گزارش تكنولوژي RFID و كاربرد‌هاي آن

ماهنامه شماره 19 (اسفند ماه 1395)

مقدمه

استاندارد‌هاي GS1 شامل سه دسته استاندارد شناسايي (Identification)، ضبط خودكار داده‌ها (Capture) و به ‌اشتراك‌گذاري اطلاعات (Share) است. استاندارد‌هاي شناسايي به شناسايي هويت‌هاي موجود در زنجيره تأمین مي‌پردازد. اين شناسايي توسط كليد‌هاي شناسايي (Identification Keys) صورت مي‌پذيرد. جهت ثبت و جمع‌آوري مكانيزه اطلاعات در زنجيره تأمین بايد از استاندارد ضبط خودكار داده استفاده شود. اين استاندارد در مورد چگونگي رمزينه كردن كليد‌هاي شناسايي GS1 و ديگر اطلاعات موردنیاز در نماد‌هاي یک‌بعدی، دوبعدی و يا تگ‌هاي RFID صحبت مي‌كند. در استاندارد تبادل اطلاعات نيز در مورد چگونگي به اشتراك‌گذاري اطلاعات بين ذينفعان يك زنجيره تأمین سخن گفته مي‌شود. در اين گزارش سعي شده است در مورد تكنولوژي RFID كه از جديدترين حامل‌هاي داده GS1 است صحبت شود و در مورد تاريخچه و اجزا و موارد مورداستفاده آن در صنايع مختلف آشنايي مختصري بدهد.

1. تاریخچه RFID

ظهور این پدیده در تاریخ به سال 1946 بازمی‌گردد، زمانی که (Léon Theremin) ابزاری را برای دولت جماهیر شوروی اختراع کرد، این وسیله قادر بود امواج و فرکانس‌های رادیویی ایجادشده از وقایع مختلف را به محل موردنظر انتقال دهد. این امواج صوتی با به حرکت درآوردن دیافراگمی که به یک دستگاه مرتعش کننده متصل بود، بازتاب امواج رادیویی را به زبان قابل‌فهم ترجمه می‌کرد.

باوجوداینکه این دستگاه قابلیت زیادی نداشت، نامش به‌عنوان نخستین دستگاهی که با تکنولوژی RFID کار می‌کرد، ثبت گردید. ذکر این نکته ضروری ایست که بنا بر اعلام برخی منابع، پیدایش RFID در جهان از سال 1920 بوده و در دهه 1960 نیز تکمیل‌شده است.

تکنولوژی دیگری که شباهت زیادی به سیستم RFID داشت، سیستم IFF بود که در سال 1939 در بریتانیا ظهور کرد و به‌عنوان وسیله‌ای کارآمد در جنگ جهانی دوم جهت شناسایی هواپیماهای دشمن مورداستفاده قرار گرفت، پس‌ازآن یک محقق آمریکایی به نام (Harry Stockman) نیز در سال 1948 مقاله‌ای در خصوص RFID با عنوان ارتباط به‌وسیله نیروی انعکاس منتشر کرده و پیش‌بینی کرده بود که جهت شناسایی اشیا و وسایل مختلف و حتی انسان‌ها می‌توان از امواج رادیویی استفاده کرد که این امر مستلزم تحقیقات بیشتر است. تحقیقات در مقوله RFID از سوی چندین نفر دیگر نیز طی سالیان گذشته صورت گرفته که مسلماً هرکدام به‌نوعی مفید واقع‌شده‌اند.

2. ردیابی رادیویی RFID

از طريق زیرساخت اينترنت مي‌توان به منابع بسيار متنوع و گسترده‌اي از اطلاعات دسترسي داشت؛ اما اينکه چگونه اطلاعات را جمع‌آوري و ثبت نماييم، همچنان يک معضل بزرگ است. در بسياري از موارد، اطلاعات به‌صورت مجازي، در ذهن افراد و يا در رايانه‌ها موجود است. در مواردي ديگر، اطلاعات مربوط به اشياء فيزيکي و حالت و رخدادهاي مربوط به آن‌ها است، ولي تبديل آن‌ها به شکلي که ذهن انسان يا رايانه‌ها بتوانند به آن‌ها دسترسي داشته باشند يک کار مشکل است. راه‌حل معمولي براي چنين مسئله‌ای، ورود دستي اطلاعات است. افراد بايد مشاهده کنند و اطلاعات را وارد سيستم نمايند. اين راه نه‌تنها مي‌تواند ناکارآمد باشد، بلكه ممکن است باعث بروز خطا در ثبت اطلاعات شود. در برخي روش‌ها، دستگاه‌هايي با سيستم‌هاي ماشين بينايي و سنسورهاي پيچيده و پيشرفته، ورود اطلاعات را انجام مي‌دهند. اين سيستم‌ها اغلب حتي براي جمع‌آوري ابتدايي‌ترين داده‌ها، بسيار گران‌قیمت و پيچيده مي‌باشند و تحت شرايط خاص و محدوديت‌هاي زياد کار مي‌کنند. باركدها، كدهاي دوبعدی، سيستم‌هاي انگشت‌نگاري، سيستم‌هاي شناسايي با استفاده از قرنيه چشم و صدا و غيره از راه‌هاي ورود خودکار اطلاعات به سيستم‌هاي اطلاعاتي مي‌باشند. يک راه‌حل ديگر براي چنين مسئله‌ای، شناسايي با امواج راديويي (Radio Frequency Identification يا RFID) است. با الصاق تگ‌ها يا فرستنده‌هايي با اشياء ثابت يا متحرک و ايجاد يک زيرساخت از دستگاه‌هاي تگ خوان به هم متصل، اطلاعات مربوط به اشياء فيزيکي را مي‌توان به‌صورت خودکار و بدون دخالت دست، جمع‌آوري و ثبت نمود. براي درک بهتر اين مسئله، مي‌توان يک زنجيره تأمین را در نظر گرفت. در اغلب موارد، حلقه‌هاي مختلف زنجيره تأمین مانند توليد‌کننده، توزيع‌کننده، فروشنده و اجزاي ديگر، از موجودي انبارهاي خود اطلاع دقيقي ندارند؛ حال‌آنکه در اختيار داشتن اين اطلاعات مي‌تواند منجر به ‌صرفه‌جويي زياد و بهره‌وري بالاتر شود. راه‌حل‌هاي فعلي براي اين مسئله، مبتني بر ورود دستي داده‌ها يا استفاده از بارکد‌ها است. راه‌حل‌های پيشرفته‌تر مانند اسکن کردن خودکار بارکدها يا استفاده از سيستم‌هاي ماشين بينايي، اغلب گران، پيچيده و شامل وضع محدوديت‌هايي متعدد بر روي اشياء و محيط آن‌ها است. ورود دستي اطلاعات نيز زمان‌بر، نادقيق و هزینه‌بر است. سیستم‌های RFID يک راه‌حل بالقوه براي اين موضوعات هستند.

