واسع ، مثل المكتبات وأنظمة التحكم في الوصول وتتبع سلامة الأغذية.

1 المقدمة

(باللغة الإنجليزية: تعريف التردد اللاسلكي ، الاختصار: RFID) هو نوع من تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية التي يمكنها تحديد أهداف محددة وقراءة وكتابة البيانات ذات الصلة من خلال الإشارات اللاسلكية دون تحديد الاتصال الميكانيكي أو البصري بين النظام وهدف محدد.

تُرسَل الإشارة الراديوية عبر مجال كهرومغناطيسي للترددات اللاسلكية وتنتقل من تسمية مرفقة بالعنصر لتحديد العنصر وتتبعه تلقائياً. بعض العلامات تستقبل الطاقة من المجال الكهرومغناطيسي المنبعث من أداة التعرف عندما يتم التعرف عليها ، ولا تتطلب بطارية. أيضا ، العلامة نفسها لديها مصدر للطاقة ويمكن أن تنبعث منها موجات الراديو بنشاط (الحقول الكهرومغناطيسية ضبطها إلى تردد لاسلكي). تحتوي العلامة على معلومات مخزنة إلكترونيًا يمكن تحديدها على بعد بضعة أمتار. بخلاف الباركود ، لا تحتاج علامة تردد الراديو إلى أن تكون ضمن خط رؤية المعرف ، ولكن يمكن أيضًا تضمينها داخل الكائن الذي يتم تتبعه.

تستخدم العديد من الصناعات تكنولوجيا تحديد تردد الراديو. بإرفاق العلامة بسيارة في الإنتاج ، يمكن للمصنع بسهولة تتبع تقدم السيارة على خط الإنتاج. يمكن للمستودع تتبع مكان وجود المخدرات. يمكن أيضًا وضع علامات RFID على الحيوانات والحيوانات الأليفة لتسهيل التعرف على الحيوانات الأليفة والحيوانات الأليفة بشكل إيجابي (يعني الاعتراف النشط منع استخدام نفس الهوية من قبل العديد من الحيوانات). تسمح بطاقات تعريف الهوية اللاسلكية (RFID) للموظفين بالوصول إلى أجزاء المباني المغلقة ، كما يمكن استخدام أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية على السيارات لجمع رسوم المرور ورسوم مواقف السيارات.

ترتبط بعض علامات التردد الراديوي بالملابس والممتلكات الشخصية بل وتزرع في الجسم. نظرًا لأن هذه التكنولوجيا قد تقرأ معلومات شخصية دون إذن مني ، فإن هذه التقنية أيضًا تنتهك مخاوف الخصوصية الشخصية.

من الناحية النظرية ، تتشابه RFID مع مسح الرمز الشريطي. بالنسبة إلى تقنية الرمز الشريطي ، يتم إرفاق رمز شريطي مشفر إلى كائن ويستخدم قارئًا ضوئيًا مخصصًا لنقل المعلومات من شريط مغناطيسي لمسح القراءة باستخدام إشارات بصرية. الكتاب. بينما يستخدم RFID قارئات RFID المخصصة وعلامات RFID المتخصصة التي يمكن توصيلها بالكائنات ، باستخدام إشارات التردد لإرسال معلومات من علامات RFID إلى قارئات RFID.

2 ، الهيكل

من الناحية الهيكلية ، RFID هو نظام لاسلكي بسيط يحتوي على مكونين أساسيين فقط. يتم استخدام النظام للتحكم في الكائنات وكشفها وتتبعها. يتكون النظام من محقق والعديد من أجهزة الإرسال والاستقبال.

في البداية في المجال التقني ، تعد أجهزة الإرسال المستجيب وحدات إلكترونية يمكنها نقل المعلومات للرد على المعلومات. في السنوات الأخيرة ، بسبب التطور السريع لتكنولوجيا الترددات الراديوية ، تمتلك أجهزة الإرسال والاستقبال أفكارًا ومعانيًا جديدة ، وتسمى أيضًا العلامات أو العلامات الذكية. يتواصل قارئ بطاقة RFID الإلكترونية لاسلكيًا عبر الهوائي وعلامة RFID الإلكترونية ، ويمكنه قراءة أو كتابة رمز تعريف العلامة وبيانات الذاكرة. يمكن أن تتعرف تقنية RFID على الأجسام المتحركة عالية السرعة ويمكنها تحديد العديد من العلامات في نفس الوقت. العملية سريعة وسهلة.

