دانلود پایان نامه تکنولوژی RFID

مقدمه
RFID به معنی ابزار تشخیص امواج رادیویی است. RFID یک تکنولوژی برای شناسایی خودکار اشیا است. در برچسب های RFID یک وسیله الکتریکی با یک قلم کالا ضمیمه می شود و به مجرد درخواست انتقال کالا اطلاعاتی را از قبیل ویژگی محصولات و… در اختیار قرار می دهد.
برچسب RFID دستگاه ¬الکترونیکی کوچکی است که شامل یک تراشه کوچک و یک آنتن می¬باشد. این تراشه قادر به حمل ۲۰۰۰ بایت اطلاعات یا کمتر است. برای روشن¬تر شدن مطلب می¬توان گفت دستگاه RFID کاربردی شبیه بارکد و نوارهای مغناطیسی نصب شده روی کارت های اعتباری دارد. RFID برای هر شی یک مشخصه واحد ایجاد می کند که از دیگر اشیا قابل شناسایی خواهد شد. و همین طور که از روی بارکد یا نوار مغناطیسی می¬توان اطلاعات را خواندRFID هم می¬تواند توسط خواننده ها، خوانده شده و از آن طریق اطلاعات آن دریافت یا اصلاح شود. .در سالهای اخیر روش های شناسایی خودکار در میان صنایع، حرفه ها و شرکتهای مختلف عمومیت یافته اند. از این روشها برای جمع آوری اطلاعات در مورد افراد، حیوانات، کالاها و محصولات در حال حمل استفاده می شود.
جدول ۱ انتهای مقدمه، ضمن مقایسه سامانه های عمومی خودکار مزایا و معایب هر یک را نیز نشان می دهد. به نظر می رسد که فناوری شناسایی با امواج فرکانس رادیویی یا RFID فناوری نوینی است که انقلابی در بهره وری تجاری به وجود آورده است. خواننده ها می توانند برچسب ها را با سرعت هزاران متر در ثانیه اسکن کنند. محصولات هنگامی که از یک جایگاه به جایگاه دیگر حرکت داده می شوند ردیابی می گردند. اصلاح کردن صنعتی واسطه ها، حمایت از زنجیره مدیریت و بهترین لیست موجودی محصولات، تجدید حیوانات در نوعی که کمبود دارند همگی می تواند از کاربردهای RFID باشد. در مبحثی بحث انگیز برچسب ها می توانند برای شناسایی انسانها استفاده گردند (به خصوص در مدارس کودکان).
RFID فرکانس پایین در طی بیش از یک دهه در برخی محیطهای صنعتی در دنیا استفاده می شد، اما تصمیم اخیر فروشگاه های زنجیره‌ای Walmart و وزارت دفاع آمریکا در دستور به تأمین کنندگان تجهیزاتشان برای استفاده از RFID با فرکانس بسیار بالا بعنوان ابزار مدیریت منابع، توجه همه جانبه‌ای را در محیطهای صنعتی و علمی بسوی آن جلب کرده است.
ارائه کنندگان این فناوری معتقدند که RFID به میزان زیادی از هزینه ها خواهد کاست و با افزایش قابلیت رؤیت تمام زنجیره تامین، ما را گامی به سوی یکپارچگی واقعی و زنجیره تامین مجازی به پیش می‌برد. در مقابل، منتقدین بر این نظرند که چالشهای فنی بزرگی مانند هماهنگی با زیرساخت IT موجود و قیمت بالای برچسب های RFID و نیاز به تغییرات ساختاری برای تطبیق با آن، مانند تغییر در شیوه پردازش داده های تجاری، مانع استفاده از این فناوری است. مانع بزرگ دیگری که بر سر راه گسترش RFID است، استانداردهای آن است. در تجارت جهانی، مشکل سازگاری بین سیستمهای RFID در نقاط مختلف جهان، مصرف کنندگان را از سرمایه گزاری عمده بر روی این فناوری باز می دارد. با این حال این حقیقت که ارتباط بین برچسب ها و خواننده های RFID بی سیم است و نیاز به اتصالات فیزیکی ندارد احتمال سوء استفاده و نقض امنیت کاربر را به وجود می آورد.
در این پروژه ابتدا به بررسی ساختار کلی سیستم هایRFID و نحوه عملکرد زیرسیستم های آن و چگونگی پیشروی آن در زنجیره تولید می پردازیم. در فصل دوم آشنایی بیشتر با ساختار فیزیکی و گستره فرکانس ها و استانداردهای در حال اجرا و در دسترس سیستم های RFID را دنبال می کنیم و در مبحث مهم فصل بعدی به موانع اصلی عدم مقبولیت سیستم های RFID می پردازیم و در نهایت با توجه به این که عدم رعایت مسائل امنیتی در سیستم ها می تواند موجب استراق سمع و دسترسی غیرمجاز متخلفان به اطلاعات ذخیره شده در برچسب ها گردد و امنیت کاربران به خطر اندازد، فصلی را به روشهای پیاده سازی امنیت و خصوصی سازی در سیستم های RFID می پردازیم.

جدول ۱ – مقایسه روشهای مختلف شناسایی خودکار
مشخصات سامانه بارکد OCR تشخیص صدا شناسایی اثر انگشت کارت هوشمند RFID
میزان اطلاعات (Byte) ۱ تا ۱۰۰ ۱ تا ۱۰۰ – – ۱۶ تا K64 ۱۶ تا K64
تراکم داده ها کم کم زیاد زیاد بسیار زیاد بسیار زیاد
خوانایی ماشین خوب خوب گران قیمت گران قیمت خوب خوب
قابلیت خواندن توسط اشخاص مشروط ساده ساده مشکل غیر ممکن غیر ممکن
تأثیر رطوبت/گرد و غبار بسیار زیاد بسیار زیاد – – ممکن است بسیار زیاد
تأثیر پوشش عمل نمی کند عمل نمی کند – ممکن است – اثری ندارد
تأثیر جهت و موقعیت کم کم – – یک جهته اثری ندارد
فرسایش مشروط مشروط – – تماسی اثری ندارد
هزینه های عملیاتی (مثلاً چاپگر) کم کم ندارد ندارد متوسط ندارد
کپی برداری و تغییردادن بدون مجوز کم کم ممکن است (نوار ضبط صوت) غیر ممکن غیر ممکن غیر ممکن
سرعت خواندن (شامل بررسی داده‌ها) کم
حدود ۴ ثانیه کم
حدود ۳ ثانیه بسیار کم
بیش از ۵ ثانیه بسیار کم
بیش از ۵ تا ۱۰ ثانیه کم
حدود ۴ ثانیه بسیار سریع
حدود ۵/۰ ثانیه
حداکثر فاصله بین ارسال کننده و دریافت کننده داده ها ۰ تا ۵۰ سانتیمتر کمتر از ۱ سانتیمتر ۰ تا ۵۰ سانتیمتر اتصال مستقیم اتصال مستقیم ۰ تا چند کیلومتر بسته به نوع تگ

فصل یک

بررسی نرم افزاری سیستم RFID

و عملکرد EPC در آن

مشخصات سامانه RFID
سیستم هایRFID اساسا از برچسب ها وخواننده ها تشکیل شده اند. یک برچسب RFID به عنوان یک انتقال دهنده شناخته می شود که شامل آنتن و یک میکرو چیپ می باشد. میکرو چیپ برای ذخیره اطلاعات و انجام عملیات قانونی انتقال اطلاعات و آنتن جهت برقراری ارتباط با خواننده استفاده می شود، هنگامی که خواننده از برچسب در خواست اطلاعات می نماید برچسب اطلاعات شناسایی نظیر ID خود را از طریق سیگنالهای فرکانس رادیویی ارسال می کند.

یک خواننده RFID معمولا شامل یک مدل RF بخش کنترل و تجهیزات الکترونیکی از قبیل آنتن جهت برقراری ارتباط از طریق RF است. برای اینکه بفهمید یک خواننده RFID چگونه یک برچسب و شناسه واحد آن را تشخیص می دهد، سناریویی را مبنی بر شکل زیردر نظر بگیرید.

