چگونه برنامه های ردیابی دارایی های داخلی فناوری RFID را پذیرفته اند

　　فناوری RFID تنها راه حل برای کاربردهای موقعیت یابی داخلی نیست. با این حال، به عنوان بخشی از یک سیستم چندفناوری، این یک راه حل بسیار مؤثر است.

　　برچسب های RFID سابقه طولانی دارند که به سیستم های ترانسپوندر هواپیماهای نظامی در طول جنگ جهانی دوم برای تمایز «دوست از دشمن» بازمی گردد. از آن زمان، RFID در سیستم های شناسایی دارایی ها استفاده شده است. اخیرا به عنوان یک راه حل موقعیت یابی فضای داخلی بلادرنگ در بازار عرضه شده است. این مقاله به طور خلاصه نحوه عملکرد RFID، نحوه کاربرد آن در ردیابی دارایی های داخلی و مقایسه با فناوری های مشابه را توضیح می دهد.

　　01نحوه کار RFID

　　یک سیستم RFID، یعنی شناسایی فرکانس رادیویی، از دو بخش تشکیل شده است: یک ترانسپوندر (یا برچسب) که داده هایی را در خود دارد که می توان آن ها را از طریق RF خواند؛ یک بازجو (یا خواننده/نویسنده) می تواند داده های ارسال کننده را بخواند.

　　شیوه خاص ارتباط بین این دو بخش (که به عنوان «مکانیزم کوپلینگ» شناخته می شود) پوشش، پیچیدگی و هزینه سیستم را تعیین می کند. (در اینجا، «کوپلینگ» به انتقال اطلاعات بین برچسب و خواننده/نویسنده اشاره دارد.) در حال حاضر، سه مکانیزم کوپلینگ در بازار وجود دارد: کوپلینگ القایی، کوپلینگ خازنی و کوپلینگ بک اسکتر.

　　کوپلینگ القایی

　　از زمان توسعه فناوری RFID، اتصال القایی وجود داشته است و سیستم های آن زمان شامل برچسب های بزرگ با مکانیزم های آنتن پیچیده بودند که عمدتا برای ردیابی اشیاء بزرگ (مانند خودروها و گاوها) استفاده می شدند. برچسب های القایی کوپل شده اطلاعات را از میدان مغناطیسی تولید شده توسط خواننده استخراج و مدوله می کنند. خواننده امواج رادیویی را از طریق برچسب ها اندازه گیری کرده و آن ها را به داده تبدیل می کند. میدان های مغناطیسی استفاده شده در این سیستم ها به سرعت کاهش می یابند، بنابراین دامنه شناسایی مؤثر کوپلینگ القایی حدود ۱ سانتی متر تا ۱ متر است.

　　کوپلینگ خازنی

　　وقتی سیستم های سنجش بزرگ تنها گزینه بازار شدند، سیستم های کوپلینگ خازنی برای کاهش هزینه و اندازه RFID توسعه یافتند. تراشه رسانا روی خواننده ها و برچسب ها برای ایجاد داده های خازنی و سیگنال با تغییر ظرفیت مدار استفاده می شود. فاصله بین این سیستم ها بسیار نزدیک است (۱ سانتی متر) و جهت پچ اهمیت دارد، بنابراین کاربردهای معمول نیاز به وارد کردن کارت شناسایی در دستگاه خواننده دارند. با کوچک شدن مدارهای سلف، بازار سیستم های خازن محدود نیز در حال کوچک شدن است.

　　در واقع، بیشتر سیستم های RFID در حال حاضر از نوعی کوپلینگ خازنی استفاده می کنند. با این حال، آن ها همچنان تحت تأثیر شدت میدان مغناطیسی دوردست قرار دارند. برای دستیابی به ارتباطات دوربرد، سیستم های RFID باید از سیگنال های فرکانس بالاتر استفاده کنند و به سیگنال های الکترومغناطیسی از منابع الکتریکی تکیه کنند

　　کوپلینگ بازپراکندگی

　　کوپلینگ بازپراکندگی یک مدل اصل رادار است. خواننده سیگنال های UHF یا مایکروویو منتشر می کند که هنگام تماس با هدف بازتاب یافته و اطلاعات هدف را منتقل می کنند. این بر اساس قوانین انتشار فضایی امواج الکترومغناطیسی است که دامنه شناسایی آن بیش از ۱ میلی متر است. البته، اینکه گسترش دامنه شناسایی مزیت است یا عیب، بستگی به مورد استفاده دارد.