في المستقبل ، يعتقد تحالف مدرسة الصين إنترنت الأشياء - المؤسسة أن التطور السريع لتكنولوجيا RFID له أهمية كبيرة للتقدم في مجال إنترنت الأشياء.

3 ، جزء من جهاز الإرسال والاستقبال: يتم استخدام الهوائي ، وعنصر التوصيل والرقاقة ، بشكل عام ، كعلامة مرسل - transponder ، كل علامة لها رمز إلكتروني فريد ، تعلق على الكائن لتحديد الكائن المستهدف.

قارئ: جهاز يتكون من هوائي ، وعنصر اقتران ، ورقاقة تقرأ (في بعض الأحيان تكتب) معلومات عن العلامات. ويمكن تصميمه كقارئ RFID المحمولة (على سبيل المثال C5000W) أو قارئ ثابت.

نظام برمجيات التطبيق: هو برنامج طبقة التطبيقات. انها تتعامل بشكل رئيسي مع البيانات التي تم جمعها ويستخدمها الناس.

4 ، خصائص ميزات تقنية تردد الراديو

الميزة الأكثر أهمية لأنظمة تحديد الترددات اللاسلكية هي التعرف على عدم الاتصال ، والتي يمكن أن تقرأ من خلال البيئة القاسية حيث لا يمكن استخدام الثلج ، والضباب ، والثلج ، والطلاء ، والغبار ، والرموز الشريطية ، وسرعة القراءة سريعة للغاية ، في معظم الحالات أقل من 100 ميلي ثانية. القدرة على كتابة أنظمة RFID النشطة هي أيضا ميزة مهمة. يمكن استخدامها لتتبع العمليات وتعقب الصيانة وغيرها من الخدمات التفاعلية.

القضية الرئيسية التي تعيق تطوير أنظمة RFID هي معايير غير متوافقة. توفر الشركات المصنعة الرئيسية لأنظمة تحديد الترددات الراديوية أنظمة مخصصة ، مما يؤدي إلى تطبيقات مختلفة وصناعات مختلفة تعتمد معايير تردد وبروتوكول مختلفة للبائعين. هذا الارتباك والفصل قد أعاقت بالفعل نمو صناعة RFID بالكامل. تعمل العديد من المنظمات الأوروبية والأمريكية على حل هذه المشكلة وحققت بعض النجاح. ومن المؤكد أن التوحيد القياسي سيحفز التطور الكبير والتطبيق الواسع النطاق لتكنولوجيا تحديد الترددات الراديوية.

قابلية التطبيق في الإدارة اللوجيستية

جوهر إدارة الخدمات اللوجستية هو تحقيق هدفي خفض التكاليف وتحسين مستويات الخدمة من خلال إدارة عملية النقل والإمداد بأكملها. كيفية التأكد من حصول العملاء المناسبين على المنتجات المناسبة في الوقت المناسب وفي المكان المناسب بالتكلفة المناسبة ، وأصبحت الشروط الصحيحة هي الهدف الأسمى الذي تنتهجه شركات اللوجستيات. بشكل عام ، تبلغ قيمة حسابات جرد المنشأة حوالي 25٪ من إجمالي أصول الشركة وتمثل أكثر من 50٪ من أصول الشركة الحالية. ولذلك ، فإن جوهر إدارة الخدمات اللوجستية هو إدارة المخزون في سلسلة التوريد.

يتطلب استخدام تكنولوجيا التعرف على الترددات الراديوية في إدارة النقل تركيب البطاقات الإلكترونية فقط على العبوة الخارجية للسلع ، وتثبيت القراء في نقاط تفتيش النقل أو محطات العبور لتمكين الإدارة البصرية للأصول. في الوقت نفسه ، يمكن للمالك الوصول إلى صفحة الويب التصور في الموقع وفقا لسلطته لفهم الموقع المحدد للبضائع ، والتي هي ذات أهمية كبيرة لتحسين مستوى الخدمات لشركات الخدمات اللوجستية.

خصائص الأداء

1. المسح السريع. يمكن التعرف على معرف RFID وقراءة عدة علامات RFID في نفس الوقت.

2. حجم صغير والشكل متنوعة. لا يقتصر استخدام تقنية RFID على الحجم والشكل في القراءة ، ولا يحتاج إلى مطابقة الحجم الثابت وجودة طباعة الورق لدقة القراءة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تطوير علامات RFID في أشكال أصغر وأكثر تنوعًا يتم تطبيقها على المنتجات المختلفة.

