کتابخانه مجازی مکاترونیک

بطور کلی شناسایی خودکار و نگهداری داده‌ها (AIDC) روشی است که طی آن تجهیزات خواه سخت افزای یا نرم افزاری قادر به خواندن و تشخیص داده ها بدون کمک گرفتن از یک فرد هستند.
بارکدها، کدهای دو بعدی، سیستم های انگشت نگاری ، سیستم شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی، سیستم شناسایی با استفاده از قرنیه چشم و صدا و … از جمله این راهکارها در این مقال می‌باشند. یکی از جدید ترین مباحث مورد توجه دانشمندان جهت شناسایی افراد یا کالاها استفاده از سیستم شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی یا RFID می‌باشد.

 
RFID که مخفف سه واژه Radio Frequency Identification است؛ امروزه توسط فروشگاه‌های زنجیره ای بزرگی چون "وال مارت" و "مک دونالد" و نیز سازمانهای مهمی چون "وزارت دفاع ایالت متحده آمریکا" استفاده شده و امتحان خود را به خوبی پس داده است.

RFID چیست ؟
تصور کنید که وارد یک فروشگاه زنجیره ای شده اید و اقلام مورد نیاز خود را داخل چرخ دستی ‌(trolley) قرار داده اید. صندوق دار با استفاده از بار کد می بایستی که تک تک اقلام داخل سبد را برداشته و اطلاعات آن را توسط بارکد خوان (Barcode Reader) یکی یکی به داخل رایانه وارد کند تا فاکتور اقلام انتخابی شما صادر گردد. بسیاری از اوقات بدلیل آنکه تعداد کالاهای خریداری شده بسیار زیاد می باشند؛ صف‌های طولانی‌ای در فروشگاه‌های زنجیره ای تشکیل می‌شود. تازه ، گاهی اوقات نیز مخدوش شدن علائم بارکد، از خواندن اطلاعات جلوگیری می کند ، که این خود موجب مشکلات بیشتری می شود.

 
با این فناوری جدید یعنی RFID شما سبد کالای خود را بر می دارید و بدون اینکه مجبور به ایستادن در صفهای طولانی شوید و یا حتی بدون اینکه مجبور باشید اقلام خریداری شده را به صندوقدار یا نگهبان نشان دهید، از در خارج می شوید.
چرا؟ چون برچسب روی کالا دیگر بارکد(Barcode) نیست بلکه از نوع RFID می باشد و خودش با فرستان علائم رادیویی کلیه اطلاعات جاری خود از قبیل تعداد، قیمت، وزن، … را به کامپیوترهای موجود در درهای خروجی مخابره می کند.
این برچسبها دارای دو بخش تراشه و آنتن هستند و دارای عملکرد بسیار ساده ای می باشند؛ تراشه اطلاعات را از طریق آنتن منتشر می‌کند و حسگرهایی در اطراف قرار دارند ،این اطلاعات را دریافت می‌کنند.
از جمله مهمترین محاسن آن کاهش سرقت یا دزدی و محاسبه سریعتر تعداد کالاهای موجود در انبار بدون نیاز و کمک به نیروهای انسانی است.
اما تنها اشکال این فناوری گران بودن آن است، اگر چه روزگاری می رسد که تمامی اشیاء و کالاها این برچسب ها را مثل بارکد خواهند داشت.
بطور کلی RFID یا سیستم شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی سامانه ی شناسایی بی سیمی است که قادر به تبادل داده ها بوسیله برقراری اطلاعات بین یک Tag که به یک کالا ، شی یا .. متصل شده است و یک بازخوان (Reader) می باشد.
اصولاً سامانه‌های RFID از سیگنالهای الکترونیکی و الکترومغناطیسی برای خواندن و نوشتن داده‌ها بدون تماس بهره گیری می کنند.
Tag ها وسیله شناسایی متصل شده به کالایی است که ما می‌خواهیم آن را رد یابی کنیم و بازخوان‌ها (Reader) ها وسایلی هستند که حضور برچسب‌ها را در محیط تشخیص داده و اطلاعات ذخیره شده در آنها را بازیابی می‌کنند. با توجه به اینکه این سیستمها بر مبنای تغییرات امواج مغناطیسی و یا فرکانس‌های رادیویی کار می‌کنند، جهت تقویت سیگنالهای موجود در محیط گاهی اوقات از آنتن (تقویت کننده سیگنال) نیز استفاده می‌شود.
تجهیزات مورد نیاز بطور کلی فناوری RFID از تجهیزات ذیل جهت پیاده سازی بهیه خود کمک می‌گیرد:
۱٫ انواع برچسب Tag
2. انواع خواننده بر چسب Reader
3. انواع نویسنده اطلاعات Printer
4. آنتن- تقویت کننده سیگنال
۵٫ نرم افزار مدیریت اطلاعات
۶٫ بانک اطلاعاتی، ساختار شبکه اطلاعاتی

TAG چیست؟
همانطور که گفته شد Tag ها وسیله شناسایی متصل شده به کالا، شیء، فردی هستند که ما می‌خواهیم آن‌‌را ردیابی کنیم.
اما اینکه هر یک از کالاها دارای اشکال و ظواهر گوناگون و نیز دارای محیطهای فیزیکی گوناگونی است، این ضرورت را ایجاب می‌کند تا Tag ها را با توجه به ویژگیهای فیزیکی (ظاهریشان) دسته بندی کنیم.

