مقاله تبیین و تحلیل قابلیت ها و محدودیت های پیشبرد فناوری RFID

تبیین و تحلیل قابلیت ها و محدودیت های پیشبرد فناوری RFID در توسعه پایدار

حسین عموزاد خلیلی*

دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی صنایع، تحصیلات تکمیلی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، عضو باشگاه پژوهشگران جوان

سپیده آیانی

دانش آموخته کارشناسی مدیریت دولتی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، عضو باشگاه پژوهشگران جوان

آیدین حق پرست

دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین

ایران

واژه های کلیدی: فناوریRFID، برچسب هوشمند، میان­افزار، مدیریت انبار.

چکیده

امروزه امر تشخیص و شناسایی افراد، اشیاء و کالاها از جمله موارد متعددیست که روزانه در سرتاسر گیتی کاربرد فراوانی دارد و بشر همواره در راه آسانترکردن شناسایی و تشخیص جهت متمایز نمودن هویت فیزیکی افراد و یا اشیاء می باشد و در این میان تکنولوژی RFID به سرعت در حال پیشرفت و بکارگیری در صنایع و کاربردهای مختلف است. در این مقاله بعد از بیان مفاهیم و تاریخچه فناوری RFID به معرفی کامل از اجزای متشکله و ویژگی های آن پرداخته شد. آنگاه مباحث امنیتی و استراتژی ایجاد این سیستم در کنار نحوه پیاده سازی موفق یک سیستم RFID مطرح گردید. در ادامه نیز قابلیت ها، مزایا و کاربردهای این فناوری در راستای توسعه کسب وکار در مقابل معایب و محدودیت های آن ارائه شد.

مقدمه

امروزه روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سعی و خطا در صنعت منسوخ شده و مدیران موفق با قرارگرفتن در مسیر تحقیقات و استفاده از علم روز، بکارگیری موثر نتایج تحقیقات انجام شده را توصیه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند. سیستم RFID با استفاده از توانایی های خود در ردیابی، انبارداری و مکانیزه کردن فعالیت ها می­تواند باعث کاهش هزینه­ها و درنتیجه کاهش قیمت تمام شده محصول گردد. از اولین کاربردهای RFID استفاده از آن در مدیریت زنجیره تولید و مراکز انبار و توزیع کالا است. بطور معمول در انبارها و مراکز توزیع، فعالیت­های گوناگونی نظیر دریافت کالا، برداشت کالا بر طبق سفارش مشتری، قرار دادن کالاها در مکان درست به منظور بازیابی سریع انجام می­شود که با استفاده از RFID می­توان این فرایندها را از حالت دستی به حالت خودکار تبدیل کرده و دقت آنها را افزایش داد. بروز کردن لیست موجودی در انبارها و مراکز توزیع بر اساس ورود و خروج کالاها یکی دیگر از چالش­هایی است که RFID راه حل مناسبی برای آن محسوب می­شود. این تکنولوژی جزء سیستم های شناسایی خودکار بوده که رفته رفته جایگزین بسیاری از سیستم های رایج نظیر بارکد شده و راه را برای توسعه هرچه بیشتر هموار می سازد.

تاریخچه RFID

پیشینه فناوری شناسایی از طریق امواج  رادیویی به کشف فارادی در سال 1864 مبنی بر ایـنکه نور و امواج رادیویی هر دو اشـکالی از انرژی الکـترو مغناطیس می باشند، باز می گردد. در سال 1946 لئون ترمین ابزاری را برای دولت اتحادیه جماهیر شوروی اختراع کرد که قادر بود امواج رادیویی ایجاد شده ناشی از هرگونه وقایع و حوادث را در قالب صوت به محل مورد نظر انتقال دهد. این امواج صوتی با به حرکت درآوردن دیافراگمی که به یک دستگاه مرتعش‌کننده متصل بود، بازتاب امواج رادیویی را به زبان قابل فهم ترجمه می‌کرد. این وسیله به‌عنوان نخستین دستگاه مبتنی بر ساختارRFID شمرده می شود. ولی برخی منابع معتقد می باشند که فناوری RFID از سال 1920 در بین کارشناسان و متخصصان رواج داشته و در دهه 1960 تکمیل شده است. فناوری دیگری که شباهت زیادی به RFID داشت و [1]IFF نام گرفته بود، در سال 1939 در بریتانیا اختراع شد و به‌عنوان وسیله‌ای کارآمد در جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفت تا هواپیماهای آلمانی به عنوان هواپیمای دشمن آسان‌تر شناسایی شوند.

