تقنية تحديد الهوية بترددات الراديو (RFID) هي تقنية تعريف تلقائية لا تلامسية، تقوم بتحديد الأجسام المستهدفة تلقائيًا والحصول على البيانات ذات الصلة عبر إشارات ترددات الراديو. لا تتطلب عملية التحديد أي تدخل يدوي، ويمكنها العمل في بيئات قاسية متنوعة. تتميز تقنية RFID بقدرتها على تحديد الأجسام المتحركة بسرعة عالية، وتحديد عدة علامات في الوقت نفسه، مما يجعل العملية سريعة وسهلة.
تُعدّ بطاقة RFID (التعريف بترددات الراديو) تقنية تعريف تلقائية لا تلامسية، حيث تُحدد تلقائيًا الأجسام المستهدفة وتحصل على البيانات ذات الصلة عبر إشارات ترددات الراديو. لا تتطلب عملية التعريف أي تدخل يدوي. تتكون هذه البطاقات عادةً من بطاقات وهوائيات وقارئات. تُرسل القارئة إشارة تردد راديوي بتردد معين عبر الهوائي. عند دخول البطاقة مجالًا مغناطيسيًا، يتولد تيار كهربائي مُستحثّ للحصول على الطاقة وإرسال المعلومات المخزنة في الشريحة إلى القارئة. تقرأ القارئة المعلومات، وتُفكّ شفرتها، ثم تُرسل البيانات إلى الحاسوب، حيث يقوم النظام بمعالجتها.
تعمل ملصقات RFID على النحو التالي:
1. بعد دخول ملصق RFID إلى المجال المغناطيسي، فإنه يستقبل إشارة التردد اللاسلكي المرسلة من قارئ RFID.
2. استخدم الطاقة التي تم الحصول عليها من التيار المستحث لإرسال معلومات المنتج المخزنة في الشريحة (علامة RFID السلبية)، أو أرسل إشارة بتردد معين بشكل فعال (علامة RFID النشطة).
3. بعد أن يقرأ القارئ المعلومات ويفك تشفيرها، يتم إرسالها إلى نظام المعلومات المركزي لمعالجة البيانات ذات الصلة.
يتكون نظام تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) الأساسي من ثلاثة أجزاء:
1. بطاقة تعريف الترددات الراديوية (RFID): تتكون من هوائي RFID (عنصر اقتران) وشريحة RFID متكاملة (رقاقة)، ولكل بطاقة رمز إلكتروني فريد يُعرف برقم التعريف. تُثبّت هذه البطاقة على جسم ما لتحديد هويته، وتُعرف أيضاً باسم جهاز الإرسال والاستقبال.
2. قارئ RFID: يُسمى أيضًا قارئ-كاتب، وهو جهاز يُستخدم لقراءة أو ترميز المعلومات الموجودة على البطاقات. يمكن تصميمه كقارئ محمول أو ثابت، حسب التطبيق.
3. نظام برامج التطبيقات: يشير هذا إلى البرامج الموجودة في طبقة التطبيق، والمصممة في المقام الأول لمعالجة البيانات المجمعة بشكل أكبر وجعلها متاحة وقابلة للاستخدام من قبل الأشخاص.
تحتوي بطاقات RFID عادةً على مناطق تخزين أو أقسام مختلفة يمكنها تخزين أنواع مختلفة من البيانات التعريفية. ومن أنواع الذاكرة الشائعة في بطاقات RFID ما يلي:
1. مُعرِّف العلامة (TID): هو مُعرِّف فريد تُخصِّصه الشركة المُصنِّعة للعلامة. وهو عبارة عن ذاكرة للقراءة فقط تحتوي على رقم تسلسلي فريد ومعلومات أخرى خاصة بالعلامة، مثل رمز الشركة المُصنِّعة أو تفاصيل الإصدار. لا يُمكن تعديل مُعرِّف العلامة أو الكتابة فوقه.
2. رمز المنتج الإلكتروني (EPC): تُستخدم ذاكرة رمز المنتج الإلكتروني لتخزين المعرّف الفريد عالميًا (EPC) لكل منتج أو صنف. وهي توفر رموزًا قابلة للقراءة إلكترونيًا تُعرّف وتتتبع الأصناف الفردية بشكل فريد ضمن سلسلة التوريد أو نظام إدارة المخزون.
