سامانه های نرم افزاری وینا | نرم افزار حسابداری وینا

همانطور که گفته شد برچسب ها وسیله شناسایی متصل شده به کالا ,شی فرد هستند که ما میخواهیم آنرا ردیابی کنیم .هر برچسب شامل دو قسمت اصلی تراشه جهت حفظ و تامین حافظه آنتن جهت ارسال اطلاعات می باشد . برای شناسایی هر شی یا شخص در سیستم های رادیو شناسه نیازمند به نصب یک برچسب بر روی آن می باشیم . در مرحله نخست زیر لایه از جنس PVC RET یا کاغذ و یا موادی نظیر آن در نظر گرفته می شود و سپس آنتن از جنس رسانا ( جهت برقراری ارتباط رادیویی با دستگاههای خواننده ) برروی آن قرار میگیرد درمرحله بعد تراشه از جنس نیمه هادی به آنتن جوش داده شده و دست آخر به وسیله یک لایه محافظتی پوشیده می شود .
بسته به نوع نیاز , محل و برد لازم تفاوت هایی در اندازه و قیمت این برچسب ها خواهد بود .لذا این برچسب ها را در انواع مختلف و جهت کاربرد های مختلف طراحی کرده اند . دسته بندی برچسب ها براساس ویژگی هایی مانندمنبع انرژی , فرکانس کاری , کارکرد و حافظه داخلی و دسته بندی می شوند که در اینجا به بررسی سه دسته بندی مهم می پردازیم .

دسته بندی برچسب ها بر اساس منبع انرژی

بطور کلی چهار نوع برچسب بر اساس این دسته بندی وجود دارد :

1.        برچسب های غیرفعال

2.        برچسب های فعال

3.        بر چسب های نیمه غیر فعال

4.        برچسب های نیمه فعال

حافظه انواع برچسب بین 16بیت تا بیش از512 کیلو بایت بوده و می تواند از نوع نوشتنی یا خواندنی / نوشتنی باشد و تحت فرکانسی بین 125کیلو هرتز تا 5/8 گیگا هرتز کار کرده و با قیمتی بین چند سنت تا چند صد دلار آمریکا می باشند .

الف – برچسب غیر فعال :
این برچسب که کاربرد گسترده ای دارد نیروی لازم برای فعال کردن مدار تراشه را توسط آنتن خود از امواج الکترومغناطیسی تولید شده توسط قرائتگر دریافت  میکند (با ازدیاد فاصله این انرژی به شدت کاهش می یابد )سپس تراشه امواجی را که باید برگشت داده شود , توسط آنتن خودش برای آنتن قرائتگر ارسال می دارد و قرائتگر هم آنها را به پایگاه داده انتقال می دهد ,جهت فروشگاه ها از این برچسب ها استفاده می شود.

ب- برچسب نیمه غیرفعال و برچسب نیمه فعال :
این برچسب ها دارای باتری می باشند و با دریافت نیروی فعال کننده از قرائتگر باتری را به کار می اندازد و اطلاعات درون تراشه را ارسال می کنند . باتوجه به عدم فعالیت همیشگی , مصرف باتری دراین برچسب ها صرفه جویی می سود و عمر باتری افزایش می یابد .برد این برچسب ها حدود 4تا50متر است چرا که جهت راه اندازی ارتباط نیاز به دریافت سیگنال از برچسب خوان خواهد بود . حافظه این برچسب ها نسبت به نوع غیر فعال بیشتر می باشد.

ج-برچسب فعال :
این برچسب دارای باتری بوده و خود دارای توانایی ایجاد فرکانس رادیویی است و به طور مداوم فعال می باشد (درمواردی امکان زمانبندی فعالیت برچسب نیز وجود دارد و یا برچسب خود در هنگام نیاز عمل می کند که نوع نیمه فعال می باشد .و در حال ارسال اطلاعات به برچسب خوان است و حافظه بیشتری نسبت به نوع غیر فعال دارند .

دسته بندی برچسب ها بر اساس فرکانس کاری

با این وجود در رادیو شناسه نباید محدوده فرکانسی عملکرد این سیستم با دیگر تجهیزات رادیویی تداخل فرکانسی داشته باشد به همین منظور در هر سطح فرکانس تنها از محدوده ای از بازه فرکانسی استفاده می شود که بدان اشاره می کنیم .