شکل۱-۱ برچسب ها و خواننده در سیستم RFID
در این شکل، خوانندهRFID سیگنال های رادیویی را با فرکانس خاص و مدت تاخیر مشخص ارسال می کند (معمولا صدها مرتبه در ثانیه) .هر برچسب که دارای دستگاه فرکانس رادیویی و در محدوده دستگاه خواننده می باشد، از طریق ارسال بازتاب اعلام موجودیت می کند. به این دلیل که هر کدام از برچسب ها، دارای یک آنتن داخلی هستند و قابلیت گوش فرا دادن به سیگنال رادیویی در فرکانس تعیین شده را دارند.
اندازه و شکل آنتن مشخص می کند که با چه فرکانسی فعال گردد. برچسب ها از انرژی ارسال شده از جانب خواننده جهت بازتاب آن استفاده می کنند. برچسب ها میتواند سیگنال دریافتی را جهت ارسال اطلاعاتی از قبیل شماره شناسایی ID به دستگاه خواننده تنظیم نمایند. انواع مختلفی از برچسبها و دستگاه های خواننده با انواع خاصی از برنامه ها و محیط ها متناسب هستند. شما باید تصمیم بگیرید که از چه نوع برچسب و دستگاه خواننده ای استفاده کنید، که به لحاظ تنوع برای تقاضای شما بهینه باشد. نوع برچسبی که شما انتخاب می کنید مستقیما بر روی هزینه کل سیستم تاثیرخواهدداشت .همچنین دستگاه های خواننده طیف وسیعی از قیمتها و متعلقات را در برخواهند داشت.

۱-۱- انواع برچسب های RFID

به طور کلی سه نوع برچسب وجود دارد که عبارتند از:
۱- برچسب های غیرفعال : این نوع برچسب ها هیچ منبع تولید انرژی درونی ندارند و انرژی خود را از طریق سیگنال ¬های RF که توسط دستگاه خواننده ارسال و توسط آنتن موجود در برچسب دریافت می¬شود، تامین می¬کنند.
۲- برچسب های نیمه منفعل : بسیار شبیه برچسب ای غیرفعال است، با این تفاوت که باتری کوچکی در آنها وجود دارد و انرژی لازم برای فعال شدن مدار داخل آنها را فراهم می¬سازد.
۳- برچسب های فعال : این برچسب ها دارای یک منبع انرژی داخلی می¬باشند که توانایی انتقال اطلاعات در فواصل دورتر را فراهم می-کند. این سه نوع برچسب از جهات دیگری چون سایز، دامنه پاسخ¬گویی، سرعت پاسخ¬گویی و… نیز با هم تفاوت هایی دارند. این خواص با حرکت از برچسب های فعال به سوی غیرفعال به صورت زیر تغییر می کنند:
اندازه، دامنه پاسخ¬گویی، قیمت، سرعت پاسخ گویی و قابلیت اطمینان آنها افزایش می یابد.
عمر این برچسب ¬ها نیز به صورت زیر تغییر می¬کند: غیرفعال > فعال > نیمه منفعل.
عمربرچسب ها به دو دلیل متفاوت می باشد که یکی بدین دلیل که برچسب هایی که منبع انرژی داخلی دارند به علت محدودیت منبع عمر محدود دارند و دیگری باتری کوچک موجود در برچسب نیمه منفعل عمرکوتاهتری از منبع انرژی برچسب فعال دارد.

خصوصیت برچسبها
همانطور که گفته شد برچسب ها وسیله شناسایی متصل شده به کالا، شی و فردی هستند که ما می خواهیم آن را ردیابی کنیم. مهمترین خصوصیات برچسبهای RFID شامل موارد زیر است:
نوع بسته بندی برچسبها: برچسب ها می توانند در داخل دکمه هایی ار جنسPVC ، اجناس شیشه ای، جواهرات یا برچسبهای کاغذی یا کارتهای پلاستیکی پنهان شوند. استاندارد DIN/ISO 69873 مواردی را برای تعبیه برچسبها در داخل ابزارآلات ماشینی تعیین می کند. لذا راه های بسته بندی و علامتگذاری برچسب ها متنوع می باشد.
اتصال: معنی اتصال به این برمی گردد که کدام دستگاه خواننده با کدام برچسب ارتباط برقرار نماید. راه های اتصال متفاوتی بسته به درجه یا میزان اعتبار ارتباطات استفاده می گردد.
انتخاب گونه ارتباط، بر روی میزان ارتباط و هزینه برچسب ها و میزان به وجود آمدن خطا تاثیر خواهد داشت.
قدرت: سطح الکترو مغناطیسی یا انرژی پالسی که از فرکانس رادیوئی دستگاه خواننده منتشر می گردد، قدرت مورد نیاز برچسب را تامین می کند.
میزان فضای ذخیره اطلاعات: برچسب ها با میزان فضای ذخیره متفاوتی تولید می شوند. برچسبهای فقط خواندنی با فضای کاملا مشخص شده ای در کارخانه تولید می شوند. کاربران می توانند تنها یک مقدار را به برچسب هایی با قابلیت نوشتن یکبار اختصاص دهند. هر چند که برای برچسب هایی با قابلیت چند بار نوشتن، مقدار برچسب می تواند بارها تغییر کند، مانند میزان دما یا فشارکه مرتبا تغییر می کند.
رعایت استاندارد: بسیار از گونه های سیستم های RFID مطابق استانداردهای بین المللی مشخص شده ای کار می کنند. تولیدکنندگانی که از استاندارد ISO11785 استفاده می کنند بر روی سیستم هایی مطابق با این استاندارد کار می کنند. بعضی از استانداردها، مانند سیستم کلاسه بندی شده که توسطEPCglobal استفاده می شوند، فرکانس به کار رفته بین برچسب ها و دستگاه های خواننده را و همچنین گونه های ارتباط برچسب ها با خواننده و یا میزان فضای ذخیره اطلاعات و مواردی از این قبیل را مورد بررسی قرار می دهد.

انتخاب گونه برچسب
خیلی از پارامترها در انتخاب یک گونه از برچسب ها در نظر گرفته می شود که شامل موارد زیر می شود:
محدوده عملکرد عملیات خواندن: برچسب های فعال محدوده خواندن بیشتری را نسبت به برچسب های غیرفعال پوشش می دهند. جهت برنامه های کوچک از برچسب های غیرفعال استفاده می شود چون محدوده ای که ایجاد می کنند معمولاکافی می باشد.
مواد و بسته بندی: مواد مختلف فرکانسهای مختلفی را تولبد می کنند. به عنوان مثال مایعات مانع از جریان یافتن امواج رادیویی می شوند و موادی که فلز در داخل خود دارند باعث ایجاد تداخل در خواننده ها می شوند.
فاکتورهای شکل ظاهری: برچسب ها در اندازه های مختلفی تولید می شوند. شکلی که برای برچسب ها در نظر گرفته می شود معمولا به بسته هایی که اجناس در آنها قرار می گیرد بستگی دارد.
در راستای استاندارد حرکت کردن: این بسیار مهم است که بیشتر دستگاه های خواننده موجود با فرکانس برچسبی که انتخاب کرده اید سازگار باشند. برای این کار موسسه های EPCgloable و موسسه ISO استانداردهایی را برای ارتباط و تبادل اطلاعات بین برچسبها و خواننده ها تولید می کنند.
هزینه: هزینه ای که برای یک برچسبRFID در نظر گرفته می شود، نقش مهمی را در انتخاب نوع برچسب ها دارد، چون اکثر برنامه ها از برچسب های زیادی استفاده می کنند.

۲-۱ بررسی دستگاه خواننده

دستگاه های خوانندهRFID دستگاه های بازجو هم نامیده می شوند، که جهت شناسایی برچسب ها در اطراف خود استفاده می شوند. دستگاه های خواننده در شکلها و اندازه های مختلفی و همچنین به صورت قابل حمل در پایانه ها یافت می شوند، شما می توانید به خواننده ها به عنوان نقاطی جهت اتصال برچسب ها به شبکه نگاه کنید.
دستگاه خواننده بین برچسبها و دنیای خارج قرار می گیرد و متشکل از ۴ قسمت جداگانه زیر می باشد:

شکل۱-۲ اجزای سیستم خواننده
رابط برنامه کاربردی: API مربوط به دستگاه خواننده، رابط برنامه کاربردی است که به برنامه اجازه می دهد رخدادهایی که از جانب برچسبها RFID ایجاد می شود را ثبت نماید. این رابط توانایی هایی مبنی بر تنظیم، مشاهده و دیگر قابلیتهایی مدیریتی ارائه می دهد.
ارتباطات: دستگاه های خواننده دارای لبه ارتباطی (محلی که با دستگاه دیگر ارتباط دارد) می باشند و مانند دیگر دستگاه های ارتباطی، خواننده هایRFID باید قابلیت اتصال به شبکه را داشته باشند. اجزای ارتباطی خواننده ها توابع شبکه ای را مدیریت می کنند.
مدیریت رخداد: هنگامی که خواننده برچسب را می بینید، ما به این رخداد دیدار می گوییم. به آنالیز دیدار واژه فیلترکردن رویداد نیز گفته می شود. مدیریت رخداد مشخص می کند، چه نوع دیداری انجام گرفته است و تعیین می کند چه رخدادهایی به اندازه کافی مهم جهت قرارگیری درگزارش کار یا ارسال به برنامه خارجی موجود بر روی شبکه می باشند.
زیرسیستم آنتن: زیرسیستم آنتن از یک یا چند آنتن تشکیل شده است، و رابط کاربردی و منطقی را در خواننده ها جهت دریافت پاسخ از برچسب ها تعیین می کند.

