سیستم های rfid

[nika6749]

سیستم های RFID از فناوری مبادله اطلاعات بی سیم برای شناسایی انحصاری اشیاء ، انسان و حیوانات استفاده می نمایند . توانمندی این گونه سیستم ها مدیون بکارگیری سه عنصر اساسی زیر است .

• تگ ( که به آن فرستنده خودکار و یا Transponder نیز گفته می شود ) ، شامل یک تراشه نیمه هادی، یک آنتن و در برخی موارد یک باطری است .
  
• بررسی کننده ( که به آن کدخوان و یا دستگاه نوشتن و خواندن نیز گفته می شود )، شامل یک آنتن ، یک ماژول الکترونیکی RF و یک ماژول کنترلی است .
  
• کنترل کننده ( که به آن هاست نیز گفته می شود ) ، اغلب یک کامپیوتر شخصی و یا ایستگاه کاری است که بر روی آن بانک اطلاعاتی و نرم افزار کنترلی اجراء شده است .
  

شکل 1 ، اجزاء اصلی یک سیستم RFID را نشان می دهد .

شکل 1 : اجزاء یک سیستم RFID

در ادامه با بررسی کننده و کنترل کننده بیشتر آشنا می شویم .


بررسی کننده RFID

بررسی کننده RFID را می توان به منزله کامپیوترهای کوچکی در نظر گرفت که از سه بخش اساسی زیر تشکیل می گردد :

• یک آنتن
• یک ماژول الکترونیک RF که مسئول برقراری ارتباط با تگ RFID است .
• یک ماژول کنترل کننده الکترونیکی که مسئولیت ارتباط با کنترل کننده را برعهده دارد .
  

یک بررسی کننده RFID به عنوان یک پل بین تگ RFID و کنترل کننده عمل می نماید و دارای وظایف زیر است :

• خواندن محتویات داده یک تگ RFID
• نوشتن داده در تگ ( در خصوص تگ های هوشمند )
• رله و یا باز انتشار داده برای کنترل کننده و بالعکس
• تامین انرژی مورد نیاز تگ ( در خصوص تگ های غیرفعال )
  

علاوه بر انجام عملیات فوق ، بررسی کننده های پیچیده تر RFID قادر به انجام سه عملیات مهم دیگر نیز می باشند .

• مقابله با تصادم : حصول اطمینان از ارتباطات همزمان با چندین تگ
• تائید تگ ها : پیشگیری از سوء استفاده احتمالی و دستیابی غیرمجاز به سیستم
• رمزنگاری : حصول اطمینان از یکپارچگی داده
  

در شکل 2 ، چندین نمونه بررسی کننده ( کدخوان ) RFID نشان داده شده است .

شکل 2 : چندین نمونه دستگاه بررسی کننده ( کدخوان ) RFID

مقابله با تصادم هدف از پیاده سازی الگوریتم های ضد تصادمی، حصول اطمینان از توانائی بررسی کننده جهت برقراری ارتباط همزمان با چندین تگ می باشد .
فرض کنید در محدوده تحت پوشش یک بررسی کننده صدها تگ وجود داشته باشد و تمامی آنان بخواهند در یک لحظه اطلاعات خود را ارسال نمایند . بدیهی است به منظور پیشگیری از بروز تصادم ، می بایست ازالگوریتم هائی خاص استفاده گردد .
برای پیاده سازی الگوریتم های ضد تصادمی در بررسی کننده ها از سه روش مختلف استفاده می گردد :

• سه بعدی
• فرکانسی
• زمانی
  

از تمامی روش های اشاره شده به منظور برقراری یک سلسله مراتب و یا سنجش تصادفی و با هدف پیشگیری از بروز تصادم در زمان ارسال اطلاعات استفاده می گردد .


تائید تگ ها در سیستم هائی که نیازمند یک سطح خاص از امنیت می باشند ، بررسی کننده می بایست با استفاده از مکانیزم هائی خاص ، هویت کاربران سیستم را تائید نماید . در چنین سیستم هائی فرآیند تائید کاربران در دو سطح و یا لایه مجزا پیاده سازی می گردد . بخشی از فرآیند بر روی کنترل کننده و بخش دیگر ، بر روی بررسی کننده انجام می شود .
برای تائید کاربران از دو روش عمده استفاده می گردد .

• متقارن
• مشتق از کلید
  

در روش های فوق ، یک تگ RFID یک کد کلید را در اختیار بررسی کننده قرار می دهد تا در ادامه در اختیار یک الگوریتم گذاشته شود .در صورت تائید ( بر اساس خروجی الگوریتم ) ، امکان ارسال داده در اختیار تگ RFID گذاشته می شود .


رمزنگاری و رمزگشائی داده رمزنگاری داده یکی دیگر از اقدامات امنیتی است که می بایست به منظور پیشگیری از تهاجم خارجی به سیستم ، پیاده سازی گردد . به منظور حفاظت از یکپارچگی داده ارسالی و پیشگیری از رهگیری و استراق سمع داده از رمزنگاری استفاده می گردد . بررسی کننده رمزنگاری و رمزگشائی را پیاده سازی می نماید .

مکان استقرار و اندازه بررسی کننده در سیستم های RFID ، لازم نیست که تگ ها در معرض دید دستگاه های کد خوان قرار بگیرند ( بر خلاف سیستم های کد میله ای ) . مهمترین مزیت ویژگی فوق ، آزادی عمل طراحان برای اتخاذ تصمیم در خصوص مکان استقرار بررسی کننده است . برخی از بررسی کننده ها را می توان بطور ثابت به درب ها متصل نمود ، برخی دیگر را می توان از سقف آویزان کرد و در بررسی کننده های کوچکتر قابل حمل دستی ، این امکان در اختیار کاربر گذاشته می شود تا با استقرار در یک مکان راه دور ، اقدام به خواندن اطلاعات نماید ( در مکان هائی که امکان نصب بررسی کننده ثابت وجود ندارد ) .
در اغلب موارد می توان اینگونه دستگاه های بررسی کننده قابل حمل را به کامپیوتر به صورت بی سیم و یا باسیم متصل نمود .


کنترل کننده RFID

کنترل کننده های RFID به منزله مغز متفکر یک سیستم RFID عمل می نمایند. از این دستگاه ها به منظور اتصال شبکه ای چندین بررسی کننده و تمرکز در پردازش اطلاعات استفاده می گردد . کنترل کننده در هر شبکه ، اغلب یک کامپیوتر شخصی و یا یک ایستگاه کاری است که بر روی آن بانک اطلاعاتی و یا سیستم نرم افزاری اجراء شده است ( و یا شبکه ای از این ماشین ها ).
کنترل کننده بر اساس اطلاعات دریافتی قادر به انجام عملیات مختلفی با توجه به نوع سیستم RFID می باشد :

• نگهداری و بهنگام سازی موجودی کالا و اعلام اتوماتیک به واحد تدارکات ( در مواردی که موجودی یک کالا از سقف تعیین شده کاهش پیدا می نماید ) .
• ردیابی جابجائی اشیاء در یک سیستم و حتی تغییر مسیر آنان ( نظیر سیستم تسمه نقاله در یک برنامه صنعتی )
• بررسی هویت و اعطاء مجوزها
• به روز رسانی حساب کاربران
• و ...
  

در شکل 3 یک سیستم RFID به همراه اجزا اصلی آن در یک محیط عملیاتی نشان داده شده است .

شکل 3 : یک سیستم RFID به همراه اجزا اصلی آن در یک محیط عملیاتی