الف-LF
بازه فرکانسی که برای این سطح فرکانس در سیستم رادیو شناسه بکار برده میشود بین 125 تا 134 کیلو هرتز است در این بازه سرعت خواندن اطلاعات قرائتگر پایین بوده دارای برد کمی بوده ( درحدود 0/3متر) و بیشتر برای کاربرد هایی مانند ردیابی حیوانات , کنترل دسترسی و ..استفاده می شود .

ب-HF/RF
بازه فرکانسی که برای این سطح فرکانس در سیستم رادیو شناسه بکار برده می شود بین 13/553 تا 13/567 مگاهرتز است . دراین بازه سرعت خواندن اطلاعات برچسب توسط برچسب خوان متوسط بوده ,دارای برد کمی می باشد ( درحدود 1متر (و بیشتر برای کاربرد هایی مانند کارت های هوشمند ,مدیریت کتابخانه و ....استفاده می شود .


ج-UHF
بازه فرکانسی که برای این سطح فرکانس در سیستم رادیو شناسه بکار برده می شود بسته به استانداردهای موجود در هر کشور متفاوت است , به طور مثال در امریکا در دو بازه 433 مگاهرتز و همچنین بین 900 تا 950 مگاهرتز و 90 متر برای 433 مگاهرتز و بیشتر برای کاربردهایی مانند ردیابی پالت ها, کانتنر ها,تریلرها و ...استفاده می شود .

د-Microwave
بازده فرکانسی که برای این سطح در سیستم رادیو شناسه بکار برده می شود در 2/48 گیگا هرتز و 5/6گیگا هرتز می باشد . دراین بازه سرعت خواندن اطلاعات برچسب توسط برچسب خوان بسیار بالا بوده ,دارای برد طولانی تری بوده (بالای 100متر)و بیشتر برای کاربردهایی مانند مدیریت زنجیره تامین , صنایع معدن و ....استفاده می شود .

این فرکانس ها بیانگر برد برچسب ها, میزان نفوذ در مواد , انرژی مورد نیاز ونرخ انتقال داده ها است .درجدول 1-4مقایسه ای بین انواع محدوده فرانسی مورد استفاده در برچسب های رادیو شناسه داده شده است . البته باندهای فرکانسی در باند UHFبسته به استانداردهای موجود در هر کشور متفاوت می باشد . در شکل 1-4نمایشی از باندهای فرکانسی UHFدرکشورهای مختلف نمایش داده شده است .علاوه بر موارد گفته شده, برچسب های رادیو شناسه از لحاظ فرانس مورد استفاده می توانند مشخصه های زیر را نیز دارا باشند :

الف –برچسب های LF
منبع تغذیه :
با استفاده از روش القابی کوپلینگ (میدان نزدیک )

مزایا:

• استفاده از پردازشگر معمولی CMOS
• مناسب جهت خواندن اطلاعات کم در فواصل نزدیک با سرعت پایین
• امکان استفاده درکنار موادی همچون آب , چوب و آلومینیوم

معایب :

• عملکرد نامناسب کنار فلزاتی چون آهن و فولاد
• سرعت پایین
• آنتن بزرگ که موجب بالا رفتن هزینه در برچسب ها می شود .
• رنج فرکانسی کوچک
• ساختاری ضخیم
• گران و پیچیده

کاربردهای معمول:

برچسب گذاری حیوانات و شناسایی اتومبیل ها , کنترل کالا

ب – برچسب های HF
منبع تغذیه :
با استفاده از روش القایی کوپلینگ (میدان نزدیک )

مزایا:

• مناسب جهت خواندن اطلاعات کم در فواصل نزدیک
• امکان استفاده در کنار مواد نمدار
• طرحی ساده تر و ارزانتر آنتن
• ساختار نازکتر برچسب و سرعت بالاتر نسبت به فرکانسهای LF
• از برچسبهای محدوده LF
• از برچسبهای محدوده LF ارزانتر و جهت مسافتهای کم مناسب می باشند .

