فنّاوری RFID (Radio Frequency Identification)
اولین بار در جنگ جهانی دوم، یک دانشمند اسکاتلندی پیشنهاد شناسایی هواپیماهای جنگی دوست از دشمن را برای سیستم هوایی انگلیس مطرح کرد. در سیستم اولیه بر روی هر هواپیمای انگلیسی یک فرستنده قرار داشت که مطابق با سیگنالی که از فرستندهی ایستگاه رادیویی بر روی زمین دریافت می‌کرد، سیگنال متناظری مبنی بر هواپیمای خودی یا دوست را ارسال مینمود.
به زبان ساده‌تر، فناوری RFID عبارت است از شناسایی از طریق امواج رادیویی
یک سیستم RFID معمول از سه بخش تشکیل میشود:
1- قرائتگر 2- تگ 3- پردازشگر
شکل 1. اجزای یک سیستم RFID
مطابق با شکل1 در وضعیت عملکردیقرائت‌گر، سیگنال‌هایی که در حاوی داده، کلاک و انرژی است را ارسال نموده و درصورتی‌که تگ در محدوده شناسایی قرائتگر قرارگرفته باشد، انرژی را از سیگنال ارسالی قرائتگر دریافت کرده و از این طریق توان لازم برای راه‌اندازی چیپ داخلی تگ فراهم میشود. در ادامه یک شناسه منحصربه‌فرد به‌وسیله‌ی چیپ تگ، رمزگذاری شده و به‌وسیله‌ی یک سیگنال ارسال میشود. قرائتگر میتواند سیگنال دریافتی را رمزگشایی و شناسه تگ را استخراج نماید.
در سال 1960 اولین تگ RFID تجاری شد. این تگ تنها دارای یک بیت اطلاعات بود، که نظارت الکترونیکی کالا نامیده میشد و در فروشگاه به‌عنوان دزدگیر به کار میرفت. در سال 1970 هیاهوی استفاده گسترده از RFID به دلیل استفاده از ولتاژ کم و استفاده از فنّاوری CMOS که امکان کوچک‌تر کردن سایز تگ و متقابلاً کاهش قیمت تگ و ارتقا کارایی را فراهم مینمود، شنیده شد. در سال 1980، RFID به حوزه های شخصی، تجاری، صنعتی و حمل نقل عمومی راه یافت.
در حال حاضر چیپ هر تگ شامل یک آنتن و یک آی سی است که با توجه به مجتمع سازی‌های کنونی، سایز چیپ به‌طور پیوسته کاهش یافته و درنهایت قیمت تگ نیز در حال کاهش است.
تگهای RFID بر اساس منابع توان، به سه گروه غیرفعال، فعال و شبه غیرفعال تقسیم میشوند. تگهای غیرفعال دارای منبع توان داخلی و فرستنده رادیویی نیستند و چیپ داخلی آن‌ها انرژی لازم را از موج‌های الکترومغناطیس ارسالی از سمت قرائتگر دریافت میکند. تگهای فعال و شبه غیرفعال دارای باطری داخلی برای راه‌اندازی چیپ داخلی‌شان هستند و فرستنده آن‌ها میتواند ارسال داده را به‌صورت فعالانه به سمت قرائتگر داشته باشد. تگهای فعال و شبه غیرفعال، برد عملیاتی، حافظه و نرخ ارسال داده بیشتری نسبت به تگهای غیرفعال دارند. هرچند که تگهای غیرفعال قیمت کمتر و طول عمر بیشتری دارند. در شکل2 نمونه‌هایی از تگهای غیرفعال و فعال نشان داده‌شده است.
شکل 2. تگهای فعال و غیرفعال
تگهای غیرفعال طیف فرکانسی متنوعی را پوشش میدهند که عبارت‌اند از : فرکانس پایین LF، فرکانس بالا HF، فرکانس فوق‌العاده بالا UHF و در مواردی باند ماکروویو.
طیف فرکانسی تگهای فعال بیشتر در باند ماکروویو بوده و در مواردی نیز در فرکانس UHF استفاده می‌گردند. در شکل3 اطلاعات بیشتری درمورد فعال و غیرفعال بودن باندهای فرکانسی ارائه‌شده است.
شکل 3. فرکانس تگهای فعال و غیرفعال
تگهای LF در محدوده‌ی 125 KHz و تگهای HF در محدوده‌ی 13.56 MHz عمل میکنند و امکان خواندن تگ را از طریق اثر کوپلینگ القایی به‌صورت میانگین تا فاصله‌ی یک متر فراهم مینمایند. تگهایی که در این محدوده‌ی فرکانسی عمل میکنند معمولاً تأثیر کمی از محیط‌های فلزی و آبی میپذیرند، بنابراین استفاده از آن‌ها در روبات‌ها، امور حمل‌ونقل و کنترل دستیابی‌ها متداول است.
تگهای UHF در محدوده‌ی MHz 866-868 در اروپا و 902-928 MHz در آمریکای شمالی عمل مینمایند. این تگها به‌صورت میانگین تا فاصله‌ی 10 متر امکان شناسایی داشته و نرخ داده و حافظه بیشتری را نسبت به تگهای LF دارند. کارایی این تگها به‌شدت تابع عوامل محیطی است و استفاده از آن‌ها در محیط‌های فلزی، آبی و دارای گردوغبار یا مه با محدودیتهایی مواجه است.
تگهایی که در باند ماکروویو عمل میکنند فرکانسهای 2.45GHZ و 5.8GHz را پوشش میدهند. این تگها برای تأمین توان موردنیاز عملکردشان دارای باطری داخلی بوده و به‌صورت میانگین تا فاصله 70متر قابلیت شناسایی دارند.
در یک سیستم RFID دو نمونه کوپلینگ آنتن برای ارتباط بین تگ و قرائتگر استفاده میشود که عبارت‌اند از 1- کوپلینگ القایی، 2 کوپلینگ خازنی یا رادیویی که در شکل4 نشان داده‌شدهاند.
شکل4. انواع کوپلینگ در یک سیستم RFID
کوپلینگ القایی در سیستمهایی که طول‌موج آن‌ها بزرگ‌تر از آنتن است، اعمال میشود درنتیجه تگهای LF و HF همان‌گونه که در شکل4 نشان داده‌شده است، از کوپلینگ القایی استفاده میکنند. به دلیل طول‌موج‌های بالا تگهای فرکانس پایین(LF) و فرکانس بالا(HF) دارای آنتهای بلندتری نسبت به تگهای UHF هستند.
کوپلینگ خازنی یا رادیویی در تگهای UHF و ماکروویو به کار میرود و طول‌موج این فرکانسها قابل‌مقایسه با طول آنتن است.
