RFID - مقدمة أساسية وتطبيق بسيط

جرب أداة القضاء على المشاكل





ضع في اعتبارك اثنين من المواقف:

  • أنت في مركز تجاري تشتري الكثير من الأشياء وعليك الآن الانتظار في قائمة الانتظار لفترة طويلة وعندما يحين وقتك ، يقوم الشخص الموجود على العداد بفحص كل عنصر بحثًا عن الباركود الخاص به ، ثم يقوم بمسحها ضوئيًا ثم يقوم الكمبيوتر بمعالجتها ببطء . بشكل عام ، إنها مهمة تستغرق وقتًا طويلاً بالنسبة لك وللشخص الذي يعمل في المنضدة.
  • من المفترض أن تنشئ قاعدة بيانات للطلاب في مدرسة أو كلية أو موظفي أي منظمة ، الموجودين في أي يوم معين. يعد التحقق يدويًا من معرف كل شخص ، وإنشاء قاعدة بيانات ، وتحديثها عملاً شاقًا للغاية.

فكيف تفكر في بديل ، يمكنك بموجبه التقاط الأشياء من المركز التجاري ، ووضع حقيبتك على الماسح الضوئي ودفع الفاتورة والمغادرة. أيضًا في المؤسسات التعليمية أو المنظمات حيث يمكنك فقط تعيين بطاقة هوية لكل عضو ، تحقق من حضورهم في أي يوم معين من خلال بطاقة الهوية.

لتحقيق البدائل المذكورة أعلاه ، فإن الحل أو التقنية المستخدمة هي RFID.




تحديد RFID:

RFID أو نظام تحديد الترددات الراديوية هو نظام تحديد قائم على التكنولوجيا يساعد على تحديد الأشياء فقط من خلال العلامات المرفقة بها ، دون الحاجة إلى أي ضوء مرئي بين العلامات وقارئ العلامات. كل ما هو مطلوب هو اتصال لاسلكي بين العلامة والقارئ.

نظام RFID أساسي:

3 المكونات الرئيسية لنظام RFID



  • علامة RFID: وتتكون من شريحة صغيرة من السيليكون متصلة بهوائي صغير ومثبتة على ركيزة ومغلفة بمواد مختلفة مثل البلاستيك أو الحجاب الزجاجي مع مادة لاصقة على الجانب الخلفي لتثبيتها على الأشياء.

    بطاقة RFID

    بطاقة RFID

  • قارئ: وهو يتألف من ماسح ضوئي بهوائيات لإرسال واستقبال الإشارات وهو مسؤول عن الاتصال بالعلامة واستقبال المعلومات من العلامة.
قارئ RFID

قارئ RFID

  • معالج أو وحدة تحكم : يمكن أن يكون جهاز كمبيوتر مضيفًا مزودًا بمعالج دقيق أو متحكم يستقبل مدخلات القارئ ويعالج البيانات.

2 أنواع أنظمة RFID:

  • نظام RFID النشط: وهذه هي الأنظمة حيث يكون للعلامة مصدر طاقة خاص بها مثل أي وحدة تزويد طاقة خارجية أو بطارية. القيد الوحيد هو العمر الافتراضي لأجهزة الطاقة. يمكن استخدام هذه الأنظمة لمسافات أكبر ولتتبع البضائع عالية القيمة مثل المركبات.
  • نظام RFID السلبي: هذه هي الأنظمة التي تحصل فيها العلامة على الطاقة من خلال نقل الطاقة من هوائي قارئ إلى هوائي العلامة. يتم استخدامها للإرسال قصير المدى.

نحن هنا مهتمون في الغالب بنظام RFID السلبي لأنه يستخدم على نطاق واسع في التطبيقات العادية مثل مؤسسات سوق البيع بالتجزئة.

فكرة موجزة عن كيفية عمل نظام RFID السلبي:

يمكن تشغيل العلامة إما باستخدام طريقة اقتران الحث أو من خلال طريقة التقاط الموجة الكهرومغناطيسية. يتيح لنا معرفة موجزة عن النظام باستخدام هاتين الطريقتين.

