برچسب rfid
برچسب RFID برای ردیابی سلامت انسان
2019-09-07
پهپاد خوانشگر RFID در انبارهای آسیا آزمایش شد.
2020-01-30

9 دلیل اصلی از عملکرد پایین RFID

9 دلیل اصلی که باعث می شود یک سیستم RFID کار نکند.

شناسایی براساس فرکانس رادیویی تکنولوژی است که ما را قادر می سازد تقریبا اکثر اشیا را بصورت بی سیم با استفاده از مجموعه ای از داده ها که به صورت امواج انتقال داده می شوند را شناسایی کنیم.برنامه های مبتنی بر RFID در هر صنعتی از جمله مراقبت های بهداشتی، خرده فروشی، تولید، حمل و نقل و … بسیار کاربردی و فراوان هستند.
مولفه های مختلفی با هم کار می کنند تا عملکرد سیستم RFID را تشکیل دهند و برای کارکردن این فناوری نیاز به تگ RFID، آنتن ها، کارتخوان ها(خواننده یا Reader) و تجهیزات جانبی مانند مولتی پلکسرها و آنتن های پشتیبان نیاز می باشد که در مجموع یک سیستم RFID موثر را تشکیل می دهند.
سیستم های RFID بسیار قابل اعتماد هستند، برخی از شرکت ها یا مشاغل توانستند به قابلیت اطمینان این سیستم تا 99.9% در شبکه RFID دست یابند. اگر یک سیستم RFID عملکرد ضعیفی داشته باشد، چه اتفاقی می افتد؟ یا یک تگ شناسایی خوانده نشود؟
نبود عملکرد خوب و مشکلات برای شرکت های تولیدی یا خطرات جبران ناپذیر برای یک بیمارستان، بسیار هزینه بر است و چه کسی مسئول چنین رخدادهایی است؟ تولیدکننده برچسب؟ تولیدکننده قرائت گر(RFID Reader)؟ شبکه ؟
خواننده و برچسب به هم وابسته هستند، یکی می تواند در کار دیگری خلل ایجاد کند.
در ادامه این مطلب به نقص های عملکرد برچسب نمی پردازیم و در مورد فرکانس های آن صحبت می کنیم:
* Low frequency125kHz to 135 kHz
* High frequency13.56 MHz
* Passive UHF860MHz to 960 MHz

براساس تجربه، موارد زیر می توانند دلایلی برای عدم موفقیت در خواندن برچسب  RFID باشند:
* کیفیت خواننده (Reader)
* سرعت و حرکت برچسب ها
* تراکم برچسب
* طراحی آنتن
* نوع و طول کابل
* محل نصب
* حساسیت انتقال دهنده
* جذب و بازتاب
* نویز برقی
* محیط
* حساسیت خواننده (Reader)
* تراکم مواد
* عامل فرکانس / اتصال
* الزامات برنامه / عوامل امنیتی

قطعا موارد دیگری هم وجود دارد که در عملکرد دستگاه های کارتخوان (Reader)  تاثیر دارد اما شایع ترین موارد شامل جفت شدن(اتصال)، تراکم مواد دارای برچسب، الگوهای آنتن RFID، کابل های آنتن، تراکم برچسب RFID، سرعت خواندن، نویز و فاصله خواندن می باشد.
در ادامه به بررسی موارد بیان شده می پردازیم:

عامل اتصال:

رفتار فرکانس های RFID زیر 13.56 مگاهرتز در جاهایی که از یک میدان مغناطیسی برای انتقال انرژی و اطلاعات بین فرستنده و گیرنده استفاده می کنند، تغییر می کند. این فرآیند به اتصال قیاسی معروف است. این اتصال محدود به فاصله یک متر است.
فرکانس های بالاتر از تکنیک اتصال “Backscatter” با فاصله خواندن فراتر از یک متر استفاده می کنند. پس عامل اتصال است که مشخص می کند چه فرکانس هایی برای هر پروژه مناسب است.

