معظمها لا تحتوي على بطاريات، وتعمل فقط عبر الموجات الكهرومغناطيسية.
تلك التي تحتوي على بطاريات (علامات RFID نشطة أو مدعومة بالبطارية) يمكنها الوصول إلى مسافات قراءة أطول.
لا تتطلب خط رؤية مثل الرموز الشريطية.
طريقة الاتصال بين العلامات وجهاز القارئ تُسمى "الانعكاس".
كل علامة تحتوي على خوارزمية "منع التصادم"، التي تحدد ترتيب الاستجابة عندما تكون هناك عدة علامات في منطقة القراءة.
تتراوح المسافة القابلة للقراءة حسب العلامة من بضع بوصات إلى 120 قدم.
تحتوي الدائرة المتكاملة (IC) على أربعة بنوك ذاكرة: EPC، TID، المستخدم، والمحجوز.
كل نوع من العلامات يحتوي على هوائي ذو شكل فريد لضمان أفضل استجابة.
ماذا تحتوي علامة RFID UHF؟
تتكون علامة RFID UHF الأساسية من هوائي ودائرة متكاملة (IC).
الهوائي: هوائي العلامة يختلف حسب نوع العلامة. وظيفته استقبال الموجات الراديوية، وتزويد الدائرة المتكاملة (IC) بالطاقة، ثم إعادة إرسال الطاقة المعدلة عبر هوائي العلامة.
الدائرة المتكاملة (IC): يُسمى أيضًا الشريحة، وهي تحتوي على أربعة بنوك ذاكرة. تشمل معالجة المعلومات، إرسال واستقبال البيانات، وبروتوكولات منع التصادم. يختلف كل نوع من الـ IC عن الآخر. الفرق الأساسي بين الـ ICs يكمن في عدد البتات في بنوك الذاكرة المرتبطة بها.
تتكون بنوك الذاكرة الأربعة من:
ذاكرة EPC: تحتوي على رمز المنتج الإلكتروني (EPC) الذي يتراوح طوله من 96 إلى 496 بت. بعض الشركات المصنعة تستخدم أرقام عشوائية وفريدة، بينما يستخدم آخرون أرقام عشوائية مكررة.
ذاكرة المستخدم: تتراوح سعتها بين 32 بت و 64 كيلوبت، وهي ليست موجودة في كل IC. إذا كانت العلامة تحتوي على بنك ذاكرة للمستخدم، يمكن استخدامها لتخزين بيانات مخصصة حول العنصر مثل نوع القلم، تاريخ آخر صيانة، أو الرقم التسلسلي.
ذاكرة محجوزة: تحتوي هذه الذاكرة على كلمات مرور للوصول وإغلاق البيانات، وتحتاج إلى كلمة مرور لعرض أو تعديل البيانات.
ذاكرة TID: تحتوي على معرف فريد يتم تعيينه بواسطة المُصنع ولا يمكن تغييره، وهو رقم عشوائي وفريد. لتتمكن قارئات RFID من قراءة هذا الرقم بدلاً من EPC، يجب تعديل إعدادات القارئ لتتوافق مع هذه الذاكرة.
ملاحظة هامة: يجب التأكد من أن رقم EPC في العلامة فريد قبل الشراء. قد تشير المواصفات إلى "رقم EPC فريد وعشوائي" أو "لا يُضمن أن يكون فريدًا". إذا اشتريت علامة بدون رقم EPC عشوائي وفريد، قد تحتاج إلى إعادة برمجتها برقم جديد. قارئات RFID لن تستطيع التمييز بين علامتين تشتركان في نفس قيمة EPC.
كل علامة تحتوي على رقم EPC، ويتم قراءته مع العنصر الذي تم وسمه. إذا لم يكن هناك أي برنامج يُستخدم، ستقرأ العلامة فقط رقم EPC؛ ولكن بإضافة البرنامج، يمكن ربط هذا الرقم باسم، أو رقم تسلسلي، أو حتى صورة في قاعدة بيانات.
