آر اف آی دی RFID / NFC

اغلب مردم تصور میکنند که RFID فقط برای متروها و کنترل تردد است. تکنولوژی RFID فقط برای کنترل تردد و وسایل نقلیه عمومی نیست. در این متن سعی کرده‌ایم به تمامی سوالات شما پاسخ دهیم. تیترها را دنبال کنید.

شناخت RFID آر اف آی دی

سامانه شناسایی بی‌ سیمی RFID به انگلیسی Radio Frequency Identification تکنولوژی دسته بندی و کدگذاری براساس فرکانس رادیویی خاص است. یک سیستم RFID قادر به تبادل اطلاعات با تگ‌ها و برچسب‌های RFID با مرکز است. استفاده از تکنولوژی RFID می تواند بسیاری از مسائل را برطرف نماید. با توجه به این که امواج رادیویی قادر به حرکت در بین اکثر مواد غیرفلزی می باشند، امکان استفاده از تکنولوژی RFID در حوزه های گسترده‌ای وجود دارد.

فناوری RFID از پتانسیل لازم برای جایگزینی بارکد که یک فناوری سنتی جمع‌آوری داده‌های اسکن‌شده است، برخوردار است. همچنین فناوری آر اف آی دی می‌تواند ردیابی و شناسایی کالا را تا حد زیادی بهبود دهد. در مقایسه با بارکد، RFID با سرعت بالایی داده‌ها را انتقال می‌دهد، ظرفیت ذخیره‌ی بالاتری دارد و بازیافت خودکار داده‌ها بدون تماس فیزیکی را پشتیبانی می‌کند.

از تکنولوژی RFID در بسیاری از ساختمان‌های اداری و به منظور کنترل تردد کارکنان در بخش‌های مجاز و غیرمجاز استفاده می‌شود. تعداد زیادی از فروشندگان کالا به منظور مراقبت الکترونیکی از محصولات خود در مقابل سرقت از این تکنولوژی استفاده می‌نمایند. برخی نهادهای دولتی نیز برای نظارت و کنترل متخلفین از تکنولوژی RFID استفاده می‌نمایند. یکی از عمده‌ترین کاربردهای RFID ساخت قفل در ورودی با آر اف آی دی RFID است. که با خواندن یک کارت و تگ RFID ورود شخص مجاز یا غیر مجاز شناخته می‌شود.

کاربردهای فناوری RFID ار اف آی دی چیست؟

موارد استفاده فناوری RFID بسیار متنوع است. در ادامه انواع کاربری‌های این فناوری جذاب را توضیح خواهیم داد. البته در نظر داشته باشید که این کاربری بسیار متنوع و وابسته به هر صنعتی متفاوت است. ولی موارد کلی را در اینجا مطرح خواهیم کرد.

• دسترسی تردد در ساختمان‌های اداری و مسکونی

دسترسی به بخش‌های مختلف یک ساختمان از طریق فناوری RFID بسیار معمول است. به آن قفل‌های RFID هم گفته می‌شود. هر شخص با در اختیار داشتن یک تگ آر اف آی دی سطح دسترسی مشخصی خواهد داشت. در ساختمان‌های مسکونی امکان دسترسی به مشاعات از جمله در ورود اصلی، استفاده از آسانسور و یا بخش‌هایی مانند سالن اجتماعات از طریق تگ RFID امکان پذیر خواهد بود. اما در ساختمان‌های اداری که دارای گیت‌های تردد در بخش‌های مختلف هستند. سطح دسترسی افراد بر اساس تگی که دارند مشخص می‌شود. به عنوان مثال در یک ساختمان اداری با 15 سطج مختلف گیت تردد، هر شخصی بسته به سمت سازمانی که دارد تا یک سطح مشخص از این گیت‌ها می‌تواند تردد کند.

• مدیریت بار مسافران در فرودگاه‌ها و ترمینال‌ها

سامانه RFID دارای طول موج‌های مختلفی است. برای کنترل و هدایت بار مسافران در فرودگاه‌ها بایستی از سامانه باند UHF استفاده کرد. در این سیستم هر چدمان و یا هر باری که در حال بارگیری است، دارای تگ RFID خواهد شد. هر تگ دارای شناسه‌ای یکتا است. این شناسه مقصد بار و همچنین شخص مرتبط به آن را مشخص می‌کند. برای هدایت بارها و بارگیری صحیح و به موقع بجای اسکن کردن دستی بارکدهای چاپی، از تکنولوژی RFID با قابلیت خواندن اطلاعات تگ‌ها از راه دور استفاده می‌شود.

