در مطالب گذشته در مورد تکنولوژی RFID و کاربرد آن در سیستم های امنیتی و گیت های فروشگاهی صحبت کردیم. اکنون به بررسی اجزای یک سیستم RFID خواهیم پرداخت. اگر علاقمند هستید با ما همراه باشید.

اجزای تشکیل دهنده سیستم RFID:

RFID

  تگ :که به آن فرستنده خودکار و يا  transporterنیز گفته می شود، شامل يک تراشه نيمه هادی، يک آنتن و در برخی موارد یک باطری است.

 بررسی کننده :که به آن کدخوان و يا دستگاه نوشتن و خواندن نيز گفته می شود، شامل یک آنتن ، يک ماژول الکترونيکی RF و يک ماژول کنترلی است .

 کنترل کننده :که به آن هاست نيز گفته می شود، اغلب یک کامپيوتر شخصی و یا ایستگاه کاری است که بر روی آن بانک اطلاعاتی و نرم افزار کنترلی اجراء شده است .

مبادله اطلاعات بین تگ و بررسی کننده از طریق امواج راديويی انجام می شود . زمانی که يک شی حاوی تگ RFID به محدوده خواندن يک بررسی کننده وارد می شود ، بررسی کننده با ارسال يک سيگنال به تگ اعلام می نماید که داده ذخيره شده در خود را ارسال نمايد

 تگ ها قادر به ذخيره اطلاعات مختلفی در خصوص یک شی می باشند . ذخيره شماره سریال، شماره قطعه و یا دستورالعمل های پيکربندی نمونه هايی در این زمينه می باشد . بررسی کننده پس از دریافت داده ذخيره شده در تگ ، اطلاعات مربوطه را از طریق یک رابط شبکه ای استاندارد نظیر یک رابط اترنت شبکه محلی و یا حتی اینترنت برای کنترل کننده ارسال می نماید . در ادامه ، امکان استفاده از اطلاعات دريافتی برای کنترل کننده در زمينه های مختلفی فراهم می گردد .به عنوان نمونه ، کنترل کننده می تواند از داده دريافتی برای بهنگام سازی موجودی یک کالا در بانک اطلاعاتی و یا تغيير مسیر يک شی بر روی یک سيستم تسمه نقاله استفاده نماید .

يک سيستم RFID می تواند شامل بررسی کننده های متعددی باشد که در محدوده يک ساختمان انبار و یا خطوط مونتاژ توزيع شده اند . تمامی بررسی کننده ها می توانند به یک کنترل کننده متصل و شبکه ای را با یکدیگر ایجاد نمایند . یک بررسی کننده می تواند با بيش از یک تگ بطور همزمان ارتباط برقرار نماید . با توجه به وضعیت فعلی فناوری RFID ، امکان مبادله 1000 تگ در هر ثانیه بطور همزمان با دقتی معادل 98 % وجود دارد . تگ های RFID را می توان به هر چيزی متصل نمود از یک کفه بارگیری گرفته تا يک نوزاد و یا يک جعبه موجود در قفسه یک فروشگاه .

در ادامه به بررسی جزئیات هر یک از این اجزاء می پردازیم :

تگ ها

RFID

وظيفه اوليه يک تگ RFID ، ذخيره داده و ارسال آن به يک بررسی کننده است . در ساده ترين حالت ، يک تگ شامل يک تراشه الکترونيکی و يک آنتن است که در يک بسته در کنار يکديگر قرار می گيرند . تراشه موجود در تگ های RFID از حافظه ای با قابلیت فقط خواندنی و یا خواندنی / نوشتنی به منظور ذخيره و بازیابی داده و در برخی موارد تغيير داده استفاده می نماید . در برخی تگ ها ممکن است از یک باطری نیز استفاده شود ( وجه تمایز تگ های فعال و غيرفعال ) .

