فیدیبو نماینده قانونی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی و بیش از ۶۰۰ ناشر دیگر برای عرضه کتاب الکترونیک و صوتی است .
کتاب RFID

کتاب RFID
دروازه‌ای به اينترنت اشياء

نسخه الکترونیک کتاب RFID به همراه هزاران کتاب دیگر از طریق فیدیبو به صورت کاملا قانونی در دسترس است.


فقط قابل استفاده در اپلیکیشن‌های iOS | Android | Windows فیدیبو

درباره کتاب RFID

کلمۀ RFID مخفّف عبارت Radio Frequency IDentification و به معنای شناسایی بر پایۀ بسامد رادیویی است. این روش یکی از روش‌های شناسایی بدون نیاز به تماس مستقیم است و به‌وسیلۀ یک ارسال‌کنندۀ امواج رادیویی که در شیء قرار گرفته و یک گیرندۀ امواج، کار می‌کند. اگرچه فنّاوری RFID امروزه به عنوان یک فنّاوری نو در زمینه‌های مختلفی مورد استفاده قرار گرفته است، امّا برخلاف ذهنیّت عمومی، تاریخچه این فنّاوری به سال‌ها پیش بر‌می‌گردد. در ۱۹۴۵م. لئون ترمین یک ابزار جاسوسی برای اتّحادیّۀ جماهیر شوروی اختراع کرد که اطّلاعات صوتی حوادث را به‌صورت امواج رادیویی منتقل می‌کرد. فنّاوری مشابهی نیز به نام فرستندۀ خودکار IFF‌ اختراع شد که در جنگ جهانی دوّم به­وسیلۀ متّفقین، جهت تشخیص هواپیماهای دشمن و خودی استفاده می‌شد. امروزه فرستنده‌های خودکار در بسیاری از هواپیماهای خودکار استفاده می‌شود. از دیگر کارهای اوّلیۀ برای رسیدن به RFID یک مقاله از هری استاکمن در ۱۹۴۸م. با عنوان «ارتباطات به‌وسیله نیروی بازتاب » بود.

ادامه...
  • ناشر دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
  • تاریخ نشر
  • زبان فارسی
  • حجم فایل 2.73 مگابایت
  • تعداد صفحات ۲۱۸ صفحه
  • شابک

بخشی از کتاب RFID

شما به آخر نمونه کتاب رسیده‌اید، برای خواندن نسخه کامل، کتاب الکترونیک را خریداری نمایید و سپس با نصب اپلیکیشن فیدیبو آن را مطالعه کنید:

پیش گفتار

پروردگار متّعال را شاکرم که به یاری او توانستم کتاب حاضر را، به عنوان تحفه ای به محضر اندیشمندان و پژوهشگران کشورمان تقدیم کنم.
در عصر حاضر استفاده از سامانه های هوشمند، تبدیل به یک «ضرورت» شده است. یکی از این سامانه ها، RFID و برچسب های(۱) هوشمند آن است. استفاده از این سامانه، در حال حاضر رو به گسترش بوده و این موضوع مستلزم آشنایی هر چه بیشتر با این سامانه و کاربردهای آن است.
کتاب حاضر مجموعه ای از مفاهیم علمی و عملی در رابطه با سامانه های RFID است که به منظور استفاده و آشنایی متخصّصان، دانشجویان و پژوهشگران مرتبط با فنّاوری اطّلاعات و حوزه های درگیر، و نیز برطرف ساختن نیازهای گوناگون، پروژه ها و همچنین به منظور ارایه مطالب فنّی برای پیاده سازی پروژه های گوناگون در حوزه های متفاوت نوشته شده است. از طرف دیگر این کتاب، با ارایه درکی جامع در موردRFID، می تواند دیگر مخاطبان و علاقه مندان به آشنایی با فنّاوری های جدید را اغنا سازد.
امید است که این کتاب مورد استفاده پژوهشگران، دانش پژوهان و علاقه مندان به موضوعات هوشمند سازی و فنّاوری های نوین قرار بگیرد. از همه صاحب نظران دعوت می شود تا نظرهای خود را در مورد این کتاب، به نشانی رایانامه دانشگاهی مولّف ارسال کنند. روشن است نظرهای ایشان در بازنویسی های آینده مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
در خاتمه، نویسنده بر خود واجب می داند که از تمامی همکاران، دانشجویان و دوستانی همچون مهندس احسان برخورداری، مهندس مهیار مرادی و مهندس مریم حاجی شاه کَرَم که با گذاشتن پر بهاترین متاع زندگی خویش که وقت شان است؛ با پیشنهادها و یا پیش مطالعه کتاب، نظرهای ارزشمند خویش را برای اعمال در آن ارایه دادند و دیگر عزیزانی که به صورت­های گوناگون در به وجود آوردن این کتاب موثّر بوده اند صمیمانه تشکّر نماید.
mohammadi@kntu.ac.ir
شهریار محمّدی
تابستان ۱۳۹۶