 تکنولوژی RFID

RFID به معنای شناسایی یک کد توسط تکنولوژی رادیویی بر مبنای فرکانس تعریف شده می باشد. شناسایی با امواج رادیویی با الصاق برچسب ها یا فرستنده هایی به اشیاء ثابت یا متحرک و ایجاد یک زیرساخت از دستگاه های برچسب خوان به هم متصل، اطلاعات مربوط به اشیاء فیزیکی را می توان به صورت خودکار و بدون دخالت دست، جمع آوری و ثبت نماید. در سال های اخیر این سیستم مورد توجه شدید تکنولوژی های پیشرفته با نگرش بالای حفاظتی و همچنین سیستم های انتقال اتوماتیک کارخانجات تولیدی با تأکید بر کنترل بر روی هزینه های آنها قرار گرفته است. سیستم شنـاسایی با امواج رادیـویی جایگزین بسیار کارآمد و قابل اعتمادی برای سیستم های بارکد که امروزه استفاده آن فراگیر است می باشد. در این سیستم مهم نیست که مورد قابل شناسایی در حرکت یا در سکون باشد و یا در محیط گرد و خاک، مه، نمناک، بارانی یا در محیط آفتابی، هیچکدام از شرایط ذکر شده تأثیری در عملکرد این سیستم ندارد[1]. همچنین از دیگر مزایای این سیستم نسبت به سیستم های بارکدی خواندن اطلاعات تعداد زیادی از اشیاء به صورت یکباره و بدون دید مستقیم است.

اجزای سیستم RFID و نحوه عملکرد آن

یک سیستم RFID مشتمل بر اجزای زیر است:

·        برچسب[2]

·        برچسب خوان[3]

·        آنتن[4]

·        میان افزار[5]

برچسب

برچسب ها انواع گوناگونی دارند اما می توان آنها را به دو دسته عمده برچسب های غیر فعال و فعال دسته بندی نمود. برچسب های غیر فعال، باتری ندارند و انرژی لازم برای فعال سازی پردازنده و ارسال اطلاعات خود را از سیگنالی که از آنتن برچسب خوان دریافت می دارند، تامین می کنند؛ بدین ترتیب که ابتدا برچسب خوان امواجی را به سمت برچسب ارسال می دارد، سپس پردازنده برچسب با استفاده از انرژی این امواج، بیدار شده و دستور دریافتی از سوی برچسب خوان را پردازش می کند و توسط امواجی که انرژی آنها هم از امواج دریافتی تامین شده است، نتیجه را به برچسب خوان مخابره می کند. بدین ترتیب واضح است که برد این برچسب ها بسیار محدود است؛ چرا که فاصله برچسب از آنتن باید به اندازه ای باشد که انرژی ای که برچسب دریافت می کند، توان بیدار کردن پردازنده و تامین انرژی موج برگشتی را داشته باشد. معمولا برد برچسب های غیر فعال از چند سانتی متر تا چند متر است. از طرف دیگر برچسب های فعال، انرژی لازم برای پردازنده و ارسال امواج به سمت آنتن را از باتری همراه خود تامین می کنند. بدین ترتیب برد این برچسب ها در برخی موارد تا چند صد متر هم می رسد. یک پارامتر مهم در انتخاب برچسب های اکتیو، طول عمر باتری آن است، چرا که پس از اتمام باتری، می بایست باتری یا اغلب خود برچسب  تعویض شود و این باعث افزایش هزینه ها می گردد. بدین ترتیب، طول عمر باتری یک عامل تعیین کننده در هزینه نهایی سیستم خواهد بود[1].

برچسب های RFID هر کدام دارای یک کد منحصر به فرد می باشند بطوریکه هیچ دو برچسبی در دنیا تولید نخواهد شد که کد یا ID یکسانی داشته باشند و کلیه تولید کنندگان برچسب تحت نظر انجمن بین المللی مبادرت به ثبت آنها می نمایند. این برچسب ها از دو بخش اصلی تشکیل شده اند که بخش اول یک آنتن ماکرواستریپ بوده و بخش دوم یک تراشه الکترونیکی می باشد. لازم به ذکر است که این بخش ها به صورت کاملا" مسطح و بسیار کوچک هستند بطوریکه می توانند آنها را در درون کاغذ یک برچسب معمولی قرار دهند و از دید کاربر، تنها یک برچسب معمولی کاغذی خواهند بود. در بخش تراشه الکترونیکی برچسب ها یک فرستنده و یک گیرنده امواج رادیویی به همراه مدارهای پردازشگر الکترونیکی قرار دارد. در برخی از انواع این تراشه ها، حافظه نیز به مقدار دلخواه وجود دارد بطوریکه هرنوع اطلاعات مربوط به کنترل و دسترسی می تواند مستقیما" روی برچسب و درحافظه آن نوشته شود. در این صورت این برچسب درست مانند یک شناسنامه  الکترونیکی همراه محصول عمل خواهد کرد.

برچسب خوان

پل ارتباطی بین سیگنال های فرستاده شده از آنتن ها و سیستم نرم افزاری کامپیوتری، دستگاهی است به نام برچسب خوان یا داده خوان. وظیفه این دستگاه پردازش سیگنال های خروجی از آنتن ها و تبدیل آنها به کد قابل تحلیل برای کامپیوتر است. این دستگاه ها بین کابل ارتباطی آنتن و کامپیوتر نصب می شود و برای سیستم های مختلف فرکانسی متفاوت هستند. معمولا" هر برچسب خوان یک پورت ورودی سیگنال دارد و یک پورت خروجی به کامپیوتر. همانطور که از نام آن مشخص است این دستگاه امکان ثبت اطلاعات را دارد این بدین معنی است که در صورت استفاده از برچسب های فعال که دارای حافظه برای ذخیره سازی اطلاعات باشند، این امر توسط دستگاه برچسب خوان انجام می شود.