شايد بارکد شناخته‌شده‌ترین روش ورود اطلاعات به سيستم‌هاي اطلاعاتي باشد؛ اما روش کار آن، محدوديت‌هايي را اعمال مي‌کند. مهم‌ترین مسئله آن است که به يک خط دیدمستقیم نياز دارد و بايد هر قلم را دقیقاً در جلوي آن و در جهت مناسب قرار داد تا آن را شناسايي نمايد و چيزي هم نبايد بين اشعه و برچسب بارکد باشد. روش‌هاي ثبت اطلاعات ديگر مانند کارت‌هاي مغناطيسي هم مشکل مشابهي دارند: بايد آن‌ها را در جهت مناسب و در مکان مناسب قرار داد؛ اما تگ‌های RFID به ما اين امکان را مي‌دهد که کد شناسايي اشياء را بافاصله و با حساسيت کمتري نسبت به جهت شئ قرائت كنيم. بارکد‌ها محدوديت‌هاي ديگري هم دارند. پس از چاپ آن‌ها به‌سختی مي‌توان اطلاعات ديگري را به آن‌ها اضافه نمود يا اطلاعات آن‌ها را تغيير داد، حال‌آنکه برخي از تگ‌هاي RFID اکثراً قابليت بارها نوشتن اطلاعات را دارا هستند. همچنين عدم نياز به ديد خط مستقيم، مزيت بسيار بزرگي براي RFID است. مي‌توان بدون دخالت اپراتور، تعداد زيادي تگ را به‌صورت خودکار قرائت نمود.

3. اجزای سیستمی RFID:

سیستم‌های مبتني بر RFID، دريافت کد شناسايي مربوط به يک شئ را بدون دیدمستقیم ممکن مي‌سازند. کد شناسايي در يک برچسب يا تگ شامل يک ميکروچيپ متصل به يک آنتن ذخيره مي‌شود. يک دستگاه فرستنده/گيرنده که اغلب قرائت گر (reader) ناميده مي‌شود با تگ ارتباط برقرار مي‌کند و كليد شناسايي آن را مي‌خواند. اين نکته مهم است که سيستم‌هاي RFID به‌تنهایی هيچ ارزشي ندارند! گرچه اين سيستم‌ها مي‌توانند کدهاي شناسايي را جمع‌آوری نمايند، اين کدها بايد به موجودیت‌هایی در زنجيره تأمین اختصاص يابند و به يک پايگاه داده در دسترس متصل باشند. يک سيستم RFID بايد بتواند حجم بسيار بزرگي از اطلاعات را جمع‌آوري، ذخيره و بازيابي نمايد، آن‌هم به شکلي کاملاً پايدار و کارآمد.

براي استقرار سيستم ثبت اطلاعات با استفاده از تكنولوژي RFID نياز به تجهيزات و اجزاي زير است:

انواع تگ (Tag)
انواع قرائت گر (reader)
آنتن تقویت‌کننده سیگنال
بانک اطلاعاتی

3.1. تگ‌هاي RFID

تگ‌ها يا برچسب RFID وسیله متصل شده به شی‌ء، کالا و فردی که ما می‌خواهیم آن را شناسايي کنیم، هستند. تگ‌ها انواع متنوع با شكل‌هاي ظاهري متنوعي دارند كه با توجه به محل نصب و كاربرد آن انتخاب مي‌شوند. مهم‌ترین عامل اختلاف بين تگ‌ها، فرکانس کاري آن‌ها است که از فرکانس پايين يا LF و فركانس بالا يا HF تا فرکانس‌های بسيار بالا يا UHF را شامل مي‌شود. بر اساس فرکانس مورداستفاده، برد ارتباطي تگ با قرائت گر (reader) نيز تعيين مي‌شود. فرکانس‌هاي پايين‌تر، بردهاي کمتري را پشتيباني مي‌کنند. عملکرد تگ‌ها در مجاورت اشياء فلزي يا آب با توجه به فرکانس تغيير مي‌کند. تگ‌هاي فرکانس پايين، عملکرد و برد بهتري در مجاورت آب و اشياء فلزي دارند و به‌مراتب تگ‌هاي UHF عملكرد مناسبي در مجاورت آب و يا فلزات ندارند. معمولاً هر تگ RFID داراي مقداري حافظه (چند ده بيت تا چند کیلوبیت) براي ذخيره‌سازي اطلاعات است که قابليت نوشتن و خواندن را دارا هستند.