  • نظام RFID السلبي باستخدام طريقة اقتران التعريفي: في هذا النهج ، تحصل علامة RFID على الطاقة من القارئ من خلال طريقة الاقتران الاستقرائي. يتكون القارئ من ملف متصل بمصدر تيار متردد بحيث يتكون حوله مجال مغناطيسي. يتم وضع ملف العلامة بالقرب من ملف القارئ ويتم تحريضها بقوة دافعة كهربائية بموجب قانون فاراداي للحث. يتسبب EMF في تدفق التيار في الملف ، مما ينتج عنه مجال مغناطيسي حوله.بموجب قانون لينز ، فإن المجال المغناطيسي لملف العلامة يعارض المجال المغناطيسي للقارئ وستكون هناك زيادة لاحقة في التيار من خلال ملف القارئ. يعترض القارئ هذا على أنه معلومات التحميل. هذا النظام مناسب للاتصال لمسافات قصيرة جدًا. يتم تحويل جهد التيار المتردد الذي يظهر عبر ملف العلامة إلى تيار مستمر باستخدام مقوم وترتيب مرشح.
RFID السلبي باستخدام اقتران حثي

RFID السلبي باستخدام اقتران حثي

  • نظام RFID السلبي باستخدام طريقة انتشار الموجة EM: يرسل الهوائي الموجود في القارئ الموجات الكهرومغناطيسية التي يستقبلها الهوائي الموجود في العلامة كفرق جهد عبر ثنائي القطب. يتم تصحيح هذا الجهد وتصفيته للحصول على طاقة التيار المستمر. يتم الاحتفاظ بهوائي المستقبل بمقاومة مختلفة مما يجعله يعكس جزءًا من الإشارة المستقبلة. يتم استقبال هذه الإشارة المنعكسة بواسطة القارئ ومراقبتها وفقًا لذلك.
RFID السلبي باستخدام إرسال الموجة EM

RFID السلبي باستخدام إرسال الموجة EM

فكرة حول كيفية عمل نظام RFID النشط:

في نظام RFID النشط ، يرسل القارئ إشارة إلى العلامة باستخدام هوائي. تتلقى العلامة هذه المعلومات وتعيد إرسالها مع المعلومات الموجودة في ذاكرتها. يستقبل القارئ هذه الإشارة وينقلها إلى المعالج لمزيد من المعالجة.


نظام RFID نشط

نظام RFID نشط

مثال عملي لتطبيق RFID - نظام حضور يعتمد على RFID

لذا ، دعونا الآن نرى نهجًا عمليًا لحل مشكلتنا الثانية - الحفاظ على قاعدة بيانات والتحقق منها لأعضاء المؤسسة ، باستخدام نظام RFID.

تتضمن الفكرة الأساسية لكل شخص في المؤسسة امتلاك بطاقة هوية وعندما يتم تمرير هذه البطاقة مقابل القارئ ، تتم مطابقة معلومات الشخص مع النظام الموجود في قاعدة البيانات ويتم تمييز حضوره / حضورها.

نظام حضور عملي قائم على RFID

نظام حضور عملي قائم على RFID

رسم تخطيطي للنظام

رسم تخطيطي للنظام

يستخدم النظام بأكمله نظام RFID السلبي مع طريقة الاقتران الاستقرائي. عندما يتم تمرير بطاقة (علامة) RFID مقابل قارئ RFID ، يتم إرسال إشارة حاملة تبلغ 125 كيلو هرتز إلى ملف العلامة ، الذي يستقبل هذه الإشارة ويقوم بتعديلها. يستقبل القارئ هذه الإشارة المعدلة ، ويتم توصيلها بالمتحكم الدقيق. يتلقى المتحكم الدقيق هذه البيانات ويتم برمجته لمقارنتها بالبيانات الموجودة في قاعدة البيانات الحالية. إذا تطابقت البيانات ، يتم عرض التفاصيل ذات الصلة لذلك الشخص المعين على شاشة LCD الموصولة بالمتحكم الدقيق.

لقد قدمت الآن فكرة موجزة عن نظام RFID وتطبيق بسيط ، فكر في بعض التطبيقات الأخرى لـ RFID وقدم مدخلاتك.

مصدر الصورة: