لا توجد تعقيدات في المبدأ الأساسي لعمل تقنية RFID:

يستقبل قارئ البطاقات إشارة عند تعرض البطاقة لمجال مغناطيسي. يقوم بتوليد تيار حثي واكتساب طاقة بعد إرسال معلومات المنتج المخزنة في الشريحة (بطاقة سلبية)، أو يرسل إشارة بتردد معين (بطاقة نشطة). عندما يقرأ القارئ المعلومات ويفك تشفيرها، يرسلها إلى وحدة معالجة البيانات (CIS) للتعامل معها.

إن التطور السريع لتقنية تحديد الهوية بموجات الراديو فائقة التردد (UHF RFID) ليس مجرد نتيجة للتطور التكنولوجي فحسب، بل هو أيضاً دليل على تطبيقاتها المتعددة. فمنذ بداية التسعينيات، ظهرت تطبيقات متنوعة لتقنية RFID. واليوم، نقدم لكم تعريفاً مبسطاً بتقنية RFID وأحد أهم منتجاتها، وهو قارئ البطاقات.

في مجال الترددات الراديوية، تُقسّم موجات الحث الكهرومغناطيسي إلى ستة نطاقات حسب التردد. لكنّها تعمل بشكل أساسي ضمن ثلاثة نطاقات ترددية: التردد المنخفض (30-300 كيلوهرتز)، والتردد العالي (13.56 ميجاهرتز)، والتردد الفائق العلو (300 ميجاهرتز - 3 جيجاهرتز). ومن الترددات الشائعة: التردد المنخفض 125 كيلوهرتز و134.2 كيلوهرتز، والتردد العالي 13.56 ميجاهرتز، والتردد الفائق العلو 433 ميجاهرتز، و860-930 ميجاهرتز، و2.45 جيجاهرتز، وغيرها. يُستخدم التردد المنخفض بشكل رئيسي في التطبيقات قصيرة المدى ومنخفضة التكلفة، مثل أنظمة التحكم بالدخول، وبطاقات الحرم الجامعي، وعدادات الغاز، وعدادات المياه، وغيرها. أما أنظمة التردد العالي فتُستخدم في التطبيقات التي تتطلب نقل كميات كبيرة من البيانات. بينما يُستخدم التردد الفائق العلو في التطبيقات التي تتطلب قراءة وكتابة عالية لمسافات طويلة، مثل أنظمة مراقبة القطارات، ورسوم الطرق السريعة، وغيرها، إلا أن نطاق تردد الهوائي يكون ضيقًا، والتكلفة أعلى. تُستخدم منتجات UHF RFID بشكل شائع في إدارة سلاسل التوريد، مثل وول مارت، ومترو، وجيليت، وبروكتر آند غامبل، وغيرها، كوسيلة مبتكرة لتحسين أنظمة الإدارة. يبلغ تردد الموجة الحاملة المحدد في معيار EPC (الموضح أدناه) 13.56 ميجاهرتز، بينما يبلغ 860-930 ميجاهرتز، وقد تم اعتماد بروتوكول ISO/IEC 15693 لتردد 13.56 ميجاهرتز، والذي تم دمجه لاحقًا في معيار ISO/IEC 18000-3.

معيار تقنية تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID)

وباعتبارها تقنية تجارية، فإن تقنية تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) لها معاييرها الخاصة أيضاً. وقد وضعت المنظمة الدولية للمعايير (ISO) معياراً دقيقاً لها.

بالإضافة إلى ذلك، شكّل العديد من المصنّعين المطورين تحالفاتٍ لوضع معايير تقنية خاصة بهم، وهي معيار EPC. يُعدّ هذا المعيار الأكثر استخدامًا حاليًا. يقسم معيار EPC نظام RFID إلى أربعة مستويات: الطبقة الفيزيائية، والطبقة الوسطى، وطبقة الإنترنت، وطبقة التطبيقات. تشمل الطبقة الفيزيائية جميع مكونات النظام في البيئة الفيزيائية، بما في ذلك هوائيات العلامات، وأجهزة القراءة، وأجهزة الاستشعار، وأجهزة القياس، وغيرها. أما الطبقة الوسطى، فهي عبارة عن برمجيات وسيطة لجمع المعلومات وواجهة تطبيقات، حيث يقوم قارئ البطاقات بجمع المعلومات من العلامات ومعالجة البيانات الأولية، ثم إرسالها إلى طبقة الربط البيني أو واجهة بيانات طبقة التطبيقات. تربط طبقة الربط البيني بين النظام ونظام البيانات، وتتيح تبادل المعلومات. بينما تمثل طبقة التطبيقات الواجهة الخلفية لبرمجيات وتطبيقات الشركة. على مستوى النظام، يحدد معيار EPC أيضًا تنسيق البيانات، وينظم برامج الإخراج والنقل. لذا، يتميز نظام RFID بالدقة والتنظيم.

تعتمد قاعدة حامل معلومات التحليل على الملصق الكهربائي. وهو نوعان: أحدهما نشط والآخر سلبي، أي أنه لا يحتاج إلى مصدر طاقة خارجي. فما الذي يزوده بالطاقة؟ إنه قارئ بطاقات نظام تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID). وهو جهاز إرسال واستقبال بترددات الراديو، يقوم بتنشيط الملصق الكهربائي عن طريق إرسال إشارة شعاعية أثناء عمله. وعندما يلامس الملصق السلبي، فإنه يزوده بالطاقة.

بطبيعة الحال، يواجه نقل البيانات الكهربائية قيودًا في بعض الظروف الخارجية. ففي الولايات المتحدة، على سبيل المثال، يُمنع النقل السلبي عندما تتجاوز الطاقة 1 واط. كما تُفرض متطلبات أداء صارمة على قارئات البطاقات، إذ يجب عليها التمييز بين انعكاس الإشارة الضعيفة واستقبال إشارة انعكاس قوية. وتُعاني العديد من قارئات البطاقات من مشكلة قراءة البيانات بشكل خاطئ، مما يُشكل عائقًا أمام تطوير تقنية RFID.