• فروش بلیط و کنترل تردد وسایل نقلیه عمومی

تردد روزمره با استفاده از وسایل نقلیه عمومی از جمله اتوبوس و مترو، توسط کارت‌های RFID یا NFC صورت می‌گیرد. فناری NFC بسیار به RFID شباهت دارد ولی فرکانس کاری و ظرفیت اطلاعات تبادل شده به نسبت آن بالاتر است. در این سیستم تمامی اقدامات یک شهروند قابل ردیابی و پایش است. توسط اطلاعات بدست آمده مسافت طی شده و مدت زمان طی شده بررسی می‌شود. براساس این داده‌ها امکان محاسبه قیمت نهایی فراهم می‌شود. همچنین با پایش نهایی داده‌های عظیم امکان برنامه ریزی دقیقتری برای کنترل شهرهای بزرگ فراهم خواهد شد. مدل سازی از اطلاعات عظیم یا همان بیگ دیتا کمک به مدل سازی و شناخت رفتار مصرف کننده‌ها در سطح کلان شهرها می‌شود.

• مدیریت کالاهای امانی مانند کتابخانه عمومی

کتابخانه‌های عمومی یکی از پایه‌های شهرهای پیشرفته هستند. برای مدیریت کتاب‌های امانت داده شده، سیستم RFID یک انتخاب حرفه‌ای خواهد بود. تگ‌های برچسبی به راحتی داخل جلد یک کتاب قرار می‌گیرند. سپس سامانه‌ی نرم افزاری مدیریت، اطلاعات تگ‌ها را به پروفایل کاربر امانت گیرنده منتقل می‌کند. بر اساس آن تاریخ خروج کتاب و شخص تحویل گیرنده را ثبت می‌کند. یک سیستم هوشمند کتابخانه‌ی مبتنی بر RFID می‌تواند به کاربران در امانت و برگشت کتاب سرویس دهد. افزون ‌بر این کتابخانه‌ها می‌توانند از تگ‌خوان‌های دستی RFID برای شناسایی کتاب‌هایی که در قفسه خود قرار نگرفته‌اند، استفاده کنند. همچنین، استفاده از RFID در کتابخانه، زمان مورد نیاز برای انبارگردانی را کاهش می‌دهد.

• مدیریت بیمارستانی و مراقبت‌های پزشکی

 ردیابی حرکت بیماران در بیمارستان‌ها استفاده کرد. پرسنل کلینیک‌ها مشکلات زیادی در کنترل و مدیریت حرکت بیمارانی که از نظر ذهنی دچار عقب‌ماندگی هستند، تجربه می‌کنند. نبود یک سیستم مراقبت اثربخش برای این بیماران آن‌ها را با موقعیت‌های پرخطری روبرو کرده و احتمال آسیب‌های جبران‌ناپذیری را برای آن‌ها فراهم می‌کند. به وسیله یک سیستم کنترل مبتنی بر RFID‌، اطلاعات لحظه‌ای مکان بیماران، قابل دستیابی است. همچنین، مدیر بیمارستان می‌تواند از اطلاعات دریافت‌شده برای کنترل رفت‌وآمد افراد، به مکان‌های محدود شده استفاده کند.

• سیستم ضد سرقت در فروشگاه‌های بزرگ

فروشگاه‌های بزرگ برای حفاظت از سرقت اجناس، از RFID بهره می‌برند. البته این حفاظت بیشتر در کتاب فروشی‌های بزرگ رخ می‌دهد. هر کتاب دارای یک تگ آر اف آی دی است. که به صورت برچسبی نازک در داخل کتاب و یا روی جلد آن قرار گرفته است. به هنگام خرید کالا و خروج از فروشگاه، شناسه آن تگ از سیستم حذف شده، بنابراین سیستم ضد سرقت فروشگاه خروج کالا را غیرمجاز تشخیص نخواهد داد.

• مدیرت دارایی‌های فیزیکی و انبار داری

انبار داری به کمک فناوری RFID بسیار جذاب است. در این روش امکان ردیابی و همچنین ورود و خروج به انبار فراهم می‌شود. برای انبار داری و یا مدیریت دارایی‌های فیزیکی از فناوری RFID UHF استفاده می‌شود. در این روش یک سری دستگاه قرائت‌گر در ورودی‌ها قرار می‌گیرند. این قرائت‌گرها یا همان Readerها قابلیت خواندن اطلاعات یک تگ از راه دور را دارا هستند. بنابراین امکان مسیریابی پالت‌ها و یا پک‌های کالایی در مسیرهای مختلف فراهم خواهد شد. در این روش امکان ردیابی ابزارها هم فراهم است.

• مدیریت دامداری‌ها و کنترل احشام

امروزه دامداری سنتی تبدیل به یک روند فناوری محور شده است. برای کنترل تردد احشام در دامداری و یا وضعیت سلامت آن‌ها از RFID استفاده می‌شود. سامانه‌های RFID دارای سه بخش کلی هستند. نرم افزار، دستگاه‌های تگ خوان rfid یا قرائت‌گرها و تگ‌هایی که به احشام متصل می‌شوند. هر تگ به واسطه شناسه‌ای که دارد اطلاعات لازم در خصوص دام مربوطه را در نرم افزار ثبت می‌کند.

