آشنایی با تکنولوژی NFC و RFID و کاربرد های آن
NFC یا RFID چیست و چه کاربرد های در حوضه های مختلف دارد و نحوه استفاده از آن به چه شکل است ؟آشنایی با دستگاه هایی که از این تکنولوژی استفاده میکنند.
Near field communication یا ارتباط حوزه نزدیک (NFC) یک فناوری استاندارد در تلفن های هوشمند و ابزارهای مشابه برای برقراری ارتباطات رادیویی با یکدیگر و در مجاورت هم می باشد. این ارتباط در حدود چند سانتیمتر صورت می گیرد که در حال حاضر این فناوری شامل تبادل داده ها می شود و راه اندازی یا نصب آن در برابر فناوری های ارتباطی پیچیده تری مثل Wi-Fi ساده تر است. دستگاه های دارای NFC را می توان در سیستم های پرداخت بدون حمل پول، شبیه به آنچه در حال حاضر در کارت های اعتباری مشاهده می شود، استفاده نمود. همچنین از این فناوری در مترو استفاده می شود، به این صورت که پرداخت پول توسط گوشی و کارت خوان صورت می گیرد. NFC عبارت است از مجموعه ای از فن آوری های کوتاه برد بی سیم که به طور معمول برای انتقال اطلاعات به فاصله ایی حدود چهار سانتیمتر نیاز دارد. یکی از راه های ارتباطات در ابزارهایی که این فناوری را پشتیبانی می کنند به این صورت است که ارتباط بین ابزارهای دارای فناوری (NFC) با ابزارهایی که تراشه ی خاموش (NFC) را دارند به صورت روشی به نام “برچسب” یا (Tag) صورت می گیرد.
انجمن NFC در تاریخ ۱۸ مارس سال ۲۰۰۴ با دو شرکت سونی و نوکیا شروع به فعالیت کرد. آنها در آن سال برای پیشبرد استفاده فناوری بی سیم با برد کوتاه (NFC) در لوازم الکترونیکی مصرفی از جمله دستگاه های تلفن همراه و رایانه های شخصی سرمایه گذاری های مشترکی کردند. تا تاریخ ژوئن ۲۰۱۲، انجمن دارای بیش از ۱۶۰ عضو می باشد که در میان آنها می توان به: نوکیا، سونی، ویزا، امریکن اکسپرس، پی پال، گوگل، HTC، فیلیپس، سامسونگ و غیره اشاره کرد. در ۱۷ نوامبر سال ۲۰۱۰ میلادی سه اپراتور بزرگ موبایل یعنی AT&T، ورایزون و تی موبایل سرمایه گذاری مشترکی برای توسعه این فناوری در خاک امریکا در نظر گرفتند. هدف آنها از این کار برای جلو بردن فناوری در زندگی انسان و حمل نکردن پول برای بیش از ۲۰۰ میلیون مشتری بود. NFC یک پوشش استاندارد برای اطلاعات در حال تبادل و ارتباطات دستگاه ها با یکدیگر به وجود می آورد و این موضوع بر اساس فرکانس های رادیویی (RFID) از جمله ISO/IEC 14443 و FeliCa صورت می گیرد.
فناوری NFC در چه زمینه‌هایی کاربرد دارد؟
NFC به طور اختصاصی برای کار در گوشی‌های تلفن همراه طراحی شده است و دارای سه ویژگی کلی می‌باشد که روند توسعهٔ آن را شفاف می‌نماید.
ویژگی اول
این فناوری قابلیت استفاده به جای کارت‌های غیر تماسی موجود را داراست به‌طوری که می‌توانید از آنها دقیقا همانند کارت‌های موجود برای پرداخت‌های خرد استفاده کنید.
ویژگی دوم
می‌توانید از این فناوری در به عنوان یک قرائت‌گر برچسب‌های غیر فعال RFID استفاده کرده و از آن در تعامل تبلیغاتی و … استفاده نمایید.
ویژگی سوم
این فناوری نیز این قابلیت را به شما می‌دهد که هم به عنوان خواننده و هم به عنوان فرستنده از این قابلیت استفاده کرده و در حالت شخص به شخص برای تبادل اطلاعات بین دو دستگاه مجهز به NFC از آن بهره ببرید.