تراکم مواد یا محصول :

چگالی یک محصول برچسب دار(RFID TAG) باعث ایجاد بازتاب و واریانس جذب می شود. مثلا یک محصول از جنس پلیمر دارای چگالی کم است، شیشه ماده ای با چگالی متوسط است در حالی که موادی مانند آب و یا مایعات دارای چگالی بسیار بالایی هستند.
فرکانس بالا تقریبا هیچ تغییر یا تاثیری در انتقال سیگنال در مواد با چگالی های مختلف ندارد، درحالی که در UHF، ویژگی های انتقال می تواند بطور قابل توجهی تحت تاثیر چگالی شی قرار گیرند.
با فرکانس های بسیار بالا، عملکرد خواندن بعلت تراکم مواد تغییر می کند. بنابراین در زمان کار با آب یا بدن انسان( که 50 تا 65 درصد از بدن انسان را آب تشکیل داده است) فرکانس کاری مناسب براساس این شرایط انتخاب می شود.

الگوهای آنتن RFID:

یک سیستم با فرکانس بالا (HF) از آنتن های حلقه ای استفاده می کند که یک میدان الکتریکی نامتقارن ایجاد می کند. در مورد سیستم UHF، آنتن یک میدان جهت دارتولید می کند که دارای یک پرتو خاص (زاویه دار) تا سطح خاص می باشد. این میدان خاصیت دو قطبی دارد که تمایل به حذف پرتوهای منحرف کننده و همچنین سعی در دریافت از منابع با مسافت های طولانی را دارد.
توجه به الگوهای آنتن در زمان طراحی سیستم RFID بسیار مهم است.

امنیت داده ها:

برای عملکرد بهینه سیستم ، انتخاب انتقال دهنده مناسب برای هر برنامه خاص ضروری است زیرا هر برنامه نیاز به درجه امنیتی متفاوت دارد. این برنامه ها به امنیت کمی نیاز دارند و فقط یک فرستنده UID ساده کار را انجام می دهد.
اگر به محافظت از رمز عبور برای هرنوع اطلاعاتی در یک نرم افزار احتیاج دارید، یک فرستنده با محافظت از رمز عبور لازم است که در UHF و HF موجود است.
برای امنیت بیشتر،بعنوان مثال در برنامه هایی که اطلاعات رمزگذاری می شوند مثلا در اکسس کنترل، یک فرستنده با معماری امن و مطمئن که میتواند کلیدهای دستیابی را در خود ذخیره کند، ضروری می باشد.
فرستنده هایی با بالاترین درجه از امنیت  برای احزار هویت، در اکسس کنترل، بلیط ها و معاملات مالی استفاده می شود. خواننده های(readers) استفاده شده در این برنامه ها دارای یک پردازنده یا ماشین رمزنگاری هستند که در آن هر تراکنش (جابجایی) یک چالش رمزنگاری در روش و زمان متفاوت برای برنامه است.

کابل های آنتن:

سیستم های RFID با فرکانس بالا، از یک امپدانس 50 اهم در بین خواننده و آنتن استفاده می کنند. طول کابل و مسیریابی کابل می تواند تأثیر زیادی روی سیستم HF داشته باشند. تولیدکنندگان آنتن می دانند چه طولی از کابل بهترین عملکرد برای آنتن های منحصرد بفردشان خواهد داشت.
در مورد سیستم UHF ، امپدانس هم بسیار مهم است اما علاوه بر این، هر نوع کابل کواکسیال نیز با توجه به طول آن دارای یک عامل ضعف است. اگر اندازه گیری در این مرحله به درستی انجام نشود، سیگنال را بسیار کاهش می دهد.