اجزای سیستم RFID

به طور کلی یک سیستم آر اف آی دی RFID از سه بخش تشکیل شده است. تگ‌های RFID که به صورت متحرک هستند. دستگاه‌های تگ خوان یا همان Readerها که در محل‌های مناسب نصب می‌شوند. نرم افزار ثبت و دسته بندی اطلاعات که براساس کاربری مد نظر متفاوت هستند. نرم افزار مدیریت تردد می‌تواند هر شناسه‌ی تعریف شده را براساس سطح دسترسی شخص تا لایه‌های مختلف تعریف کند. نرم افزار حضور و غیاب پرسنل براساس RFID می‌تواند هر شناسه را به شخصی خاص تخصیص دهد تا زمان‌های ورود و خروج و یا حتی جابجایی آن در سطح یک اداره را ردیابی کند.

فرکانس کاری RFID

فناوری RFID دارای سه رنج عموی از فرکانس کاری هستند. فرکانس LF فرکانس HF و فرکانس UHF از سه رنج مختلف و پر کاربرد آر اف آی دی هستند. باند LF فرکانس 30KHz را تا 300KHz پوشش می دهد. باند HF فرکانس 3MHz را تا 30MHz پوشش می دهد. باند UHF فرکانس 300MHz را تا 3GHz پوشش می دهد. روش کارکرد یک سیستمUHF RFID را در تصویر زیر مشاهده می‌کنید.

خرید کارت RFID برای آیفون تصویری و تگ rfid قیمت

بسیاری از سیستم‌های آیفون در باز کن که به صورت تصویری هستند، قابلیت استفاده از RFID برای احراز هویت و باز کردن در ورودی را دارند. از اینرو برای استفاده از کارت RFID در آیفون تصویری بایستی فرکانس کاری ماژول RFID آیفون تصویری را بدانیم سپس براساس آن اقدام به خرید کارت RFID آیفون تصویری و یا تگ RFID آیفون تصویری کنیم.

برای تشخیص اینکه آیفون تصویری‌تان از چه فرکانسی پشتیبانی می‌کند. بایستی از شرکت تولید کننده آیفون تصویری این اطلاعات را کسب کنید. ولی به صورت معمول آیفون‌های تصویری تولید ایران از فرکانس 125KHz استفاده می‌کنند. در این صورت بایستی کارت یا تگ با فرکانس 125KHz را خریداری کنید. برای تعریف و یا حذف کارت‌های مجاز به ورود ساختمان، معمولا نیازمند باز کردن آیفون و تعریف کارت جدید با فشردن دکمه‌های پشتی آن بکنید. در برخی از سیستم‌های آیفون تصویری هم از یک کارت مادر برای تعریف کارت جدید استفاده می‌شود.

محدوده قرائت در فرکانس‌های مختلف RFID

برای خواندن اطلاعات در یک سیستم RFID بایستی تگ‌ها توسط قرائت‌گرها خوانده شوند. سپس اطلاعات آن‌ها در سیستم مرکز ذخیره و پایش شود. با توجه به اینکه سه رنج فرکانسی از RFID وجود دارد. سرعت خواندن و محدوده خواندن تگ‌ها متفاوت هستند. باند فرکانسی LF محدوده کوتاهی حدودا تا ۱۰ سانتیمتری را پوشش می دهد و سرعت قرائت نیز از HF کم تر است. در باند فرکانسی HF اغلب سیستم‌ها در فرکانس ۱۳٫۵۶MHz عمل می‌کنند. محدوده قرائت فرکانس HF از ۱۰ cm تا ۱ متر است. HF RFID معمولا برای اپلیکیشن‌های بلیط، پرداخت و انتقال اطلاعات کاربرد دارد. محدوده قرائت سیستم‌های RFID در باند UHF غیرفعال تا ۱۲ متر را در بر می‌گیرد. سرعت انتقال اطلاعات در UHF نسبت به HF و LF بیشتر است.