انتخاب دستگاه خواننده
انتخاب دستگاه خواننده شما وابسته به نوع برچسبی می باشد، که انتخاب می کنید. بعضی دستگاه های خواننده فقط با انواع خاصی از برچسب ها متناسب هستند.
خواننده ها، به عنوان دستگاه های قوی ارسال امواج رادیویی، باید از فرکانس های تعیین شده معمول محلی، قدرت مشخص و دوره پریودیک خاص پیروی کنند (اینکه هر خواننده در یک مدت زمان مشخص چند بار اقدام به ارسال امواج نماید).
هنگام انتخاب خواننده، باید بر محیط فیزیکی که دستگاه خواننده در آن قرار می گیرد، توجه گردد. دستگاه باید به اندازه کافی کوچک باشد تا سر راه افراد و دیگر لوازم نباشد و همچنین در مقابل گردوخاک، رطوبت و تغییرات درجه حرارت سخت و پایدار باشد.
در انتها، دید نهایی که می توان بر موضوع انتخاب خواننده داشت، این است که به چه مقدار این دستگاه کارایی و تناسب با ابزار ات مدیریتی و مشاهده ایIT دارد.

۳-۱- میان افزار RFID

انتخاب برچسب و خواننده مناسب و اینکه در چه محلی آنتن آن نصب گردد، اولین قدم در راه اندازی سیستم RFID می باشد.
قابلیت خواندن میلیونها بر چسب در حال حرکت، به صورت زنجیره ای و الزام برابری کد برچسبها با اطلاعات معنی دار باعث به وجودآمدن حجم زیادی از اطلاعات با پیچیدگی ارتباطی آنها خواهد شد. میان افزارهای RFID برای کمک به حل این پیچیدگی ها مورد استفاده قرار می گیرند.
یکی از مزایای اولیه استفاده از میان افزارها استاندارد آنها جهت برخورد با سیلی از اطلاعات برچسب های کوچک می باشد. علاوه بر فیلتر کردن رخدادها، شما نیاز به مکانیزمی جهت کپسوله کردن برنامه دارید که مانع از مشاهده جزییات بیشتر مانند موارد فیزیکی از قبیل (مشخصات خواننده ها، حسگر ها و پیکربندی آنها) شود.
نهایتا شما نیاز به رابط کاربری استاندارد دارید، که جهت درخواست برای مشاهدات معنی دار دستگاههایRFID مورد استفاده قرار گیرد.

شکل ۱-۳ اجزای میان افزار RFID
برای استفاده از میان افزار سه اصل اساسی وجود دارد.
۱- ایجاد ارتباط بین خواننده ها توسط آداپتور دستگاه های خواننده.
۲- پردازش ردیفهایی از مشاهدات دستگاه هایRFID که دربرنامه های مربوطه استفاده می شود (مانند استفاده آنها توسط مدیر رخداد).
۳ – ایجاد رابط مرحله ای برنامه جهت مدیریت خواننده ها و بدست آوردن رخدادهای فیلتر شده RFID.

آداپتور دستگاه های خواننده (اجزای میان افزار)
چندین نوع از خواننده های RFID امروز در فروشگاه ها موجود می باشد و هر کدام رابط کاربری خود را دارا می باشند.
اینکه هرکدام از تولیدکنندگان برنامه با گونه های مختلف خواندن اطلاعات از دستگاه های مختلف آشنا باشند، کار غیرممکنی است. رابط خواننده ها، به اندازه نقاط دسترسی به داده ها، و توانایی های مدیریتی دستگاه ها، دارای تنوع می باشد. به همین دلیل باید میان افزاری استفاده گردد، که شما را از آشنایی با طرز فکرهای غیرمعمول دستگاه های خواننده بی نیاز سازد.
لایه وفق دهنده دستگاه های خواننده خصوصیات رابط دستگاه خواننده راکپسوله و مجزا می کند. و به این ترتیب این گونه موارد برخوردی با برنامه نخواهند داشت.

مدیر رویداد(اجزای میان افزار)
یک مجموعه کامل از سیستمهایRFID توانایی این را دارند که زنجیره ای متشکل از صدها یا هزاران خواننده که در هر دقیقه صدها بار عملیات اسکن را انجام می دهند پشتیبانی کند.
پس شما باید رابط دستگاه خواننده را جهت جلوگیری از بمباران شدن آن توسط صفهای طولانی اطلاعات کپسوله کنید. بنابراین نیازمند توسعه اهداف خاصی در رابطه با میان افزارها در کنار زیربنای ساختاریIT و تکنولوژی اطلاعات می باشیم.
خواننده ها کمتر از ۱۰۰ % دقت در خواندن برچسب های مجاورت خود دارند.
در نظر بگیرید ۱۰۰ مورد از برچسبها در کنار یک خواننده موجود هستند و جهت خواندن مجموعه صدتایی از برچسبها در دقیقه تنظیم شده اند! شانس خواندن برچسب ها در هر دفعه اسکن برابر با خواندن ۸۰ تا ۹۹ مورد از برچسبها می باشد. در موردی که بررسی شد، تعداد ۸۰ مورد از ۱۰۰ مورد موجود که توسط دستگاه خواننده، اسکن می شود، بررسی می گردد که ارزیابی مورد قبولی است هر چند این سناریو اثبات می کند، اسکن هایی که از جانب خواننده ها انجام می شود در صف هایی متمرکز می شود و نیازمند پردازش در آینده به عنوان یک رخداد تجاری دارد.
تصور کنید این دستگاه خواننده برای یک سیستم طبقه بندی هوشمند به کار رود آیا شما مشاهدات فیلتر نشده دستگاه خواننده که این اطلاعات را به برنامه کاربردی شما ارسال می کند، بدون حفاظت خواهید گذاشت.
برای همه برنامه ها بجز موارد اندکی، شما خواهان پردازش این مشاهدات در آینده قبل از استفاده آنها می باشید.
به عنوان مثال مساله ” فیلتر” هموارسازی است، که یک سری از مشاهدات دستگاه های خواننده را برای پذیرش متمرکز و متراکم می کند تا پاسخ های دریافتی غیر معتبرخواننده ها را تعیین نماید.
اگر شما فکر می کنید که ارسال مشاهدات یک دستگاه خواننده به صورت مستقیم به یک برنامه کاربردی مورد نظر نمی تواند ایده بدی باشد، پیاده سازی یک سیستمRFID معمولی را تصور کنید که از به هم پیوستن چندین دستگاه خواننده در ناحیه های مختلف تشکیل می شود.
تصور کنید میزان داده ای که توسط خواننده ها تولید می شود، چه مقدار فیلتر نیاز دارد.
مدیریت رخدادهایRFID ، صفوف داده های خوانده شده از چندین منبع تولید داده را متمرکز می کند. (مانند دستگاه های خواننده) و بر مبنای فیلتر های پیکربندی شده قبلی یکپارچه و تفکیک می کند.
بیشتر مدیران رخداد، داده های فیلتر شده را به سیستم های پایانه ای ارسال می کنند (سیستمهایی که داده های آماده را مورد بررسی و گزارش گیری قرار می دهند).
سطوح رابط برنامه کاربردی(اجزای میان افزار)
رابط سطوح برنامه، بالاترین لایه در پشته میان افزارRFID می باشد. اولین هدف آن ایجاد و تولید مکانیزم استانداردی می باشد که برنامه را قادر به ثبت و دریافت رخداد های پیش آمده، بر مبنای مجموعه اطلاعات به دست آمده از دستگاه های خواننده می کند.
علاوه بر این، رابط سطوح برنامه یک نوع قرارداد استاندارد برای تنظیمات، مشاهده و اداره کردن میان افزار و خواننده ها و حسگر های در کنترل آن می باشد.
رابط برنامه کاربردی، قراردادی است که، توابعی به منظور دستیابی به فایلهای Dll مانند gdi32.dll یا shell32.dll و … در اختیار برنامه نویسان مختلف قرار می دهد. بسیاری از فروشندگان میان افزار هایRFID، رابط هایی با خصوصیاتی برای این هدف جدید تولید می کنند، شرکت استاندارد ساز EPCglobal ” رخدادهای سطوح برنامه ای ” را جهت استاندارد سازی بخش مدیریت توابع رخدادهای RFID به تصویب رسانده است.
ما به صورت مشروح خصوصیات این موضوع را در فصل دوم توضیح خواهیم داد. نهایتا خاطر نشان می کنیم که میان افزارها در اندازه و اشکال گوناگونی به بازار خواهند آمد. آنچه ارائه دادیم این بود که چگونه عملکرد کلی آن را به قسمت های کوچکتر بشکنیم و میان افزار چه هست و چه انجام می دهد.
در عمل میان افزارهای متعددی را پیدا خواهید کرد که با استفاده از ماژول های خود، بر روی گونه های خاصی از خواننده ها و برنامه ها قابلیت استفاده دارند.