3. مقاومة التلوث والمتانة. الناقل للشفرة الشريطية التقليدية هو الورق ، لذلك يمكن تلوثه بسهولة ، ولكن تتفاعل RFID بشدة مع المواد مثل الماء والزيت والمواد الكيميائية. بالإضافة إلى ذلك ، لأن الباركود موصولة بأكياس بلاستيكية أو كرتون مغلفة بشكل مفرط ، فإنها تكون عرضة للكسر بشكل خاص. تخزن بطاقات RFID البيانات في الشريحة وبالتالي فهي محمية من التلوث.

4. يمكن إعادة استخدامها. الآن لا يمكن تغيير الباركود بعد الطباعة ، يمكن لعلامات RFID إضافة وتعديل وحذف البيانات المخزنة في علامات RFID لتسهيل تحديث المعلومات.

5. اختراق وغير قراءة الحاجز. عند تغطيتها ، يمكن لـ RFID اختراق المواد غير المعدنية أو غير الشفافة مثل الورق والخشب والبلاستيك ، وهي قادرة على اختراق الاتصال. يجب أن تقرأ ماسحات الباركود الباركود من مسافة قريبة وبدون عائق للكائن.

6. سعة ذاكرة البيانات كبيرة. تبلغ سعة الكود الشريطي أحادي البعد 50 بايتًا ، ويمكن أن تستوعب السعة القصوى للرموز الشريانية ثنائية الأبعاد من 2 إلى 3000 حرفًا ، وتكون أكبر سعة لـ RFID هي MegaBytes. مع تطوير حاملات الذاكرة ، كانت سعة البيانات تتوسع باستمرار. ستزداد كمية البيانات المطلوبة لنقل العناصر المستقبلية ، وسيزداد الطلب على قدرة التسميات على التوسع وفقًا لذلك.

7. الأمن. بما أن RFID تحمل معلومات إلكترونية ، يمكن حماية محتوى بياناتها بكلمات مرور ، مما يجعل محتواها أقل عرضة للتزوير والتعديل.

وقد جذبت RFID الانتباه بسبب ميزاته مثل القراءة عن بعد وسعة تخزين عالية. لا يمكنها فقط مساعدة الشركة على تحسين كفاءة إدارة السلع والمعلومات بشكل كبير ، ولكن أيضًا السماح لشركات المبيعات وشركات التصنيع بالربط ، وذلك لتلقي معلومات التعليقات بشكل أكثر دقة ، والتحكم في معلومات الطلب ، وتحسين سلسلة التوريد بأكملها [3] .

مبدأ العمل

مبدأ العمل الأساسي لتقنية RFID ليس معقدًا: بعد أن تدخل العلامة الحقل المغناطيسي ، فإنها تستقبل إشارة RF من القارئ ، وترسل معلومات المنتج المخزنة في الشريحة (العلامة المنفعلة أو العلامة السلبية أو العلامة السلبية) وفقًا الطاقة التي تم الحصول عليها عن طريق التيار المستحث. أو ، تُرسل العلامة بنشاط إشارة تردد معينة (علامة نشطة أو علامة نشطة أو علامة نشطة). يقرأ القارئ المعلومات ويفكها ويرسلها إلى نظام المعلومات المركزي لمعالجة البيانات.

يتكون نظام RFID الكامل من ثلاثة أجزاء: قارئ وعلامة (TAG) ، وما يُسمى بـ transponder ، ونظام برمجيات تطبيقية. مبدأ العمل هو أن Reader يصدر ترددًا محددًا. تُعطى طاقة الموجة الراديوية إلى المستجيب (Transponder) لتوجيه دائرة المستجيب (Transponder) لإرسال البيانات الداخلية. عند هذه النقطة ، يتلقى القارئ البيانات المشفرة في التسلسل ويرسلها إلى برنامج التطبيق للمعالجة.

يمكن تقسيم الاتصال بين قارئ بطاقة RFID والعلامة الإلكترونية وطريقة استشعار الطاقة تقريبًا إلى نوعين: اقتران الاستقرائي والاقتران Backscatter. تستخدم معظم أجهزة RFID ذات التردد المنخفض النوع الأول ، وتستخدم الترددات الأعلى الطريقة الثانية.