هماهنگی کامل با Bluetooth گوشی همراه شما
این فناوری به طور کامل با بلوتوث و wifi گوشی شما هماهنگ می‌باشد به طوری که می‌توانید ارتباط بین دو دستگاه را از فاصله‌ای دورتر میسر نمایید.ممکن است در نگاه اول این ارتباط کمی ناامن به نظر برسد چون اطلاعات شما در سطح وسیع‌تری منتشر خواهد شد اما سازندگان NFC روش‌های بسیار امنی را برای انتقال داده در این حالات در نظر گرفته‌اند ولی برای امنیت بیشتر کاربران،دلیلی ندارد برای پرداخت‌هایشان از این حالت استفاده کنند و این کار بیشتر زمانی کاربرد دارد که ما قصد تبادل اطلاعات با یک شخص یا دستگاه دیگر را داریم.
موارد استفاده
پرداخت از طریق NFC
مهمترین کاربرد NFC،پرداخت پول از طریق گوشی‌های هوشمند است.برای این منظور،کاربر اطلاعات مربوط به کارت اعتباری خود را در گوشی ذخیره میکند و در زمان خرید،گوشی را به دستگاه NFC خوان نزدیک میکند تا پرداخت انجام شود.
بیشتر معاملات نیاز به تصدیق ندارند ولی در برخی موارد ممکن است فروشندگان در خواست تایید هویت کنند.ضمناً این نکته شایان ذکر است که دستگاه‌های دارای NFC تنها به عنوان فرستنده عمل نمی‌کنند،بلکه می‌توانند به عنوان دستگاه گیرنده نیز باشند.
استفاده از NFC برای چاپ مستقیم از موبایل یا تبلت به پرینترهای مجهز به این تکنولوژی
برای این کار کافیست پس از روشن کردن NFC موبایل خود به بخش گالری رفته و عکس یا متن مورد نظر را باز کرده و از طریق منو گزینه پرینت را انتخاب و سپس از منوی جدید باز شده “چاپ از طریق NFC “را انتخاب و گوشی را در چند سانتی برچسب NFC روی دستگاه پرینتر گرفته و منتظر چاپ شوید.
استفاده از NFC برای انتقال تصاویر از موبایل و تبلت به تلویزیون‌های مجهز به NFC
در بعضی از تلویزیون‌های سری جدید در پشت بدنه و روی قاب پشت برچسب NFC وجود دارد و می‌توان با نزدیک تر کردن گوشی و روشن بودن NFC گوشی تصاویر را از گوشی به تلویزیون منتقل کرد. البته در بعضی موارد نیاز به دریافت برنامه ارسال تصاویر از گوگل پلی برای اندروید می‌باشد.
استفاده‌های روزمره
فناوری NFC می‌تواند همانند کارت‌های غیرتماسی عمل کرده و دقیقا مسئولیت آنها را به دوش بکشد.یعنی اطلاعاتی را به قرائت‌کننده این گونه کارت‌ها ارسال نماید اما از طرفی دیگر NFC به خودی خود می‌تواند یک قرائت‌کننده نیز محسوب شود که یکی از کاربردهای آن را می‌توان خواندن برچسب‌های دیجیتالی دارای چیپ مخصوص RFID برشمرد.
برچسب‌های دیجیتال به برچسب‌هایی گفته می‌شود که حاوی اطلاعات دیجیتالی می‌باشند و با یک دستگاه قرائت‌کننده می‌توان اطلاعات کاملی از محصول یا وسیله‌ای که در حال استفاده از آن هستیم به‌دست‌آورد.این اطلاعات می‌تواند حاوی متن‌ها و لینک‌ها باشد که به راحتی قابل ذخیره شدن در گوشی موبایل شما هستند.از این برچسب‌ها در تبلیغات و معرفی محصولات، کارت‌های ویزیت و فروشگاه‌ها استفاده می‌شود.
به اشتراک گذاری اطلاعات در تلفن‌های هوشمند
برای این‌منظور باید در هر دستگاه، آندروید نسخه ۴ یا همان Ice Cream Sandwich و NFCداشته باشید.
۱- با رفتن به بخش تنظیمات (Setting)مطمئن شوید که NFC و Andorid Beam در این بخش فعال یا ON (روشن) شده است.