أشكال العلامات
المحتويات
ما هي علامات RFID؟
كيف تعمل علامات RFID UHF؟
ماذا تحتوي علامة RFID UHF؟
أشكال العلامات
تحديد موضع العلامات
طرق إضافة العلامات
مواد أسطح التطبيقات
العلامات ذات الخصائص الخاصة
العلاقة بين مدى قراءة العلامة وحجمها
ما هي علامات RFID؟
تُستخدم علامات RFID لتحديد أو تتبع العناصر عبر الزمن أو خلال دورة حياتها. يمكن استخدام علامات RFID لتتبع العناصر أو المخزون في الصناعات مثل الرعاية الصحية، البيع بالتجزئة، والتصنيع. تغطي هذه الإرشادات النقاط الرئيسية التي يجب مراعاتها قبل اتخاذ قرار أو شراء علامة RFID. يمكن أن تختلف كل علامة بشكل كبير عن الأخرى؛ وبالتالي، من الضروري اختيار علامة مصممة للعمل في بيئات وتطبيقات مشابهة لتطبيقك لضمان أفضل النتائج.
كيف تعمل علامات RFID؟
تتواصل علامات RFID مع القارئات والهوائيات عبر الموجات الكهرومغناطيسية. يقوم جهاز القارئ/الهوائي بإرسال الموجات الكهرومغناطيسية إلى علامات RFID القريبة. الطاقة القادمة من الموجات التي يستخدمها هوائي العلامة تُنتج تيارًا يُرسل إلى الدائرة المتكاملة (IC) في وسط العلامة لتزويدها بالطاقة. يفتح الـ IC، ويقوم بتعديل الطاقة باستخدام البيانات من بنوك الذاكرة، ثم يعيد إرسال إشارة عبر هوائي العلامة. الطاقة المعدلة المتبقية التي تُستجيب لجهاز القارئ/الهوائي تعرف بـ "الانعكاس".
معلومات قصيرة عن علامات RFID UHF:
العلامات الرقيقة: تُعد العلامات الرقيقة من أرق وأقل أنواع العلامات التي تتميز بمرونتها. غالبًا ما تكون مصنوعة من الورق أو البلاستيك. وتعتبر أكثر تكلفة عند الشراء بكميات صغيرة، لكن يمكن أن تكون ميسورة التكلفة عند شراء كميات كبيرة. عادةً ما تكون هذه العلامات شفافة ويمكن إنتاجها إما مع لاصق أو بدون لاصق.
تتميز العلامات الرقيقة بكونها منخفضة التكلفة، حيث يمكن شراؤها بحوالي 0.10 دولار لكل وحدة عند الشراء بكميات كبيرة. يتم إنتاج هذه العلامات في لفات تحتوي على آلاف العلامات، ويمكن طباعتها وتهيئتها باستخدام طابعة RFID.
تكون هذه العلامات خفيفة جدًا، حيث لا يتجاوز وزنها 1 جرام. ويختلف طولها وعرضها من أقل من ½ بوصة إلى عدة بوصات.
العلامات الصلبة: تعتبر العلامات الصلبة أكثر سمكًا من العلامات الرقيقة لأنها مصنوعة من مواد مثل البولي كربونات، السيراميك، ABS، الفولاذ، البولسترين، والبولي بروبيلين.
نظرًا للمواد الأكثر صلابة والحجم الأكبر، فإن هذه العلامات أغلى ثمناً. بناءً على الخصائص، يمكن أن تتراوح تكلفة العلامات الصلبة من أقل من 1 دولار إلى أكثر من 15 دولارًا لكل علامة. كما هو الحال مع العلامات الرقيقة، يمكن أن تصبح هذه العلامات أقل تكلفة عند شراء كميات كبيرة.
تختلف العلامات الصلبة بشكل كبير في الحجم والوزن. حيث تكون أصغر العلامات حوالي 0.2 جرام، في حين أن أكبر العلامات الصلبة يمكن أن تصل إلى أكثر من 250 جرامًا. كما تختلف أشكال العلامات الصلبة بشكل كبير من حجم قلم رصاص صغير إلى حجم لوح كبير.
وضع العلامات
وضع العلامة هو أمر يجب أخذه بعين الاعتبار بعد شراء العلامة، لكنّه أيضاً يعد عاملاً مهماً في مرحلة اتخاذ القرار قبل الشراء وبعده.
هناك أربعة جوانب رئيسية لوضع العلامة: الحجم، الاتجاه، الزاوية، والموقع. يمكن تلخيصها باستخدام الاختصار SOAP. فيما يلي كيفية استخدام هذه العوامل وأوقات أخذها بعين الاعتبار عند اختيار العلامة المثالية.