۱- ۳ RFID چیست؟

کلمه RFID مخفّف عبارت Radio Frequency IDentification و به معنای شناسایی بر پایه بسامد رادیویی است. این روش یکی از روش های شناسایی بدون نیاز به تماس مستقیم است و به وسیله یک ارسال کننده امواج رادیویی که در شیء قرار گرفته و یک گیرنده امواج، کار می کند.

۱ -۴ تاریخچه RFID

اگرچه فنّاوری RFID امروزه به عنوان یک فنّاوری نو در زمینه های مختلفی مورد استفاده قرار گرفته است، امّا برخلاف ذهنیّت عمومی، تاریخچه این فنّاوری به سال ها پیش بر می گردد. در ۱۹۴۵م. لئون ترمین(۱۴) یک ابزار جاسوسی برای اتّحادیّه جماهیر شوروی اختراع کرد که اطّلاعات صوتی حوادث را به صورت امواج رادیویی منتقل می کرد.
فنّاوری مشابهی نیز به نام فرستنده خودکار(IFF (۱۵ اختراع شد که در جنگ جهانی دوّم به­وسیله متّفقین، جهت تشخیص هواپیماهای دشمن و خودی استفاده می شد. امروزه فرستنده های خودکار در بسیاری از هواپیماهای خودکار استفاده می شود. از دیگر کارهای اوّلیه برای رسیدن به RFID یک مقاله از هری استاکمن(۱۶) در ۱۹۴۸م. با عنوان «ارتباطات به وسیله نیروی بازتاب(۱۷)» بود.
در ۱۹۷۳م. ماریو کاردالو(۱۸) اوّلین ابزاری را که به عنوان جدّ RFID می توان نام برد، تولید کرد. این برچسب یک گیرنده و فرستنده رادیویی غیرفعّال(۱۹) به همراه حافظه بود. برچسب اوّلیّه که شامل یک حافظه ۱۶ بیتی بود، در ۱۹۷۱م. برای استفاده در بخش اخذ عوارض عبور به مقامات بندر نیویورک ارائه شد. این اختراع، کلّیه کاربردهای امواج رادیویی(۲۰)، صدا و نور را به عنوان ابزار انتقال داده در برگرفت.
از آن پس، این ابزار در بخش های مختلفی همچون حمل و نقل (شناسایی خودکار وسیله نقلیّه، سامانه اخذ عوارض خودکار، پلاک الکترونیکی، مسیریابی وسیله نقلیّه، نظارت بر عملکرد خودرو)، بانکداری (دسته چک الکترونیک، کارت اعتباری الکترونیکی)، امنیّت (شناسایی کارکنان، دروازه های(۲۱) کنترل ورود و خروج خودکار) و پزشکی (تشخیص، سابقه بیمار) به کار گرفته شد.
نمونه اوّلین برچسب های RFID به صورت غیرفعّال و نیمه فعّال(۲۲)، در ۱۹۷۳م. توسّط ۳ نفر در لابراتوار ملّی آلاموس(۲۳) به وجود آمد؛ که در آن زمان، سامانه قابل حمل(۲۴) در بسامد ۹۱۵ مگاهرتز و با استفاده از برچسب های ۱۲ بیتی کار می کرد. اوّلین اختراعی که با عبارت RFID ثبت شد متعلّق به شخصی به نام چارلز والتون(۲۵)، در ۱۹۸۳م. بود.
وزارت دفاع آمریکا، بزرگ ترین توسعه دهنده RFID فعّال است که برچسب های فعّال(۲۶) را در کانتینرهای کشتیرانی خود استفاده می کند و بزرگ ترین توسعه دهنده RFID غیرفعّال آژانس دفاع لجستیک(۲۷) (بزرگ ترین زیرمجموعه وزارت دفاع آمریکا) است.