معایب :

• عملکرد بسیار نامناسب کنار فلزات
• رنج فرکانسی کوچک
• ساختاری نیازمند به دوسطح جهت مدار
• اندازه بزرگ آنتن و برچسب در مقابل HF

کاربرد های معمول :
کارتهای هوشمند , پرداختهای الکترونیکی , کتابخانه ,بیمارستان

ج-برچسب های UHF
منبع تغذیه :
استفاده از میدان الکتریکی در انواع فعال و غیرفعال

مزایا:

• پاسخگویی مناسب فرکانسی جهت فواصل بیشتر از یک متر
• اندازه کوچکتر آنتن ها و برچسب ها
• شرایط مناسب در عدم نیاز به دید مستقیم جهت خواندن اطلاعات
• نرخ بالای انتقال اطلاعات و انتقال مقدار زیاد اطلاعات
• تولید بیشتری نسبت به LFو HFدارند و برای خواندناز دور مناسب می باشند.

معایب :

• عدم امکان استفاده در مجاورت رطوبت و بافت ها همچون چوب
• شلوغی باند مذکور به جهت استفاده از این بانددروسایل دیگر همچون موبایل ها
• متفاوت بودن باند فرکانسی استفاده شده در کشورهای مختلف

کاربردهای معمول :
عوارض الکترونیکی , جعبه ها و بسته ها , مدیریت کالا ,بیمارستان

د-برچسب های Microwave :
منبع تغذیه :
استفاده از میدان الکتریکی در انواع فعال و غیرفعال

مزایا:

• اندازه کوچکتر آنتن ها و برچسب ها
• شرایط مناسب در عدم نیاز به دید مستقیم جهت خواندن اطلاعات
• نرخ بالای انتقال اطلاعات
• پهنای باند وسیع
•  خصوصیاتی مشابه UHFدارد و با سرعت خواندن بیشتر می باشد .

معایت :

• نویز پذیری بالا
• یکی بودن محدوده فرکانسی با دیگر وسایل
• محدوده 5.8GHZ تنها در بعضی کشورهای اروپایی فعال است .

کاربردهای معمول :
عوارض الکترونیکی , مدیریت کالا

نکته دیگر در هنگام کار با برچسب های رادیو شناسه اثرات مواد گوناگون بر روی سیگنال این برچسب ها است . این اثرات خود به چهار صورت ( انعکاس و انکسار ,جذب یا تلف ,اثرات دی الکتریک و اثرات پخش )نشان می دهند .در جدول 1-5نمونه ای از چگونگی اثر مواد مختلف بر روی سیگنال برچسب رادیو شناسه مشاهده می شود.

دسته بندی برچسب ها بر اساس کارکرد برچسب و حافظه داخلی

در برچسب های رادیو شناسه نوعی دیگر از دسته بندی بر اساس کارکرد برچسب و حافظه داخلی آن وجود دارد که در پنج دسته می باشند و در جدول 1-6نمایش داده شده اند . دراین پنج دسته از سه نوع حافظه استفاده شده است .
الف – دسته صفر
برچسب هایی با حافظه های فقط خواندنی می باشند که در آنها یک کد ساده توسط کارخانه سازنده وارد حافظه شده است وپس از تولید دیگر قابل تغییرنمی باشند , بدین ترتیب از سطح بالای امنیت برخوردار خواهند بود . از این نوع برچسب می توان جهت اموری چون تعیین نوع کالا و همچنین جلوگیری از سرقت استفاده کرد , نوعی از این برچسب ها وجود دارد که بدون کد شناسایی است و تنها با عبور از میدان دستگاه های خواننده خود نمایان می سازند .
ب – دسته یک
برچسب هایی با حافظه های یکبار نوشتنی و سپس فقط خواندنی می باشند . ورود اطلاعات در این برچسب ها تنها یکبار توسط مارخانه سازنده یا مصرف کننده صورت می گیرد , سپس می تواند مانند یک برچسب فقط خواندنی عمل کند . بدین ترتیب از سطح بالای امنیت و انعطاف پذیری بهتری نسبت به کلاس صفر برخوردار خواهند بود . اگر چه این برچسب ها می توانند از هر نوعی باشند اما اغلب از نوع غیر فعال می باشند .
ج- دسته دو
برچسب هایی با حافظه هایی با قابلیت خواندن یا نوشتن می باشند . دراین نوع , مصرف کننده امکان نوشتن اطلاعات بر روی برچسب ها و خواندن اطلاعات از آنها را خواهد داشت . این برچسب ها نسبت به برچسب های دسته صفر که تنها یک کد ساده را حمل می کنند , فضای بیشتری را اشغال می نماید .
د- دسته سه
برچسب هایی با حافظه هایی با قابلیت خواندن یا نوشتن به همراه یک حسگر داخلی می باشند . با توجه به وجود یک حسگر که اطلاعاتی نظیر دما و رطوبت را ثبت می کنند , این برچسب ها را از نوع فعال یا نیمه فعال انتخاب می کنند.
ه – دسته چهارم
برچسب هایی با حافظه هایی با قابلیت خواندن یا نوشتن به همراه امکان ارسال اطلاعات به صورت هوشمند می باشند . این برچسب ها جهت ایجاد شبکه با سایر برچسب ها بدون نیاز به دستگاه خواننده مناسب بوده و همیشه به  همراه یک منبع تغذیه فعال می باشند . جهت نوشتن اطلاعات بر روی این برچسب ها می توان از برچسبی دیگر ( ازنوع فعال ) یا دستگاههای خواننده استفاده کرد .
برای داشتن یک برچسب ارزان قیمت , سریع و دقیق و تولید برچسب هایی که بعنوان یک اشاره گر به اطلاعات موجود در پایگاه اطلاعات یعمل کنند می بایست استانداردی جهت کد کردن برچسب ها معرفی شود . این کد مانند کد جهانی کالا(UPC) است که در بارکد ها استفاده می شود.