3. ذاكرة المستخدم: ذاكرة المستخدم هي مساحة تخزين يحددها المستخدم في بطاقة RFID، ويمكن استخدامها لتخزين بيانات أو معلومات مخصصة وفقًا لتطبيقات أو متطلبات محددة. وهي عادةً ذاكرة قابلة للقراءة والكتابة، مما يسمح للمستخدمين المصرح لهم بتعديل البيانات. يختلف حجم ذاكرة المستخدم باختلاف مواصفات البطاقة.
٤. الذاكرة المحجوزة: تشير الذاكرة المحجوزة إلى جزء من مساحة ذاكرة البطاقة المخصصة للاستخدام المستقبلي أو لأغراض خاصة. قد يحجزها مُصنِّع البطاقة لتطوير ميزات أو وظائف مستقبلية أو لتلبية متطلبات تطبيق محددة. يختلف حجم الذاكرة المحجوزة واستخدامها بناءً على تصميم البطاقة والاستخدام المقصود منها.
من المهم ملاحظة أن نوع الذاكرة المحدد وسعتها قد يختلف بين نماذج علامات RFID، حيث قد يكون لكل علامة تكوين ذاكرة فريد خاص بها.
في مجال تقنية تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID)، يُستخدم تردد UHF عادةً في أنظمة RFID السلبية. تعمل بطاقات وقارئات UHF RFID بترددات تتراوح بين 860 و960 ميجاهرتز. تتميز أنظمة UHF RFID بنطاقات قراءة أطول ومعدلات بيانات أعلى مقارنةً بأنظمة RFID منخفضة التردد. تتميز هذه البطاقات بصغر حجمها وخفة وزنها ومتانتها العالية وسرعة القراءة/الكتابة الفائقة ومستوى أمانها العالي، مما يلبي احتياجات تطبيقات الأعمال واسعة النطاق ويُحسّن كفاءة إدارة سلسلة التوريد، بالإضافة إلى فوائدها في مجالات مثل مكافحة التزييف والتتبع. لذلك، فهي مناسبة تمامًا لتطبيقات مثل إدارة المخزون وتتبع الأصول والتحكم في الوصول.
تُعدّ EPCglobal مشروعًا مشتركًا بين الرابطة الدولية لترقيم المواد (EAN) ومجلس الرموز الموحدة للولايات المتحدة (UCC). وهي منظمة غير ربحية بتكليف من قطاع الصناعة، وتتولى مسؤولية وضع المعيار العالمي لشبكة EPC بهدف تحديد السلع في سلسلة التوريد بسرعة ودقة وتلقائية أكبر. ويهدف مشروع EPCglobal إلى تعزيز تطبيق شبكات EPC على نطاق أوسع في جميع أنحاء العالم.
يُعد رمز المنتج الإلكتروني (EPC) مُعرّفًا فريدًا يتم تعيينه لكل منتج مُدمج في علامة RFID (تحديد الترددات الراديوية).
يمكن وصف مبدأ عمل نظام EPC ببساطة على النحو التالي: ربط المنتجات بعلامات إلكترونية باستخدام تقنية RFID، حيث تُستخدم موجات الراديو لنقل البيانات والتعرف عليها. يتكون نظام EPC بشكل أساسي من ثلاثة أجزاء: العلامات، وأجهزة القراءة، ومراكز معالجة البيانات. تُعد العلامات جوهر نظام EPC، فهي تُثبّت على المنتجات وتحمل تعريفًا فريدًا ومعلومات أخرى ذات صلة بها. يتواصل جهاز القراءة مع العلامة عبر موجات الراديو ويقرأ المعلومات المخزنة عليها. أما مركز معالجة البيانات، فيُستخدم لاستقبال البيانات المقروءة من العلامات وتخزينها ومعالجتها.
توفر أنظمة إدارة عمليات الإنتاج والمشتريات والإنشاء (EPC) مزايا عديدة، منها تحسين إدارة المخزون، وتقليل الجهد اليدوي في تتبع المنتجات، وتسريع عمليات سلسلة التوريد وزيادة دقتها، وتعزيز شهادات المنتجات. كما يعزز تنسيقها الموحد قابلية التشغيل البيني بين الأنظمة المختلفة، ويتيح التكامل السلس في مختلف الصناعات.