انطباق میان افزار با دستگاه خواننده
تعدادی از استانداردهای شرکتEPCglobal وجود دارد که برای میان افزارهایRFID مهم می باشند. به دو نمونه از این استاندارد ها توجه کنید:
۱) قواعد دستگاه های خواننده
تلاشهایی از جانب این شرکت مبنی بر ایجاد استانداردهایی برای خواننده ها و قواعد چاپگر های شبکه در حال انجام است. فروشندگان میان افزار RFID در نظر دارند تا از این استانداردها در دستگاه های خود پشتیبانی کنند. ما پیش بینی می کنیم که در آینده درایورهای خاصی برای اکثر دستگاه ها مورد نیاز خواهد بود.
۲) رخدادهای سطوح برنامه
ALE استانداردآینده شرکت EPCglobal خواهد بود که یک رابط تشریحی را تولید می کند و با توجه به آن، برنامه می تواند با قسمت فیلترسازی و موتورهای جمع آوری اطلاعات ارتباط برقرار کند. این استاندارد مواردی از قبیل برنامه نویسی براساس درخواست، پاسخ و برنامه نویسی بر اساس دستورات پشته را پشتیبانی می کند. این روند حالت بسیار ساده تری را نسبت به روش کاری بلادرنگ هوشمند خواهدداشت و این روند شرکتEPCglobal جایگزین مباحث قبلی خواهد شد.

۴-۱- مشاهدات دستگاه خواننده

زمان ثبت، کدخواننده، کدآنتن، کدشناسایی برچسب و قدرت سیگنال جهت فهمیدن میزان داده هایی که توسط خواننده های طبقه بندی شده به طور هوشمند تولید می شوند از جمله مواردی می باشد که دستگاه خواننده بررسی می کند. مثال زیر را در نظر بگیرید.
یک فروشنده قطعات الکترونیکی که شرکت ایروانا الکترونیک نامیده می شود، کار سیستم طبقه بندی هوشمند را برای شرکت خود انجام می دهد. فروشگاه به طور میانگین ۲۵ مورد در هرطبقه و در هر قفسه ۴ طبقه دارد. لذا به طور میانگین تعداد ۱۰۰ مورد در هر قفسه دارد. هر کدام از ۱۰ فروشگاه ایروانا ۲۰ شعبه و در هر شعبه هر کدام دارای ۲۰ قفسه ( در هر سمت ۱۰ تا ) می باشند. بنابراین فروشگاه های ایروانا ۴۰۰ قفسه دارند، بدین معنی که میانگین موجودی کلی آنها، در حدود ۴۰,۰۰۰ مورد خواهد شد. جدول ۱-۱ موارد بالا را در خود جای داده است. با توجه به آمار موجود خوشحال نشدید از اینکه مثالی در مقیاس یک فروشگاه زنجیره ای مواد غذایی یا یک انبار بزرگ نزدیم.
جدول ۱-۱ میانگین موجودی قفسه ها ی فروشگاه
میانگین موجودی محل
۲۵ ۱ طبقه
۱۰۰ ۱ قفسه (۴ طبقه )
۴۰۰۰۰ ۱ فروشگاه ( ۴۰۰ قفسه )
۴۰۰۰۰۰ تمامی ۱۰ فروشگاه

حال فرض کنید برچسب ها توسط خواننده مورد اسکن قرار گیرد هر جستجو و اسکنی که توسط دستگاه خواننده صورت می پذیرد مشاهداتی را مبنی بر اطلاعات تمام موارد شناسایی شده، برمی گرداند.۲۵ مورد در هر طبقه ضربدر ۴ طبقه در هر قفسه ضربدر ۱۰ اسکن در هر دقیقه= ۱۰۰۰ مشاهده در هر دقیقه در هر قفسه!
۱۰۰۰ آیتم خوانده شده در هر دقیقه ضربدر ۴۰۰ قفسه = ۴۰۰۰۰۰ مشاهده در هر دقیقه.
۴۰۰۰۰۰ مشاهده در هر دقیقه ضربدر ۶۰ دقیقه در هر ساعت =۲۴۰۰۰۰۰ مشاهده در هر ساعت.
بیایید در نظر بگیریم که فروشگاه ۱۰ ساعت در روز باز است .
۱۰ ساعت ضربدر ۲۴۰۰۰۰۰ مشاهده در هر ساعت =۲۴۴۰۰۰۰۰ در هر روز در هر فروشگاه.
۱۰ فروشگاه = ۰۰۰/۰۰۰/۲۴۰ مشاهده مابین تمامی فروشگاه ها.
جدول ۲ -۱ میانگین تعداد مشاهدات فروشگاه ها
تعداد مشاهدات محل
۱۰۰۰ ۱ قفسه در هر دقیقه
۴۰۰۰۰۰ ۱فروشگاه درهر دقیقه
۲۴۰۰۰۰۰۰ ۱ فروشگاه در روز
۲۴۰۰۰۰۰۰۰ تمام فروشگاه ها در هر روز

تعجب آور است! این تعدادمشاهده، مقدار قابل ملاحظه ای است! و ما حتی نمی توانیم مشاهداتی که از یک نقطه صادر می شود را بشماریم. پردازش این همه مشاهده نیازمند یک طرح حساب شده و قدرتمند می باشد. ولی قبل از آغاز کشیدن طرحی که در بالا به آن اشاره شد، نیازمندیم اندکی بیشتر در رابطه با کیفیت و ارتباط اطلاعاتی که از مشاهدات جمع آوری می شود بدانیم. اگر شما به سادگی از مشاهدات برنامه هایی که در مرکز داده شما جمع آوری می شوند بگذرید، نه تنها این برنامه ها را سردرگم می کنید، بلکه ممکن است شبکه و دیگر اجزاء سازمان را نیز محدود نمایید (منظور بی اهمیتی به زیر بنای مشاهدات است).
هر چند که گاهی برنامه های پردازشگر نهایی، با صفوف نامنظم مشاهدات خواننده هایRFID برخورد خواهند داشت، مثل اینکه به مشتری بگویید که یک DVD را از طبقه ای بردارد و در طبقه دیگر قرار دهد. این کار باعث به وجود آمدن یک سری از مشاهدات از طریق خواننده مربوطه در آن طبقه خواهد شد. هر چند ما به این کار به عنوان دستوری از جانب مدیرسیستم نگاه کنیم، با این حال این اطلاعات به وجود آمده، اطلاعات سربار می باشد و مورد استفاده در برنامه های پردازشگر انتهایی نمی باشد، چرا که موجودی کل اصلا تغییر نکرده است. این مورد نیاز به مکانیزمی را جهت جمع بندی مشاهدات در زمان و در شرایطی که از چند دستگاه خواننده استفاده می شود، نشان می دهد. همچنین نیاز به داشتن فیلتر، یکپارچه کننده، و تغییر دهنده مشاهدات خواننده ها را نیز مشخص می کند. این دلیلی بر این امر است که، سیستم هایRFID نیازمند یک میان افزار در مرکز داده خود هستند. بدین ترتیب تنها آن اطلاعاتی که برای برنامه شما مهم و حیاتی است به خواننده ارسال می شود نه چیز اضافی و سربار و باقیمانده داده ها توسط میان افزار فیلتر می شوند. حال کدام دسته از اطلاعات باید فیلتر شوند؟
از آن جایی که آنتن ها بسیار نزدیک هم هستند (در هر قفسه ۲ عدد)، ممکن است خواندن آنها با یکدیگر باعث ایجاد تداخل گرد. بنابراین مشاهداتی که از آنها صادر می شود باید فیلتر شود و دوبار ارسال شدن اطلاعات برای یک شی از بین رود و اطلاعات واحدی مبادله شود. این مشاهدات باید توسط چندین بار اسکن بررسی گردد، تا خطاهای کوچک همپوشانی و رفع گردد. عدم دقت اسکن ها، حاصل چندین فاکتور است. فرکانس رادیویی طبیعی ارسال شده، هم ترازی برچسب هایRFID ، نقاط کور و فاکتورهای محیطی در این امر بی تاثیر نیستند.وقتی مشتری با کالاهایی که در دست دارد در طول راهرو فروشگاه تردد می کند، دستگاه های خواننده در آن محدوده وجود این کالا ها را گزارش می دهند و ما باید هر گونه مشاهده جعلی را، جهت جلوگیری از ارسال سیلی از اطلاعات نادقیق به سیستم کنترل موجودی فروشگاه فیلترکنیم.