۲- تا زمانی که هر دو دستگاه روشن هستند به سادگی می‌توانید اطلاعاتی که به اشتراک گذاشته‌اید را انتقال دهید.
۳- باید دو دستگاه را پشت به پشت هم بصورتی که تقریبا همدیگر را لمس کنند،قرار داد و شما یک لرزش را احساس کنید.
۴- پس از احساس لرزش یک انیمشن کوچکی در پس زمینه دستگاه نمایش داده می‌شود که نشان دهنده آن است که محتویات به اشتراک گداشته شده دستگاه شما در حال انتقال می‌باشد.
۵- در پایان محتویات به اشتراک گذاشته شده دستگاه شما به دستگاه دیگر بارگذاری خواهد شد.
Radio-frequency identification یا (RFID) چیست؟
امروزه ضرورت شناسایی خودکار عناصر و جمع آوری داده مرتبط به آنان بدون نیاز به دخالت انسان جهت ورود اطلاعات در بسیاری از عرصه های صنعتی ، علمی ، خدماتی و اجتماعی احساس می شود . در پاسخ به این نیاز تاکنون فناوری های متعددی طراحی و پیاده سازی شده است .
به مجموعه ای از فناوری ها که از آنان برای شناسایی اشیاء ، انسان و حیوانات توسط ماشین استفاده می گردد ، شناسایی خودکار و یا به اختصار Auto ID گفته می شود . هدف اکثر سیستم های شناسایی خودکار ، افزایش کارآیی ، کاهش خطاء ورود اطلاعات و آزاد سازی زمان کارکنان برای انجام کارهای مهمتر نظیر سرویس دهی بهتر به مشتریان است .
تاکنون فناوری های مختلفی به منظور شناسایی خودکار طراحی و پیاده سازی شده است . کدهای میله ای ، کارت های هوشمند ، تشخیص صدا ، برخی فناوری های بیومتریک ، OCR ( برگرفته شده از optical character recognition ) و RFID ( برگرفته شده از radio frequency identification ) نمونه هایی در این زمینه می باشند .
در ادامه با فناوری RFID بیشتر آشنا خواهیم شد .
آشنایی اولیه با فناوری RFID
اجازه دهید برای آشنایی بیشتر با فناوری RFID چندین تعریف از آن را با یکدیگر مرور نمائیم :
RFID با استفاده از ارتباطات مبتنی بر فرکانس های رادیویی امکان شناسایی خودکار ، ردیابی و مدیریت اشیاء ، انسان و حیوانات را فراهم می نماید . عملکرد RFID وابسته به دو دستگاه تگ و کدخوان است که جهت برقراری ارتباط بین یکدیگر از امواج رادیویی استفاده می نمایند .
به مجموعه ای از فناوری ها که در آنان برای شناسایی خودکار افراد و اشیاء از امواج رادیویی استفاده می گردد ،RFID گفته می شود . از روش های مختلفی برای شناسایی افراد و اشیاء استفاده می شود. ذخیره شماره سریال منتسب به یک فرد و یا شی درون یک ریزتراشه که به آن یک آنتن متصل شده است ، یکی از متداولترین روش های شناسایی خودکار است .
به تلفیق تراشه و آنتن ، تگ RFID و یا فرستنده خودکار RFID گفته می شود . تراشه به کمک آنتن تعبیه شده ، اطلاعات لازم جهت شناسایی آیتم مورد نظر را برای یک کدخوان ارسال می نماید . کدخوان امواج رادیویی برگردانده شده از تگ RFID را به اطلاعات دیجیتال تبدیل می نماید تا در ادامه ، امکان ارسال داده برای کامپیوتر و پردازش آن فراهم گردد.
RFID یک پلت فرم مهم جهت شناسایی اشیاء ، جمع آوری داده و مدیریت اشیاء را ارائه می نماید . پلت فرم فوق مشتمل بر مجموعه ای از فناوری های حامل داده و محصولاتی است که به مبادله داده بین حامل و یک سیستم مدیریت اطلاعات از طریق یک لینک فرکانس رادیویی کمک می نماید . تگ های RFID با استفاده از یک فرکانس و بر اساس نیاز سیستم ( محدوده خواندن و محیط ) ، پیاده سازی می گردند . تگ ها به صورت فعال ( به همراه یک باطری ) و یا غیرفعال ( بدون باطری ) پیاده سازی می شوند . تگ های غیرفعال، توان لازم جهت انجام عملیات را از میدان تولید شده توسط کدخوان می گیرند .