مشخصات ظاهری برچسب ها

هریک از کالاها دارای اشکال و ظواهر گوناگون و نیز دارای محیطهای فیزیکی گوناگونی است . این ضرورت را ایجاب می کند تا برچسب ها را با توجه به ویژگیهای فیزیکی ( ظاهریشان )دسته بندی کنیم . بطور کلی بعضی از ویژگیهای ظاهری برچسب ها بصورت زیر می باشد :
•    برچسب های عریان :برچسبی عریان است که فقط دارای تراشه , آنتن و بستر است .
•    برچسب های نهفتنی : برچسب عریانی است که با استفاده از چسبی که در پشت آن است می تواند به طور دائم در جایی مانند د یواره درونی یک حلقه تایر خودرو قرارگیرد .
•    برچسب های هوشمند : یک برچسب از رمز میله هاست که میتواند بخشی از اطلاعات مربوط به یک کالا مانند آدرس فرستنده , آدرس گیرنده و مشخصات تولیدی آن را روی سطح برچسب چاپ کند تا قابل خواندن باشد . برچسب های هوشمند در برابر مخاطراتی نظیر افزایش ناگهانی دما , مواد شیمیایی مخرب , رطوبت و تابش ماوراء بنفش پایداری بیشتری داشته باشند .
•    برچسب های فشاری : در محیط های مجهز به شناساگر استفاده می شود و اساسا همانند برچسب های هوشمند است .
•    برچسب های ورقه ای : در پوششی از کاغذ یا پلاستیک قرار داده می شود و مستقیما روی شی الصاق می شود . کاغذ یا پلاستیک بکار رفته در این برچسب ها باید در برابر تابش ماورا بنفش مقاوم باشد .ُ
•    برچسب های آویزی :نوعی از برچسب های ورقه ای هستند که با یک آویز به اشیاءمتصل می شوند .از این برچسب ها معمولا برای برچسب های ساکن استفاده می شود .