　　02انواع برچسب های RFID

　　بازار RFID بر اساس روش منبع تغذیه برچسب های RFID دسته بندی شده است. اینکه آیا تگ دارای توان داخلی در دسترس است یا نه، بر اندازه، قیمت، محدوده خواندن و اینکه آیا می تواند حسگرهای اضافی را پشتیبانی کند یا خیر، تأثیر می گذارد.

　　برچسب های غیرفعال

　　برچسب های غیرفعال منبع تغذیه داخلی ندارند. آن ها با جذب مقداری اطلاعات از سیگنال خواننده پاسخ می دهند. این باعث می شود که ارزان، بادوام و بدون صدا (در طیف رادیویی) باشند. به دلیل نبود داده های منسجم، نمی توان از آن ها برای نوشتن و ذخیره داده های حسگر استفاده کرد. دامنه انتخاب داده آن ها پایین تر است و به خوانندگان و نویسندگان پرقدرت و پرهزینه نیاز دارند.

　　برچسب های نیمه غیرفعال

　　برچسب های نیمه غیرفعال (که به عنوان برچسب های «نیمه فعال» و «کمک باتری» نیز شناخته می شوند) دارای باتری داخلی هستند. مانند برچسب های غیرفعال، آن ها فقط زمانی ارسال می شوند که سیگنالی از خواننده و نویسنده دریافت شود. باتری می تواند هم سنسور و هم آنتن را تغذیه کند. برچسب های نیمه غیرفعال اجازه می دهند سیگنال های بیشتری به خواننده/نویسنده بازتاب داده شود و در نتیجه فاصله خواندن/نوشتن طولانی تری نسبت به برچسب های غیرفعال فراهم می کنند. آن ها بزرگ تر و گران تر از تگ های پسیو هستند و عمر باتری محدودی دارند.

　　برچسب های فعال

　　برچسب های فعال دارای منبع تغذیه محلی (مانند باتری یا انرژی فتوولتائیک) هستند و می توانند سیگنال های خود را ارسال کنند. اگرچه آن ها به عنوان برچسب تعریف می شوند، اما از نظر فنی به دریافت و تنظیم سیگنال های خواننده وابسته نیستند. در عوض، این ها رادیوهای برد کوتاه هستند. از دیدگاه عملیاتی، این تمایز ممکن است چندان مهم نباشد، بنابراین ما روی بازار تمرکز می کنیم و آن ها را در اینجا وارد می کنیم. در مقایسه با برچسب های غیرفعال و نیمه غیرفعال، برچسب های فعال دامنه شناسایی بزرگ تری (تا ۱ کیلومتر)، ظرفیت، اندازه و هزینه حافظه بیشتری دارند و می توانند با خوانندگان و نویسندگان ضعیف تر کار کنند.

　　03ردیابی دارایی ها با استفاده از فناوری RFID

　　پیش از ارزیابی مزایای RFID به عنوان فناوری ردیابی دارایی، لازم است معنای «رهگیری» را روشن کنیم. RFID از همان ابتدا برای ردیابی دارایی ها به معنای صفحات گسترده استفاده شده است. این کار شناسایی و ثبت آیتم های ردیابی شده نزدیک را آسان می کند. اگر هدف شما این است که اطمینان حاصل کنید همه واگن های قطاری که از دروازه A عبور می کنند نیز از دروازه B عبور کنند یا تأیید کنید که آیا کارکنان وارد ساختمان می شوند یا خیر، RFID راه حلی عالی است که به طور کامل آزمایش و اعتبارسنجی شده است.