 

RFID

لایه های تشکیل دهنده تگ

 

 

انواع تگ براساس منبع انرژی تامین کننده

فعال : تگ های فعال به آن دسته از تگ های RFID اطلاق می شود که بر روی برد اصلی آنان يک باطری نصب شده باشد .در زمانی که لازم است تگ RFID داده ذخيره شده در خود را برای بررسی کننده ارسال نمايد ، از این منبع برای کسب توان لازم جهت انتقال داده استفاده می گردد ( مشابه نقش باطری موجود در تلفن های همراه ) . بدين دليل ، تگ های فعال قادر به برقراری ارتباط با بررسی کننده هايی می باشند که دارای قدرت کمتری هستندو می توانند اطلاعات را تا محدوده بيشتری ارسال نمایند. علاوه بر این ، تگ های فعال عموما” دارای حافظه های زیادی نیز می باشند. تگ های فعال در مقام مقايسه نسبت به تگ های غیرفعال بزرگتر بوده و همچنین از پيچيدگی بيشتری برخوردارند . همین موضوع باعث شده است که هزينه توليد آنها بالا باشد . عمر مفيد باطری موجود در تگ های فعال ، دو تا هفت سال پيش بينی می گردد . تگ های غيرفعال ، دارای منبع تغذيه ای بر روی برد نمی باشند و قدرت خود برای ارسال داده را از سيگنال ارسالی بررسی کننده می گيرند . اين وضعيت باعث می شود که اندازه تگ ها کوچک تر شده و هزينه های توليد نيز کاهش يابد.

غیرفعال: تگ های غيرفعال محدوده کمتری را نسبت به تگ های فعال پوشش می دهند ( به عنوان نمونه چندین متر ) . با توجه به این که تگ های غيرفعال توان لازم جهت ارسال داده را از بررسی کننده خود می گيرند ، لازم است این نوع بررسی کننده ها دارای توان مناسبی باشند . تگ های غيرفعال دارای حافظه بمراتب کمتری نسبت به تگ های فعال می باشند ( درحدچندین کیلو بایت ). برخی از تگ های غيرفعال ، ممکن است دارای باطری از قبل تعبیه شده ای بر روی برد اصلی خود باشند که از آن برای کمک در ارسال سيگنال های راديويی استفاده نمی گردد و کاربرد آن صرفا” فعال کردن مدارات الکترونيکی بر روی برد است .

Tag های نیمه غیر فعال : Semi-Passive Tags که علاوه بر استفاده از باطری داخلی شان، میتوانند از انرژی منتقل شده توسط Reader ها نیز بهره مند شوند.

Tag های دو طرفه Two way Tags که علاوه براستفاده از باطری داخلی شان میتوانند بدون کمک گرفتن از Reader ها، دیگر اقسام هم شکل خود را نیز شناسایی کرده و با آنها به گفتگو بپردازند.

 

انواع تگ بر اساس ویژگیهای فیزیکی ظاهری

Tag هایی که دارای کفه پلاستیکی از جنس PVC میباشند و معمولاً در وسط آنها یک سوراخ دیده میشود که بسیار با دوام بوده و میتوان از آنها بارها و بارها استفاده کرد.

Tag هایی که شبیه کارتهای اعتباری هستند ومعمولاً به آنها کارتهای هوشمند بدون تمـاس (Contact less Smart Cards) گفته میشود.

Tag هایی که بصورت لایه های کاغذی بر روی برچسب ساخته میشوند که به آنها برچسب های هوشمند (Smart Labels) گفته میشود.

Tag هایی که در محیطهای قابل فرسایش (مثلاً آب یا مایع) به خوبی کار میکنند. اینگونه Tag ها در کپسولهای شیشه ای قرار دارند.

Tag های کوچک که در داخل اشیاء عمومی مثل لباس، ساعت، دستبند و …. کارگذاشته میشود و اغلب ممکن است به شکل یک کلیه یا دسته کلید بنظر برسند.

 