تراکم تگ (TAG):

در برخی از پروژه ها تعداد زیادی از تگ های غیرمعمول فقط در یک ناحیه خاص قرار دارند، ممکن است این تگ ها روی هم یا در کنار هم در یک ردیف باشند. تعدادی صفحه در یک فولدر فایل که هر صفحه دارای برچسب RFID است و در کنار چندین فایل مختلف دیگر قرار دارند، می توانند به راحتی خطاهای خواندن را ایجاد کنند(مانند بایگانی اسناد) .
در این موارد، یک آنتن HF می تواند ایده آل باشد، در حالی که یک آنتن UHF نمی تواند عملیات خواندن را در این شرایط انجام دهد. در شرایط با چگالی(تراکم) بالا، آنتن UHF نمی تواند تگ RFID را بخواند مگراینکه موارد از هم جدا باشند.

سرعت خواندن :

هر خواننده RFID (ریدر) در برنامه های مختلف قابلیت های متفاوتی دارد. به عنوان مثال HF ISO 18000 3M3 که ادعا می کند 800 برچسب در ثانیه را می تواند بخواند و UHF EPC Class 1 Gen 2 که براساس اطلاعات موجود در اینترنت 1000 برچسب در ثانیه ادعای خواندن را می کنند تست گرفته شده است.
خوانندگان HF ISO 18000 3M3 با سرعت 300 تا 400 برچسب در ثانیه در یک محیط زنده اطلاعات را خوانده در حالی که UHF EPC Class 1 Gen 2 با سرعت حدود 250 تگ در ثانیه می خواند.
اکثر این خواننده ها به سخت افزار تخصصی احتیاج دارند البته در یک محیط استاندارد، هر خواننده ممکن است بصورت متفاوت اطلاعات را بخواند و اگر این نیاز سخت افزاری برآورده نشود، سرعت خواندن به میزان قابل توجهی به خطر می افتد و نتایج عملکرد با توجه به برنامه و محیط به طور چشمگیری تغییر می کند.

سروصدا (نویز) :

بزرگ ترین دشمن RFID ، نویز است. در مورد HF، این نویزالکتریکی می تواند از منابع مختلفی از جمله آنتن ، منبع تغذیه ، هرگونه لینک ارتباطی و حتی مسائل مربوط به کابل کشی وجود داشته باشد که می تواند باعث ایجاد یک حلقه اساسی برای ایجاد نویز شوند.
برای غلبه براین مشکلات قابل حل برای نویز، نیاز به خوانندگانی است که بتوانند میزان نویز موجود در محیط را شناسایی کنند. زمانی که میزان نویز در محیط از آستانه عادی بالاتر رفت، سیستم می بایست یک مشکل را گزارش دهد تا مدیران پروژه راهکاری برای کاهش میزان نویز ارائه دهند.
در مورد UHF ، بعلت سطح فرکانس بالا، آنالیزورهایی برای آن در بازار وجود ندارند پس شبکه ها باید طوری طراحی شوند تا بتوانند امکان ایجاد هرگونه نویز را به صفر برسانند. یک روش آن استفاده از یک حالت خواننده متراکم است، به این معنی که این سیستم برای کار در یک محیط چند خواننده طراحی می شود.
در ایالات متحده ،شرکت اف سی سی(FCC) پنجاه کانال را به عنوان باند فرکانس UHF اختصاص داده است، بنابراین از نظر تئوری می توانیم 50 خواننده( READER) در یک شبکه داشته باشیم و تا هرکدام یک کانال موجود را جستجو کند و بتواند به درستی کار کند.

فاصله خواندن :

غالبا این سوال پرسیده می شود “این ریدر (خواننده) تا چه مسافتی امواج RFID را می تواند بخواند؟ “. همانطور که قبل تر صحبت شد، تمام خوانندهای RFID  منفعل مانند UHF و HF به بسیاری از عوامل مانند قدرت و حساسیت خواننده، آنتن، تاصیرات زیست محیطی(فلز و غیره)، اندازه و حساسیت برچسب و ده ها عوامل دیگر بستگی دارد.

منبع: سایت rfidreadernews.com

دیدگاهتان را بنویسید

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