۵-۱- فیلتر کردن رویداد

شکل ۴-۱ اجزای فیاترکردن رویداد
هر جزئی از سیستم فیلترکردن رویدادها در شکل بالا آمده است:
۱- دریافت مشاهدات خام پردازش نشده خواننده ها : خواننده ها اطلاعات خام اولیه را دریافت می کنند.
۲- هموارکردن مشاهدات : امروزه دستگاه های خواننده با دقت کمتر از ۱۰۰% می توانند در یک باراسکن کردن برچسب ها، آنها را بخوانند. آنالیزی که برای حل این موضوع ارائه می دهیم این است که با چندین بار خواندن (اسکن) و نتیجه گرفتن بر اساس میانگینی از این مشاهدات به نتیجه نهایی دست یابیم. بعنوان مثال اگر ۷۰ درصد مشاهدات بگوید جعبه کابل ( منظور یک جنس است) موجود می باشد، ما این امر را قبول می کنیم.
۳-خارج کردن دوبارخوانی ها : دو بار خواندنها زمانی روی می دهد که بیشتر از یک آنتن وجود شی را تشخیص دهند و باید بر اساس میزان قوی بودن سیگنال ارسالی و میانگین مشاهدات، اطلاعات دریافتی را فیلتر کنیم.
۴- فیلترکردن مشاهداتی که از اطراف صورت می پذیرد : مشاهدات موجود از اجناسی که در راهروی یک فروشگاه در حرکت هستند، طبیعتا دارای پایداری سیگنال کم و قاعدتا گذرا می باشند و آنها نیزباید حذف گردند.
۵- انتشار مشاهدات : پس از اینکه فیلترهای لازم بر روی داده های ما صورت گرفت، داده ها آماده ارسال به برنامه های انتهایی می شوند.
دستگاه های خوانندهRFID خود نیز بعضی از موارد فیلترینگ را بر روی داده ها انجام می دهند، و از آنجایی که خواننده ها روز به روز هوشمندتر می شوند، عملیات فیلترسازی آنها نیز بهینه تر می شود. با این وجود، چرا هنوز هم نیازمندعملیات فیلتر کردن توسط میان افزار هستیم؟ همان طور که دیدیم، بعضی از فیلترکردن ها، نیازمند اطلاعات از چندین خواننده یا حسگر یا حتی سیستم ها ی دیگرمی باشند، مانند سیستم کنترل موجودی در فروشگاه ها و مسئله مقایسه کالاها و مشاهدات زاید قفسه های موجود در آن. لذا به منظور جدول سلسله مراتبی رخدادها، فیلترسازی باید همواره در سطح بالاتر از دستگاه های خواننده نیز صورت پذیرد.

۶-۱- معرفی EPC

کد الکترونیکی محصول، نوعی شناسه است که می¬تواند هر شی را به طور منحصر به فرد در زنجیره تولید محصولات شناسایی کند. این کد، شمایی ساده و فشرده برای شناسایی تعداد بی¬نهایت شی و کالا ارائه می¬دهد. این طرح، سازگاری زیادی با کدها و روش¬های کدگذاری پیشین و حتی استانداردهای مرتبط با آنها از خود نشان می¬دهد.
با توجه به خصوصیات RFID و استاندارد EPC و سازگاری آنها با سیستم¬های قبلی، یک سازمان و یا شرکت که از سیستم بارکد استفاده می¬کرده است به راحتی می¬تواند سیستم خود را با استفاده از فناوری RFID و استاندارد EPC به روز نماید.
یک کد الکترونیکی محصول، برای تشخیص ویژگیها و خصوصیات مختلف یک شی نظیر نسخه EPC مورد استفاده، کارخانه استفاده کننده، نوع کالا و شماره سریال منحصر به فرد کالا می¬تواند مورد استفاده قرار گیرد.
در حال حاضر کدهای الکترونیکی با اندازه ۶۴ و ۹۶ بیت از انواع پرمصرف به شمار می¬آیند. کدهای الکترونیکی با اندازه ۱۲۸ بیت و ۲۵۶ بیت هم شروع به کار کرده¬اند اما ذکر این نکته لازم است که تعداد ۹۶ بیت برای شناسایی تعداد بی¬نهایت زیاد (حدود تریلیون) کالا در زنجیره تولید کاملا کافی است. ساختار کد الکترونیکی محصول توسط سازمان جهانی EPC در قالب ۴ جزء زیر تهیه و طراحی شده است (شکل ۵-۱ این ساختار را نشان می‌دهد):
• سرآیند که نسخه EPC به کار رفته را مشخص می¬کند.
• شماره¬ای که مشخص کننده نام شرکت است.
• کلاس شی که مشخص کننده کلاس شی برچسب خورده است.
• شماره سریال که شماره نمونه¬ای از شی برچسب خورده است و به نام شی اشاره می¬کند.

شکل۵-۱ ساختار کد الکترونیکی

به منظور استفاده از RFID در کلیه بخش های زنجیره تولید، باید نکات مختلفی را مدنظر قرار داد. یکی از این موارد ایجاد یک راه استاندارد برای شناسایی منحصر به فرد اشیا و کالاها در طول زنجیره تولید است. راه حل رفع این مشکل استفاده از کدهای الکترونیکی برای کالاهاست. کدهای الکترونیکی محصول نسل جدیدی از کدهای جهانی محصولات (کدهایی که در بارکدها مورد استفاده قرار می¬گرفتند) هستند. به استثنای این که کدهای الکترونیکی محصول دارای قابلیت شناسایی در جزئی¬ترین سطح می باشند.
کدهای EPC کدهای شناسایی منحصر به فردی هستند که با استفاده از آنها می¬توان به شناسایی کارخانه تولید کننده، کلاس کالا و شماره سریال کالا پرداخت. بسته به نوع برچسب ¬های مورد استفاده، کدهای EPC معمولا قادر به شناسایی بیش از ۲۰۰ میلیون کارخانه تولیدی مختلف و ۱۰ میلیون کالای متفاوت هستند. هر شناسه می¬تواند شامل بیش از ۶۰ میلیارد کالای مشخص باشد که به معنای حجم آدرس¬دهی وسیع در این نوع کد است.
مورد بعدی، یافتن راهی استاندارد به منظور اشتراک داده¬ها و بازیابی سریع آنها برای شناسایی اشیا است. شبکه جهانی EPC راه¬حل استانداردی برای انتشار اطلاعات در میان شرکا تجاری محسوب می¬شود. شبکه جهانی EPC با استفاده از زیرساختارهای اینترنتی موجود، ارائه دهنده مجموعه¬ای از خدمات ارزان و استاندارد برای بازیابی داده¬ های مرتبط با EPC است.

اجزای EPC
از دیدگاه کلی شبکه جهانی EPC دارای سه جزء زیر است:
سرویس نامگذاری اشیا
سرویس اطلاعات کد الکترونیکی محصول
سرویس یابش کد الکترونیکی محصول
هر یک از این اجزا نقش مهمی را در بازیابی و اشتراک ایمن اطلاعات بلادرنگ و لحظه¬ای بازی می¬کنند. ONS، یک دایرکتوری معتبر از منابع در دسترس و شامل اطلاعاتی از EPC در زنجیره تولید است. EPCIS ها هم منابع مطمئنی برای ذخیره اطلاعات مربوط به کالاها در زنجیره تولید هستند. EPCDS در اصل یک سرویس ثبت زنجیره حفاظت است. برای هر کارخانهEPCDS، شامل همهEPCIS‌هایی است که دارای اطلاعاتی از محصولات یک کارخانه خاص هستند. اگر چه هر سه جزء مذکور در این روند مورد نیاز هستند اما EPCDS مهمترین جزء موجود این فرایند به شمار می¬آید.
شبکه جهانی EPC قادر به ارائه راه¬حل برای کاربردهایی است که تا پیش از این انجام آنها ممکن نبوده است. اما با ظهور و تشکیل شبکه جهانی EPC بسیاری از مشکلات موجود قابل حل بوده و فرایندهای کاری در صنایع مختلف با ایمنی بیشتری انجام خواهند شد.

