فناوریهای شناسایی و ردیابی

بارکد ، RFID ، شناسایی با امواج رادیویی ، ردیابی ، ردگیری، ردیابی ماهواره ای ، GPS ، بینایی ماشین ، بیومتریک ، کارت هوشمند، سنسور

فناوریهای شناسایی و ردیابی

مقاله نقش RFID در سازمانها از منظر سیستمهای اطلاعاتی

نقش [1]RFID در سازمانها از منظر سیستمهای اطلاعاتی

فرهاد احتشام زاد، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی صنایع دانشگاه علم وصنعت

واژه های کلیدی

شناسایی از طریق امواج رادیویی، سیستمهای اطلاعاتی، RFID، TAG، TPS، MIS

چکیده:

امروزه فن‌آوری شناسایی از طریق امواج رادیویی (RFID) با استقبال و کاربرد روز افزونی در سازمانهای مختلف روبرو گردیده است. انتقال اطلاعات درRFID، از طریق امواج رادیویی و توسط یک دستگاه قرائتگر حاصل می گردد. این برچسبها ممکن است به یک محصول، وسیله و یا شخص متصل شوند و اطلاعات آنها در سیستمهای مدیریتی دارای فواید متعددی خواهد بود. از سوی دیگر میدانیم که پول و اطلاعات دو عامل مشترک در تمامی سازمانها می باشند. اگرچه نقش پول در بعضی سازمانها؛ مانند سازمانهای خیریه؛ کمرنگ می شود اما در هیچ نوع سازمانی از اهمیت اطلاعات کاسته نمی شود و پردازش داده ها و تبدیل آنها به اطلاعات و حفظ و نگهداری و به کارگیری آن از موضوعات مورد نیاز در تمامی سازمانها می باشد. آنچه که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است، نقش و وظیفه RFID در سیستمهای اطلاعاتی است تا بتوانیم با شناسایی موقعیت آن در سیستمهای اطلاعاتی، بدانیم که این ابزار چگونه و در کدام بخش سیستمهای اطلاعاتی نقش خود را ایفا می نمایند.

[1] Radio Frequency IDentification

مقدمه

امروزه کشور های مختلف و در حال توسعه در حال رقابت جهت به کارگیری فن آوری اطلاعات[1] در فرایندهای اقتصادی، فرهنگی و اجتماعی می باشند. فن آوری اطلاعات عبارت است از گردآوری، سازماندهی، ذخیره و نشر اطلاعات اعم از متن، تصویر و یا عدد که با استفاده از ابزار های رایانه ای و مخابراتی صورت می پذیرد. انجام فعالیت های تجاری در عصر انفجار اطلاعات، امری بس دشوار است. چرا که عبور از میان انبوهی از اطلاعات، یافتن مطالب مورد نیاز ، پالایش آنها، تحلیل مطالب، دسته بندی و ذخیره مطالب منتخب برای عوامل تصمیم گیرنده در محیط تجاری الکترونیکی بسیار تعیین کننده است. اما آنچه قبل از به کارگیری فن آوری اطلاعات مورد نیاز می باشد، تجزیه و تحلیل و طراحی سیستم اطلاعاتی می باشد.

خرد

دانش

اطلاعات

داده

مفاهیم داده[2] ، اطلاعات[3] ، دانش[4] و خرد[5]

مطابق نمودار رسم شده در شکل شماره یک ، داده پایه اطلاعات ، اطلاعات پایه دانش و دانش پایه خرد می باشد .

شکل شماره یک : سلسله مراتب داده، اطلاعات، دانش و خرد

حال به بررسی مفهوم هر یک از آنها می پردازیم:

داده : حقایق اصولی و پایه‌ای است که به شکل خام بوده و به عبارتی کلیه دانسته هائیست که از جریان یک کار فیزیکی و یا از یک پدیده جمع آوری می شود.