$C:\Users\barati_m\Desktop\picture.png$

شكل 1: تگ‌هاي RFID

3.1.1. دسته‌بندی تگ‌ها

تگ‌هاي RFID را مي‌توان به دودسته عمده تگ‌هاي غير‌فعال (Passive) و فعال (Active) دسته‌بندي نمود. تگ‌هاي غيرفعال باتري ندارند و انرژي لازم براي فعال‌سازي پردازنده و ارسال اطلاعات خود را از سيگنالي که از قرائت گر ارسال مي‌شود، تأمین مي‌کنند؛ بدين ترتيب که ابتدا قرائت گر امواجي را به سمت تگ ارسال مي‌كند، سپس پردازنده تگ با استفاده از انرژي اين امواج، بيدار شده و دستور دريافتي از سوي قرائگر را پردازش مي‌کند و توسط امواجي که انرژي آن‌ها هم از امواج دريافتي تأمین‌شده است، نتيجه را به قرائت گر مخابره مي‌کند. بدين ترتيب واضح است که برد اين تگ‌ها بسيار محدود است؛ چراکه فاصله تگ از قرائت گر بايد به‌اندازه‌ای باشد که انرژی‌ای که تگ دريافت مي‌کند، توان بيدار کردن پردازنده و تأمین انرژي موج برگشتي را داشته باشد. معمولاً برد تگ‌های غيرفعال از چند سانتي‌متر تا چند متر است.

از طرف ديگر تگ‌های فعال، انرژي لازم براي پردازنده و ارسال امواج به سمت قرائت گر را از باتري همراه خود تأمین مي‌کنند. بدين ترتيب برد اين تگ‌ها در برخي موارد تا چند صد متر هم مي‌رسد.

در ادامه انواع تگ‌هاي به همراه معايب و مزاياي آن در جدول زير بیان‌شده است:

جدول 1: معايب و مزاياي تگ‌هاي RFID

3.2. قرائت گر (READER)

این دستگاه‌ها که به دو صورت ثابت و متحرک عرضه می‌شوند، وظیفه ثبت، خواندن، نگهداری و ارسال اطلاعات از تگ‌ها به سرور اطلاعاتی رادارند. خواندن اطلاعات در گیرنده توسط امواج رادیویی صورت می‌گیرد و نیازی به دیدمستقیم نیست.

$C:\Users\barati_m\Desktop\MC3190-Z-300.png$

شكل 2: قرائت گر قابل‌حمل RFID

3.3. آنتن‌ها

یکی از اجزای اساسی در سیستم RFID، آنتن‌ها می‌باشند. آنتن‌ها هم در تگ‌ها و هم در قرائت گرها وجود دارد. وظیفه اصلی آنتن‌ها، دریافت و ارسال امواج رادیویی است. به‌طوری‌که دستگاه قرائت گر در هنگام خواندن، با ارسال سیگنال رادیویی توسط آنتن خود موجب فعال‌سازی بر تگ می‌شود و تگ اطلاعات خود را توسط آنتن خود به خواننده ارسال می‌کند. بزرگی آنتن ارتباط مستقیمی با برد آنتن دارد.

$C:\Users\barati_m\Desktop\an480-rfid-antenna.jpg$

شكل 3: آنتن RFID

3.5. بانک اطلاعاتی

از اجزای دیگر RFID پایگاه داده و نرم‌افزار‌های آن است. جهت پشتیبانی اطلاعاتی از برچسب RFID نیاز به محلی برای ذخیره و بازیابی اطلاعات است. این محل توسط نرم‌افزار‌ها و پردازشگرها و برقراری ارتباط با دستگا‌ه‌ها‌ی قرائت گر به استخراج و تبدیل اطلاعات گیرنده‌ها می‌پردازد. بدین ترتیب پس از خواندن کد الکترونیکی محصول (EPC) توسط قرائت گر و ارتباط با پایگاه داده، امکان به دست آوردن حجم عظیمی از اطلاعات مربوط به آن اطلاعات فراهم می‌شود.

4. برخي از مزاياي RFID نسبت به باركد‌ها

باركدها و سيستم‌هاي RFID هر دو از استاندارد‌هاي ثبت داده‌هاي استاندارد GS1 است. انتخاب استفاده از هر تكنولوژي به عوامل متنوعي مي‌تواند وابسته باشد. در ادامه به مزاياي تكنولوژي RFID نسبت به باركد اشاره مي‌شود.

نوع فناوری استفاده‌شده جهت خواندن کدها: يکی از مهم‌ترین تفاوت‌های کد میله‌ای و RFID، تبعيت کدهای ميله‌ای از فناوری موسوم به «خط دید» است. این بدان معنی است که یک دستگاه اسکنر لازم است کد ميله‌ای را ببيند تا بتواند آن را بخواند؛ بنابراین لازم است برای خواندن یک کد میله‌ای، کد موردنظر در ديد اسکنر قرار بگيرد. در مقابل، شناسايی مبتنی بر فرکانس راديويی به «خط ديد» نیاز ندارد. تا زمانی که تگ‌های RFID در محدوده قابل‌قبول قرائت گر باشند، امکان خواندن آنان وجود خواهد داشت.

عدم امکان پويش کد شناسايی در صورت بروز مشکل برای برچسب حاوی باركد: درصورتی‌که برچسب حاوی باركد خراب‌، کثيف و يا پاره شود، امکان پويش باركد وجود نخواهد داشت. این وضعيت در رابطه با تگ‌های RFID صدق نخواهد کرد.