بطور کلی بعضی از ویژگیهای ظاهری Tagها بصورت زیر می‌باشد:
الف- Tagهایی 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.
ب- Tag هایی که شبیه کارتهای اعتباری هستند و معمولا به آنها کارتهای هوشمند بدون تماس (Contact less Smart Cards) گفته می‌شود.
ج- Tag هایی که بصورت لایه های کاغذی روی برچسب ساخته می‌شوند که به آنها برچسب‌های هوشمند (Smart Labels) گفته می‌شود.
د- Tagهایی که در محیطهای قابل فرسایش (مثلاً آب یا مایع) به خوبی کار می‌کنند. اینگونه Tag ‌ها در کپسولهای شیشه ای قرار دارند.
ه- Tagهایی کوچک که در داخل اشیاء عمومی مثل لباس، ساعت، دستبند و …. کار گذاشته می‌شود. اغلب ممکن است به شکل یک کلیه یا دسته کلید بنظر برسند.

 
در صورتی‌که بخواهیم Tag ها را با در نظر گرفتن منبع انرژی تامین کننده شان دسته بندی کنیم به ۴ دسته اصلی تقسیم بندی می شوند:
۱- Tagهای غیر فعال Passive Tags که انرژی و برق مورد نیاز خود را از Reader‌ها بوسیله یکسری از روش‌های تراگسیل بدست می‌آورند.
۳- Tagهای فعال Active Tags که انرژی مورد نیازشان توسط یک باتری داخلی و جهت برقراری ارتباط دارای یک پردازنده، یک حافظه و حسگر می باشند.
۳- Tagهایی نیمه غیر فعال Semi-Passive Tags که علاوه بر استفاده از باتری داخلی شان، می توانند از انرژی منتقل شده توسط Reader ها نیز بهره مند شوند.
۴- Tag های دو طرفه Two way Tags که علاوه بر استفاده از باطری داخلی شان می توانند بدون کمک گرفتن از Reader ها دیگر اقسام هم شکل خود را نیز شناسایی کرده و با آنها به گفتگو بپردازند.

Reader چیست؟
قبلاً اشاره شد که Reader ها وسایل الکترونیکی هستند که حضور Tag ها را در محیط تشخیص داده و اطلاعات ذخیره شده در آنها را بازیابی می کنند.
۳ دسته عمده Reader ها بصورت:
۱٫مدل ثابت Fixed Type
2.مدل دستی Hand held Type
3.مدل کارت PC Card Type

مزایای استفاده از فناوری RFID
مزایا استفاده از این تکنولوژی به شرح ذیل می باشد:
۱٫کاهش هزینه ها (کاهش فعالیت های دستی و افزایش سرعت)
۲٫اتوماسیون (بدون توقف)
۳٫کاهش خطا
۴٫کنترل فرایندهای غیر قابل رویت
۵٫امکان به روز رسانی بر چسب ها بدون دخالت دست
۶٫امنیت
۷٫یکپارچگی

کاربری در RFID
مدیریت بار مسافران : شناسایی و کنترل بار و اثاثیه مسافران با استفاده از فرکانسهای رادیویی RFID .
مدیریت دام و گوشت : شاید به جرات بتوان گفت که یکی از قدیمی‌ترین کاربردهای استفاده از فناوری RFID در ردیابی و کنترل حرکت حیوانات اهلی مخصوصاً گاوهای شیرده بوده است. امروزه بصورت یک جریان کاملاً متداول، حیوانات همزی و اهلی بوسیله کپسولهای قابل تزریق و یا Tag هایی که به گوش حیوانات متصل می شود؛ به این فناوری مجهز می شوند.
کنترل ورود و خروج وسایط نقلیه : یکی دیگر از کاربردهای بسیار شایع استفاده از فناوری RFID کنترل ورود و خروج وسایط نقلیه در محلهایی است که امنیت ورود و خروج ماشینها بسیار مهم و ضروری به نظر می‌رسد.

مدیریت کتابخانه ها و کتاب‌ها : با چسباندن یک Tag (که کلیه مشخصات کتاب در آن ذخیره سازی شده است) بر روی کتاب و قرار دادن یکسری از آنتن‌ها و Reader ها در محل کتابخانه می‌توان از مزایای آن بهره جست:
کاربرد فناوری RFID در مباحث پزشکی : ثبت و یا ذخیره سازی اطلاعات بیمار از قبیل نام و آدرس، تاریخ پذیرش و بستری و نیز نوع بیماری ،پزشک معالج ،نوع عمل جراحی و …. در پایین آوردن اشتباهات و خسارات جبران ناپذیر در بیمارستان نقش حیاتی دارد.