۱- ۵ RFID و رمزمیله

شاید رمزمیله شناخته شده ترین ابزار برای شناسایی باشد، امّا این ابزار محدودیّت هایی ایجاد می نماید که باعث کمتر شدن کاربرد آن در مقابل RFID شده است. برخی از ضعف های رمزمیله در مقابل RFID عبارتند از:

- نیاز رمزمیله به خطّ دید مستقیم و فاصله بسیار کم در هنگام شناسایی در صورتی که در RFID اشیاء با فاصله زیاد و با حسّاسیّت کمتری شناسایی می شوند. بیشتر اوقات، رمزمیله برای شناسایی نیاز به عملگر دارد در حالی که در RFID می توان بدون دخالت عملگر تعداد زیادی برچسب را به صورت خودکار شناسایی کرد.
- پس از چاپ رمزمیله به سختی می توان اطّلاعات دیگری را به آن اضافه کرد یا اطّلاعات آن را تغییر داد؛ این در حالی است که برچسب های RFID در بیشتر وقت ها قابلیّت بارها نوشتن اطّلاعات را دارند.
- برای خواندن رمزمیله اشیاء، می باید صف تشکیل شود و رمزمیله ها تک تک خوانده شوند ولی چند برچسب RFID می­توانند به طور هم­زمان و بدون ایجاد صف خوانده شوند، در نتیجه خواندن اطّلاعات رمزمیله بسیار کندتر از RFID است.
- رمزمیله باید بر روی سطح خارجی کالا نصب شود که در نتیجه خیلی سریع آسیب دیده و غیر قابل استفاده می­شود. در حالی که می­توان برچسب های RFID را در داخل بسته بندی یا داخل هر شیء­ای قرار داد که این باعث دوام آن می شود و همچنین امکان استفاده دوباره از آن­ را فراهم می کند. تعداد بایت های موجود برای ذخیره­سازی اطّلاعات در RFID بسیار بیشتر از رمزمیله است.

البتّه در مقابل، رمزمیله برتری هایی نیز نسبت به RFID دارد:

- قیمت برچسب­های RFID گران­تر از رمزمیله هستند و این قیمت بالا گاهی اوقات به حدّی تاثیرگذار است که صرف نظر از تمام مشکل های رمزمیله ها استفاده از آن­ها بسیار به صرفه تر از به­کارگیری RFID است.
- امنیّت اطّلاعات موجود روی RFID کمتر از رمزمیله است، زیرا خواننده های (۲۸) مختلف برچسب از فواصل دور قادر به خواندن این اطّلاعات هستند.