ماهيت خواندن کدها: امکان خواندن تعداد بسيار زيادی از تگ‌های RFID در یک‌زمان و به‌طور خودکار وجود دارد. این در حالی است که باركد‌ها می‌بایست به‌طور دستی و يکی پس از ديگری پويش گردند.

استفاده آسان و قابليت اعتماد: در سيستم‌های مبتنی بر فناوری RFID، امکان خواندن تگ‌ها از مسافت بيشتری وجود دارد. همچنين درصد بروز خطا در زمان خواندن کد کمتر از باركدها است.

5. معايب استفاده از RFID

به‌طور مختص مي‌توان گفت كه فناوري RFID داراي معايب زير است:

هزینه راه‌اندازی این سیستم در مقایسه با سیستم‌های دیگر بیشتر است.
ممکن است با سایر فرکانس‌ها و فلزات تداخل ایجاد کند.
عدم قرائت در محیط‌های مایع و حائل‌های فلزی در بعضی از تگ‌‌ها.
تجاوز به حریم خصوصی افراد (می‌توان به‌طور غیر محسوس حریم خصوصی افراد را کنترل کرد).
تداخل: به دو صورت اتفاق میافتد:

تداخل قرائت گرها: اين موضوع زمانی اتفاق میافتد که سیگنالهای ارسال‌شده از چند دستگاه قرائت گر تداخل پیدا میکنند.
تداخل تگ‌ها: زمانی اتفاق میافتد که تعداد تگ‌های بسیار زیادی در فضای کوچکی وجود داشته باشند.

مسئله ایمنی: اکثر تگ‌های RFID حتی پس از خرید و خروج از فروشگاه فعال هستند. درنتیجه اطلاعات آنها میتواند توسط دستگاههای قرائت گر خوانده شود؛ بنابراین احتمال سرقت کالاها افزایش مییابد. علاوه بر این بسیاری از سازمانها به هنگام خرید مشتری، اطلاعاتی را درباره مشتری (ازجمله شماره Credit-card، آدرس، نام و غیره) به تگ RFID کالاها منتقل میکنند تا فهرستی از مشخصات مشتریان خود داشته باشند؛ که این امر اطلاعات محرمانه مشتریان را به خطر میاندازد. موضوع امنیت زمانی بیشتر به چشم میخورد که به کاربردهای RFID در پزشکی توجه کنیم.

6. كاربرد‌ها RFID

کاربردهاي RFID مانند تگ‌هاي آن، از تنوع زيادي برخوردار است. چنانچه بخواهيم تنها فهرستي از کاربردهاي RFID را برشماريم، بايد به مديريت انبار، لجستيک، سيستم‌هاي امنيتي و کنترل تردد، زنجيره تأمین، رديابي و شناسايي اقلام و افراد، سيستم‌هاي پرداخت خودکار، رديابي حيوانات، مديريت کتابخانه‌ها و رديابي اسناد و نيز سنسورهاي هوشمند اشاره‌کنیم. البته بايد اين نکته را نيز يادآور شويم که براي هر کاربردي، بايد از تگ‌ها و فرکانس مناسب براي همان کاربرد استفاده نمود. درواقع در تکنولوژي RFID، سيستمي که در تمام کاربردها قابل‌استفاده باشد و به‌عبارتی‌دیگر «لباس تک سايز» معني ندارد!

يکي از مهم‌ترین کاربردهاي RFID مي‌تواند در فروشگاه‌هاي زنجيره‌اي باشد. شرکت Wal-Mart که از بزرگ‌ترین فروشگاه‌هاي زنجيره‌اي در آمريکاي شمالي است، در سال 2006 تصميم به استفاده از سيستم RFID بر اساس استاندارد‌هاي GS1 براي مديريت زنجيره تأمین خود گرفت. شايد بد نباشد فرآيند کار در يک فروشگاه مجهز به تکنولوژي RFID را شرح دهيم: تصور كنيد كه وارد يك فروشگاه زنجيره‌اي شده‌ايد و اقلام موردنیاز خود را داخل چرخ‌دستی قرار داده‌اید. صندوق‌دار بايد تک‌تک اقلام داخل سبد را برداشته و اطلاعات آن‌ها را یک‌به‌یک توسط بارکد خوان به داخل رايانه وارد كند تا فاكتور اقلام انتخابي شما صادر گردد. اغلب اوقات به دليل آنكه تعداد كالاهاي خریداری‌شده بسيار زياد می‌باشند، صف‌هایي طولاني در فروشگاه‌هاي زنجيره‌اي تشكيل مي‌شود. گاه مخدوش شدن علائم باركد، موجب مي‌شود که متصدي فروشگاه، مجبور شود کد شناسايي را به‌صورت دستي وارد نمايد؛ اما با استفاده از فناوري RFID، شما بدون اينكه مجبور به ايستادن در صف‌هاي طولاني شويد و يا حتي بدون اينكه مجبور باشيد اقلام خریداری‌شده را به صندوقدار يا نگهبان نشان دهيد، از درب خارج می‌شوید. اطلاعات تک‌تک کالا‌ها از قبيل تعداد، قيمت، وزن و غيره توسط قرائت گر شناسایی‌شده و به كامپيوترهاي موجود در درهاي خروجي مخابره مي‌شود. ازجمله مهم‌ترین مزاياي اين روش، كاهش سرقت و محاسبه سريع‌تر تعداد كالاهاي موجود در انبار بدون نياز و كمك به نيروهاي انساني است. اين سيستم را به روش مشابهي مي‌توان براي کنترل کتاب‌ها، نوارها و سي‌دي‌ها در کتابخانه‌ها، کنترل تردد افراد در شرکت‌ها و سازمان‌ها، کنترل تردد خودرو‌ها در پارکينگ‌ها و محوطه‌ها، کنترل موجودي انبار‌ها و موارد ديگر تعميم داد.