الحجم
يعد حجم العلامة أمرًا هامًا عند الشراء. فحجم العلامة لا يجب أن يتناسب فقط مع حجم العنصر الذي يتم وسمه، بل هو أيضًا مهم بسبب الارتباط بين حجم العلامة ومدى القراءة. باختصار، كلما كانت العلامة أكبر، كان مدى القراءة أطول.
الاتجاه
اتجاه العلامة بالنسبة لهوائي نظام RFID هو عامل حاسم في تحقيق أفضل سرعة قراءة. للحصول على أفضل سرعات قراءة، حاول تدوير العلامة على سطح مستوٍ واختبرها في اتجاهات مختلفة. لاحظ أن استخدام هوائيات دوارة يمكن أن يساعد في تقليل المشكلات الناتجة عن توجيه العلامة.
الزاوية
كلما كانت زاوية العلامة أكثر انحدارًا، كان مدى القراءة أقصر. تأكد من أن الجهة الأمامية للعلامة موجهة مباشرة إلى الهوائي. حتى الزوايا الصغيرة يمكن أن تؤدي إلى تقليل مدى القراءة. لتقليل هذه المشكلة، يُفضل استخدام مجموعة من الهوائيات لتغطية الزوايا المختلفة.
الموقع
اختبر قابلية قراءة العلامة في عدة نقاط من العنصر لتحديد النقطة المثالية. على سبيل المثال، في صندوق كرتوني، حدد الجهة التي ستوجه إلى الهوائي/القارئ، ثم اختبر عدة مواقع على هذا الوجه لتحديد أفضل الأماكن التي تحقق أفضل النتائج.
طرق إضافة العلامة
تعتمد طرق إضافة العلامات على النوع المحدد من العلامات. يمكن أن تتراوح الأساليب من الالتصاق باستخدام لاصق إلى طرق مبتكرة مثل التغليف بالنايلون. في حين تستخدم العلامات الرقيقة لاصقات دائمة في معظم التطبيقات، يمكن أن تختلف طرق الإضافة للعلامات الصلبة حسب النوع، الوزن، التطبيق، وبيئة الاستخدام. فيما يلي بعض الطرق الشائعة لإضافة العلامات:
اختيار طريقة إضافة العلامة: يجب أن يتم اختيار طريقة الإضافة بناءً على نوع العلامة، العنصر المضاف إليه، وتطبيقه. في العديد من الحالات، يمكن أن تكون طريقة الإضافة بحد ذاتها بنفس أهمية اختيار العلامة. إذا فشلت طريقة الإضافة، فقد تسقط العلامة من العنصر ويصبح العنصر غير قابل للتتبع، مما يجعل التطبيق غير فعال.
أمور يجب مراعاتها عند اختيار طريقة الإضافة:
مساحة السطح: يجب أن يتم تحضير سطح العنصر تمامًا لوضع العلامة، كما يتم تحضير السيارة لوضع ملصقات النوافذ أو المصدات. بحسب الطريقة المستخدمة، تأكد من أن السطح نظيف، خالٍ من الغبار، وجاف.
التعرض: إذا كانت العلامة ستتعرض للأشعة فوق البنفسجية، الرطوبة، الاهتزازات، الضغط، أو المواد الكيميائية لفترات طويلة، فإن طريقة الإضافة يجب أن تتناسب مع تلك الظروف البيئية.
درجة الحرارة: تأكد من اختبار طريقة الإضافة في بيئات مشابهة لتلك التي سيُستخدم فيها. درجات الحرارة العالية أو المنخفضة قد تؤثر على مادة الإضافة وتسبب انصهار أو هشاشة.
عمر التطبيق: اختر طريقة إضافة تُناسب المدة الزمنية التي تحتاج خلالها إلى بقاء العلامة مثبتة على العنصر. بعض الطرق قد تتدهور بمرور الوقت، لذا تأكد من أن الطريقة المختارة ستدوم طوال مدة الاستخدام المطلوبة.
مواد أسطح التطبيق
تؤثر المادة السطحية للعنصر بشكل كبير على اختيار العلامة. إذا كانت هناك أنواع متعددة من الأسطح، يجب اختيار علامة مناسبة لكل نوع. على سبيل المثال، إذا كان التطبيق يتعلق بتتبع الأصول وكان أحد الأصول مصنوعًا من المعدن وآخر من البلاستيك، من المحتمل أن تحتاج إلى علامتين مختلفتين لكل منهما.