يُعدّ EPC Gen 2، اختصارًا لـ Electronic Product Code Generation 2، معيارًا خاصًا بعلامات وقارئات RFID. وهو معيار جديد للواجهة الهوائية، اعتمدته منظمة EPCglobal، وهي منظمة غير ربحية معنية بالتوحيد القياسي، عام 2004، ويعفي أعضاء EPCglobal والوحدات الموقعة على اتفاقية الملكية الفكرية الخاصة بها من رسوم براءات الاختراع. ويُشكّل هذا المعيار أساس شبكة EPCglobal لتقنية تحديد الهوية بترددات الراديو (RFID)، والإنترنت، ورمز المنتج الإلكتروني (EPC).
وهو أحد أكثر المعايير المعتمدة على نطاق واسع لتقنية RFID، لا سيما في تطبيقات سلسلة التوريد وتجارة التجزئة.
يُعدّ معيار EPC Gen 2 جزءًا من معيار EPCglobal، الذي يهدف إلى توفير طريقة موحدة لتحديد المنتجات وتتبعها باستخدام تقنية RFID. وهو يحدد بروتوكولات الاتصال ومعايير علامات RFID وأجهزة القراءة، مما يضمن قابلية التشغيل البيني والتوافق بين مختلف الشركات المصنعة.
يُعدّ معيار ISO 18000-6 بروتوكولًا للواجهة الهوائية طوّرته المنظمة الدولية للمعايير (ISO) لاستخدامه مع تقنية تحديد الهوية بترددات الراديو (RFID). ويحدد هذا المعيار أساليب الاتصال وقواعد نقل البيانات بين قارئات RFID والبطاقات.
توجد عدة إصدارات من معيار ISO 18000-6، ويُعدّ الإصدار ISO 18000-6C الأكثر شيوعًا. يحدد هذا الإصدار بروتوكول واجهة الهواء لأنظمة تحديد الهوية بترددات الراديو فائقة العلو (UHF). ويُعرف أيضًا باسم EPC Gen2 (الجيل الثاني من رمز المنتج الإلكتروني)، وهو المعيار الأكثر استخدامًا لأنظمة UHF RFID.
تحدد المواصفة القياسية ISO 18000-6C بروتوكولات الاتصال، وهياكل البيانات، ومجموعات الأوامر المستخدمة للتفاعل بين علامات UHF RFID وأجهزة القراءة. كما تحدد استخدام علامات UHF RFID السلبية، التي لا تتطلب مصدر طاقة داخلي، بل تعتمد على الطاقة المنقولة من جهاز القراءة للتشغيل.
يتمتع بروتوكول ISO 18000-6 بتطبيقات واسعة النطاق، ويمكن استخدامه في العديد من المجالات مثل إدارة الخدمات اللوجستية، وتتبع سلسلة التوريد، ومكافحة تزييف السلع، وإدارة الموارد البشرية. وباستخدام هذا البروتوكول، يمكن تطبيق تقنية RFID في سيناريوهات متنوعة لتحقيق تحديد وتتبع سريع ودقيق للعناصر.
لكل من تقنية تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) والباركود مزاياها الخاصة واستخداماتها المتعددة، فلا توجد ميزة أو عيب مطلق. تتفوق تقنية RFID على الباركود في بعض الجوانب، على سبيل المثال:
1. سعة التخزين: تتميز بطاقات RFID بقدرتها على تخزين معلومات أكثر، بما في ذلك المعلومات الأساسية للمنتج، ومعلومات خصائصه، ومعلومات إنتاجه، ومعلومات تداوله. وهذا ما يجعل تقنية RFID أكثر ملاءمة في مجال الخدمات اللوجستية وإدارة المخزون، ويتيح تتبع المنتج طوال دورة حياته.
2. سرعة القراءة: تقرأ علامات RFID بشكل أسرع، ويمكنها قراءة علامات متعددة في عملية مسح واحدة، مما يحسن الكفاءة بشكل كبير.