اما مشكل اينجاست كه RFID به‌مثابه يك تكنولوژي در سال 2006 در قالب يك نيروي اخلالگر ديده مي‌‌شد و هنوز در عمل طرح زنده و رايجي در قبال آن وجود ندارد و البته چنين اتفاقي هميشه در مرحله تست گسترده يك پديده پيش مي‌‌آيد. درعین‌حال، بايد گفت شركت وال مارت دنبال شركت‌هايي است كه بتوانند چنين سرويسي را گسترده‌تر به آن بدهند. انگيزه اصلي وال مارت در به‌كارگيري RFID اين است كه مي‌‌تواند اقلام مورد فروش خودش را سه برابر سريع‌تر از قبل عرضه كند. البته مقاومت‌هايي هم در برابر قيمت RFID بروز كرده است كه به نظر مي‌‌رسد تا درك ميزان فوايد آن ادامه داشته باشد.

از ديگر سو، شركت‌ مارک‌اند اسپنسر انگليس هم كار استفاده از RFID را شروع كرده و مي‌‌خواهد از آن در لباس‌هاي زنانه و مردانه استفاده كند؛ اما جالب‌تر از همه استفاده از RFID بر روي تيغ اصلاح بود كه توسط كمپاني تسكو (Tesco) صورت گرفت. هدف اين شركت از كاربرد RFID در تيغ‌هاي اصلاح اين بود كه از دزدبري آن‌ها از سوپرماركت‌ها، كه امري رايج بود، جلوگيري كند.

هنوز مدتي از استفاده از اين روش نگذشته بود که‌موجی از اعتراض به پا شد و علت آن‌هم اين بود كه معترضان بر اين باور بودند كه اين اقدام به نقض حريم شخصي مي‌‌انجامد. درواقع از هر كس اين تيغ‌هاي اصلاح را در دست داشت، چه خريدار و چه سارق عكس گرفته مي‌‌شد!

افزون بر اين، بليت‌هاي مسابقات فوتبال جام جهاني در آلمان هم با RFID تجهيز شد. رمزگذاري بليت‌هاي مسابقات جام جهاني با اين هدف صورت گرفت تا اين اطمينان به وجود آيد كه تماشاچيان از ورودي‌هاي خودشان وارد ورزشگاه‌ها مي‌‌شوند و درجاهای خاص خودشان هم مستقر مي‌‌شوند و از بوفه‌هاي مربوط به قسمت خودشان استفاده مي‌‌كنند. علاوه بر اين، كاربرد RFID در بليت‌هاي مسابقات فوتبال جام جهاني يك فايده ديگر هم داشت و آن جلوگيري از جعل بليت‌ها است.

طبق محاسباتي كه به‌عمل‌آمده است، استفاده از برچسب RFID در اين بليت‌ها حدود 10 سنت به قيمت بليت‌ها اضافه كرد كه با توجه به 2/3 ميليون بليت در نظر گرفته‌شده به 320 هزار يورو بالغ شد و به عبارت بهتر استفاده از RFID براي برگزاركنندگان مسابقات فوتبال جام جهاني 32 هزار يورو هزينه در برداشت.

شركت فيليپس كه باني اين اتفاق است، اميدوار است كه اين تجربه منجر به افزايش ميزان تقاضا براي استفاده از RFID شود و همين امر سبب شود تا هزينه‌هاي استفاده از اين تكنولوژي در آينده كاهش يابد.

6.1. RFID و کاربرد آن در علوم پزشکی

یکی از کاربردهای RFID در خدمات پزشكي و براي ثبت اطلاعات بیمار و برقراری ارتباط با اطلاعات ذخیره‌شده وی در سیستم است.

براي اين منظور مي‌توان از دستبند RFID استفاده كرد. در حقیقت، در این دستبند یک Tag RFID جاسازی‌شده است. در بیمارستان‌ها به‌محض پذیرش بیمار برای بیمار یک دستبند RFID صادر می‌شود و اطلاعات بیمار و اطلاعات دارویی وی و شماره رکورد دارویی وی (MRN) تبدیل به کد شده و توسط پرینتر RFID بر روی دستبند نوشته می‌شود که این اطلاعات قابیلت بازخوانی دارد.

$C:\Users\barati_m\Desktop\RFID-Silicone-Wristband-RFID-bracelet-Tag-RFID-Tag-for-swimming-pool-with-TK4100-Chip-Free-Shipping.jpg$

شكل 4: دست بند RFID

علاوه بر دستبندها، برچسب‌هایی موجود می‌باشند که قابلیت کاشتن در بدن را دارا هستند و این برچسب‌ها معمولاً در زیرپوست، با یک روش ساده جاسازی میشوند. البته از میان آن‌ها تاکنون فقط برچسب‌های «غیرفعال» برای کاشتن در بدن انسان تائید شده است.