يمكن للقارئ أن يكون جهاز قراءة أو قراءة / كتابة اعتمادًا على البنية والتقنية المستخدمة ، وهو مركز للتحكم في معلومات نظام RFID ومعالجته. يتكون القارئ عادة من وحدة توصيل ووحدة إرسال واستقبال ووحدة تحكم ووحدة واجهة. يتم استخدام الاتصال نصف المزدوج بشكل عام لتبادل المعلومات بين القارئ والمستجيب ، والقارئ يقترن بالمستجيب السلبي لتوفير الطاقة والتوقيت. في التطبيقات العملية ، يمكن تنفيذ وظائف الإدارة مثل جمع ومعالجة وإرسال معلومات تعريف الجسم عن بعد من خلال Ethernet أو WLAN. جهاز الإرسال والاستقبال هو الناقل المعلوماتي لنظام التعرف بواسطة الترددات اللاسلكية (RFID) ، ويتكون جهاز الإرسال والاستقبال في الغالب من وصلات أصلية (مثل اللفائف ، والهوائيات microstrip ، وما إلى ذلك) والرقائق الصغيرة التي تشكل وحدة سلبية. [4] 6 فئات المنتجات هناك ثلاث فئات رئيسية من المنتجات المشتقة من تقنية RFID: منتجات RFID السلبية ومنتجات RFID النشطة ومنتجات RFID شبه النشطة.

تطوير منتجات RFID السلبي هو الأقدم ، وهو أيضاً المنتج ذو التطور الأكثر نضجاً والسوق الأكثر استخداماً. على سبيل المثال ، بطاقات الحافلات ، وبطاقات وجبات الكافيتريا ، والبطاقات المصرفية ، وبطاقات الدخول إلى الفنادق ، وبطاقات الهوية من الجيل الثاني ، وما إلى ذلك ، والتي يمكن رؤيتها في كل مكان في حياتنا اليومية ، هي التعرف على نوع الاتصال عن قرب. تردد التشغيل الرئيسي لمنتجاتها هو التردد المنخفض 125KHZ ، عالية التردد 13.56MHZ ، UHF 433MHZ ، UHF 915MHZ.

تم تطوير منتجات RFID النشطة في السنوات الأخيرة. تحدد خصائص تحديد الهوية التلقائية للمسافات البعيدة مساحة التطبيق الهائلة وإمكانات السوق. في مجال تحديد الهوية التلقائي لمسافات طويلة ، مثل السجون الذكية ، والمستشفيات الذكية ، ومواقف السيارات الذكية ، والنقل الذكي ، والمدن الذكية ، والعالم الذكي ، وإنترنت الأشياء ، هناك تطبيقات رئيسية. ظهرت RFID النشط في هذا المجال وينتمي إلى فئة التعرف التلقائي لمسافات طويلة. تردد التشغيل الرئيسي للمنتج هو UHF 433MHZ ، الميكروويف 2.45GHZ و 5.8GHZ.

تحدد الخصائص المختلفة لمنتجات RFID النشطة ومنتجات RFID السلبية مجالات التطبيق المختلفة وأنماط التطبيق المختلفة ، كما أن لها مزاياها الخاصة. ومع ذلك ، في هذا النظام ، نركز على إدخال منتجات RFID شبه النشطة بين RFID النشطة و RFID السلبي. هذا المنتج يدمج مزايا RFID النشطة و RFID السلبي في إدارة التحكم في الوصول وتحديد المواقع بدقة من الموظفين. ، إدارة المواقع الإقليمية ، إدارة المحيط ، الأسوار الإلكترونية وأجهزة الإنذار الأمنية وغيرها من المجالات لها مزايا كبيرة.

منتجات RFID شبه النشطة ، جنبا إلى جنب مع مزايا منتجات RFID النشطة ومنتجات RFID السلبي ، وتمكين الميكروويف 2.45G للاستفادة من مشغل الترددات المنخفضة التردد 125KHZ. تستخدم تقنية RFID شبه النشطة ، والمعروفة أيضًا بتكنولوجيا تشغيل التنشيط ذات التردد المنخفض ، تحديد الموقع بدقة منخفضة ، وتحديد المواقع بدقة قريبة ، وتحديد المايكروويف عن بعد ، وتحميل البيانات لحل المشكلات التي لا تتوافر بها تقنية RFID الفعالة و RFID السلبي . وبعبارة بسيطة ، فإنه يتم تنشيط تحديد المواقع ، وتحديد وتحميل البيانات على مسافة قصيرة [5].