مزایای EPC
در زیر به توضیح فواید شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول در فرایندهای زنجیره تولید پرداخته می¬شود:
• حمل و دریافت کالا
یکی از چالشهای موجود در زنجیره¬ های تولید فعلی، حفظ دقت لازم در دریافت و ارسال محموله ¬ها از طریق بخش ¬های مختلف فرایند توزیع است. در اغلب موارد محموله ¬های دریافت شده در مقدارکالا و نوع کالا با سفارش انجام شده تطابق ندارند. از این¬رو نیاز به بررسی و اطمینان از دقت حمل کالاها روز به روز تشدید شده و دیگر بارکد جوابگوی نیازمندی ¬های موجود نخواهد بود. از معضلات فرایندهای فعلی صرف زمان طولانی برای بررسی موجودی کالاها و یافتن کالاهای گم¬شده و یا تهیه لیست موجودی بدون دقت لازم است.
شبکه جهانیEPC راه حل مفیدی را برای تبدیل فرایندها از حالت دستی به حالت خودکار و ساده¬سازی فرایندها ارائه می¬دهد. همان‌طور که قبلا گفته شد،EPC ها شناسه¬های منحصر به فردی هستند که اشیا را درجزئی¬ترین سطح شناسایی می¬کنند. به عنوان مثال هرکدام از کارتن ¬های موجود در یک پالت می¬توانند دارای شناسه جداگانه¬ای باشند که هنگام عبور پالت از درب ورودی و یاخروجی، اطلاعات مربوط به مقدار و نوع درست محصولات به همه بخشها به طور خودکار ارسال شود.
• سرقت محصولات
آمار و ارقام در مطالعات خارج از ایران نشان داده است که بیش¬ترین سرقت محصول در بخش میانی زنجیره تولید (بین کارخانه و خرده¬فروشی) اتفاق می¬افتد. در فرایندهای فعلی، مشخص کردن محل تقریبی هر محصول در زنجیره تولید، شناسایی و جلوگیری از سرقت آن، بدون یک فرایند زمانبر امکان¬پذیر نیست.
به علت این¬که شبکه جهانی EPC، دریافت و ارسال کالاها را در هر نقطه تحت کنترل دارد، امکان مشاهده فرایند توزیع به طور کامل با استفاده از ثبت یک رکورد از زنجیره حفاظت هر کالا فراهم می¬شود. اگر چه فرایند ارائه شده توسط EPCglobal مانعی برای جلوگیری از سرقت کالا ایجاد نمی¬کند اما با شناسایی بخشهایی که امکان سرقت در آنها بیش¬تر است، باعث می¬شود که در آینده مراقبت بیشتری از آنها به عمل آید.
• جعل و تقلب
جعل محصولات و تولید کالاهای تقلبی یکی از بزرگترین مشکلات جهانی زنجیره تولید است. به عنوان مثال در صنایع دارویی، تولید داروهای تقلبی به عنوان یکی از مسائل جدی و ویژه مطرح شده است، تا جایی که در برخی از کشورها گروهی برای مبازره با داروهای تقلبی تشکیل شده است. امروزه تائید اعتبارداده ¬ها بعنوان یک بخش پیشرفته در زنجیره ¬های تولید مطرح شده است.
شبکه جهانی EPC می¬تواند از طریق ایجاد فرایندهای خودکار در زنجیره تولید، از کارخانه تا داروخانه، به حمل ایمن داروها کمک نماید. برای انجام این کار از ثبت تاریخچه الکترونیکی برای کالاها استفاده می¬کند. این تاریخچه می¬تواند برای تائید اعتبار حمل کالاها به کار رود. تاریخچه مورد نظر می¬تواند ذخیره شود و در اختیار کلیه بخش¬های توزیع به منظور جلوگیری از ورود داروهای تقلبی به زنجیره تولید قرار گیرد.
• بررسی مجدد کالاها
این بخش یکی از گرانترین بخشها از نظر ازدست دادن کالاهای سالم به حساب می¬آید. به علت این که در بررسی مجدد کالاها نمی‌توان فقط کالاهای معیوب را شناسایی کرد، در برخی موارد، کالاهای سالم و بی¬عیب هم به نادرستی از زنجیره خارج می¬شوند. همچنین فرایند بررسی مجدد کالاها درجریان تولیدوعرضه سایر محصولات در زنجیره تولید ایجاد وقفه می¬کند.
شبکه جهانی EPC با شناسایی دقیق و تک به تک کالاها، به کارخانجات این امکان را می¬دهد که بتوانند سریعا مکان واقعی کالاهایی راکه بررسی مجددشده¬اند، در کانال توزیع شناسایی کنند. همچنین بخشهای مختلف زنجیره تولید می¬توانند به صورت متناوب و در هر لحظه بررسی کنند که آیا لزومی به بررسی مجدد کالایی خاص و اعمال تغییرات در EPC آن هست و یا نه.

کلاس بندی EPC
• کلاس ۰ / کلاس ۱
• کلاس ۲
• کلاس ۳
• کلاس ۴
کلاس ۰/ کلاس ۱: این دونوع برچسب از برچسب ¬های غیرفعالی هستند که ۶۴ یا ۹۶ بیت از داده¬های EPC را ذخیره می¬کنند. داده¬های یک برچسب کلاس ۰ شامل شماره سریال منحصر به فردی است که توسط کارخانه در حین تولید برچسب و قبل از تحویل به مشتری بر روی آن قرار داده شده است. کلاس ۰ و کلاس ۱ امکان نوشتن اطلاعات توسط کاربر را فراهم می¬کنند. همه انواع این برچسب ¬ها از تکنولوژی انتشار برگشتی و دریافت انرژی از خواننده استفاده می¬کنند. این انواع ارزان¬ترین نوع برچسب در دسترس هستند. وسری جدید از آنها شامل یک کد ۱۲۸ بیت قابل خواندن و نوشتن است. از این ۱۲۸ بیت، ۹۶ بیت برای کد EPC و ۳۲ بیت برای تصحیح خطای داده¬ها و فرمان کشتن به کار می¬رود.
کلاس ۲: این نوع برچسب ¬ها از انواع غیرفعال با قابلیت خواندن و نوشتن بوده و می¬توانند به همراه EPC، داده های کاربر را نیز ذخیره نمایند. حداقل گنجایش داده¬ های کاربری برای یک برچسب از این نوع حدود ۲۲۴ بیت است. این برچسب نیز از تکنولوژی انتشار برگشتی برای ارتباط با خواننده استفاده کرده و انرژی لازم جهت انجام کار را از خواننده دریافت می¬نماید. این برچسب ¬¬ها ارزان¬ترین نوع برچسب پس از برچسب¬ های کلاس ۰ و ۱ هستند..
کلاس ۳: این برچسب ¬ها از نوع فعال با قابلیت خواندن و نوشتن بوده و دارای فضای وسیعی برای ذخیره داده های کاربری هستند. یک برچسب از کلاس ۳ می¬تواند به پردازش اطلاعات و دریافت ورودی/خروجی بپردازد. این نوع برچسب نیز از تکنولوژی انتشار برگشتی برای ارتباط با خواننده استفاده می¬کند. بعد از برچسب ¬های کلاس ۲ این برچسب ¬ها از ارزان¬ترین نوع برچسب ¬ها هستند.
کلاس ۴: این برچسب ¬ها از نوع فعال با قابلیت خواندن و نوشتن بوده و از حجم بسیار بالای حافظه برای ذخیره داده ¬های کاربری برخوردار هستند. این نوع هم قادر به پردازش اطلاعات و دریافت ورودی/خروجی است. این برچسب برخلاف انواع قبلی از تکنولوژی انتقال دهنده برای ارتباط با خواننده استفاده کرده و انرژی مورد نیازش را توسط باتری تأمین می¬کند. حداقل بردخوانایی در این حالت حدود۹۰ متر است و این نوع برچسب ¬ها از گرانترین نوع برچسب به شمار می-آیند.
در حال حاضر EPCGlobal ویژگی ¬هایی را برای برچسب ¬ها و پروتکل -های رابط تعیین کرده است. این ویژگی ¬ها براساس این است که کدام خواننده ها و کدام برچسب ¬ها با توجه به این که توسط تولیدکنندگان مختلف فراهم شده¬اند، با هم سازگاری دارند. به عنوان مثال یک برچسب EPC کلاس ۱ از یک تولیدکننده می¬تواند توسط یک خواننده EPC کلاس ۱ از تولیدکننده دیگر خوانده شود. این ماهیت سازگار EPC، انعطاف¬پذیری زیادی را برای استفاده از آن ایجاد کرده و تولیدکنندگان مختلف را برای تولید محصولات با هزینه کمتر به رقابت واداشته است.
کد ال
۷-۱- سرویس نامگذاری اشیا