 آنتن

عامل ایجاد کننده ارتباط بین برچسب خوان و بر چسب در سیستم ردیابی RFID، آنتن است. این وسیله که نقش ارسال و دریافت امواج رادیویی در فرکانس تعریف شده برای سیستم را دارد، می بایست در محل مناسب و در جهت درست نصب شود. محل و زاویه نصب آنتن ها و همچنین تعداد مورد نیاز برای پوشش دادن فضای مورد نظر توسط روابط پیچیده ریاضی و مخابراتی توسط کارشناسان تعیین می گردد. آنتن ها در ابعاد و انواع مختلف وجود دارد که در باندهای فرکانسی متفاوتی کار می کنند. همچنین بنا به شرایط استفاده در سیستم برای انواع امواج HF و UHF آنتن های متفاوتی مورد نیاز می باشد. لازم به ذکر است که انتخاب آنتن های مناسب و همچنین تعیین تعداد، ظرفیت، محل و زاویه پوشش دهی آنها از درجه اهیمت فراوانی برخوردار است. بدیهی است در صورت عدم نصب و محاسبات دقیق، پوشش دهی کامل و بازدهی بهینه حاصل نخواهد شد[2].

میان افزار

کدهای خوانده شده از طریق برچسب خوان به کامپیوتر منتقل می شوند. در این میان برای ایجاد ارتباط بین کدهای خوانده شده و بانک اطلاعاتی موجود در سیستم جامع ردیابی نیاز به یک نرم افزار است. این نرم افزار دارای قابلیت ارتباط بین داده های خوانده شده از روی برچسب ها و بانک اطلاعاتی سیستم ردیابی می باشد. نرم افزار فوق برای هر سیستم کاری بطور مجزا نوشته خواهد شد و بصورت بسته نرم افزاری و در حالت کلی قابل ارائه نمی باشد. بنابراین با توجه به نیازهای سیستم و اطلاعات تحت ردیابی و نیز بانک اطلاعاتی موجود، نرم افزار مورد نیاز برای هر شرکت طراحی خواهد شد.

مباحث امنیتی در RFID

برخی مسایل مهم که در زمینه‌ی امنیت RFID به خصوص در هنگام استفاده‌ آن در شبکه باید مورد توجه قرار گیرد عبارتند از: احراز هویت[6]، کنترل دسترسی، تعیین اعتبار[7]، محافظت از حریم خصوصی[8] افراد. برچسب‌ها نباید محرمانگی موجودیتی که اطلاعاتی مربوط به آن را نگهداری می‌کنند در معرض کشف قرار دهند. اطلاعات نباید در دسترس برچسب‌خوان‌های غیرمجاز[9] قرار گیرد. همچنین نباید امکان ردگیری طولانی مدت بین برچسب و عاملی که برچسب بر آن‌ است[10] وجود داشته باشد. برای جلوگیری از ردگیری، حامل برچسب بایستی توانایی کشف و غیرفعال نمودن هر برچسبی که داراست را داشته باشد. برچسب‌هایی که به صورت عمومی قابلیت رویت دارند بایستی یا بطور تصادفی تغییر کنند یا به سادگی قابلیت تغییر داشته باشند، تا از انتسابات دراز مدت و قابل حدس بین برچسب و حامل آن جلوگیری شود. محتویات خصوصی موجود در برچسب‌ها بایستی توسط مکانیزم‌های کنترل دسترسی حفاظت شود و اگر کانال‌های ارتباطی امکان آسیب‌پذیری دارند، از رمزنگاری استفاده شود.

هم برچسب و هم برچسب‌خوان بایستی همدیگر را تأیید[11] کنند. جعل هویت[12] بایستی دشوار باشد. افزودن مکانیزم‌های دوطرفه‌ احراز هویت بین برچسب و برچسب‌خوان اعتماد بین آن دو را امن‌تر می‌سازد. ربودن جلسه[13] و حمله از نوع پاسخ‌دهی[14] نیز از موارد نگرانی به حساب می‌آیند. اختلال در امواج یا توان، نباید سبب آسیب‌پذیری پروتکل‌های امنیتی گردد. هر دوی برچسب و برچسب‌خوان باید در مقابل حمله‌ی مرد واسطه[15] مقاوم باشند. این مطالب را از انواع حملاتی که برای سیستم احتمال وقوع دارد می‌توان استنباط نمود. به عنوان مثال مشکلاتی که بر اثر ناامن بودن برچسب‌ها ممکن است برای فرد یا سازمان ایجاد گردند می‌تواند مشتمل بر استراق سمع، تحلیل ترافیک، از کارافتادن خدمات[16]، جعل هویت باشد. خوشبختانه از لحاظ علمی و عملی اقدامات فراوانی نسبت به امنیت در RFID صورت پذیرفته است و لحاظ نمودن آن‌ها در هنگام استفاده از RFID در شبکه نیز به صورت عملی امکان‌پذیر است، هر چند در وادی امنیت چیزی که اکنون امن است ممکن است فردا امن نباشد.