فصل اوّل: مقدّمه

۱ -۱ مقدّمه

تصوّر کنید پول پارکینگ مرکز خرید یا محلّ کارتان را از پیش پرداخته اید و حالا هر وقت به پارکینگ می روید، برچسب RFID باعث می شود تا وقت شما جهت گرفتن قبض ورودی و یا پرداخت وجه هنگام خروج، گرفته نشود. این پدیده در حال حاضر با نام E-ZPass transponder مورد استفاده قرار می گیرد.
تصوّر کنید در مرکز خرید، سبد خریدتان را از اجناس پر کرده اید و در پای صندوق پرداخت، فقط کارت خریدتان را داخل دستگاه پرداخت می کنید و به خانه تان می روید. در واقع آن چه رخ داده این است که پیش از آن که به صندوق پرداخت برسید، هر برچسبِ RFID بر روی اجناس داخل سبد، اطّلاعات مربوط به قیمت خودش را برای برچسب قیمت خوان فرستاده و به این ترتیب جمع کلّ خرید شما از پیش محاسبه شده است. در همین حال، برچسب قیمت خوان هم که قیمت ها را از برچسب های RFID گرفته، می تواند آنها را برای فروشنده اصلی و نیز برای تولیدکنندگان محصولات ارسال کند تا آنها هم بدانند که به فرض، موجودی یک کالا همگی به فروش رفته یا هنوز به چه میزانی در قفسه ها و انبار باقی مانده است. از طرف دیگر، بانک هم می تواند میزان خرید شما را به طور مستقیم از حساب تان کسر کند.
خانه ای را در نظر بگیرید که برچسب اجاق پخت وپز آن، به محض دیدن گوشت، آن را بشناسد و دستورهای مخصوص برای پخت وپز آن را به اجرا درآورد؛ یا ماشین های هوشمند لباس شویی که درباره ریختن یک لباس رنگی در میان لباس های سفید) که احتمال رنگ دادن در آن وجود دارد(به شما هشدار بدهد؛ یا خانه ای که افراد مسنّ در آن زندگی می کنند و از روی میزان مصرف چای آنها بتوان فهمید چقدر از نظر اجتماعی تامین هستند. باور کنید این نکته در همایشی در لندن مورد بحث جدّی قرار گرفته است. از لباس های هوشمند و ژاکتی که رنگ عوض می کند تا پرده هایی که می توانند دستورات شما را اجرا کنند.
می توان با RFID زیر نظر داشت که آیا بیماران به صورت صحیح تحت معالجه و مصرف دارو هستند یا خیر. آژانس های هواپیمایی را در نظر بگیرید که در حال جایگزین سازی RFID با رمزمیله ها هستند تا در نظام تحویل بار بهبود ایجاد کنند.
آمریکایی ها می گویند جعل کردن یا تغییر دادن اطلاعات گذرنامه های دارای RFID دشوار است، چرا که تمام اطّلاعات بخش کاغذی گذرنامه باید به طور دقیق با اطّلاعات ثبت شده بر روی تراشه نیز تطبیق کند؛ به این ترتیب، ضریب امنیّتی بسیار بالا تری دارند. یک گذرنامه دارای RFID حتّی اگر دزدیده شود، تراشه اش یک شماره شناسایی منحصربه فرد دارد که به وسیله سازمان های قانونی در سراسر جهان قابل ردیابی است. در آینده حتّی ممکن است بر روی این تراشه، اطّلاعات زیست سنجی مانند تصاویر اثر انگشت نیز اضافه شود. بد نیست بدانید که وزارت خارجه آمریکا، صدور گذرنامه های مجهّز به RFID را از اداره گذرنامه شهر دنور(۲) آغاز کرد تا در مرحله بعد، آن را به ۱۷ اداره گذرنامه دیگر در سراسر آمریکا هم گسترش دهد.
شرکت مارکس اند اسپنسر(۳) در انگلیس استفاده از RFID را در لباس های زنانه و مردانه شروع کرده است. انگیزه شرکت وال مارت(۴) نیز در به کارگیری RFID این است که اقلام مورد فروش خود را ۳ برابر سریع تر از پیش عرضه کند.
در نظر بگیرید کاغذ، برچسبِ RFID داشته باشد تا به طور کامل مشخّص شود چه وقت و کجا ساخته شده است و به این ترتیب بتوان فهمید چقدر از کاغذها امکان دارد باطله باشند تا از میزان ضایعات کاغذ کاست.
چاپخانه ای بسیار بزرگ را در نظر بگیرید که در آن به پالت ها RFID چسبانده شده تا به سرعت بتوان فهمید که پالت ها از کجا آمده اند و الان در کجای کارگاه قرار دارند.
راستی جام جهانی ۲۰۰۶ فوتبال در آلمان یادتان هست؟ بلیت های این مسابقات هم با RFID تجهیز شده بود. رمزگذاری بلیت ها به این هدف صورت گرفت تا اطمینان به وجود آید که تماشاچیان از ورودی های تعیین شده خودشان وارد ورزشگاه ها شده، در جای خاصّ خودشان مستقر می شوند و از بوفه های مربوط به قسمت خودشان استفاده می کنند. افزون بر این، کاربرد RFID در بلیت های مسابقات جام جهانی فوتبال یک فایده دیگر هم داشت و آن جلوگیری از جعل بلیت ها بود. طبق محاسباتی که به عمل آمد، استفاده از برچسب RFID در این بلیت ها حدود ۱۰ سنت (با واحد یورو) به قیمت بلیت ها اضافه کرد که با توجّه به ۲ /۳ میلیون بلیت در نظر گرفته شده، استفاده از RFID برای برگزارکنندگان مسابقات ۳۲۰ هزار یورو هزینه در برداشت. شرکت فیلیپس(۵) که بانی این اتّفاق بود، امیدوار است که این تجربه به افزایش میزان تقاضا برای استفاده از RFID بیانجامد و همین امر سبب شود تا هزینه های استفاده از این فنّاوری، در آینده کاهش یابد.
امّا جالب تر از همه، استفاده از RFID بر روی تیغ اصلاح بود که توسّط شرکت تسکو(۶) صورت گرفت. هدف این شرکت از کاربرد RFID در تیغ های اصلاح این بود که از دزدیده شدن آن ها از سوپرمارکت ها که امری رایج بود، جلوگیری کند. هنوز مدّتی از استفاده از این روش نگذشته بود که موجی از اعتراض به پا شد زیرا معترضان بر این باور بودند که این اقدام به نقض حریم شخصی می انجامد. در واقع از هر کسی که این تیغ های اصلاح را در دست داشت، چه خریدار و چه سارق، عکس گرفته می شد.
با همه این تفاصیل، استفاده از RFID هنوز برای خیلی ها ناشناخته است و برای آنان هم که آن را می شناسند، کاربردهایش هنوز محدود است، امّا شک نکنید که استفاده از RFID در آینده، حالت استاندارد به خود خواهد گرفت.