$C:\Users\barati_m\Desktop\Microchip_rfid_rice.jpg$

شکل 5 : برچسب‌های غیرفعال برای کاشتن در بدن انسان

این برچسب‌ها پس از قرار دادن در بدن قابل‌تغییر نیست و محدوده انتقال و ظرفیت محدودی دارد. این دستگاه‌ها فقط می‌تواند كليد شناسايي منحصربه‌فرد داشته باشد تا از حریم خصوصی افراد محافظت کند. در حال حاضر تگ‌هايی برای این منظور ساخته‌شده‌اند که هیچ مزاحمت و حساسیتی برای بافتهای بدن ایجاد نمیکند و ازنظر بزرگی، به‌اندازه یک‌دانه برنج است. تنها مشکلی که در این زمینه وجود دارد امکان جابه‌جایی تگ در داخل بدن است که این هم از طریق تزریق موادی به بافتهای اطراف تگ که باعث رشد این بافتها و احاطه شدن تگ توسط آنها میشود، امکان‌پذیر است. ازآنجاکه این تگ‌ها از فاصله نزدیک خوانده میشوند، درنتیجه نزدیک به سطح پوست قرار داده می‌شوند.

بدین‌وسیله پرسنل بیمارستان به‌راحتی می‌توانند به‌وسیله امواج RFID بیمار را شناسایی و به جزئیات اطلاعات لازم مانند دما، فشارخون‌، نتایج آزمایشگاهی‌، لیست داروها و حتی لیست حساسیت‌ها از طریق یک پایگاه مرکزی در یک ارتباط بی‌سیم دست یابند. به‌این‌ترتیب دستیابی به اطلاعات بیمار بسیار آسان گردیده است. بطوریکه مسئولین داروهای بیماران نیز دیگر نیازی ندارند که به ایستگاه پرستاری رفته و اطلاعات بیمار را بردارند که اين موضوع بزرگ‌ترین اهمیت را در معالجات اضطراری دارد. همچنین عملکرد پرستاران نیز مانند گذشته نیست. حال به این صورت است که هر یک از پرستاران به یک قرائت گر RFID همراه تجهیز شده که می‌توانند بیماران را به‌وسیله اسکن دستبندهایشان شناسایی کنند.

به‌محض شناسایی بیمار ارتباط بی‌سیم با پایگاه مرکزی برقرارشده و اطلاعات جزئی بیمار و وظایف لازم و اطلاعات دارویی وی بازیابی و نمایش داده می‌شود. هنگامی‌که پرستار وظایفش از قبیل دادن داروها و یا اندازه‌گیری و ضبط دمای بدن بیمار بر روی دستگاه PDA تمام شد، اطلاعات ثبت‌شده در لحظه ثبت‌شده و پایگاه مرکزی ذخیره می‌شود. اگر ارتباط بی‌سیم نیز موجود نباشد PDA همراه اطلاعات وضعیت بیمار را روی حافظه خود ذخیره کرده و هنگامی‌که پرستار به ایستگاه پرستاری بازگشت ازآنجا از طریق شبکه اطلاعات را به پایگاه مرکزی منتقل می‌کند. پزشکان تجهیز شده با RFID با نمایش اطلاعات بیماران روی صفحه‌های بزرگ به‌راحتی می‌توانند وضعیت بیمار را بررسی کرده و بر وضعیت بهبودی بیمار در مصرف داروها نظارت کنند.

فوایدی که RFID در توانایی شناسایی بیمار دارد مشهود است ولی به‌طورکلی استفاده از RFID در جهت سازمان‌دهی مراقبت‌های پزشکی شامل فواید زیر است:

شناسایی سریع و دقیق بیمار در سیستم اطلاعاتی در کوتاه‌ترین زمان
بازیابی اطلاعات بیمار در موارد اضطراری
کاهش فشار کاری و تسهیل نمودن پیگیری مراقبت‌های پزشکی
کاهش خطاهای احتمالی و جلوگیری از کاغذبازی اداری
ممانعت از تشخیص اشتباه بیمار به علت شباهت ظاهری و خطاهای دارویی
شناسایی هوشمند و اداره کردن نمونه‌ها، خون و فرآیندهای آزمایشگاهی
افزایش مراقبت از بیمار با حضور به‌موقع همراه با رضایتمندی
افزایش سرویس‌های قابل‌توجه و کاهش هزینه‌ها

6.2. مدیریت داروها

در بسیاری از مراجعات در بیمارستان‌ها چالش‌انگیز است. به کمک حسگرهای RFID قادر خواهیم بود ورود و خروج دارو را چک كنيم. همچنین با تقسیم‌بندی فضای محل نگهداری داروها می‌توان لیست داروها را نگه داشت و می‌توان به‌صورت خودکار با واقعه‌نگاری از بخش‌ها به‌سادگی متوجه شد کدام بخش‌ها خالی و کدام پرشده‌اند. پیگیری و شناسایی در بخش‌های بزرگ‌تر مانند تجهیزات الکترونیکی پزشکی نیز با نصب RFID در دامنه گسترده‌تر حتی در نقاط بحرانی نیز امکان‌پذیر است.

6.3. شناسایی بخش‌های آزمایشگاهی و مدیریت نقل‌وانتقال خون

به این منظور از شیشه‌ها یا لوله نمونه‌برداری یا ظروف پلاستیکی که با طراحی ویژه شامل تگ‌های RFID است، استفاده می‌شود. استفاده از این فناوری سبب دستیابی سریع و کاهش قابل‌توجهی در خطا هنگام نمونه‌برداری و پردازش‌های آزمایشگاهی می‌شود. به‌این‌ترتیب که اطلاعات بر روی آن ذخیره‌شده و پس از انجام مراحل و اسکن توسط قرائت گرها، داده‌های حاصل بر روی پایگاه داده مرکزی برای بیمار یا شخص اهداکننده خون انتقال می‌یابد. در این قسمت هرکدام از این ظروف شامل یک كليد شناسايي منحصربه‌فرد بوده که می‌توان برای تعیین مکان آن درمیان صدها نمونه از ابتدا تا انتهای انجام پردازش استفاده کرد.