دلایل ایجاد یک استراتژی RFID

 یک استراتژی RFID تنها با یک استقرار کوتاه به اتمام نمی رسد بلکه پس از آن بایستی بدقت مورد بررسی و کاوش قرار گیرد. یک استقرار کوتاه اگرچه ممکن است درنظر استقرار دهندگان موفقیت آمیز باشد اما در دراز مدت می تواند بعنوان یک شکست و یا حتی بی فایده توسط دیگر اعضای کسب و کار دیده شود. استقرار اولیه یک تکنولوژی عموماً مورد سوال بوده و همواره با مقاومت روبرو می شود که ممکن است منجر به ناامیدی و تضعیف روحیه حامیان تکنولوژی شود. یک سازمان می تواند از طریق استفاده از یک استراتژی جامع که فرایندهای تصمیم گیری در سطح بالا را تسهیل می بخشد از این نوع مقاوت ها اجتناب کند.

بطور خلاصه دلایل اصلی برای استقرار یک استراتژی RFID شامل موارد ذیل است:

·        معین نمودن تأثیرات مختلف تکنولوژی RFID

·        اطمینان از درک مفاهیم اولیه و پشتیبانی آن توسط مدیریت ارشد سازمان

·        تهیه یک طرح سطح بالا از توجیه کسب وکار، استراتژی های توسعه و دیگر سیاست هایی که از آن ناشی می شوند.

·        اطمینان از پشتیبانی کارکنان تأثیرگذار

مزایای و کاربردهای RFID

می توان ذخیره اطلاعات بیشتر نسبت به سایر سیستم‏ها، افزایش نرخ بهره وری، دقت بالاتر و سرعت بیشتر این سیستم ها نسبت به سیستم های دیگر، افزایش انعطاف پذیری، کاهش تلفات، امکان تغییر اطلاعات برچسب ها در هر زمان و مکان، امکان خواندن و نوشتن برچسب ها در هر زاویه ای و از میان اشیاء، امکان توسعه سیستم با پیشرفت فناوری ساخت اجزای سیستم، امکان شناسایی منحصر به فرد هر محصول، امکان ردیابی در هر لحظه و موقعیت سنجی توسط اتصال به ماهواره و عملکرد از طریق سیستم تعیین موقعیت جهانی  GPS[17]، قابلیت چند بار استفاده، پایین آمدن نرخ خطا، امکان تهیه گزارشات گوناگون، انجام اتوماسیون انبارداری، قابلیت نصب حسگرها به برچسب ها و ارسال اطلاعات حسگر را چند نمونه از مزایایی فناوری RFID دانست. نیز مورد قابل شناسایی چه در حرکت یا در سکون و چه در محیط گرد و خاک، مه، نمناک، بارانی یا در محیط آفتابی باشد تأثیری در عملکرد این سیستم نخواهد داشت.

مدیریت موجودی انبار

هدف از مدیریت دقیق موجودی انبار، کاهش تعداد محصولات و دارایی ها به پایین ترین سطح ممکن است بدون اینکه کمبود و کاستی در محصولات مورد نیاز ایجاد شود. از آنجایی که انبارهای بزرگ می تواند شامل تعداد زیادی از محصولات و دارایی های گوناگون باشد لذا مدیریت دقیق این انبارها نیازمند یک برنامه ریزی دقیق مبتنی بر طرح های تولیدی، محصولات و دارایی های موجود، دارایی ها در حمل و نقل و همچنین درخواست تکمیل دارایی های مصرف شده است. فناوری RFID می تواند اطلاعات معتبر و مناسبی از دارایی های داخل انبار و دارایی های در حمل و نقل در اختیار ما قرار دهد، چگونگی اجرایRFID به نوع سیستم ردیابی وابسته است. بعنوان یک اصل پایه، بروز رسانی اطلاعات مربوط به ردیابی محصولات باید بطور کامل انجام شود و اطلاعات دقیق در اختیار سیستم قرار گیرد که این اطلاعات شامل ورود و خروج دارایی ها به انبار یا ترمینال می باشد. در حال حاضر این سیستم مبتنی بر بارکد بوده و اجرا می شود[3].

مدیریت بار مسافران  
          هدف از بکارگیری فرکانس های رادیویی جهت شناسایی و کنترل بار و اثاثیه مسافران، ترویج و توسعه فناوری RFID به منظور بهبود مدیریت و سازماندهی فرآیندهای مختلف اداره بار نظیر جداسازی، دسته بندی و حمل و نقل اثاثیه مسافران و جلوگیری از خسارات احتمالی یا مفقود شدن این محموله ها می باشد. در عین حال بکارگیری سیستم RFID موجب کاهش هزینه های شرکت های هواپیمایی و ارتقاء سطح خدمات ارائه شده به مشتریان می گردد.   