المواد السطحية هامة لأن العديد من العلامات مُصممة للعمل بشكل أفضل على أنواع معينة من المواد. يتأثر هوائي العلامة بشكل كبير بنوع المادة التي وُضعت عليها، وهذا يؤثر على إرسال واستقبال الإشارة. استخدام مادة غير متوافقة مع العلامة قد يؤدي إلى تقليل مدى القراءة أو حتى عدم قراءتها إطلاقًا.
المعدن هو أشهر مادة تُسبب مشكلات عند استخدام RFID لأنها يعكس إشارات الموجات الراديوية. كما أن العلامات المصممة للعمل على أسطح منخفضة العزل (مثل البلاستيك، الخشب، والورق) لا تعمل بشكل جيد على الأسطح المعدنية. لحل هذه المشكلة، يمكنك شراء علامة مصممة خصيصًا للاستخدام مع المعدن أو وضع مادة عازلة منخفضة العزل (مثل الفوم) بين العلامة والأسطح المعدنية.
الخصائص الخاصة بالعلامات
تتمتع معظم علامات RFID UHF بخصائص خاصة تجعلها مثالية لتطبيقات أو بيئات معينة. في كثير من الأحيان، تساعد هذه الخصائص في تضييق نطاق البحث عن العلامة المثالية.
بينما تحتوي بعض العلامات على خصائص قليلة، فإن العلامات الصلبة غالبًا ما تحتوي على خصائص متعددة، مما يفسر عادةً تكلفتها المرتفعة. فيما يلي بعض الخصائص التي قد تتوفر في العلامات أو العلامات الصلبة وكيفية استخدامها.
تحمل درجات الحرارة العالية – هذه العلامات، التي تمتلك هذه القدرة، يمكن استخدامها لوضع العلامات على العناصر في البيئات الباردة (حتى -50 درجة مئوية) أو في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة (حتى 250 درجة مئوية).
قابلة للتثبيت على المعدن – هناك بعض العلامات التي يمكن تثبيتها على المعدن، ولكن معظم علامات RFID المثبتة على المعدن تكون علامات صلبة. هذه العلامات معدة للعمل بشكل جيد على المعدن. يجب استخدام فاصل لمنع وضع العلامات على العناصر المعدنية باستخدام علامات غير مخصصة لهذا الغرض. العلامات المصممة خصيصاً للتطبيقات المعدنية تميل إلى تقديم نطاق قراءة أفضل مقارنة بالعلامات التي تمت إضافة فاصل لها بعد التصنيع.
إمكانية الطباعة – ميزة القدرة على الطباعة مباشرة على سطح العلامة هي خاصية فريدة تسمح بتعريف العلامات بصريًا أو دعم الأغراض التسويقية. يمكن تشغيل معظم علامات RFID بواسطة طابعة RFID، التي تعد مثالية للعمليات واسعة النطاق. ملاحظة: بينما لا يمكن الطباعة مباشرة على علامات RFID الصلبة، إلا أن معظمها يدعم الطباعة اليدوية أو اللاصقات.
إمكانية التضمين – ميزة تضمين العلامة داخل العنصر تكون مفيدة في بعض التطبيقات الصعبة حيث يمكن أن تتعرض العلامة للكسر أو تعيق استخدام العنصر. في التطبيقات التي تشمل المعادن أو الخشب، يمكن تضمين العلامات بسهولة. المفتاح لتضمين العلامات في المعدن هو التأكد من أن ثلاث جوانب من العلامة مغطاة بالمعادن وأن جانبًا واحدًا فقط مكشوفًا للسماح بالتواصل مع القارئ.
مقاومة الصدمات – بعض البيئات الصعبة مثل مواقع البناء تحتاج إلى علامات قادرة على تحمل الصدمات من الأجسام الأخرى. العلامات غير المقاومة للصدمات لا تتحمل العديد من الصدمات قبل أن تتوقف عن العمل أو تنكسر.
مقاومة الاهتزاز – قد يكون الاهتزاز في السيارات، القطارات وبعض أنواع الآلات مشكلة ليس فقط للقارئات ولكن أيضًا للعلامات. يجب استخدام علامة قادرة على تحمل الاهتزازات الشديدة والمتكررة في هذه الأنواع من البيئات.