اطلاعات : اطلاعات داده‌ای است معنی‌دار و هدفمند که از پردازش داده ها حاصل می گردد. پردازش داده ها در پنچ حالت صورت می پذیرد:

1:محاسبه[6]

2:دسته بندی[7]

3:انتخاب[8]

4:مرتب کردن[9]

5:تغییر شکل[10]

دانش : دانش ترکیب سازمان یافته‌ای از داده و اطلاعات است که از طریق قوانین، فرآیندها وعملکردها و تجربه حاصل آمده است. به عبارت دیگر دانش معنا و مفهومی است که از فکر پدید آمده است و تنها به دو شکل اطلاعات حیات یافته و به دانش تبدیل می‌شوند:

1:استدلال[11]

2:استتنتاج[12]

خرد: وقتی که دانش برای تصمیم‌گیری و بهبود تصمیمات، فرآیندها و بهره‌وری یا سودآوری به کار گرفته ‌شود تبدیل به خرد می‌شود. برای خردمند بودن، افراد نه تنها باید دانش کسب کنند بلکه باید فهم کاملی از اصول حاکم برآن دانش را نیز داشته باشند.

انواع سیستم :

در هر سازمان مجموعه ای از فعالیتهاتعریف و طراحی می گردد که تحت عنوان سیستم سازمانی شناخته می شود.هر سیستم سازمانی دارای سه بخش می باشد:

1: سیستم عملیاتی[13]: کلیه فعالیتهای فیزیکی جهت انجام خدمت که به صورت ملموس در سازمان اجرا می گردد.

2:سیستم اطلاعاتی[14]: کلیه فعالیتهای ثبت، نگهداری و پردازش و انتقال اطلاعات مورد نیاز سازمان.

3:سیستم مدیریتی[15]: مجموعه فعالیتهایی که برای برنامه ریزی، سازماندهی و کنترلهای یک واحد سازمانی اتفاق می افتد.

ارتباط این سیستمها به صورت شکل شماره دو می باشد:

شکل شماره دو: ارتباط انواع سیستمها

بر اساس تعاریف فوق برای سیستمها، اگر سازمانها را از پایین به بالا در سه سطح مدیریت عملیاتی، مدیریت میانی و مدیریت ارشد تلقی نمائیم، سیستمهای عملیاتی بیشتر در رده مدیریت عملیاتی، سیستمهای مدیریتی بیشتر در سطح مدیریت ارشد و سیستمهای اطلاعاتی در تمامی سطوح سازمان جاری می باشند.

انواع سیستمهای اطلاعاتی:

سیستمهای اطلاعاتی مطابق شکل شماره سه دارای پنج دسته بندی می باشند:

ISS

S/EIS

DSS

MIS

TPS

شکل شماره سه : انواع سیستمهای اطلاعاتی

سیستمهای پردازش تبادلات[16]: این سیستم نزدیکترین سیستم به سیستم عملیاتی می باشد (شکل شماره چهار) و می تواند دستی و یا مکانیزه صورت پذیرد. این سیستم پایه چهار سیستم بعدی می باشد. این سیستم کلیه داده های مورد نیاز را از جریان کارهای فیزیکی استخراج نموده و با پردازش این اطلاعات، امکان تامین داده های مورد نیاز برای سایر کارهای اجرایی را فراهم می نماید.

TPS

شکل شماره چهار

سیستمهای پردازش اطلاعات، با تامین پایگاه داده ای مناسب، امکان کارکرد سایر سیستمهای اطلاعاتی را فراهم می نمایند. این داده ها به صورت متمرکز و یا نا متمرکز در مخازنی تحت عنوان پایگاه داده ها نگهداری می شوند.

سیستمهای اطلاعات مدیریت[17]: این سیستم از طریق تحلیلهای آماری و پردازش اطلاعات موجود در پایگاه داده ای، اطلاعات مورد نیاز را برای انجام وظیفه مدیران تامین می نماید.

سیستمهای پشتیبان تصمیم گیری[18]: این سیستمها با به کارگیری داده های موجود در پایگاه های داده ای و با استفاده از مدلهای تصمیم گیری، اقدام به تولید راه حلهایی برای تصمیم گیری می نمایند و همچنین امکان تحلیل چه می شود- اگر[19] را فراهم می نمایند. با استفاده از این سیستمها می توان مدلهای تصمیم گیری پیچیده را در تصمیم گیریها به کار گرفت.