ماژول RFID مدل RC522

این ماژول دارای ۸ پایه برای برقراری ارتباط با برد آردوینو Arduino است. فرکانس کاری ماژول RFID در باند ۱۳٫۵۶ مگاهرتز می‌باشد. ولتاژ کاری آن ۳٫۳ ولت بوده و جریان آن بین ۱۳ تا ۲۶ میلی آمپر است. پروتکل ارتباطی SPI و حداکثر سرعت آن ۱۰Mbit/S است. به لطف تکنولوژی Radio Frequency IDentification یا RFID در طول روز تنها با حمل یک کارت کوچک، قادر به پرداخت هزینه حمل نقل عمومی و تایید هویت در مکان های محتلف هستیم و این تنها دو نمونه از کاربرد های این تکنولوژی جذاب است،

ماژول RC522 یک انتخاب خوب برای پروژه های این چنینی به حساب می آید. کم مصرف، کم هزینه، رابط کاربری آسان و بسیار محبوب بین علاقه مندان است. ماژول  RC522 مبتنی بر MFRC522 IC از NXP یکی از ارزان ترین گزینه ها برای پروژه های بر پایه RFID است، که معمولاً با تگ RFID با حافظه ۱KB ارائه می شود. و از همه مهم تر، می تواند بر روی این تگ ها بنویسد، بنابراین می توانید نوعی پیام مخفی خود را در آن ذخیره کنید.

راه اندازی ماژول RC522 با آردوینو

ماژول کارت خوان RC522 در باند فرکانسی 13.56MHz قابلیت خواندن و نوشتن روی کارت‌های RFID را دارد. برای راه اندازی ماژول RC522 نیازمند نصب کتابخانه MFRC522.h هستید. طبق الگوی نصب کتابخانه‌ها در آردوینو برای این مورد هم می‌بایست به همان روش اقدام کرد. پس از نصب کتابخانه MFRC522.h در آردوینو، بایستی آن را در کدها فراخوان کنید. پس از آن بر اساس سناریو مورد نظر بایستی اقدام به کد نویسی کنید. سیم کشی و اتصالات ماژول RC522 برای هر برد آردوینو متفاوت است. از آنجایی که پروتکل ارتباطی این ماژول SPI است. به حداقل 4 پایه از برد آردوینو نیاز است. در کل برای راه اندازی ماژول RC522 توسط آردوینو 7 رشته سیم نیاز دارید.

نصب کتابخانه ماژول RC522 در آردوینو

اولین قدم در استفاده از یک کتابخانه، نصب آن در محیط آردوینو است. برای نصب کتابخانه، دو روش دستی و خودکار وجود دارد. در روش دستی، پس از دانلود فایل های کتابخانه، می بایست آن را در مسیر نصب آردویینو قرار دهید. اما در روش خودکار، تنها با تایپ نام کتابخانه در قسمت مدیریت کتابخانه ها، کتابخانه مورد نظر به صورت خودکار در مخازن آردوینو جستجو شده و پس از یافتن آن، نصب خواهد شد. به همین منظور، ابتدا در نرم افزار آردوینو، بر روی گزینه Tools و سپس Manage Libraries کلید کنید. با کلیک بر روی گزینه Manage Libraries، می توانید وضعیت کتابخانه های نصب شده و لیستی از کتابخانه های جدید و بروز را مشاهده کنید. مطابق فلش قرمز رنگ تصویر فوق، در کادر جستجو، با تایپ نام کتابخانه، می توان آن را یافته و سپس نصب نمود. در اینجا ما عبارت “MFRC522” را تایپ می کنیم. پس از چند لحظه، کتابخانه مورد نظر به شکل تصویر زیر، به نمایش در می آید. با کلیک بر روی گزینه install، این کتابخانه را نصب نمایید.

اتصالات پایه‌های ماژول RC522 به انواع مختلف برد آردوینو

به جدول زیر دقت کنید. بر اساس هر مدل برد آردوینو پایه‌هایی که برای راه اندازی ماژول RFID RC522 نیاز است، دسته بندی شده است. کافیست اتصالات پایه‌ها را مطابق این جدول انجام دهید.

تگ RFID و کارت RFID

در هر سیستم مدیریت رادیوی کوتاه برد، با تگ‌های مختلفی سر کار داریم. تگ RFID به حالت‌های مختلفی تولید می‌شود. معمولا در سیستم‌های دسترسی به شکل‌های کارت و تگ جاسوئیچی تولید می‌شوند. اما در سرویس‌هایی که عملکرد متفاوتی دارند. مانند سیستم امنیت و ضدسرقت در فروشگاه کتاب، تگ rfid قیمت مدل تگ RFID متفاوت خواهد بود. به طور کل در مبحث RFID یک سری کارت خوان داریم که Reader یا همان قرائت‌گر هستند و یک سری تگ RFID یا کارت شناسایی داریم. تگ‌ها و کارت‌ها با عبور از منطقه آنتن دهی گیرنده‌ها یا همان کارت‌خوان RFID شناسایی شده و بر اساس کد داخلی آن فرآیند تعریف شده صورت می‌گیرد. برای خرید تگ به فرکانس کاری سیستم دقت کنید. همچنین تگ‌ها دارای انواع خواندن و نوشتن (Read and Write) و انواع فقط خواندن (Read Only) هستند. که وابسته به سیستم مورد استفاده بایستی مدل درست را خریداری کنید. انواع تگ باشگاهی و استخری را میتوانید از دانشجو کیت خریداری کنید.