انواع تگ بر اساس حافظه مورد استفاده

یکی دیگر از تفاوت های مهم بین تگ های بکارگرفته شده در سيستم های RFID ، نوع حافظه استفاده شده در آنهاست . از دو نوع حافظه فقط خواندنی و خواندنی / نوشتنی در تگ های RFID استفاده می گردد .حافظه فقط خواندنی ، حافظه ای است که فقط امکان خواندن اطلاعات از آن وجود دارد و نمی توان اطلاعات موجود در آن را تغيير داد . تگ هاي این نوع همانند کدهای ميله ای می باشند که فقط یک مرتبه برنامه ريزی می گردند( توسط یک توليد کننده ) . این نوع تگ ها معمولا” با حجم اندکی داده نظیر شماره سریال و یا شماره قطعه که به صورت ثابت می باشند ، برنامه ريزی می گردند و می توان آنان را به سادگی با سيستم های موجود کد ميله ای تلفيق کرد. تگ هايی از نوع RW که به آنان تگ های هوشمند نیز گفته می شود ، از انعطاف بالائی برخوردار هستند . در این نوع تگ ها امکان ذخيره حجم بالائی از اطلاعات وجود دارد . تگ های فوق از حافظه هايی با قابلیت آدرس دهی استفاده می نمایند که می توان به سادگی با آدرس دهی مناسب ، محتويات موجود در هر مکان حافظه را تغيير داد . اطلاعات موجود در تگ های RW را می توان به دفعات پاک کرد و مجددا” نوشت. با توجه به ويژگی مهم این گونه تگ ها ، می توان آنها را به منزله بانک های اطلاعاتی سیار در نظر گرفت که اطلاعات پويا و مهمی توسط آنان حمل می گردد، بر خلاف وضعيتی که داده ها بطور متمرکز بر روی کنترل کنننده ذخیره شده است  . با توجه به کاهش هزينه تولید این گونه تگ ها در ساليان اخير و کاربرد گسترده آنان ، استفاده از سیستم های RFID همچنان روند رو به رشدی را با سرعت بالا طی می نماید.

علاوه بر دو نوع حافظه اشاره شده ، گونه های ديگری از حافظه  در تگ های RFID استفاده می گردد که بد نيست به آنها نيز اشاره ای داشته باشیم .

حافظه هايی با ويژگی يک مرتبه نوشتن و چندين مرتبه خواندن ( WORM برگرفته شده از write-once-read-many ) : این نوع حافظه ها همانند حافظه های فقط خواندنی می باشند که با حجم اندکی از اطلاعات ثابت برنامه ریزی می شوند و امکان تغيير اطلاعات موجود برای يک مرتبه در اختيار کاربر گذاشته می شود ( نظیر CD-ROM ) . از این نوع حافظه ها می توان در خطوط مونتاژ و برای ثبت تاریخ و یا مکان توليد پس از تکميل فرآیند توليد  استفاده کرد . استفاده همزمان از دو نوع حافظه فقط خواندنی و خواندنی / نوشتنی. برخی از تگ های RFID با توجه به نوع کاربری ممکن است از دو نوع حافظه فقط خواندنی و خواندنی / نوشتنی بطور همزمان استفاده نمایند که هر یک دارای جایگاه مختص به خود می باشند .

کنترل کننده

 

RFID READER

  بخش های یک کدخوان 

کدخوان های RFID را می توان به منزله کامپيوترهای کوچکی در نظر گرفت که از سه بخش اساسی زیر تشکیل می گردد: یک آنتن، یک ماژول الکترونیک RF که مسئول برقراری ارتباط با تگ RFID است و يک ماژول کنترل کننده الکترونيکی که مسئولیت ارتباط با کنترل کننده را برعهده دارد .

  وظایف یک کدخوان

يک کدخوان RFID به عنوان یک پل بین تگ RFID و کنترل کننده عمل می نماید و دارای وظایف زیر است :

  • خواندن محتویات داده یک تگ RFID نوشتن داده در تگ ( در خصوص تگ های هوشمند )
  • باز انتشار داده برای کنترل کننده و بالعکس
  • تامین انرژی مورد نیاز تگ ( در خصوص تگ های غیرفعال )

علاوه بر انجام عملیات فوق ، بررسی کننده های پيچيده تر RFID قادر به انجام سه عملیات مهم دیگر نیز می باشند:

  • مقابله باتصادم :حصول اطمینان ازارتباطات همزمان با چندين تگ
  • تائيد تگ ها : پيشگيری از سوء استفاده احتمالی و دستیابی غيرمجاز به سیستم
  • رمزنگاری : حصول اطمينان از يکپارچگی داده

مقابله با تصادم :هدف از پیاده سازی الگوريتم های ضد تصادمی، حصول اطمینان از توانائی بررسی کننده جهت برقراری ارتباط همزمان با چندين تگ می باشد . فرض کنید در محدوده تحت پوشش یک بررسی کننده صدها تگ وجود داشته باشد و تمامی آنان بخواهند در یک لحظه اطلاعات خود را ارسال نمایند . بديهی است به منظور پيشگيری از بروز تصادم ، می بایست ازالگوريتم هائی خاص استفاده کرد. برای پياده سازی الگوریتم های ضد تصادمی در بررسی کننده ها از سه روش مختلف استفاده می گردد :  سه بعدی،  فرکانسی ، زمانی

از تمامی روش های اشاره شده به منظور برقراری یک سلسله مراتب و یا سنجش تصادفی و با هدف پيشگيری از بروز تصادم در زمان ارسال اطلاعات استفاده می شود.