سیستمهای اطلاعات استراتژیک / مدیران ارشد[20]: به سیستمهایی اطلاق می شود که اطلاعات مورد نیاز مدیران ؛ علی الخصوص مدیران رده بالا؛ را از بیرون سازمان جمع آوری نموده و در اختیار مدیران قرار می دهند. این سیستمها اگر به مدلهای تصمیم گیری مجهز گردند، به عنوان سیستمهای پشتیبان تصمیم گیری مدیران ارشد[21] نیز قابل استفاده می باشند.

سیستمهای پشتیبان هوشمند[22]: این سیستمها مشابه سیستمهای پشتیبان تصمیم گیری می باشند و علاوه بر آن خصوصیات، امکان اصلاح و یادگیری مدل را نیز فراهم می نمایند.

سیستمهای شناسایی:

بر اساس جمع بندی تعاریف ارائه شده فوق در مورد سیستمها و نیز انواع سیستمهای اطلاعاتی، میدانیم که سیستمهای پردازش تبادلات(TPS)، نزدیکترین سیستم به سیستم عملیاتی می باشد که وظیفه آن استخراج کلیه داده های مورد نیاز از جریان کارهای فیزیکی بوده و امکان تامین داده های مورد نیاز برای سایر کارهای اجرایی را فراهم می نماید و پایه چهار سیستم بعدی می باشد. این سیستم می تواند دستی[23] و یا مکانیزه[24] صورت پذیرد.

از سوی دیگر، به سیستمی که قادر به خواندن و تشخیص اطلاعات افراد یا کالاها باشد سیستم شناسایی[25] گفته می شود. لذا شناسایی از طریق امواج رادیویی(RFID) یک نوع سیستم شناسایی جهت استخراج کلیه داده های مورد نیاز از جریان کارهای فیزیکی و به صورت مکانیزه می باشد. قابلیت شناسایی توسط RFID، تغییرات اساسی را در صنعت، تجارت و جامعه ایجاد نموده است و به راحتی اطلاعات یک شی فیزیکی را به راحتی گردآوری می‌نماید. اطلاعات ثبت شده در برچسب RFID در هر شی می‌تواند برای تجهیزات مختلف به صورت همزمان و از میان موانع فیزیکی و از راه دور ارسال گردد.

RFID چیست؟

RFID شناسایی عوامل فیزیکی از طریق امواج رادیویی است. داده ها با استفاده از ابزار مناسب، به صورت برچسب[26] و علائم شناسایی منحصر به فرد[27] انتقال یافته و به وسیله کارت خوان[28] دریافت شده و در زمان و مکان مورد انتظار و به شیوه مناسب، در پایگاه داده ای جمع آوری می شوند.

استانداردهای جهانی ISO برای برچسبهای RFID به شرح جدول ذیل می باشد:

Generic Parameters for the Air Interface for Globally Accepted Frequencies	18000–1	Data structure for use in animal identification	11784
	18000–1	Air interface protocol	11785
Parameters for Air Interface Communications below 135 kHz	18000–2	Proximity cards	10536
Parameters for Air Interface Communications at 13.56 MHz	18000–3	Contact-less smart cards	14443
Parameters for Air Interface Communications at 2.45 GHz	18000–4	Vicinity cards	15693
Parameters for Air Interface Communications at 5.8 GHz (Withdrawn)	18000–5	Conformance of RFID tags and readers	18047
Parameters for Air Interface Communications at 860 to 960 MHz	18000–6	Performance of RFID tags and readers	18046
Parameters for Air Interface Communications at 433 MHz	18000–7	Series for UHF	18000

جدول شماره یک

اجزاء سیستم شناسایی RFID به شرح شکل شماره پنج می باشد.

شکل شماره پنج

این اجزاء به ترتیب از چپ به راست عبارتند از:

تگ ها : که به صورت برچسب روی کالا چسبانده می شوند.