ONS، یک سرویس عمومی است که می¬تواند برای یافتن سرورهای EPC (جایی که داده¬های مربوط به محصولات می¬توانند استخراج شوند) استفاده شود. این سرویس یک نگاشت بین کدهای الکترونیکی و مجموعه¬-ای از نمونه ¬های EPCIS که شامل اطلاعات مربوط به یک EPC خاص هستند، برقرار می¬کند. از این جهت ONS شباهت زیادی با DNS دارد، با این تفاوت که سرویس DNS برای یافتن میزبان¬ های مرتبط با یک آدرس اینترنتی ویژه به کار می¬رود. سرویس ONS باید در فاصله کوتاهی از زمان وظیفه خود را به انجام برساند، به طوری که بتواند باسرعت تعداد بسیار زیادی از درخواست¬ها را پاسخ دهد. به طور خلاصه ONS یک سرویس برای جستجوی ایمن و سریع پایگاه داده به شمار می¬آید.
یک برچسب در طول زنجیره تولید در نقاط مختلف می¬تواند چندین بار توسط یک و یا چندین خواننده، اسکن شود. هر بار خوانده شدن توسط خواننده منجر به تولید مقادیر بسیار زیادی داده ¬می¬شود که شبکه را نیز درگیر خواهد کرد. بخشی از این داده ¬ها می¬توانند به علت خواندنهای زائد و یا برای ترکیب با اطلاعات دیگر فشرده¬سازی شوند و حجمشان کاهش یابد. برای مدیریت کارا و بلادرنگ داده ¬ها لازم است که این داده ¬ها ذخیره و فیلتر شده و سپس مورد پردازش قرار گیرند. این کارها از وظایف میان¬افزار است. علاوه بر این میان¬افزار مسئول جابجایی اطلاعات وابسته به هم در شبکه و ارسال اطلاعات به EPCIS و یا سایر پایانه ¬های اطلاعاتی است. با استفاده از میان¬افزار حجم داده ها کاهش یافته و اطلاعات به صورت انتخابی در شبکه جابجا می-شوند. با استفاده از این روش کاربرد داده ¬ها ساده و بهینه می¬شود.
این سرویس ¬ها به صورت دروازه¬هایی هستند که به وسیله سرورهای مطمئن میزبانی شده و شامل اطلاعاتی درباره اشیا با شماره ¬های EPC در شبکه جهانی EPC هستند. یک EPCIS، داده EPC را با وقایع و اطلاعات خریدوفروش مرتبط می¬سازد. این عمل بیشتر به منظور خودکارسازی مجموعه وظایف مرتبط با وقایع استفاده می¬شود. نمونه -های مختلف EPCIS می¬توانند اطلاعاتی درباره یک شماره EPC واحد ذخیره نمایند. بنابراین اطلاعات مربوط به یک EPC بینEPCIS های مختلف توزیع می¬شود. برای بازیابی اطلاعات لازم است که اطلاعات از یک EPCIS استخراج شده و یا اطلاعات مربوط به چندین EPCIS با هم ترکیب شوند. به طور کلی از جهات بسیاری می¬توان شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول را به شبکه جهانی وب شبیه دانست که در جدول ۳-۱ به طور خلاصه به بیان این شباهت¬ ها پرداخته شده است.
جدول ۳-۱ مقایسه شبکه جهانی کدالکترونیکی وشبکه جهانی وب
شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول شبکه جهانی وب
ONS
یک دایرکتوری مرکزی از کارخانجاتی است که در EPCglobal ثبت شده¬اند و درخواست¬ها برای دریافت اطلاعات محصولات را کنترل می-کند. DNS
یک سیستم مرکزی است که در خواست¬های رسیده برای دریافت آدرس وب سایت¬ها و یا پست¬های الکترونیکی را کنترل می¬کند.
EPCIS
مکانی (منبعی) که اطلاعات محصولات در آن ذخیره می¬شود. Websites
مکانی (منبعی) که اطلاعات مربوط به موضوع خاصی در آن ذخیره می¬شود.
EPCDS
ابزاری برای یافتن اطلاعات کد الکترونیکی محصول Search engines
ابزاری برای یافتن وب سایت¬ها
EPCSS
ابزاری برای تضمین دسترسی مجاز بر اساس روش-های تأیید اعتبار SSL
استاندارد امنیتی برای وب سایت¬ها

این زبان یک طرح XML قابل تغییر برای نمایش اطلاعات محصول ارائه می¬دهد. در حال حاضر این زبان دارای دو جزء زیر است:
• هسته PML : اجزاء هسته، از این طرح قابل تغییر برای ارتباط با هم استفاده می¬کنند.
• PML بسط یافته: سازمان جهانی EPC از این طرح قابل تغییر برای نمایش خصوصیات فیزیکی محصولات استفاده می کند. بعنوان مثالی از این طرح XML می¬توان به تاریخ انقضاء محصول، اطلاعات سازمان تولیدکننده، تاریخ تولید و از این قبیل اشاره کرد که این عناوین به عنوان خصوصیات محصول در طرح XML آن ثبت می¬شود.

۸-۱- بررسی عملکرد زنجیره EPC

ابتدا داده ¬های EPC به وسیله خواننده از روی برچسب ¬ها خوانده می¬شوند. سپس این داده ¬ها از طریق یک شبکه معمولی و یا بی¬سیم به میان¬افزار ارسال می¬شوند تا به درستی مدیریت شوند. پس از آن سرویس یابش، مکان EPCIS های مرتبط با EPC مورد نظر را در اختیار میان-افزار قرار می¬دهد. میان¬افزار اطلاعات مربوط به مکان و وقایع مرتبط با EPC را به داده ¬های پردازش شده اضافه کرده و آن را به EPCIS مربوطه برای ذخیره و انجام عمل مناسب تحویل می¬دهد.

شکل ۶-۱ عملکرد زنجیره EPC
برای این که این شبکه قادر به بازیابی و به روز کردن اطلاعات کالاها باشد لازم است که قبل از انجام هر کاری برچسب ¬هایی که حاوی کد EPC هستند بر روی کالاها نصب شوند. هنگامی که این برچسب ¬ها تولید می¬شوند، کد EPC آنها توسط ONS ثبت می¬شود و همراه برچسب باقی می¬ماند. سپس اطلاعات مربوط به هر محصول و یا کالا در EPCIS کارخانه نیز ذخیره می¬شود. پس از آن داده موجود به EPCDS فرستاده می¬شود. هنگامی که محصول از کارخانه خارج شد، مکانی که ارسال از آنجا صورت گرفته و نقطه حرکت کالا محسوب می¬شود به صورت اتوماتیک از طریق EPCIS ثبت می¬شود.
در حالت برعکس نیز، هنگامی که محصول به نقطه بعدی زنجیره تولید می¬رسد به طور خودکار خوانده شده و مکانی که محصول به آنجا رسیده توسط EPCIS توزیع کننده ثبت می¬شود. این اطلاعات بار دیگر توسط EPCDS ذخیره می¬شوند.
به عنوان بخشی از فرایندها، ممکن است یک مغازه¬دار بخواهد اطلاعاتی درباره کالای دریافت شده بدست بیاورد. برای انجام این کار ابتدا درخواست مورد نظر به ONS ارسال می¬شود تا مکان EPCIS کارخانه مشخص شود. ریشه ONS محل ONS کارخانه را که مکان EPCIS در آن ثبت شده است پیدا می¬کند. این فرایند ارسال و دریافت پیغام از دید بخش¬های مختلف زنجیره تولید و کاربر کاملا پنهان است و آنها تنها در عرض چندثانیه اطلاعات درخواستی¬شان را دریافت می¬کنند بدون اینکه از نحوه عملکرد EPCglobal باخبر باشند. پس از یافتن EPCIS کارخانه، کاربر می¬تواند اطلاعات مورد نیازش را از این طریق دریافت نماید. فوائد شبکه های EPC در کنار استفاده از فناوری RFID این شبکه در شناسایی محصولات در سه زمینه زیر مؤثر واقع شده است:
• ایجاد یک شناسه منحصر به فرد برای اشیاء در حال حرکت در زنجیره تولید عمومی. این خصوصیت به نحوی بین اطلاعات مبتنی بر اشیا ارتباط برقرار می¬سازد.
• عدم نیاز به خط مستقیم دید برای خواندن شناسه ¬های اشیا. یک خواننده EPC، سریعا همه برچسب های EPC را که در میدان فرکانس رادیویی قرار دارند بدون نیاز به قرارگرفتن برچسب ¬ها در جهت خاصی شناسایی می¬کند.
• فراهم نمودن شبکه¬ای از اطلاعات که مشاهده جابجایی لحظه¬ای داده ¬¬های مربوط به اشیا را برای کاربران مجاز و معتبر امکان ‌پذیر می سازد.
مسلما وجود یک قالب استاندارد در هر فناوری به منظور تعریف ویژگی ¬هایی برای قطعات سخت¬افزاری و نرم افزاری آن از اهمیت ویژه-ای برخوردار بوده و RFID نیز از این امر مستثنی نخواهد بود. استاندارد EPCglobal کمک می¬کند تا بین برچسب ¬ها و خواننده های تولیدشده توسط تولیدکنندگان مختلف سازگاری لازم به منظور واکنش متقابل فراهم شود. علاوه بر این شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول قادر به بازیابی و به روز کردن اطلاعات موجود در چرخه تولید از طریق کد الکترونیکی محصول به عنوان یک شناسه منحصر به فرد در کل زنجیره تولید خواهد بود. استفاده از یک شبکه مبتنی بر IP، کاراترین روش در به اشتراک گذاشتن داده¬ ها بین بخش ¬های مختلف در زنجیره تولید است. با استفاده از این شبکه می¬توان اطلاعات مربوط به یک محصول را از طریق اینترنت دریافت کرده و وضعیت محصول را از زمان ارسال از طرف تولید کننده تا دریافت از طرف مشتری کنترل کرد. اما باید توجه داشت که استفاده از شبکه اعمال روش ¬هایی را برای انتقال ایمن و مطمئن اطلاعات می¬¬طلبد.
در حال حاضر سازمان جهانی کد الکترونیکی در حال توسعه استانداردهایی به هدف سازگاری هر چه بیشتر اجزا فناوری و تسهیل نمودن پیاده¬سازی پروژه ¬های مبتنی برRFID است. این سازمان قصد دارد که فواید و منافعی را که شبکه جهانی کد الکترونیکی در زنجیره¬ های تولید معمولی ایجاد کرده است به زنجیره عمومی تولید در کل جهان انتقال دهد.