نظارت بر دما در مدیریت در بخش‌های مختلف

RFID به کمک سنسورها قابلیت نظارت بر دما جهت کنترل بخش‌های مختلف را فراهم کرده است. برخی از این قبیل پردازش‌ها عبارت‌اند از:

نظارت بر دمای خون در محل‌های آزمایشگاهی
نظارت بر دمای نمونه تعیین‌شده
نظارت بر عملکرد زیستی و میکروب‌شناسی
نظارت بر دمای داروها متناسب با حساسیت آن‌ها به دما

این سنسورها در فاصله از پیش تعریف‌شده بر دما نظارت کرده و اطلاعات را ذخیره می‌کنند و هنگامی‌که به‌وسیله قرائت گر اسکن می‌شوند، کارمند داروخانه می‌تواند به‌صورت خودکار به داروی حساس که به آن اشاره‌شده است و دارای دمای ناسازگار با دمای محیط است، رسیدگی کرده و به تعویض مکان آن اقدام كند. به این وسیله می‌توان با کنترل به‌موقع دما عمر داروها را افزایش داد و سالم بودن آن‌ها را نیز کنترل کرد.

6.4. مدیریت زنجیره تأمین (SCM)

portal

با نصب تگ‌های RFID بر روی اجناس در زنجیره تأمین در هرلحظه میتوان تشخیص داد که کالای موردنظر در چه مرحله‌ای از زنجیره قرار دارد. RFID توسط شرکتهای مختلف در دنیا ازجمله Wall-mart،Gillete و غيره برای این منظور به‌کاربرده شده است.

کمک عمده RFID در زنجیره تأمین به هنگام خرید مواد اولیه از تأمین‌کنندگان و همچنین انتقال محصولات به توزیع‌کنندگان است. تگ‌های RFID که بر روی پالتهای حمل محصولات نصب میشوند، اطلاعات کاملی از محصولات موجود در پالت در اختیار مراکز بازرسی قرار میدهد و درنتیجه احتیاجی به باز کردن محموله و شمارش دستی محصولات نیست که این امر سبب کاهش قابل‌توجهی در هزینه بازرسی و افزایش دقت و کاهش اشتباهات حمل خواهد شد. همچنین اطلاعات وسیعی درباره مواد و قطعات تشکیل‌دهنده محصول‌، مراحل ساخت آن، زمان ساخت و تحویل، محل قرارگیری آن در انبار و غيره را میتوان در داخل تگ‌ها ذخیره و نگهداری کرد.

6.5. سیستم کنترل موجودی

یکی از کاربردهای بسیار متداول RFID کاربرد آن در برنامه‌ریزی و کنترل موجودی است. اطلاعات موجودیها در تگ‌های RFID نگهداری میشود و از این طریق هرلحظه می‌توان میزان موجودی موسسه و محل نگهداری آنها را چک کرد و احتیاجات را مشخص و سفارش‌های لازم را ارسال نمود. RFID هزینه کنترل موجودی را کاهش داده و کارایی و دقت آن را به میزان قابل‌توجهی افزایش میدهد. شرکت Wall-mart ادعا میکند که با استفاده از RFID هزینه کنترل موجودی شرکت به میزان 5/1% کاهش داشته است.

scm

شرکت Wall-mart در زمینه استفاده از RFID تقریباً پیشگام است. با استفاده از این سیستم، Wall-mart در هرلحظه چک میکند که از هر محصول چقدر و در کدام قفسهها وجود دارد و اگر در هر جا مقدار این کالاها کم باشد به‌طور خودکار دستوری به قسمت انبار‌داری ارسال میشود تا قفسهها مجدداً پر شوند. همچنین در زمان برداشتن یا گذاشتن موجودی در انبار این اطلاعات ثبت و سطح موجودی انبار چک شده و در صورت نیاز، سفارش به تأمین‌کنندگان به‌صورت خودکار داده میشود.

6.6. ایجاد امنیت و جلوگیری از سرقت

نمونه چنین کاربردی در فروشگاههای زنجیرهای، پوشاک، کتابخانهها و غيره دیده میشود. تگ‌های متصل بر روی اجناس باید در هنگام خرید و پرداخت پول توسط مشتری غیرفعال شوند. در غیر این صورت دروازه‌های کار گذاشته‌شده در نزدیک در ورودی فروشگاهها در هنگام خروج، تگ فعال را شناسایی و سیستم امنیت را به کار میاندازد. مثال دیگری از این کاربرد در جلوگیری از سرقت اتومبیل است، برچسب RFID در داخل کلید قرار میگیرد و تا زمانی که کلید موردنظر، نباشد ماشین حرکت نمیکند.

key_auto

6.7. کنترل و نگهداری موجودات زنده

در مراکز نگهداری از حیوانات یا دامداریها کاربردهای فراوان RFID قابل‌مشاهده است. با جاسازی یک تگ RFID در زیرپوست حیوانات میتوان کد منحصربه‌فردی به هر حیوان تخصیص داد و درنتیجه از این طریق در هرلحظه میتوان موقعیت حیوان را مشخص کرد. همچنین میتوان کنترل کرد که آیا به هر حیوان غذا، داروهای موردنیاز، مراقبت کافی و غيره داده‌شده است یا خیر؛ بنابراین از این طریق بسیاری از هزینه‌هایی که به علت اشتباهات پزشکی و مراقبتی ایجاد می‌شود، کاهش مییابد.

