الرقاقات الراديو لاسلكية أو التعرف بترددات الراديو Radio Frequency Identification واختصاراً تعرف بـ RFID.
رقاقة RFID استخدمت من قبل شركة وول مارت
تقنية ( RFID ) و تعني ( تحديد الهويه باستخدام موجات الراديو ). و التقنيه عباره عن تحديد الهويه بشكل تلقائي بالاعتماد على جهاز يسمى ( RFID Tags ). هذا الجهاز ( RFID Tags ) عباره عن كائن صغير يمكن ادراجه بالمنتجات أو الحيوانات أو الإنسان. يحتوي هذا الكائن على شريحة مصنوعه من السيلكون و هوائي ( انتينا ) لكي يستطيع استقبال و إرسال البيانات والاستعلامات من خلال موجات الراديو.
محتويات
* منذ مدة بدأت ثورة في أنظمة التعريف الآلية باستخدام الترميز بالأعمدة ( Barcode ) حيث تم استخدامها بشكل كبير في كافة الأنظمة الصناعية والاستهلاكية وذلك لتأمينها قراءة آلية ورخص تكلفتها.
* ولكن مؤخراً بدأ يظهر عجز هذه التقنية في بعض التطبيقات
o لقلة المعلومات الممكن تخزينها
o و عدم قابلية إعادة البرمجة
o و ضرورة مواجهة اللاصقة إلى الماسح
o و عدم إمكانية قراءة أكثر من لاصقة في نفس الوقت
o وعدم إمكانية إعطاء رقم مستقل لكل وحدة وإنما يعطى رمز واحد لكل وحدات النوع نفسه.
نشأت فكرة الرقات اللاسلكية في بداية السبعينات، ومع التقدم التقني الكبير في مجال الشرائح الالكترونية وانخفاض ثمنها في السنوات الأخيرة أصبحت الرقاقات الإلكترونية البديل الأمثل في نظم التعريف الآلية. وأكثر أنواع نظم التعريف الآلية المستخدمة اليوم هي البطاقات الذكية التي تعتمد على التلامس مع القارئ للتواصل، مثل بطاقات الهاتف والبطاقات البنكية. ولكن الاتصال الميكانيكي بين القارئ والبطاقة غير مناسب من الناحية العملية. إن التواصل دون التلامس مع القارئ يؤمن مرونة عالية في الكثير من التطبيقات، حيث تعمل الرقاقات على إصدار إشارات رقمية تنتقل عبر موجات الراديو القصيرة والطويلة و يقوم جهاز المسح أو الأقمار الإصطناعية على إيجاد هذه الإشارات و تحديد مكان و نقطة صدورها، ولهذا السبب يطلق على هذه التقنية "التعريف بترددات الراديو" (Radio Frequency Identification) واختصاراً تعرف (RFID)، وفي السنوات الأخيرة ازداد انتشار تطبيقات أنظمة RFID بشكل واسع
في السنوات الأخيرة أصبحت وسائل التعريف الآلية منتشرة في العديد من التطبيقات العملية لتأمين معلومات كافية عن الناس أو السيارات أو المنتجات الصناعية وهي في حالة حركة عادية دون إيقافها. في هذا البحث سيتم بإذن الله شرح تكنولوجيا الرقاقات اللاسلكية و هذه التكنولوجيا تعتمد على تقنية بدأت بالانتشار حديثا تسمى RFID. فما هي هذه التقنية وما هو مبدأ عملها و أشكالها واستخداماتها؟ ، هذا ما سنحاول هنا مناقشته وتوضيحه.
في العام 1946م قام "ليون ثيرمن" باختراع أداة تجسس لصالح الاتحاد السوفيتي السابق تقوم بإعادة إرسال موجات الراديو المدمجة مع الأمواج الصوتية. يلتقط حجابٌ حاجزٌ الموجات الصوتية و يتذبذب بفعلها مما يؤدي إلى تغيير أو تعديل حالة قارئ الذبذبات و الذي بدوره ينظم ذبذبة الإرسال المنعكسة. بالرغم من أن هذه الأداة كانت جهاز تنصت سري سلبي و ليس بطاقة تعريف فهي تعتبر المقدمة لاختراع بطاقات التعريف بموجات الراديو RFID. مصادر أخرى تذكر أن تكنولوجيا RFID كانت موجودة منذ العام 1920 علماً بأن مصادر أخرى تحدد أن الستينات كانت البداية الأولى للتّعرف على هذه التكنولوجيا. و يقال أن بريطانيا استخدمت هذه التكنولوجيا في طائراتها في العام 1939م للتفرقة بين العدو و الصديق.
حدثٌ آخـر يعتبر أسـاسـاً لبداية تكنولوجيا RFID هو البحث البـارز الـذي قـام "هـاري سـتوكمان" بكتابته في العـام 1948م بعنوان "الإتصال بواسـطة القـوة المنعكسـة" (Communication by Means of Reflected Power) ، و الذي أقّر فيه أن أبحاثاً و أعمالاً تطويرية يجب أن يتم تنفيذها قبل حل المشاكل الأساسية المتعلقة بالإتصال بواسطة القوة المنعكسة و قبل استكشاف حقل التطبيقات المفيدة في هذا المجال.