فصل دو

بررسی سخت افزاری سیستم های RFID
فرکانس ها و استاندارد های موجود

اصول فن آوری RFID
RFID از سه قسمت تشکیل شده است:
خواننده: برای برقراری ارتباط و ارسال امواج رادیویی به برچسب.
واسطه میان فرستنده و گیرنده: برای تفسیر داده¬ ها .
گیرنده: که اطلاعات لازم در آن ذخیره شده است، در واقع برچسب های RFID.
برچسب خود از دو قسمت تشکیل شده: آنتن و تراشه.
آنتن خواننده امواج رادیویی را در محدوده نسبتا کوچکی منتشرمی-کند. این امواج رادیویی دو عمل اصلی انجام می¬دهند:
۱) وسیله¬ای برای ارتباط با برچسب ها هستند.
۲) انرژی مورد نیاز برچسب برای برقراری ارتباط را فراهم می-کنند (در مورد برچسب های غیرفعال).
وقتی که یک برچسب در میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده در اطراف خواننده قرار می¬گیرد، سیگنال¬های فعال کننده که توسط آنتن فرستاده شده¬اند، روی آن اثر گذاشته و به عبارتی تراشه RFID را بیدار می-کند و این تراشه اطلاعات موجود در برچسب را در اختیار آنتن قرار می¬دهد. نقش واسطه (میان افزار) در این عملیات کنترل خطوط ارتباطی وداده ¬ها است. در واقع یک دستگاه خواننده ترکیبی است از یک آنتن برای بررسی اسکن و واسطه موجود بین برچسب و خواننده. اطلاعات خوانده شده توسط خواننده به سرور محلی موجود انتقال می¬یابد و این اطلاعات پردازش شده و در تشکیلات داخلی یک سازمان برای کاربرد¬های مختلف مورد استفاده قرار می¬گیرد.
۱-۲- انواع RFID از نظرمحدوده فرکانس
RFID در سه محدوده فرکانس مختلف کار می¬کند:
۱- فرکانس پایین ← یعنی فرکانس بین ۱۲۰ تا ۱۳۴ کیلو هرتز.
۲- فرکانس بالا ← یعنی فرکانس ۱۳٫۵۶ مگاهرتز.
۳- فرکانس بسیار بالا ← یعنی فرکانس بین ۹۰۲ تا ۹۱۵ مگا هرتز.
تنوع بسیار زیادی از عملکردها در سیستم RFID وجود دارد که مهمترین اصول آن پیوستگی قیاسی و پیوستگی خمش ذرات هسته ای است که در پایین بیشتر توضیح داده خواهد شد.
۲-۲- پیوستگی قیاسی

شکل ۱-۲ نمایش چگونگی تداخل فرکانس های برچسب و خواننده
یک پیوستگی قیاسی دستگاه گیرنده، تشکیل شده از: وسیله حامل داده های الکترونیکی، معمولا یک سیگنال ریزپردازنده و یک ناحیه بزرگ سیم پیچ که هم چون یک آنتن است. پیوستگی قیاسی دستگاه گیرنده (برچسب) تقریبا همیشه عامل غیرفعال است، منظور این است که تمام انرژی مورد نیاز برای عملکرد سیستم ریزپردازنده را خواننده تامین می کند. آنتن سیم پیچ خواننده یک میدان الکترو مغناطیسی نیرومند با فرکانس بالا تولید می کند که در رنج فرکانسهای حد متوسط نفوذ می کند. قسمت کوچکی از میدان منتشر شده، به حلقه آنتن گیرنده خودکار که کمی دورتر از حلقه خواننده می باشد، رخنه می کند که به وسیله القاءکردن یک ولتاژ Vi در حلقه آنتن گیرنده خودکار تولید می گردد. این ولتاژ اصلاح شده و به عنوان نیروی عرضه برای دستگاه حمل داده ها (میکرو چیپ) عمل می کند. یک خازن C1 به صورت موازی با حلقه آنتن گیرنده متصل می شود و ظرفیت خازنی هر کدام از آنها با توجه به القاگری حلقه ایجاد شده مرکزی در جهت ساختن یک مدار طنین دار موازی، انتخاب می شود.
این عمل به وسیله یک فرکانس طنین دار که با فرکانس انتقال گیرنده در ارتباط باشد صورت می گیرد. جریان های خیلی بالا در حلقه آنتن گیرنده به وسیله اضافه شدن طنین دار در مدار طنین دار موازی تولید می شود که برای ساختن توان های میدانی مورد نیاز گیرنده از راه دور می تواند مورد استفاده قرارگیرد.
حلقه آنتنی گیرنده و خازن C1 برای ساخت یک مدار طنین دار با توجه به فرکانس انتقال گیرنده می باشند. ولتاز V ارسالی در حلقه فرستنده بسته به اضافه شدن طنین دار در مدار موازی، به مقدار حداکثر می رسد.
همانطور که در بالا توضیح داده شد، سیستم های قیاسی پیوسته بر اساس یک پیوستگی نوع انتقالی بین حلقه اولیه در گیرنده و حلقه ثانویه در فرستنده پایه ریزی شده اند. هنگامی که فاصله بین حلقه ها از λ ۶٫ تجاوز نکند، فرستنده در میدان نزدیک آنتن انتقال دهنده قرار می گیرد. اگر یک گیرنده طنین دار (فرکانس صرفا طنین دار فرستنده با فرکانس انتقال گیرنده برابر است) در داخل میدان تغییر مغناطیسی آنتن فرستنده قرار گیرد، انرژی را از میدان مغناطیسی بیرون می کشد، این مصرف افزوده نیرو می تواند به عنوان و لتاژ دارای افت در مقاومت داخلی آنتن گیرنده در سرتاسر جریان عرضه به آنتن گیرنده، اندازه گیری شود. پس روشن و خاموش بودن یک مقاومت در بار خارجی بر تغییرات ولتاژ در آنتن گیرنده تاثیر گذاشته و بنابراین انرژی دریافتی در گیرنده دارای تاثیری از یک نوسان دامنه ای ولتاز آنتن می باشد که به وسیله فرستنده از راه دور انجام می گیرد. اگر روشن و خاموش کردن مقاومت بار خارجی به وسیله داده ها کنترل شود، پس از آن داده ها از فرستنده به گیرنده منتقل خواهد شد.
به این نوع فرستادن داده ها ” نوسان باری” می گوئیم. برای اصلاح داده ها در برچسب، ولتاژ اندازه گیری شده در آنتن گیرنده اصلاح می شود و تفکیک سیگنال صورت می پذیرد که میزان نوسانی را به وجود می آورد. شکل زیر یک تعدیل کننده بار را نمایش می دهد که می تواند برای افزایش یا کاهش انرژی در برچسب ها به کاررود.