علاوه بر این مالکان و دامپزشکان میتوانند آمار دقیق حیوانات تحت مسئولیت خود را بدانند. کاربرد RFID در انتقال حیوانات هم بسیار مهم است. به‌عنوان‌مثال در گاوداریها شیوع بیماری‌هایی چون جنون گاوی این ضرورت را فراهم میکند که درباره هر حیوان بدانیم چه غذاها و داروهایی مصرف نموده و در چه محلهایی نگهداری شده است. RFID برای شناسایی و مراقبت از حیوانات خانگی نیز به کار میرود. به‌عنوان‌مثال اگر یک حیوان خانگی گم شود و آن را به مراکز مربوطه تحویل دهند، آنها قادرند با خواندن تگ RFID اطلاعاتی در مورد صاحب آن به دست آورند.

6.8. در محل‌های فروش (POS)

تگ‌ها برای خریدوفروش‌های غیر نقدی مورداستفاده قرار می‌گیرند؛ مانند ایستگاههای سوخت، ایستگاه مترو و غيره. مثلاً در یک ایستگاه مترو یک دستگاه قرائت گر در قسمت بالای در ورودی نصب میشود که با عبور مسافران از این درب اطلاعات موجود در برچسب RFID روی کارت آنها خوانده‌شده و به‌صورت خودكار از حساب بانكي فرد، پول بلیت دریافت و به او اجازه عبور داده میشود؛ که این کار هزینه صدور بلیت و چک کردن بلیتها و احتمال اشتباه را کاهش میدهد و زمان انتظار مسافران نيز کمتر خواهد بود.

6.9. مدیریت منابع انسانی (HRM)

از طریق تخصیص یک تگ RFID به هر یک از کارکنان سازمان، میتوان اطلاعات موردنیاز درباره آن فرد را با کد اختصاصی خودش ذخیره و در مواقع لزوم به آن دسترسی پیدا کرد؛ همچنین با قرار دادن دستگاههای قرائت گر در محلهای مختلف در کارخانه میتوان عبور مرور و زمان ورود و خروج کارکنان را کنترل نمود.

6.10. کنترل مسافران

یکی از کاربردهای مهم RFID در کنترل مسافران است. به‌طور مثال از طریق الصاق یک برچسب RFID بر روی گذرنامه مسافران، در هر زمان که مسافران از دروازه‌هاي ورودی به سالن پرواز و غيره عبور مي‌كنند، اطلاعات آن خوانده‌شده و به مسافر اجازه عبور داده میشود؛ بنابراین کنترل افراد از این راه بسیار مطمئنتر، کمهزینهتر و سریعتر خواهد بود. اطلاعاتی ازجمله زمان و مکان کلیه مسافرتها و ورود و خروج از کشورها بر روی این تگ‌ها، مي‌توان ذخیره كرد.

6.11. دریافت عوارض راه

در بسیاری از کشورها بر روی ماشینها برچسبهایی با اطلاعات شماره كارت اعتباري و مشخصات مالک آن، قرار داده میشود.

automobile

در هنگام عبور از جادهها دروازه‌هایی برای جمعآوری عوارض وجود دارد که این تگ‌ها را در حال حرکت خوانده و به‌صورت خودکار، مقدار عوارض را از حساب صاحب اتومبیل کم میکند. از این طریق توقف برای پرداخت عوارض در جادهها حذف خواهد شد.

rfid_street

7. نتيجه‌گيري

برای اجرای تکنولوژی‌های جدید، باید بسیاری از مسائل را موردتوجه قرار داده و بررسی کرد. بشر، همه‌روزه در حال گسترش دستاوردهای جدید است. جمع‌آوري مكانيزه اطلاعات در زنجيره‌هاي تأمین نیز یکی از این دستاوردها است که نیازمند استفاده از تکنولوژی‌های جدید بوده و بشر باید خود را برای رهایی از چالش‌های به وجود آمده به علت استفاده از تکنولوژی‌های نوین آماده نماید. به‌طورکلی برای سيستم‌هاي رديابي و جمع‌آوري مكانيزه اطلاعات، RFID مرحله جدید و اجتناب‌ناپذیری است که با ایجاد خدمات توسعه‌یافته جهت تسهیل در ثبت اطلاعات و افزايش بهره‌وري و كاهش هزينه‌ها و همچنین سازمان‌دهی و جستجوی سود رقابت‌آمیز گام برداشته است. توانایی ذخیره‌سازی ‌اطلاعات پزشکی افراد در زیرپوستشان و استفاده از آخرین تکنولوژی‌های طراحی‌شده برای اطمینان از داروهای مورد مصرف بیماران، باعث تحقق بیشتر درمان‌های بیماری‌ها و به‌طورکلی ارائه خدمات بهتر با دسترسی به پرونده بیمار بدون واسطه و در کمترین زمان ممکن در هنگام نیازهای اورژانس می‌شود. در انبار‌هاي بزرگ تمامي كالاها به نظم درآمده و موجودي انبارها به لحظه مي‌شود. صف‌هاي طويل در هنگام پرداخت عوارض در جاده‌ها و همچنين فروشگاه‌هاي بزرگ از بين خواهد رفت.

صاحب امتياز
مركز ملي شماره گذاري كالا و خدمات ايران
مدير مسئول
دکتر مهدی مظهری
سر دبير
دکتر مهدی تاجیک
کمیته علمی
دکتر مهدی تاجیک، دکتر مهدی مظهری، دکتر یوسف حسن پور کارسالاری، مجید نیک‌مهر، مهدی کرمی
هیت تحریریه
سید مصطفی حسینی، لادن صادقی، داریوش نقیبی، امیرحسین فتحی، حمیدرضا لطفی
ویراستار
لادن صادقي
طراحی
فاطمه مرادزاده
نسخه الکترونیکی
سعيد محمدابراهيم

مجله علمی تخصصی ایکد پاییز 1403

ورود