قرائتگر یا Readeer

پل ارتباطی بین سیگنال های فرستاده شده از آنتن ها و سیستم نرم افزاری کامپیوتری دستگاهی است به نام قرائتگر یا داده خوان .وظیفه این دستگاه پردازش سیگنال های خروجی از آنتن ها و تبدیل آنها به کد قابل تحلیل برای کامپیوتر است این دستگاه ها بین آنتن و کامپیوتر نصب می شود و برای سیستم های مختلف فرکانسی متفاوت است . معمولا هر قرائتگر یک پورت ورودی سیگنال دارد و یک پورت خروجی به کامپیوتر دارد . همانطور که از نام آن مشخص است این دستگاه امکان خواندن اطلاعات و نوشتن (ثبت اطلاعات ) را دارد . این بدین معنی است که در صورت استفاده از برچسب های فعال که دارای حافظه برای ذخیره سازی اطلاعات باشند , این امر توسط دستگاه قرائتگر انجام می شود . مهمترین مسائل در دستگاههای خواننده به قرار ذیل است :
•    پشتیبانی از محدوده فرکانسی متفاوت : بعضی از شرکت ها برچسب خوان با توانایی پشتیبانی از محدوده فرکانسی مختلف تولید می کنند.
•    پروتکل سریع : یکی از مزایای بعضی از این دستگاهها پشتیبانی از پروتکل های متفاوت(EPCیا ISO)است .
•    قوانین مختلف محلی :فرکانس,UHFمورد استفاده در امریکاMHZ930-902و در اروپا MHZ869است .منبع تغذیه مورد استفاده در امریکا 4وات و در اروپا 500میلی وات است .مدیریت فرکانس نیز در امریکا و اروپا متفاوت می باشند.
•    قابلیت اتصال به شبکه :
•    485RS,( baseT 10)Ethernet LAN,11.802 Wireless LAN,TCP/IP
•    توانایی استفاده تعدای برچسب خوان با هم :ازطریق concentratorsاز طریق middleware
•    توانایی بروز کردن نرم افزار برچسب خوان :از طریق اینترنت , از طریق اتصال به سرور اصلی
•    مدیریت آنتن ها :معمولا 4انتن برای هر برچسب خوان آنتن ها به هم وصل می شوند
•    تعدیل شرایط آنتن :تنظیم دینامیکی
•    ورودی خروجی دیجیتال برا ی حسگرهای خارجی و مدارات کنترلی

سه دسته عمد ه قرائتگر ها بصورت زیرهستند:
1-مدل ثابت           2- مدل دستی                   3-   مدل کارتی

اجزای تشکیل دهنده قرائتگرها

یک دستگاه قرائتگر از اجزاء زیر تشکیل شده است :
•    طبقه داری مربوط به امواج رادیویی :این طبقه که به آن فرستنده / گیرنده هم گفته می شود کار تبدیل سیگنال های رادیویی ارسالی و تبدیل معکوس سیگنال های رادیویی دریافتی را برعهده دارد.
•    پردازشگر سیگنال و واحد کنترل
•    یک عنصر تزویجگر که برای مخابره اطلاعات به برچسب از آن استفاده میشود . درواقع این قسمت چیزی جز همان آنتن نیست .
•    یک واسط یا میانجی سخت افزاری برای ارتباط با سامانه میزبان :این قسمت برای دریافت پیام های درخواست اطلاعات و بازگرداندن اطلاعات درخواستی به سامانه میزبان لازم است .

عامل ایجاد کننده ارتباط بین قرائتگر و برچسب در سیستم ردیابی رادیو شناسه می باشد .این وسیله که نقش ارسال و دریافت امواج رادیویی درفرکانس تعریف شده برای سیستم را دارد میبایست در محل مناسب و در جهت درست نصب شود .محل و زاویه نصب آنتن ها همچنین تعداد مورد نیاز برای پوشش دادن فضای مورد نظر توسط روابط پیچیده ریاضی و مخابراتی توسط کارشناسان تعیین می گردد.
آنتن ها در ابعاد و انواع مختلف وجود دارد که در باندهای فرکانسی متفاوتی کار می کنند .همچنین بنا به شرایط استفاده در سیستم برای انواع امواج HFو UHFآنتن های متفاوتی مورد نیاز می باشد . لازم به ذکر است که انتخاب آنتن های مناسب و همچنین تعیین تعداد , ظرفیت , محل و زاویه پوشش دهی آنها از درجه اهمیت فراوانی برخوردار است . بدیهی است در صورت عدم منصب و محاسبات دقیق , پوشش دهی کامل و بازدهی بهینه حاصل نخواهد شد .