　　در این موارد استفاده، RFID به طور مستقیم با بارکدها یا کدهای QR رقابت می کند. این روش مزیت واضحی در امکان خواندن و نوشتن از راه دور دارد. برچسب های RFID فعال یا نیمه غیرفعال می توانند اطلاعات ارزشمندی درباره حسگرها ارائه دهند. از سوی دیگر، خواننده هایی که با برچسب های غیرفعال جفت شده اند ارزان نیستند، در حالی که برچسب های نیمه غیرفعال بسیار گران و عمر محدودی دارند.

　　نوع چالش برانگیزتری از رهگیری، یادگیری موقعیت لحظه ای دارایی رهگیری است. اگرچه این یک مورد استفاده نسبتا جدید RFID است، اما هم اکنون راه حل های تجاری زیادی در بازار وجود دارد.

　　این برنامه ها به روش های مختلفی عمل می کنند. برخی راه حل ها برای شناسایی اشیاء از RFID خالص استفاده می کنند و در عین حال از فناوری دیگری برای اندازه گیری فاصله بهره می برند. تقریبا همه آن هایی که کاملا به RFID وابسته اند، از برچسب های فعال RFID استفاده می کنند. اگرچه برخی مطالعات از برچسب های RFID غیرفعال استفاده کرده اند، هزینه خواننده های برچسب غیرفعال و دامنه محدود شناسایی سیستم مانع از استفاده تجاری آن ها شده است

　　سیستم های موقعیت یابی بلادرنگ (RTLS) که از برچسب های RFID فعال استفاده می کنند، عملکرد بهتری نسبت به فناوری های رقیب مانند بلوتوث، بلوتوث کم مصرف (BLE)، وای فای، اولتراسونیک و فوق پهن باند (UWB) دارند. RFID عمدتا بر پایه سیستم LANDMARC است که موقعیت را با مقایسه RSS برچسب های فعال با RSS برچسب های مرجع در مکان های شناخته شده تعیین می کند.

　　RFID دامنه شناسایی وسیع تری نسبت به BLE دارد. در مقایسه با ۷۰ متر BLE، می تواند ۱ کیلومتر را در فضای باز طی کند. این موضوع ممکن است در محیط های داخلی بدون مانع (مانند دیوارها یا کف ها) کمتر حیاتی باشد، اما در انبارها یا انبارها، دامنه شناسایی برچسب های فعال RFID به کسب وکارها اجازه می دهد تعداد کمتری خواننده و نویسنده مصرف کنند و در نتیجه هزینه ها را کاهش داده و خرابی های احتمالی را به حداقل برساند.

　　RFID به عنوان راهکار ردیابی دارایی ها نیز معایبی دارد. مانند همه راه حل های مبتنی بر RF/RSSI، آسیب پذیری هایی دارد. از آنجا که سیگنال های RF می توانند دیوارها را نفوذ کنند، تشخیص اینکه سیگنال از کدام اتاق می آید دشوار است. پهنای باند بالایی که توسط ردیاب های فعال (به ویژه ردیاب های راه دور) استفاده می شود، به شدت مستعد تداخل است. علاوه بر این، در مقایسه با BLE، برچسب ها و خواننده ها بسیار گران تر هستند.

　　RFID به عنوان بخشی از کل سیستم هیبریدی موفقیت های چشمگیری کسب کرده است. این سیستم شناسایی قابل اعتمادی ارائه می دهد و می تواند به عنوان فناوری مکملی برای سیستم های اطلاعاتی موقعیت یابی که به فراصوت، مادون قرمز یا فوق پهن باند متکی هستند، عمل کند

　　نتیجه گیری

　　در حال حاضر، فناوری RFID نمی تواند راه حلی مستقل برای موقعیت یابی داخلی ارائه دهد. از این نظر، تنها گزینه نیست. با این حال، به عنوان بخشی از یک سیستم چندفناوری، RFID دهه ها سابقه شناسایی قابل اعتماد را به موقعیت یابی داخلی آورده است.