کدخوان RFID ، معمولا” به یک کامپیوتر متصل می شود و دارای نقشی مشابه با یک اسکنر کد میله ای است . مسئولیت برقراری ارتباط لازم بین سیستم اطلاعاتی و تگ های RFID برعهده کدخوان RFID است.
شکل ۱ ، یک نمونه تگ RFID را نشان می دهد .
شکل ۲ : یک نمونه کدخوان RFID بی سیم
RFID چگونه کار می کند ؟
تگ و یا دستگاه فرستنده خودکار ، شامل یک مدار الکترونیکی است که که به شی مورد نظری که لازم است دارای یک کد شناسایی باشد ، متصل می گردد . زمانی که تگ نزدیک و یا در محدوده کدخوان قرار می گیرد ، میدان مغناطیسی تولید شده توسط کد خوان باعث فعال شدن تگ می گردد .
در ادامه ، تگ بطور پیوسته اقدام به ارسال داده از طریق پالس های رادیویی می نماید . در نهایت داده توسط کدخوان دریافت و توسط نرم افزارهای مربوطه نظیر برنامه های ERP ( برگرفته شده از Enterprise Resource Planning ) و SCMS ( برگرفته شده از Supply Chain Management systems ) پردازش می گردد .
شکل ۳ نحوه انجام فرآیند فوق را نشان می دهد .
شکل ۳ : نحوه کار RFID
آیا RFID بهتر از کد میله ای است ؟
RFID و کدمیله ای دو فناوری مختلف با کاربردهای متفاوت می باشند . علی رغم این که ممکن است وظایف این دو فناوری در برخی حوزه ها نقاط مشترکی داشته باشد ، وجود برخی تفاوت ها نیز به اثبات رسیده است :
نوع فناوری استفاده شده جهت خواندن کدها : یکی از مهمترین تفاوت های کد میله ای و RFID ، تبعیت کدهای میله ای از فناوری موسوم به ” خط دید ” است . این بدان معنی است که یک دستگاه اسکنر لازم است کد میله ای را ببیند تا بتواند آن را بخواند . بنابراین لازم است برای خواندن یک کد میله ای ، کد مورد نظر در دید اسکنر قرار بگیرد .
در مقابل ، شناسایی مبتنی بر فرکانس رادیویی به “خط دید ” نیاز ندارد. تا زمانی که تگ های RFID در محدوده قابل قبول کد خوان باشند ، امکان خواندن آنان وجود خواهد داشت .
عدم امکان پویش کدشناسایی در صورت بروز مشکل برای برچسب حاوی کد میله ای : در صورتی که برچسب حاوی کد میله ای خراب ، کثیف و یا پاره گردد ، امکان پویش کد میله ای وجود نخواهد داشت . این وضعیت در رابطه با تگ های RFID صدق نخواهد کرد.
فقدان اطلاعات تکمیلی : کدهای میله ای استاندارد صرفا” قادر به شناسایی محصول و تولید کننده آن می باشند و منحصربفرد بودن کالا را تضمین نمی نمایند . به عنوان نمونه کد میله ای که بر روی یک ظرف شیر وجود دارد همانند سایر کدهای موجود بر روی سایر محصولات مشابه همان تولیدکننده است . این کار ، شناسایی محصولی را که تاریخ مصرف آن به اتمام رسیده است را غیرممکن می سازد .
ماهیت خواندن کدها : امکان خواندن تعداد بسیار زیادی از تگ های RFID در یک زمان و بطور اتوماتیک وجود دارد . این در حالی است که کدهای میله ای می بایست بطور دستی و یکی پس از دیگری پویش گردند .
استفاده آسان و قابلیت اعتماد : در سیستم های مبتنی بر فناوری RFID ، امکان خواندن تگ ها از مسافت بیشتری وجود دارد .همچنین درصد بروز خطاء در زمان خواندن کد کمتر از کدهای میله ای است .