7. ميزة RFID هي تقنية تطبيق مرنة سهلة التشغيل ، بسيطة وعملية ، وهي مناسبة بشكل خاص للتحكم في التشغيل الآلي. حرية العمل في جميع أنواع البيئات القاسية: منتجات RF قصيرة المدى لا تخاف من البيئة السيئة مثل بقع النفط وتلوث الغبار. يمكن أن تحل محل رموز شريط ، مثل تتبع الكائنات على خط تجميع المصنع. تستخدم معظم منتجات RF طويلة المدى لحركة المرور ، ويمكن تحديد المسافة. ما يصل إلى عشرات الأمتار ، مثل الشحن التلقائي أو تحديد هوية المركبات. يتميز نظام تحديد ترددات الراديو بشكل أساسي بمزايا النظام التالية:

القراءة سريعة وسهلة: لا تتطلب قراءة البيانات مصدرًا للضوء ، بل يمكن تنفيذها من خلال العبوة الخارجية. مسافة التعرف الفعال أكبر. عند استخدام الملصق النشط ببطارية خاصة به ، يمكن أن تصل مسافة التعرف الفعالة إلى أكثر من 30 مترًا ؛

سرعة التعرف السريع: عندما تدخل العلامة الحقل المغناطيسي ، يمكن للقارئ أن يقرأ المعلومات على الفور ، ويمكنه معالجة علامات متعددة في نفس الوقت لتحقيق التعرف على الدفعة ؛

سعة البيانات الكبيرة: يمكن للبار كود الذي يحتوي على بعدين (PDF417) وبأكبر سعة بيانات أن يخزن حتى 2725 رقمًا فقط ؛ إذا كان يحتوي على أحرف ، فسيكون مقدار التخزين أقل ؛ يمكن توسيع علامات RFID إلى عشرات K وفقا لاحتياجات المستخدمين ؛

عمر خدمة طويل ومجموعة واسعة من التطبيقات: يمكن استخدام وسائل الاتصال اللاسلكي في البيئات المتربة والزيوت وغيرها من البيئات المشعة والملوثة للغاية ، كما أن عبوته المغلقة تقلل إلى حد كبير من مدى حياة الرموز الشريطية المطبوعة ؛

يمكن تغيير بيانات العلامات ديناميكيًا: يمكن للمبرمج كتابة البيانات إلى القارئ ، مما يمنح علامة RFID قوة ملف بيانات محمول تفاعلي ، ويمكنه أن يكتب وقتًا أقل من الرمز الشريطي المطبوع.

أمان أفضل: لا يمكن فقط تضمينه أو ربطه بأشكال وأنواع مختلفة من المنتجات ، ولكن يمكن أيضًا ضبط حماية كلمة المرور لقراءة بيانات العلامات وكتابتها ، وبالتالي توفير مستوى أعلى من الأمان ؛

الاتصال الديناميكي في الوقت الفعلي: تتواصل العلامة مع القارئ على تردد يتراوح من 50 إلى 100 مرة في الثانية. لذلك ، طالما تم ربط علامة RFID بكائن داخل نطاق التعرف الفعال للقارئ ، فإنه يمكن أن يقوم بتعقب ومراقبة موقعه ديناميكياً. [6].

8 ، واجهة واجهة بروتوكول الهواء

مواصفات بروتوكول اتصالات السطح البيني يهدف تبادل المعلومات بين القارئ والعلامة الإلكترونية إلى إنتاج التوصيل البيني والتشغيل البيني بين الأجهزة من مختلف الصانعين. تقوم ISO / IEC بتطوير خمسة أنواع من بروتوكولات السطح البيني للترددات الهوائية ، وتعكس هذه الفكرة بشكل كامل نسبية المعيار ، والمعيار هو الطلب الشائع على مجموعة واسعة من أنظمة التطبيقات ، ولكن ليس كل متطلبات نظام التطبيق ، يمكن لمجموعة من المعايير أن تلبي أكثر مجموعة واسعة من احتياجات التطبيق.

ISO / IEC 18000-1 تكنولوجيا المعلومات - تحديد ترددات الراديو استناداً إلى إدارة المنتج الواحد - البنية المرجعية وتعريفات المعلمات الموحدة. وهي تنظم معلمات الاتصال للقراء والعلامات التي تلاحظ بشكل شائع في بروتوكول اتصالات السطح البيني ، والقواعد الأساسية للملكية الفكرية. وبهذه الطريقة ، لا يحتاج المعيار المقابل لكل نطاق تردد إلى تكرار نفس المحتوى.

ISO / IEC 18000-2 تقنية المعلومات - تحديد ترددات الراديو استنادًا إلى إدارة العنصر الواحد - مناسبة للتردد المتوسط من 125 إلى 134 كيلوهرتز ، محدد بين العلامة والقارئ