  تائيد تگ ها :در سيستم هائی که نیازمند یک سطح خاص از امنیت می باشند ، بررسی کننده می بايست با استفاده از مکانیزم هائی خاص ، هويت کاربران سيستم را تائيد نمايد . در چنين سيستم هائی فرآيند تائيد کاربران در دو سطح و یا دو لایه مجزا پياده سازی می گردد . بخشی از فرآیند بر روی کنترل کننده و بخش ديگر ، بر روی بررسی کننده انجام می شود. برای تائيد کاربران از دو روش عمده استفاده می گردد .  متقارن و مشتق از کلید.

در روش های فوق ، یک تگ RFID یک کد کلید را در اختيار بررسی کننده قرار می دهد تا در ادامه در اختیار یک الگوریتم گذاشته شود .در صورت تائيد ( بر اساس خروجی الگوريتم ) ، امکان ارسال داده در اختيار تگ RFID گذاشته می شود .

رمزنگاری و رمزگشائی داده :رمزنگاری داده یکی دیگر از اقدامات امنيتی است که می بایست به منظور پيشگيری از تهاجم خارجی به سیستم ، پياده سازی شود . به منظور حفاظت از يکپارچگی داده ارسالی و پيشگيری از رهگيری و استراق سمع داده از رمزنگاری استفاده می گردد . بررسی کننده رمزنگاری و رمزگشائی را پیاده سازی می نماید .

مکان استقرار و اندازه کدخوان ها :در سيستم های RFID ، لازم نيست که تگ ها در معرض ديد دستگاه های کد خوان قرار بگیرند ( بر خلاف سیستم های کد میله ای ) . مهمترین مزیت ويژگی فوق ، آزادی عمل طراحان برای اتخاذ تصمیم در خصوص مکان استقرار بررسی کننده است . برخی از بررسی کننده ها را می توان بطور ثابت به درب ها متصل نمود ، برخی دیگر را می توان از سقف آویزان کرد و در بررسی کننده های کوچکتر قابل حمل دستی ، این امکان در اختيار کاربر گذاشته می شود تا با استقرار در یک مکان راه دور ، اقدام به خواندن اطلاعات نماید ( در مکان هائی که امکان نصب بررسی کننده ثابت وجود ندارد ) . در اغلب موارد می توان اینگونه دستگاه های بررسی کننده قابل حمل را  به صورت بی سیم و یا باسیم به کامپیوتر متصل نمود . نمونه ای از انواع این کدخوان ها در تصویر فوق به نمایش درآمده است.

 

کنترل کننده ها

کنترل کننده های RFID به منزله مغز متفکر یک سیستم RFID عمل می نمایند. از این دستگاه ها به منظور اتصال شبکه ای چندین بررسی کننده و تمرکز در پردازش اطلاعات استفاده می گردد . کنترل کننده در هر شبکه ، اغلب یک کامپيوتر شخصی و یا یک ایستگاه کاری است که بر روی آن بانک اطلاعاتی و یا سیستم نرم افزاری اجراء شده است ( و یا شبکه ای از این ماشین ها ). کنترل کننده بر اساس اطلاعات دريافتی قادر به انجام عمليات مختلفی با توجه به نوع سيستم RFID  می باشد :

نگهداری و بهنگام سازی موجودی کالا و اعلام اتوماتیک به واحد تدارکات ( در مواردی که موجودی یک کالا از سقف تعيين شده کاهش پيدا می نماید )، رديابی جابجائی اشیاء در یک سیستم و حتی تغییر مسیر آنها ( نظیر سیستم تسمه نقاله در یک برنامه صنعتی ) ، بررسی هويت و اعطاء مجوزها، به روز رسانی حساب کاربران، ردیابی افراد و اشیاء در هر مکان ، جلوگیری از ورود و خروج بی مجوز و یا تسهیل در آن.

 

 

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Fill out this field
Fill out this field
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
You need to agree with the terms to proceed

فهرست