و في العام 1973 قامت الولايات المتحدة بتسجيل براءة إختراعٍ للمخترع "ماريو كاردولو" يعتبر السلف الحقيقي الأول لتكنولوجيا RFID، و هو جهاز استقبال و إرسال إذاعي سلبي يحتوي على ذاكرة. الجهاز الأولي كان سلبياً يعمل بواسطة إشارة استجواب و كان يحتوي على جهاز إرسال و استقبال بذاكرة سعتها 16بت الهدف منه حساب الخسائر، وقد قام المخترع بعرضه على سلطة ميناء نيويورك و مستثمرين محتملين في العام 1971م. براءة اختراع كاردولو الأصلية غطت استعمالات موجات الراديو باستخدام الصوت و الضوء كوسط ناقل و قد أظهرت خطة العمل الأصلية التي عرضت على المستثمرين في العام 1969م إمكانية استخدام الإختراع في وسائل النقل، الأعمال المصرفية، الأمن و الطب.
أول ظهور للقوة المنعكسة كان عبارة عن رقاقات RFID سلبية و شبه سلبية قام كل من “Steven Depp” و “Alfred Koelle” و “Robert Freyman” بصنعها في مختبر Los Alados العلمي في العام 1973م. النظام المتنقل عمل على تردد قدره 915 ميجاهيرتز و استخدم بطاقات بيانات سعتها 12بت. و أول براءة اختراع مرتبطة برقاقات RFID سجلت في الولايات المتحدة الأمريكية باسم “Charles Walton” في العام 1983م
للتعرف على مبدأ عمل رقاقات RFID علينا أن نتعرف على أجزائها أولاً. تكنولوجيا RFID تتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية هي: 1. البطاقة التي تحتوي على جهاز الإرسال والمعلومات. 2. جهاز القراءة و الإرسال. 3. برامج الحاسوب و قواعد البيانات.
رقائق الـ RFID تكون على شكل بطاقات يمكن لصقها أو تثبيتها على الأشياء، و هذه الرقائق الصغيرة جداً تحتوي على هوائي لاستقبال الموجات و الذي يكون على شكل سلك رفيع ملفوف داخل البطاقة.
يقوم هذا الهوائي باستقبال الموجات المغناطيسية الصادرة من جهاز القراءة و يشغل الدارة الإلكترونية الموجودة داخل البطاقة و التي بدورها تبدأ عملية البث اللاسلكي للقارئ و تصل المعلومات عند نقلها إلى جهاز الحاسوب أو الشبكة في النهاية. كما ذكرنا سابقاً فإن بطاقات RFID تحتوي على ذاكرة بخلاف الرقم المرمز Barcode الذي يحتوي فقط على رقم يرسل للقارئ، هذه الذاكرة الصغيرة (عادة من نوع EEPROM) تتسع لمعلومات مفصلة و قد تصل سعتها إلى 256 بايت.
لابد أن نلاحظ أن هذه الرقاقة لا تحتوي على مصدر طاقة خاص بها (بطارية مثلاً) و ذلك يسهل وضعها على البضائع، ولكن هذه التقنية تعمل على مبدأ دوائر الرنين (resonance circuit) و التي تقوم باستخدام طاقة الموجات الكهرومغناطيسية الصادرة عن جهاز القراءة، تتكون الدارة بشكل بسيط من ملف و مكثّف (Coil and Capacitor) و تصل الدارة إلى مرحلة الرنين عند توافق تردد موجات القارئ و تردد الدارة فتستخدم الطاقة الناتجة لإرسال المعلومات للقارئ. يقوم القارئ بدوره بتحويل الإشارات اللاسلكية الواصلة من البطاقة إلى بيانات رقمية قابلة للتعامل بالحاسوب حيث تتم معالجتها بالبرامج . و الشكل التالي يوضح المكونات الأساسية لرقاقة RFID.
يمكن تصنيف رقاقات RFID اعتماداً على عوامل عدة، و رغم أننا ذكرنا أن هذه البطاقات لا تعتمد على بطارية كمصدر للطاقة إلاّ أن هذا الشرط لا ينطبق على كل الأنواع. هنالك نوعان رئيسيان من بطاقات RFID هما:
الرقاقات النشطة (Active Tags)
التي تعتمد على بطارية ، وجود البطارية يجعل هذه الرقاقة تتواصل حتى 100 متر، بعض هذه الرقاقات مستقل تماماً عن حقل القارئ إذ أنها متكاملة مع وحدة إرسال خاصة مما يجعلها قادرة على التواصل لمسافة عدة كيلومترات باعتماد مبدأ الرادارات[4]. قد يكون القارئ محمولاً بحيث لا يتجاوز وزنه النصف كيلوغرام و مزوداً بذاكرة سعتها أكثر من 128 ميغابايت و من الممكن أن يتصل بالحاسوب لاسلكياً.
الرقاقات الخاملة (السلبية) (Passive Tags)
التي لا تعتمد على بطارية ، عدم وجود مصدر الطاقة المستقل يحد من قدرة الإرسال الخاصة بهذه الرقات إلى عدة أمتار فقط، تتم تغذية هذه الرقاقة كما ذكرنا سابقاً بواسطة طاقة الموجات الكهرومغناطيسية. و تتناقص قدرة مجال القارئ بسرعة مع ازدياد المسافة مما يحدد مجال قراءتها إلى مسافة 4-5 متر باستخدام الترددات العالية جداً 860-930 MHz.
منقول للأمانة
|
اتمنى ان تزودوني بكل ما هو ممكن عن RFID