3. القراءة بدون تلامس: تستخدم بطاقات RFID تقنية الترددات الراديوية، مما يتيح القراءة بدون تلامس. يمكن أن تكون المسافة بين القارئ والبطاقة بضعة أمتار، دون الحاجة إلى محاذاة البطاقة مباشرةً، مما يسمح بالقراءة الجماعية والقراءة عن بُعد.
٤. التشفير والتحديث الديناميكي: يمكن تشفير علامات RFID، مما يسمح بتخزين البيانات وتحديثها. ويمكن تسجيل حالة وموقع العناصر على العلامة في الوقت الفعلي، مما يساعد على تتبع وإدارة الخدمات اللوجستية والمخزون بشكل فوري. أما الرموز الشريطية، فهي ثابتة ولا يمكن تحديث بياناتها أو تعديلها بعد المسح الضوئي.
٥. موثوقية ومتانة عاليتان: تتميز بطاقات RFID عادةً بموثوقية ومتانة عاليتين، ويمكنها العمل في بيئات قاسية مثل درجات الحرارة المرتفعة والرطوبة العالية والتلوث. ويمكن تغليف هذه البطاقات بمواد متينة لحمايتها. أما الرموز الشريطية، فهي عرضة للتلف، مثل الخدوش أو الكسر أو التلوث، مما قد يؤدي إلى عدم إمكانية قراءتها أو قراءتها بشكل خاطئ.
مع ذلك، تتميز الرموز الشريطية بمزاياها، مثل انخفاض التكلفة والمرونة والبساطة. وفي بعض الحالات، قد تكون الرموز الشريطية أكثر ملاءمة، مثل الخدمات اللوجستية وإدارة المخزون على نطاق صغير، والحالات التي تتطلب مسحًا ضوئيًا فرديًا، وما إلى ذلك.
لذا، ينبغي أن يستند اختيار استخدام تقنية تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) أو الباركود إلى سيناريوهات التطبيق والاحتياجات المحددة. ففي حالة الحاجة إلى قراءة كميات كبيرة من المعلومات بكفاءة وسرعة ومن مسافات بعيدة، قد تكون تقنية RFID أنسب؛ أما في حالة الحاجة إلى تكلفة أقل وسهولة في الاستخدام، فقد يكون الباركود أنسب.
رغم المزايا العديدة لتقنية تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID)، إلا أنها لن تحل محل الرموز الشريطية بشكل كامل. فلكل من الرموز الشريطية وتقنية RFID مزاياها الفريدة وسيناريوهات استخدامها المختلفة.
يُعدّ الباركود تقنية تعريف اقتصادية ورخيصة ومرنة وعملية، تُستخدم على نطاق واسع في قطاعات البيع بالتجزئة والخدمات اللوجستية وغيرها. مع ذلك، يتميز بسعة تخزين بيانات محدودة، إذ لا يُمكنه تخزين سوى رمز واحد، وسعة تخزين معلومات محدودة تقتصر على الأرقام والرموز الإنجليزية والحروف، وبحد أقصى 128 رمز ASCII. عند استخدامه، يلزم قراءة اسم الرمز المُخزّن لاستدعاء البيانات من شبكة الحاسوب للتحقق من الهوية.
من ناحية أخرى، تتمتع تقنية تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) بسعة تخزين بيانات أكبر بكثير، ويمكن تتبعها طوال دورة حياة كل وحدة مادية. تعتمد هذه التقنية على تقنية الترددات الراديوية، ويمكن تشفيرها أو حمايتها بكلمة مرور لضمان أمان البيانات. يمكن ترميز علامات RFID وقراءتها وتحديثها وتفعيلها باستخدام واجهات خارجية أخرى لتبادل البيانات.
لذا، فرغم مزايا تقنية تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) العديدة، إلا أنها لن تحل محل الرموز الشريطية بشكل كامل. في كثير من التطبيقات، يمكن للتقنيتين أن تُكملا بعضهما البعض وتعملا معًا لتحقيق التحديد التلقائي للعناصر وتتبعها.
يمكن لملصقات RFID تخزين أنواع عديدة من المعلومات، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر ما يلي:
1. المعلومات الأساسية للعنصر: على سبيل المثال، يمكن تخزين اسم العنصر، وطرازه، وحجمه، ووزنه، وما إلى ذلك.