مدیریت سرمایه های ثابت

بطور کلی مشخص شده است در کاربردهایی که برچسب به بسته[18] متصل می شود، سیستم در مراحل اولیه راحت تر ورود فناوریRFID را می پذیرد و با آن هماهنگ می شود. در صنایع مثال های زیادی وجود دارد که از برچسب برای شناسایی و مکان یابی پالت ها، کانتینرها و دیگر دارایی ها استفاده می شود.

فرایندهای تولید

برچسب های RFID می توانند اطلاعات فرایند تولید را ثبت کنند و از آنها در مقاصد زیر استفاده کنند[4]:

• ردیابی قطعات کوچک که در حال اضافه شدن می باشند.
• شناسایی مکان تولید و یا مونتاژ
• شناسایی تست ها و یا بازرسی های انجام شده
• فراهم کردن اطلاعات برای لیست حمل و نقل

مدیریت دام و گوشت   
           شاید به جرات بتوان گفت که یکی از قدیمی ترین کاربردهای استفاده از فناوری RFID در ردیابی و کنترل حرکت حیوانات اهلی مخصوصاً گاوهای شیرده بوده است. امروزه بصورت یک جریان کاملاً متداول، حیوانات همزی و اهلی بوسیله کپسول های قابل تزریق و یا Tag هایی که به گوش حیوانات متصل می شود؛ به این فناوری مجهز می شوند. این Tag ها به جهت شناسایی حیوانات اهلی گم شده، مرتب کردن، مراقبت کردن و نگهداری پیشینه درمانی حیوانات اهلی بکار برده می شود. البته این فناوری درسال های اخیر در صنایع کشاورزی و دارویی کاربرد وسیعی پیدا کرده است. اطلاعات مربوط به حیوانات اهلی، مواد غذایی و دارویی در مواقع بحرانی برای سلامتی جوامع بشری بسیار مفید می باشد. 

حریم خصوصی افراد

بعضی‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها به اشتباه فکر می‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند که RFID شبیه GPS یا سیستم تعیین موقعیت جهانی عمل می‌کند و می‌‌‌‌‌‌‌‌‌تواند جزئیات را نیز ردیابی کند. درحالی‌که RFIDها برد کوتاهی دارند که در موارد غیرفعال، از ۱۰متر تجاوز نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌کند. تصور غلط دیگری که مردم دارند این است که حرکت و جابجایی کالاها به همراه تگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌های RFID حتی بعد از خریداری این کالا قابل ردیابی است، در حالی که چون بیشتر تگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فعال RFID بردی در حدود ۱۰متر دارند، در بهترین حالت و با شرایط مناسب، این برد حداکثر به ۱۰۰متر می‌‌‌‌‌‌‌‌‌رسد. با این شرایط، RFID ها در بیرون از فروشگاه‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها غیرقابل ردیابی هستند. از سوی دیگر، سیستم‌‌‌‌‌‌‌‌‌های RFID به هنگام خروج کالاها، توسط فرمانی که از دستگاه قرائت‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر صادر می‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود، تگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها را به حالت قفل برده و یا به اصطلاح، با فرمان قفل، تگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها را می‌‌‌‌‌‌‌‌‌کشند تا بیرون از محوطه فروشگاه ها، شناسایی نشوند.   

در این زمینه، روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مختلفی برای حفظ حریم خصوصی افراد اندیشیده شده است. یکی از این روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها، کدینگ داده‌‌‌‌‌‌‌‌‌های درون تگ است که توسط پروتکل‌‌‌‌‌‌‌‌‌های رابط هوایی، میان تگ و دستگاه قرائت‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر تعریف می‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود. مطابق این پروتکل‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها، هم دستگاه قرائت‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر و هم دستگاه شنود غیرقانونی، باید در برد تگ باشند. یکی دیگر از روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌های محافظت در مقابل جاسوسی، توسط دستگاه قرائت‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر انجام می‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود. به این ترتیب که دستگاه قرائت‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر، فرکانس‌‌‌‌‌‌‌‌‌های رادیویی خود را به سرعت و مطابق الگوریتمی تصادفی، تغییر می‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهد تا رهگیری و پیگیری فرکانس‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها برای دستگاه‌‌‌‌‌‌‌‌‌های ردیابی غیرقانونی، مشکل و غیرممکن شود. گرچه ممکن است تگ نیز مورد جعل و تقلب قرار گیرد، اما این کار چندان عملی نیست، چون دستگاه‌‌‌‌‌‌‌‌‌های قرائت‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر قبل از خواندن تگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها آنها را از نظر صحت عملکرد، مورد بررسی قرار می‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهند.   