۱ -۲ روش های شناسایی

امروزه جمع آوری داده های مرتبط با عناصرگوناگون، با شناسایی های خودکار(۷) مسئله مهمّی است. سامانه های شناسایی خودکار باعث افزایش کارایی، کاهش خطا، صرفه جویی در وقت و افزایش سرعت می شوند. تاکنون فنّاوری های متفاوتی همچون رمزمیله(۸)، کارت های هوشمند(۹)، تشخیص شبکیّه چشم، تشخیص صدا،(OCR (۱۰ و... در این عرصه به وجود آمده اند.
به طورکلّی، سامانه های شناسایی خودکار را به ۳ دسته تقسیم می نماییم:
۱) سامانه های تماسی: رمزمیله، کارت های مغناطیسی(۱۱)، کارت های هوشمند
در این سامانه ها به علّت تماسی بودن کارت ها، طول عمر کارت بسیار پایین است. در ضمن امکان کپی برداری از این کارت ها نیز وجود دارد که ضعف امنیّتی این روش را نشان می دهد.
۲) سامانه های بدون تماس: OCR، سامانه شناسایی بر پایه بسامد رادیویی(۱۲)
این سامانه ها نیاز به تماس مستقیم با عنصر مربوطه را ندارند. در این کتاب به شرح مفصّل سامانه های شناسایی بر پایه بسامد رادیویی می پردازیم.
۳) سامانه های زیست سنجی(۱۳): اثر انگشت، مردمک چشم، شبکیّه چشم، DNA، صدا، چهره
در روش های زیست سنجی، عمل شناسایی بر پایه یکی از ویژگی های منحصربه فرد انسان و به صورت الگوهای از پیش تعریف شده انجام می گیرد. تهیّه ماژول ها در این روش هزینه بسیار بالایی دارد.

نظرات کاربران درباره کتاب RFID

عالی
در 4 ماه پیش توسط مرضیه طائب