2. معلومات سمات العنصر: على سبيل المثال، يمكن تخزين اللون والملمس والمادة وما إلى ذلك للعنصر.
3. معلومات إنتاج المنتج: على سبيل المثال، يمكن تخزين تاريخ الإنتاج، دفعة الإنتاج، الشركة المصنعة، وما إلى ذلك من معلومات المنتج.
4. معلومات تداول العناصر: على سبيل المثال، يمكن تخزين مسار النقل، وطريقة النقل، والحالة اللوجستية، وما إلى ذلك للعناصر.
5. معلومات مكافحة السرقة للعناصر: على سبيل المثال، يمكن تخزين رقم علامة مكافحة السرقة، ونوع مكافحة السرقة، وحالة مكافحة السرقة، وما إلى ذلك للعنصر.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لملصقات RFID تخزين معلومات نصية مثل الأرقام والحروف والرموز، فضلاً عن البيانات الثنائية. ويمكن كتابة هذه المعلومات وقراءتها عن بُعد من خلال قارئ/كاتب RFID.
تُستخدم علامات RFID على نطاق واسع في مجالات متنوعة، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:
1. الخدمات اللوجستية: يمكن لشركات الخدمات اللوجستية استخدام علامات RFID لتتبع البضائع، وتحسين كفاءة النقل ودقته، فضلاً عن تقديم خدمات لوجستية أفضل للعملاء.
٢. قطاع التجزئة: يستخدم تجار التجزئة تقنية تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) لإدارة المخزون ومراقبته ومنع السرقة. وتُستخدم هذه التقنية في متاجر الملابس، ومحلات السوبر ماركت، ومتاجر الإلكترونيات، وغيرها من الشركات العاملة في قطاع التجزئة.
3. إدارة الأصول: تُستخدم علامات RFID لتتبع الأصول وإدارتها في مختلف القطاعات. تستخدمها المؤسسات لتتبع الأصول القيّمة والمعدات والأدوات والمخزون. وتستفيد قطاعات مثل البناء وتكنولوجيا المعلومات والتعليم والجهات الحكومية من علامات RFID لإدارة الأصول.
4. المكتبات: تُستخدم علامات RFID في المكتبات لإدارة الكتب بكفاءة بما في ذلك الاستعارة والإعارة ومراقبة المخزون.
يمكن استخدام علامات RFID في أي سيناريو تطبيق يتطلب تتبع العناصر وتحديدها وإدارتها. ونتيجة لذلك، تُستخدم علامات RFID في العديد من الصناعات والمنظمات المختلفة، بما في ذلك شركات الخدمات اللوجستية، وتجار التجزئة، والمستشفيات، والمصانع، والمكتبات، وغيرها.
يختلف سعر علامات RFID تبعًا لعدد من العوامل، مثل نوع العلامة وحجمها ونطاق القراءة وسعة الذاكرة وما إذا كانت تتطلب كتابة رموز أو تشفيرًا وما إلى ذلك.
بشكل عام، تتفاوت أسعار بطاقات تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) بشكل كبير، حيث تتراوح بين بضعة سنتات وبضعة عشرات من الدولارات، وذلك تبعاً لأدائها واستخدامها. بعض بطاقات RFID الشائعة، مثل بطاقات RFID العادية المستخدمة في قطاعي التجزئة والخدمات اللوجستية، تتراوح أسعارها عادةً بين بضعة سنتات وبضعة دولارات. أما بعض بطاقات RFID عالية الأداء، مثل بطاقات RFID عالية التردد المستخدمة في التتبع وإدارة الأصول، فقد تكون أغلى ثمناً.
من المهم أيضًا ملاحظة أن سعر بطاقة RFID ليس التكلفة الوحيدة. فهناك تكاليف أخرى مرتبطة بنشر نظام RFID واستخدامه، مثل تكلفة أجهزة القراءة والهوائيات، وتكلفة طباعة البطاقات ولصقها، وتكلفة تكامل النظام وتطوير البرمجيات، وما إلى ذلك. لذا، عند اختيار بطاقات RFID، يجب مراعاة سعر البطاقات والتكاليف الأخرى ذات الصلة لاختيار نوع البطاقة والمورد الأنسب لاحتياجاتك.