 کنترل ورود و خروج وسایط نقلیه 

یکی دیگر از کاربردهای بسیار شایع استفاده از فناوری RFID کنترل ورود و خروج وسایط نقلیه در محل هایی است که امنیت ورود و خروج ماشین ها بسیار مهم و ضروری بنظر می رسد. این سیستم با چسباندن یک Tag برروی وسیله نقلیه و قراردادن کلیه اطلاعات مربوط به این وسیله در حافظه آن امکان پذیر می شود. قبل از رسیدن وسیله نقلیه به درب ورودی یا خروجی؛ ماشین از محلی که در آن یک آنتن جهت دریافت اطلاعات Tag چسبیده شده بر روی وسیله نقلیه وجود دارد؛ عبور می کند. دستگاه Reader اطلاعات موجود بر روی Tag را از آنتن بازخوانی می کند و در صورتی که اطلاعات موجود بر روی Tag نشانگر مجوز ورود یا خروج باشد، گیت ورودی یا خروجی باز می شود. در صورتی که هیچ گونه برچسبی بر روی ماشین وجود نداشته باشد و یا در صورتیکه اطلاعات موجود بر روی Tag نشانگر مجوز عدم خروج یا ورود باشد، افراد امنیتی مستقر در محل درب ورودی یا خروجی گیت جهت بارزسی وسیله نقلیه اقدام می کند[5].

خودروسازی

سیستم‌‌‌‌‌‌‌‌‌های RFID در صنعت ساخت خودرو برای ردیابی خودروهای ویژه و سفارشی در خط تولید، بسیار سودمند می‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند. همچنین، از این سیستم‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها در اتاقک‌‌‌‌‌‌‌‌‌های دریافت عوارض جاده‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای و کنترل ترافیک نیز استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌شوند. 

 مدیریت کتابخانه ها و کتاب ها   

ازجمله کاربردهای جالب فناوری RFID کاربرد وسیع آن در کتابخانه های بزرگ می باشد. با چسباندن یک Tag بر روی کتاب و قراردادن یکسری از آنتن ها و Reader ها در محل کتابخانه می توان از مزایای ذیل بهره جست:
الف- جلوگیری از سرقت کتاب های موجود   
ب- اجرای سیستم خودکار بازگشت و حتی خروج کتاب ها از کتابخانه   
ج- پیگیری و کنترل چیدمان صحیح کتاب ها در قفسه های مربوط به خودشان   

 مباحث پزشکی   

           فناوری RFID در مباحث پزشکی کاربردهای بسیار گسترده ای دارد. این فناوری بسیار جالب از هنگام ورود بیمار توسط یک دستبند که کلیه اطلاعات بیمار در آن قرار می گیرد در یک بیمارستان مجهز آغاز می شود. ثبت و یا ذخیره سازی اطلاعات بیمار از قبیل نام و آدرس، تاریخ پذیرش و بستری و نیز نوع بیماری، پزشک معالج، نوع عمل جراحی در پایین آوردن اشتباهات و خسارات جبران ناپذیر در بیمارستان نقش حیاتی دارد. همچنین فرار و یا دزدیده شدن بیمار از بیمارستان با همین فناوری تقریباً غیر ممکن بنظر می رسد. جلوگیری ازجابجا شدن اطفالی که تازه بدنیا آمده اند از جمله کابردهای بسیار حساس این فناوری می باشد. همچنین در محل های نگهداری دارو، با چسباندن برچسب داروها می توان از میزان مصرف، تاریخ مصرف داروها به راحتی باخبر شد[6].

 این فواید، سرمایه گذاران، مخترعین و تولید کنندگان را ترغیب می کند تا RFID را برای حوزه وسیعی از کاربردها توسعه دهند.

معایب و محدودیتهای فنی RFID

حملة فیزیکی

به طور معمول برای انجام چنین حملاتی، لازم است که برچسب­ها به طور فیزیکی دستکاری شوند. بعضی از گونه­های حملة فیزیکی عبارتند از: حملات Probe، از بین بردن مادة نگهداری کنندة اطلاعات، در معرض رطوبت قراردادن، حک کردن اطلاعات با تابش اشعه، قطع ساعت زمانی برچسب و مواردی اینچنین. برچسب­های RFID در برابر چنین حملاتی مقاومت کمی دارند.

جعل کردن: شامل تلاش تغییر هویت یک قلم کالا است که معمولاً با دستکاری کالا انجام می­شود.

کلاهبرداری: فرآیند جعل هویت یک برچسب قانونی توسط حمله کننده.

شنود: در این نوع حمله، گیرنده­های پیش­بینی نشده قادر به رهگیری و خواندن پیام ها می­باشند.

تحلیل ترافیک

فرآیند رهگیری و آزمودن پیام ها به منظور بیرون کشیدن اطلاعات از الگوهای ارتباطی را تحلیل ترافیک می­گویند. این نوع حمله ممکن است در هنگامی که یک پیام رمزگذاری شده اما قابل رمزگشایی نیست، هم اتفاق بیفتد. معمولاً هر چه تعداد پیام های مشاهده شده بیشتر باشد، اطلاعات بیشتری را می­توان از تحلیل ترافیک استخراج نمود.