میان افزار

کدهای خوانده شده از طریق برچسب خون به کامپیوتر منتقل می شوند .دراین میان برای ایجاد ارتباط بین کدهای خوانده شده و بانکاطلاعاتی موجود در سیستم جامع رد یابی نیاز به یک نرم افزار است . این نرم افزار دارای قابلیت ارتباط بین داده های خوانده شده از روی برچسب ها و بانک اطلاعاتی سیستم ردیابی می باشد .نرم افزار فوق برای هر سیستم کاری بطور مجزا نوشته خواهد شد و بصورت بسته نرم افزاری و درحالت کلی قابل ارائه نمی باشد .بنا براین با توجه به نیازهای سیستم و اطلاعات تحت ردیابی و نیز بانک اطلاعاتی موجود ,نرم افزار مورد نیاز برای هر شرکت طراحی خواهد شد .

برخی از قابلیت های میان افزار ها به صورت زیر است :

• با نرم افزار رادیو شناسه و داده استخراج شده , ارتباط برقرار می کند.
• داده های استخراج شده را فیلتر می کند .
• داده استخراج شده را به انواع تراکنش های مناسب دسته بندی می کند.
• تراکنش ها را به نرم افزارهای تجاری مناسب دسته بندی می کند.
• برای تطبیق نیازمندی واسط نرم افزار هدف , ارتباط تراکنش ها را تشریح می کند.
• تراکنش ها را به نرم افزار هدف وصل می کند.
• دارای پلت فرم مستقل است .
• اگر چه پکیج است ,ولی برای پاسخگویی به نیازهای هر برنامه کاربردی دیگر ,به راحتی پیکر بندی می شود.
• می تواند برای اجرای برنامه ریزی زنجیره تامین انتخاب شود

چاپگر برچسب

چاپگر برچسب یک وسیله جانبی است که هم می تواند اطلاعاتی روی سطح برچسب بنویسد که برای انسان قابل خواندن باشد و هم قابلیت نوشتن داده در تراشه درون برچسب ها را دارد .چنین وسیله ای را چاپگر /رمز گذار رادیویی هم گویند . به عبارت دیگر در چاپگر های ویژه شناسایی رادیویی قابلیت چاپگر های برچسب ساده (رمز میله ها )و رمز گذار های شناسایی رادیویی , برای تولید (چاپ و رمزگذاری)برچسب ها ترکیب شده اند.بنا براین در یک برچسب اطلاعات رمز جهانی محصول هم روی سطح بیرونی آن چاپ می گردد و هم در تراشه برچسب نوشته می شود .چاپگر ها از طریق یک پورت (موازی , سریال و یا USB) می توانند به یک رایانه شخصی وصل شوند و یا می توان از طریق اتصال شبکه آنها را به شبکه اترنت متصل و به عنوان یک وسیله جانبی استفاده کرد .

چاپگر ها دارای قابلیت های زیر هستند :

• چاپ متن روی سطح یک برچسب
• چاپ رمز میله ای خطی و دوبعدی روی سطح یک برچسب
• چپ تصاویر گرافیکی روی سطح یک برچسب
• نوشتن اطلاعات درون تراشه برچسب
• خواندن اطلاعات رمز گذاری شده
• تشخیص سلامت و درستی اطلاعات
• تعیین و علامت گذاری برچسب های معیوب و از رده خارج کردن آنها

برچسب گذارها

پس از انکه برچسب ها توسط چاپگر تولید شدند باید آنها را به اقلامی که قرار است شناسایی و رهگیری شوند الصاق نمود که این وضیفه را برچسب گذار خودکار یک ماشین برچسب گذاری روی اقلام کالاست که به منظور خودکار سازی فرایند الصاق برچسب روی محصولات طراحی شده است .
این ماشین ها در بخش تولیدو توزیع سازمان های صنعتی و غذایی کاربردگسترده ای دارند .

برچسب گذارهای بادی :
برچسب گذار بادی ماشینی است که به وسیله یک اهرم کالای مورد نظر را در روی خط متوقف کرده و برچسب را با روش هایی مثل دمیدن یا کوبش روی آن الصاق می کند .این نوع برچسب گذارها معمولا زمانی استفاده می شود که بخواهید در یک خط تولیدبرچسب ها رابه صورت خودکار در جلو , طرفین یا روی محصولات الصاق کنید .زمانی که بخواهید محصولات لزوما باسرعت ثابتی از برچسب گذار عبور کنند نیز از این نوع برچسب گذار استفاده می شود .

برگرفته از کتاب فن اوری سیستم های رادیو شناسه
تالیف و تدوین : دکتر ناصر مدیری و محمد شیرافکن