قابلة للتخصيص – يمكن تخصيص معظم العلامات باستخدام الرسومات أو النصوص أو الألوان، بينما يمكن تخصيص العلامات الأخرى حسب الشكل أو عامل الشكل أو نوع المادة. يمكن توفير لاصق خاص حسب العنصر الموصى به. بعض العلامات الصلبة قد تأتي أيضًا مع لاصق مخصص. يمكن تطبيق العلامات يدويًا أو إنتاجها بألوان خاصة. هناك عادة حد أدنى للطلب، ولكن يمكن تصميم وتشكيل العلامات المخصصة لتناسب احتياجات التطبيق.
قابلة للتعقيم بالحرارة (الأوتوكلاف) – الأوتوكلاف هو جهاز يستخدم بشكل شائع في المجال الصحي لتعقيم الأدوات بعد استخدامها. لا يمكن للعلامات RFID العادية تحمل درجات حرارة عملية التعقيم، لذا يجب اختيار علامات قابلة للتعقيم بالحرارة لهذا النوع من التطبيقات.
مقاومة الأشعة فوق البنفسجية – في التطبيقات التي يتعرض فيها العنصر لأشعة الشمس لفترات طويلة، مثل العلامات المطبوعة التي تكون معرضة لأشعة الشمس، يجب التأكد من أن العلامة المختارة مقاومة للأشعة فوق البنفسجية.
شهادة ATEX – تعني شهادة ATEX أن العلامات المعتمدة لاستخدامها في بيئات تحتوي على غازات أو أبخرة قابلة للاشتعال في المناجم أو الأماكن التي تتعامل مع هذه المواد.
مقاومة المواد الكيميائية – تحمل العلامات هذه القدرة على الصمود في البيئات التي تحتوي على مواد كيميائية في الهواء أو الماء دون أن تتأثر.
حماية ضد الدخول – بالنسبة للتطبيقات التي تتضمن الغبار أو المياه، من المهم للغاية التحقق من تصنيفات الحماية ضد الدخول قبل اختيار العلامة. سيكون الرقم الأول في تصنيف الحماية ضد الدخول (IP) بين 0-6 ويشير إلى الحماية ضد المواد الصلبة مثل الغبار. بينما يشير الرقم الثاني إلى الحماية ضد السوائل مثل الماء (من 0 إلى 9). أعلى تصنيف للحماية ضد الدخول للعلامات، بسبب الاتصال المباشر أو غير المباشر بالسائل، هو IP67، IP68 أو IP69.
الذاكرة العالية – يمكن استخدام العلامات ذات الذاكرة العالية في المستخدم أو ذاكرة EPC لتخزين بيانات إضافية مثل تواريخ الخدمة أو تعريفات كاملة للعناصر. في بعض التطبيقات، تعتبر الذاكرة العالية مفيدة حيث يتم ربط هوية العلامة بقاعدة بيانات تحتوي على نفس المعلومات، مما يقلل من البيانات المخزنة على العلامة ويزيد من سرعة القراءة.
العلاقة بين نطاق قراءة العلامة وحجمها
أحد أكبر المفاهيم الخاطئة حول علامات RFID UHF هو أن جميع العلامات، بغض النظر عن الحجم أو المواد أو العناصر الموسومة، تمتلك تقريبًا نفس نطاق القراءة. في الواقع، تتداخل جميع هذه العوامل لتحديد نطاق القراءة العام للعلامة، لكن حجم العلامة يعد أحد المكونات الأكثر تأثيرًا.
نظرًا لأن الهوائيات الصغيرة تتطلب أن تكون العلامات صغيرة لتناسبها، فإن العلامات الكبيرة يمكنها إرسال واستقبال البيانات على مسافات أكبر. يمكن قراءة بعض أصغر علامات UHF من مسافة بضعة بوصات فقط، بينما يمكن لبعض العلامات السلبية الكبيرة قراءة مسافات تزيد عن 35 مترًا (115 قدمًا).
يشير الارتباط بين الحجم والنطاق إلى أنه يجب على كل تطبيق العثور على حل وسط بين الحجم ونطاق القراءة. في بعض التطبيقات مثل تتبع الأدوات، قد تكون العناصر صغيرة جدًا بحيث لا يمكن مناقشة حجم العلامة. في هذه الحالة، سيكون نطاق القراءة محدودًا. لكن عند تتبع العناصر ذات المساحة السطحية الأكبر، يمكن اختيار علامة ذات نطاق قراءة متوسط إلى طويل وتحقيق توازن أفضل بين الحجم والنطاق.