آیا فناوری RFID یک فناوری جدید است ؟
RFID یک فناوری تائید شده از سال ۱۹۷۰ تا کنون است و به دلیل قیمت بالای آن تاکنون در برنامه های تجاری اندکی مورد استفاده قرار گرفته شده است . در صورتی که بتوان تگ ها را با قیمت مناسب تری تولید کرد ، استفاده از فناوری RFID می تواند بسیاری از مسائل مرتبط با کدهای میله ای را برطرف نماید . با توجه به این که امواج رادیویی قادر به حرکت در بین اکثر مواد غیرفلزی می باشند ، امکان استفاده از فناوری RFID در حوزه های گسترده تری وجود دارد .
مزایای بکارگیری RFID
هم کدخوان ها و هم تگ ها می توانند دارای اندازه و شکل مختلفی باشند . با توجه به اندازه کوچک تگ ها و آزادی عمل جهت حرکت آنان ، سازمان ها و موسساتی که علاقه مند به استفاده از این فناوری می باشند از انعطاف بالائی در این رابطه برخوردار خواهند بود .
برخی از مزایای بکارگیری فناوری RFID عبارتند از :
تگ ها می توانند مخفی باشند و یا در اکثر مواد جاسازی شوند .
با توجه به این که تگ ها در ابعاد و اشکال مختلف ارائه می شوند ، کاربران می توانند با توجه به نیاز خود یکی از آنان را انتخاب نمایند.
جهت خواند کد لازم نیست که تگ در معرض دید مستقیم کدخوان قرار بگیرد .
با توجه به ماهیت تگ ها ( عدم نیاز به تماس مستقیم ) ، استهلاک و فرسودگی وجود نخواهد داشت .
امکان دستکاری کدهای سریال ذخیره شده در تگ ها وجود نخواهد داشت .
برخی از کاربردهای RFID
از فناوری RFID در بسیاری از ساختمان های اداری و به منظور کنترل تردد کارکنان در بخش های مجاز و غیرمجاز استفاده می گردد . تعداد زیادی از فروشندگان کالا به منظور مراقبت الکترونیکی از محصولات خود در مقابل سرقت از این فناوری استفاده می نمایند . برخی نهادی دولتی نیز برای نظارت و کنترل متخلفین از فناوری فوق استفاده می نمایند .
برخی دیگر از کاربردهای فناوری RFID عبارتند از :
کنترل موجودی
کنترل دستیابی
تحلیل آزمایشگاهی
کنترل تعداد دور . به عنوان نمونه ، ثبت اتوماتیک تعداد دفعاتی که یک دونده می بایست طی نماید
ثب زمان و مکان تردد . به عنوان نمونه ، ثبت اتوماتیک زمان و مکان گشت زنی برای برخی مشاغل خاص
شناسایی خودرو
امنیت ساختمان ها
ردیابی دارایی ها
کنترل ترافیک ، ردیابی رانندگان متخلف و ثبت اتوماتیک نخلفات
سیستم های حمل و نقل
و موارد متعدد دیگر
بد نیست به این نکته نیز اشاره نمائیم که یکی از چالش های مهم تولید کنندگان RFID و کاربران ، فقدان استانداردهای لازم در این صنعت است . به عنوان نمونه سیستم های RFID استفاده شده در صنایع خرده فروشی دارای تفاوت اساسی با سیستم هایی می باشند که از آنان به منظور کنترل دستیابی استفاده می گردد .
ISO/IEC 14443 چیست؟
یک استاندارد بین المللی برای شناسایی ابزارهای کنار یکدیگر و همچنین پردازش پروتوکل ها برای انتقال اطلاعات صورت می گیرد. این استاندارد توسط سه شرکت به نام های نوکیا، فیلیپس و سونی در سال ۲۰۰۴ میلادی توسعه داده شد.
FeliCa چیست؟
یک سیستم هوشمند ارتباط بدون تماس در زیر مجموعه ی (RFID) است که در کارت های پول الکترونیکی استفاده می شود. این سیستم توسط یک شرکت ژاپنی توسعه داده شده و در زمان نگارش این متن از این فناوری که بخشی از NFC را تشکیل می دهد در کشورهای هنگ کنگ، سنگاپور، ژاپن و ایالات متحده امریکا مورد استفاده قرار می گیرد.
گردآوری و تنظیم : گروه آموزشی صدرا ایرانیان
منابع : پی سی وار – باشگاه خبرنگاران