قیمت بالا

علیرغم پیشرفت های علمی و فنی صورت گرفته، قیمت برچسب­های Passive در تعداد بالا بین 35 تا 45 سنت و در تعداد کم حدود 80 سنت و در مورد برچسب­های Active حدود 85 سنت می­باشد. متاسفانه این قیمت­ها حدود 5 تا 10 سنت بالاتر از آستانه مقرون به صرفه بودن این برچسب­ها برای کاربردهای مختلف هستند.

تداخل

تداخل Reader ها: زمانی اتفاق می­افتد که سیگنال­های ارسال شده از چند دستگاه Reader تداخل پیدا می­کنند.

تداخل Tag ها: زمانی اتفاق می­افتد که تعداد Tag های بسیار زیادی در فضای کوچکی وجود داشته باشند.

مسئله ایمنی

اکثر Tag های RFID حتی پس از خرید و خروج از فروشگاه فعال هستند. در نتیجه اطلاعات آن­ها می­تواند توسط دستگاه­های Reader خوانده شود. بنابراین احتمال سرقت کالاها افزایش می­یابد. علاوه بر این بسیاری از سازمان­ها به هنگام خرید مشتری اطلاعاتی را درباره مشتری، از جمله شماره Credit-card، آدرس، نام و... به Tag  کالاها منتقل می­کنند تا لیستی 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.

 مشکلات اجتماعی

بر اثر پیشرفت­های اخیر تکنولوژی در بسیاری از مناطق دنیا از جمله فرانسه، نیوزلند، نروژ فناوری RFID برای تشخیص هویت افراد استفاده می­شود. این امر به عقیده بسیاری از افراد نامطلوب است؛ زیرا شخصیت اجتماعی و انسانی آن­ها را زیرسوال برده و سبب می­شود که به انسان­ها به چشم یک ربات نگریسته شود.  به طور کلی هزینه اولیه راه‏اندازی این سیستم در مقایسه با سیستم‏های دیگر بیشتر است، با توجه به قوانین مختلف محلی (محدوده فرکانس، مدیریت فرکانسی و منبع تغذیه) استاندارد کلی در این زمینه تدوین نشده است، مشکلات ناشی از تداخل با سایر فرکانس ها، مشکلات امنیتی ( جاسوسی یا خرابکاری اطلاعات موجود در برچسب ها یا سرورهای اطلاعاتی ) در این صورت امکان خوانده شدن برچسب از فواصل زیاد با آنتن های قوی وجود دارد و یا تغییر و ذخیره اطلاعات بدون آگاهی برچسب یا سرور مرکزی، تضعیف و در بعضی از برچسب ها عدم عملکرد برچسب ناشی از مجاورت مایعات و فلزات، مشکلات ناشی از خواندن تعداد زیادی برچسب با هم که گاهی موجب خوانده نشدن چند برچسب می شود، مشکلات ناشی از تداخل عملکرد دستگاه های خواننده، آلودگی و تشعشعات، آسیب ناشی از الکتریسیته ساکن، شرایط آب و هوایی مانند باران و برف.

آینده سیستم RFID

این تکنولوژی بیسیم می تواند میلیاردها دلار در تجارت فعلی جهان مخصوصا در کشورهای پیشرفته که آمادگی برای راه اندازی آن دارند، ذخیره نماید. طراحی برای اجرای آینده این تکنولوژی در سطحی خواهد بود که خرید و فروش کالا کاملا اتوماتیک بوده حتی در مرحله خرده فروشی کالا. خرید با انتخاب کالای مورد نظر که همه دارای برچسب RFID هستند از راهی عبور می کند که یکباره کلیه کالاهای موجود در چرخ حمل بار شناسایی شده و کل مبلغ کالاها نیز از کارت اعتباری مشتری که آن هم مجهز به برچسب RFID است بدون اینکه کارت از جیب مشتری خارج شود کسر می گردد. متاسفانه دانش مربوط به تکنولوژی RFID در کشور ایران بسیار پایین است. و از طرفی نیاز صنعت کشور به این تکنولوژی، می­طلبد که افرادی متخصص به این تکنولوژی، ظرایف، مزایا، امکانات و قابلیت های آن به خوبی آشنا باشند و همچنین کاستی ها و کمبود های آن را نیز صادقانه به مشتریان ارائه کنند تا بهترین راه حل با کمترین هزینه برای مشتریان پیشنهاد شود.