تگها دارای 3 دسته بندی Active، semi passive و passive می باشند[29] که عمدتاً passive و activeخوانده می شوند. tagهایpassive عکس العملی کار می کنند وخودشان امواج را ارسال نمی کنند، بلکه به هنگام دریافت امواج از reader، فعال می شوند و داده ها را ارسال می نمایند. این نوع tagباتری نداشته و شارژ آن از طریق دریافت امواج از Reader صورت می پذیرد. نوع active به طور خودکار و مستمر داده ها را به محیط و در قالب یک شعاع معین منتشر می نماید. این نوع tag دارای باتری داخلی است. فاصله شعاع خواندن آنها بین 20 فوت تا 20 پا یعنی در حدود 7-8 متر تا حدود 250 متر می باشد. passiveها عمدتاً خواندنی هستند یعنی یکبار داده ها در آنها به شکل کد یا EPC شارژمی شود وفقط خواندنی هستند ولی active ها و semi active ها دارای قابلیتread – write می باشند.

کارت خوان[30] : که عبارت است از دستگاهی که علائم و tag RFID روی کالا را تشخیص داده و می خواند و به دو شکل: ثابت و قابل حمل می باشد.

سیستم کدینگ به نام EPC [31] : داده ها را به شکل کدینگ از reader به نرم افزارهای واسطه به نام savantمنتقل می شوند . این کدها بر مبنای استاندارد های جهانی و توسط سازمان GSI که تهیه کننده سیستم کدینگ بارکد می باشد تهیه شده و اغلب در سه کلاس 64، 96 و 256 بیتی دسته بندی می شوند.

Savant: اصل کد را استخراج و خلاصه می نماید و سپس به پایگاه داد ها[32] منتقل شده و از این طریق به شبکه اینترنت قابل انتقال می باشد.

PML: برای ایجاد ارتباط بین کدهای قرائت شده و بانک اطلاعاتی موجود در سیستم جامع ردیابی نیاز به یک نرم‌افزار است. PML نوعی زبان برنامه نویسی است که تبادل اطلاعات میان اعضا را در یک شبکه امکان پذیر می نموده و از این جهت لازم است که اطلاعات خوانده شده توسط قرائت‌گرها در سیستم RFID را به اطلاعات قابل استفاده توسط سایر سیستم‌های فعال در بخش مدیریت اطلاعات تبدیل کنند.. ارتباط تمام سیستم RFID از درج کدینگ EPC روی تک ها، reader ها، مدیریت انها توسط ساوانت، واسط نرم افزاری و هدایت آنها به شبکه ها، استفاده از این اطلاعات ویا انتشار این اطلاعات بر روی شبکه اینترنت از طریق سرورهای ONS توسط این زبان می تواند صورت پذیرد .

tag RFID یا برچسب RFID که به کالا الصاق می شود حامل شماره EPCآن کالا است . این بر چسب از یک [33]IC یا چیب همراه با یک آنتن تشکیل شده است و بایستی روی کالاها چسبانده شود. محتوای ICیا چیپ که بدان EPC گفته می شود بر اساس مشخصات کالا وهر آنچه که نیاز باشد قابل شارژ است.در حال حاضربرای تهیه برچسب ها از پرینترهایی مخصوص استفاده می شود که اینها را مثل بارکد چاپ می کنند .

نحوه عملکرد سیستم‌های RFID در سیستمهای اطلاعاتی:

عملکرد RFID در سیستمهای اطلاعاتی را بر اساس موارد بررسی شده در بالا، می توان مطابق شکل شماره شش نشان داد.

شکل شماره شش

از منظر سیستماتیک کلیه فعالیتهایی که RFID انجام می دهد، در نخستین لایه سیستمهای اطلاعاتی، یعنی در سیستم پردازش تبادلات انجام می پذیرد که مبنای عملکرد چهار سیستم اطلاعاتی سطح بالاتر می باشد.

مخاطرات به کارگیری RFID :

با وجود مزایای فناوری RFID که در فوق بیان شد این فناوری از محدودیتهایی نیز برخوردار است که در ذیل به آنها می پردازیم.

قیمت بالا: علی رغم پیشرفت های علمی و فنی صورت گرفته، قیمت برچسبهای Passive در تعداد بالا بین 25 تا 45 سنت و در تعداد کم حدود 65 سنت و در مورد برچسبهای Active حدود 80 سنت میباشد که برای کالاهای کوچک مقرون به صرفه نمی باشد.

