التعرف على الأشياء باستخدام الترددات الراديوية – RFID
تقنيةٌ تُستخدَم للتعرف اللاسلكي وتتبع الأشياء، وتستخدمها المحال التجارية لمراقبة المخزون والحماية من السرقة.
تستطيع هذه التقنية التعرف على آلاف الأشياء في ثوانٍ قليلة، عن طريق بطاقة إلكترونية تُوضَع على الشيء المراد كشفه. من تطبيقات هذه التقنية: التعرف على البضائع في المحال التجارية، إذ تُوضَع بطاقة تعريف على كل منتج، فعندما يمرر المشتري عربة التسوق بما تحتويه من مشتريات عبر نطاقِ هوائيِّ الجهاز القارئ، فيتعرف الجهاز القارئ على كل المشتريات في العربة وحساب قيمة المشتريات وطباعة الفاتورة في ثوان معدودة، وهذا يوفر الوقت والجهد عند حساب الفاتورة، ويسهل على الشركة التحكم في المخزون وتتبع المنتجات والطلب عليها.
يتكون النظام من جزأين رئيسين:
1) القارئ RFID reader:
يرسل موجات كهرومغناطيسية بترددات راديوية تستقبلها البطاقة ليتعرف عليها القارئ. يحتوي القارئ على هوائي مسؤول عن عمليتي الإرسال والاستقبال، ويحتوي على قاعدة بيانات تخزن معلومات عن كل بطاقة يمكن أن يتعامل معها القارئ. له استخدامات كثيرة وفي أماكن مختلفة، إذ يمكن أن يوضع عند بوابات الخروج من المحال التجارية والمكتبات لمنع السرقة؛ فبمجرد خروج الشخص من البوابة وبحوزته بضاعة لم يدفع ثمنها، يتعرف الجهاز القارئ على البضاعة من خلال البطاقة الموجودة عليها ليصدر إنذارًا ينبه لحدوث السرقة. ويستخدم القارئ في أجهزة استعارة الكتب من المكتبة من خلال البطاقة الموجودة على الكتاب.
2) البطاقة RFID tags
البطاقة أداة إلكترونية تحوي دارة إلكترونية وهوائيًّا وقد تحتوي على بطارية، تحتوي البطاقة أيضًا على ذاكرة صغيرة تخزن رمز المنتج ومعلومات خاصة بالمنتج الذي توضع عليه.
الصورة الآتية توضح هذه البطاقة.
أنواع RFID:
يمكن تصنيفها حسب مدى الترددات الراديوية المستخدمة للاتصال إلى:
ترددات منخفضة، وترددات مرتفعة، وترددات مرتفعة جدًّا.
1) الترددات المنخفضة: تُستخدَم تردداتٌ في نطاق (30 كيلوهرتز-300 كيلوهرتز) ومدى قراءةٍ يصل إلى 10 سم، يمتلك هذا النوع أقل مدى للقراءة وأقل معدل لقراءة البيانات مقارنة بالأنواع الأخرى. تُستخدَم بطاقات الترددات المنخفضة في التطبيقات التي تتناسب مع مدى قراءة قصير مثل بطاقات الدخول لموظفي الشركات.
2) الترددات المرتفعة: تُستخدَم تردداتٌ في نطاق (3 ميغاهرتز-30 ميغاهرتز) ومدى قراءةٍ يمتد من 10 سم إلى 1م. تُستخدَم في التذاكر والدفع الإلكتروني وأنظمة الحماية.
3) الترددات المرتفعة جدًّا: تُستخدَم تردداتٌ في نطاق (300 ميغاهرتز-3 غيغاهرتز) ومدى قراءةٍ يصل إلى 12 م، وتمتلك أسرع معدل لقراءة البيانات. تُستخدَم لتتبع الممتلكات الكبيرة كناقلات البضائع والمركبات والآلات.
وتُصنَّف حسب طريقة اتصال البطاقة مع القارئ إلى: ذات اتصال نشط وذات اتصال غير نشط:
1) النشط Active RFID:
تمتلك البطاقة في هذا النوع مصدر طاقة (بطارية) ومرسلًا خاص بها، وتستخدم عادة الترددات المرتفعة جدًّا، ويصل مدى القراءة لهذا النوع إلى 100 م. يُستخدَم هذا النوع عادة مع مستشعراتٍ لقياس الحرارة والرطوبة والضوء والاهتزازات للأجسام التي توضع عليها. ينقسم هذا النوع إلى نمطين: المستجيب والمرشد اللاسلكي (المنارة).
أ) المستجيب Transponders:
يرسل الجهاز القارئ أولًا إشارة إلى البطاقة، ثم ترسل البطاقة المستجيبة إشارة بالمعلومات المطلوبة إلى القارئ. وهذا النمط يعمل على حفظ طاقة البطارية لمدة أطول؛ إذ تكون البطاقة في وضع التشغيل فقط عندما تكون في نطاق الجهاز القارئ.
ب) المنارة Beacons:
في هذا النمط ترسل البطاقة معلوماتها كل 3-5 ثوانٍ حتى لو لم تكن في نطاق القارئ، أي إنها لا تحتاج إلى إشارة من القارئ لتعمل. يُستخدَم هذا النمط بكثرة في صناعات النفط والغاز والتعدين، ويستطيع الجهاز القارئ قراءة معلومات البطاقة على بعد مئات الأمتار.
2) غير النشط Passive RFID:
في هذا النوع لا تحتوي البطاقة على مصدر طاقة، إنما يرسل هوائيُّ القارئ إشارة إلى البطاقة فتشغل هذه الإشارة البطاقة، إذ تنتقل الطاقة من هوائي البطاقة إلى الدائرة المتكاملة لتشغيلها، وتُنتِج الدائرة المتكاملة إشارات تُرسَل عبر هوائي البطاقة إلى القارئ، ليستقبل القارئ هذه الإشارات ويترجمها. يمكن أن يستخدم هذا النوع مختلف أنواع الترددات: المنخفضة، والمرتفعة، والمرتفعة جدًّا. مدى القراءة لهذا النوع أقل من النوع النشط؛ لأنه محدود بمقدار طاقة الإشارة الراديوية المنعكسة من البطاقة إلى القارئ.
يسمى هذا النوع التشتت الخلفي Backscattering، ويتسم بأنه أصغر حجمًا وأقل ثمنًا وأكثر مرونة من النوع النشط. يستخدم هذا النوع في تتبع البضائع وحمايتها من السرقة، ويستخدم أيضًا في كثير من التطبيقات الطبية مع المستشعرات المختلفة، وله دور كبير في عمل مستشعرات إنترنت الأشياء في اتصالات الجيل الخامس.
المصادر:
1) https://lowrysolutions.com/blog/what-are-the-different-types-of-rfid-technology/
2) https://www.atlasrfidstore.com/rfid-insider/active-rfid-vs-passive-rfid
3) https://www.intechopen.com/books/radio-frequency-identification/case-study-installing-rfid-systems-in-supermarkets