بررسی وضعیت کاربرد این فناوری در جهان و ایران

امروزه سیستم­های تشخیص خودکار در سراسر دنیا مورد استفاده قرار می­گیرند. RFID به عنوان زیرمجموعه­ای از این سیستم ­ها، نسبت به فناوری های مشابه از امتیازات ویژه­ای برخوردار است که این خود توجه صاحبان صنایع و دولتمردان را جلب کرده است. در کشور ما موانعی برای بهره­گیری از این فناوری وجود دارد. مهم­ترین چالش فراروی ما نبود زیرساخت­های لازم است. شبکه­های مطمئن و قدرتمند، امکانات سخت­افزاری و نرم­افزاری از جمله زیرساخت­های لازم برای بکار گیری فناوری RFID هستند که با وجود ضعف در آنها نمی­توان از این فناوری بهره کافی را برد. تولید سخت­افزارهای لازم در ایران، در مواردی بسیار دشوار و در مواردی نیز دارای هزینه بسیار بالا است که کمتر سرمایه گذاری را مجاب به تولید ملزومات RFID می­کند. لذا با توجه به جوان بودن این فناوری، می­توان به جایگاهی رسید که طرح­ها و راه­حل‌های ارائه شده توسط مهندسین داخلی به عنوان مرجع کارهای بزرگ مطرح شود.

پرداخت های حمل و نقل و ترابری در بسیاری از شهر های پیشرفته، به کمک این فناوری صورت می گیرد. در کانادا برای پیگیری محصولات و موجودات مانند ردیابی احشام و اغنام از تکنیک RFID استفاده می شود. شرکتGulf state ، توزیع کنندة خودرو های یک شرکت ژاپنی در آمریکا، سیستم گزارش گیری و پیگیری RFID ای در هوستون راه اندازی کرده که با استفاده از آن می توان وضعیت امکانات، ابزار و صورت حساب های 190000 خودروی موجود در منطقه را به سادگی پیگیری کرد. مدتی پیش، پاسپورت هایی که بر اساس فناوری RFID  طراحی شده بودند، به طور آزمایشی در فرودگاه سانفرانسیسکو مورد استفاده قرار گرفتند. متأسفانه دانش مربوط به فناوری RFID در کشور ایران پایین است و از طرفی نیاز صنعت کشور به این فناوری می طلبد که افرادی متخصص، به این فناوری، ظرایف، مزایا، امکانات و توانایی های آن به خوبی آشنا شوند و همچنین کاستی ها و کمبود های آن را نیز صادقانه به مشتریان ارائه کنند تا بهترین راه حل با کمترین هزینه برای مشتریان پیشنهاد شود. هم اکنون برخی از شرکت های مهندسی ایران با تولید تجهیزات یا وارد کردن آنها، همچنین ارایة مشاوره و طراحی سیستم های مبتنی بر RFID سعی دارند گامی بلند در این زمینه برای کشور بردارند.

نتیجه گیری

باید دانست که کنارگذاشتن روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سنتی و استفاده از فناوری‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نوین در عرصه‌‌‌‌‌‌‌‌‌های صنعتی و اقتصادی، زمینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌ساز بهره‌‌‌‌‌‌‌‌‌وری بیشتر است. از این رو، بروزآوری و استفاده از فناوری‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نوین در بخش صنعت و بررسی راهکارهای نوین اقتصادی، همواره نیازمند بررسی دقیق و کارشناسانه است تا ضمن تحقق سوددهی پایدار با کمترین هزینه، به بهره‌‌‌‌‌‌‌‌‌وری بهینه نیز دست یافت. امروزه روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سعی و خطا در صنعت منسوخ شده و مدیران موفق با قرارگرفتن در مسیر تحقیقات و استفاده از علم روز، به‌کارگیری موثر نتایج تحقیقات انجام شده را توصیه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند. سیستم RFID با استفاده از تواناییهای خود در ردیابی, انبارداری و مکانیزه کردن فعالیتها می­تواند باعث کاهش هزینه­ها و درنتیجه کاهش قیمت تمام شده محصول گردد. همچنین می­تواند با افزایش سرعت و دقت، کاهش زمان پاسخگویی به مشتری، کاهش دوباره­کاریها، کیفیت و انعطاف­پذیری زنجیره را بهبود بخشد.

منابع

1.      BitKom, "RFID White Paper, Technology, Systems and Applications", German Association for Information Technology & Telecommunication and New Media e.v., 2005, pp. 13-17

2.  مهدی اشرفی ، محمد تقی حمیدی بهشتی ، "شناسایی مبتنی بر فرکانس رادیوییRFID، کاربردها و چالش ها "، نخستین کنفرانس بین المللی RFID، 28 بهمن 1385.

3.  کسایی. مسعود، "RFID و مدیریت انبار و مراکز توزیع کالاها"، نخستین کنفرانس بین المللی RFID. تهران، 28 بهمن 1385.

4.       VeriSign Organization, "Securing RFID Data for the Supply Chain", VeriSign White Paper, 2005, pp. 1-2.

5.  سمیعی زفرقندی. محمودرضا ، " استفاده از RFID در خودروها با امکاناتی فراتر از کارت هوشمند سوخت"، نخستین کنفرانس بین المللی RFID. تهران، 28 بهمن 1385.

6.       Johnny Young, "RFID Applications in The Healthcare and Pharmaceutical Industries ", Radiant Wave White Paper, 2005, pp.2-3.