تداخل: به دو صورت اتفاق میافتد:

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

تداخل برچسب ها: زمانی اتفاق میافتد که تعداد برچسب های بسیار زیادی در فضای کوچکی وجود داشته باشند که گاهی موجب خوانده نشدن چند برچسب می شود.

ایمنی: اکثر برچسب 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 اطلاعات مشتری (از جمله شماره Credit-card، آدرس،نام و...) به برچسب RFID کالاها منتقل میکنند تا لیستی از مشخصات مشتریان خود داشته باشند؛ که این امر اطلاعات محرمانه مشتریان را به خطر میاندازد. دسترسی غیرمجار دشمنان یا رقیبان به اطلاعات تولیدی و جاسوسی یا خرابکاری اطلاعات موجود در برچسبها یا سرورهای اطلاعاتی از فواصل زیاد با آنتنهای قوی نیز امکانپذیر می باشد.

استانداردها: شرکتهای متعددی وجود دارند که دستگاههای RFID را تولید میکنند، اما از قوانین و استانداردهای جهانی یکسانی برای تولید استفاده نمی نمایند. این مسئله سبب میشود که فنآوری RFID طراحی شده برای یک شرکت، تنها در همان شرکت قابل استفاده باشد و برچسب های موجود بر روی محصولات یک سازمان ممکن است توسط سازمان دیگر خوانده نشود، که این امر مشکلات فراوانی را ایجاد میکند.

عملکرد : عدم عملکرد برچسب ناشی از مجاورت مایعات و فلزات که این اثر بیشتر خود را در فرکانسهای بالا نمایان می سازد.

آسیب پذیری: آسیب ناشی از الکتریسیته ساکن و شرایط آب و هوایی مانند برف و باران

نتیجه گیری:

فناوری RFID می تواند سبب صرفه جویی های اقتصادی، دقت درانجام کارها و فرآیندها، کاهش خطاهای عملیاتی، افزایش سرعت جمع آوری داده ها و اصولاً ایجاد سهولت جمع آوری داده ها به صورت دقیق و سریع جهت استفاده توسط سایر سیستمهای اطلاعاتی سازمانها گردد. از سوی دیگر می تواند مخاطراتی را دربرداشته باشدکه اگربه آنها توجه نشود ویا نادیده گرفته شوند، می تواند بنگاه اقتصادی را به نابودی وزیان دهی سوق دهد. این فناوری با کاستن محدودیتهای ناشی از عوامل فردی یا فیزیکی همکاری بین گروهها را افزایش می‌دهد و امکان جستجو، ذخیره، پردازش و اشتراک حجم عظیمی از اطلاعات را در محدوده کوچکی از زمان و مکان فراهم آورده که این همه در تبدیل داده‌ها به اطلاعات موثر است. اما نقش تبدیل اطلاعات به دانش و استفاده از آن بر عهده متخصصان و نیروی انسانی است که با بهره‌گیری از فناوری‌ها و فنون از منظرهای مختلف و دیدگاه‌های متنوع در گسترش دیدگاهی جامع به واقعیتها مفید بود. اگرچه امروزه نقش فناوری اطلاعات غیرقابل انکار است اما از مشکلات ناشی از پیشرفتهای آن نیز نباید غافل شد که بخش عظیمی از مشکلات ناشی از عدم توانایی فناوری اطلاعات در تعبیر و تفسیر اطلاعات و یا مخاطرات دسترسی های غیر مجاز می باشد. بدیهی است با استفاده مناسب از دستاوردهای فن آوری اطلاعات و ارتباطات، می توان به سرعت اقدام به فراگیری دانش و در نهایت تولیدعلم نیز نمود . شاید از زاویه فوق ، بتوان مهمترین رسالت RFID در فن آوری اطلاعات و ارتباطات را ایجاد زیرساخت و بستر مناسب برای فراگیری و تولید علم در نظر گرفت . استفاده مناسب از اطلاعات و به کارگیری آن در تمامی عرصه های زندگی و در نهایت تولید دانش، ارتباط مستقیمی با توسعه دارد .