|
เทคโนโลยี RFID
เป็นระบบที่นำคลื่นวิทยุมาเป็นคลื่นพาห์ในการสื่อสัญญาณข้อมูลแบบไร้สาย (Wireless) ระหว่างอุปกรณ์สองชนิด คือ
ป้ายอิเล็กทรอนิกส์หรือป้ายระบุอิเล็กทรอนิกส์ (Tags) และเครื่องอ่านข้อมูล (Interrogator)
โดยการนำข้อมูลที่ต้องการส่งมาทำการผสมสัญญาณ(Modulation)
กับคลื่นวิทยุแล้วส่งออกผ่านทางสายอากาศของเครื่องอ่านสัญญาณ
ดังแสดงในรูปที่ ๔.๑ [๑]
|


รูปที่ ๔.๑
แผนผังการทำงานของเทคโนโลยี
RFID
|
๔.๑
องค์ประกอบของเทคโนโลยี
RFID
ระบบ
RFID
เป็นระบบที่ประกอบด้วยฮาร์ดแวร์ที่สำคัญได้แก่
ป้ายอิเล็กทรอนิกส์หรือป้ายระบุอิเล็กทรอนิกส์
และเครื่องอ่านสัญญาณ ดังแสดงในรูปที่ ๔.๒
[๑]
|


รูปที่ ๔.๒
องค์ประกอบของเทคโนโลยี
RFID
|
๔.๑.๑ ป้ายระบุอิเล็กทรอนิกส์ (Tag หรือ
Transponder)
อุปกรณ์ที่มีลักษณะเป็นแผ่นวงจรขนาดเล็ก
สำหรับนำไปติดกับวัตถุที่ต้องการใช้งานในการรับ-ส่งข้อมูล
โดยป้ายระบุอิเล็กทรอนิกส์ทำหน้าที่ในการส่งสัญญาณหรือข้อมูลที่บันทึกอยู่ในป้ายตอบสนองไปยังเครื่องอ่านข้อมูล
โดยการสื่อสารกันระหว่างป้ายระบุอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องอ่านข้อมูล
เป็นการส่งข้อมูลแบบไร้สายผ่านอากาศ
ภายในป้ายระบุอิเล็กทรอนิกส์ จะประกอบไปด้วยชิปสารกึ่งตัวนำ
(Semiconductor Chip)
เชื่อมต่ออยู่กับสายอากาศ
ซึ่งทำหน้าที่ในการรับ-ส่งข้อมูล
โดยประเภทของป้ายระบุอิเล็กทรอนิกส์
แบ่งออกได้เป็นสองชนิด ได้แก่
ก).
ป้ายระบุอิเล็กทรอนิกส์ชนิดแอ็กทีฟ (Active
Tag)
เป็นป้ายที่มีแบตเตอรี่บรรจุอยู่ภายใน
เพื่อใช้เป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้า
ทำให้ป้ายชนิดนี้มีข้อจำกัดตามอายุของแบตเตอรี่
หากแบตเตอรี่หมดจะไม่สามารถนำกลับมาใช้งานใหม่ได้และมีราคาแพง
ข้อดีของป้ายชนิดนี้คือมีหน่วยความจำ ๑
เมกะไบต์
(MB)
มีกำลังส่งและรับข้อมูลสูงสุด ๑๐๐
เมตรและสามารถทำงานได้ดีแม้ในบริเวณที่มีสัญญาณรบกวน
[๑]
ข).
ป้ายระบุอิเล็กทรอนิกส์ชนิดพาสซีฟ (Passive
Tag)
เป็นป้ายที่ไม่มีแบตเตอรี่บรรจุอยู่ภายใน
ทำงานโดยอาศัยพลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากการเหนี่ยวนำของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากเครื่องอ่านข้อมูล
ทำให้ป้ายชนิดนี้มีราคาถูก ขนาดเล็ก
น้ำหนักเบา มีอายุการใช้งานไม่จำกัด
ข้อด้อยของป้ายชนิดนี้คือ
มีหน่วยความจำขนาดเล็กประมาณ ๓๒ ถึง ๑๒๘ บิต
และมีระยะการส่งและรับข้อมูลสูงสุดได้เพียง ๑.๕
เมตร
นอกจากนี้อาจมีปัญหาเมื่อนำไปใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้ารบกวน
๔.๑.๒
เครื่องอ่านข้อมูล
(Reader
หรือ
Interrogator)
อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการรับข้อมูลที่ส่งมาจากป้ายอิเล็กทรอนิกส์
แล้วนำข้อมูลที่ทำการตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูลและแยกสัญญาณของข้อมูลโดยไมโครคอนโทรเลอร์
(Microcontroller)
จากนั้นเครื่องไมโครคอนโทรเลอร์
จะทำหน้าที่ในการส่งสัญญาณ
ถอดรหัสสัญญาณที่ได้
และทำการติดต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อนำข้อมูลที่ได้เข้าสู่กระบวนการต่อไป
๔.๒
หลักการทำงานของการระบุด้วยคลื่นวิทยุ
ในระบบ
RFID
มีองค์ประกอบหลักสามส่วน ส่วนแรกคือ
ป้ายหรือทรานสพอนเดอร์
(Tag
หรือ
Transponder)
ใช้สำหรับติดกับวัตถุต่าง ๆ
ที่ต้องการรับและส่งข้อมูล
โดยภายในป้ายประกอบด้วยสายอากาศและไมโครชิปที่มีการบันทึกหมายเลขหรือข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุชิ้นนั้นๆ
ส่วนที่สองคือ เครื่องสำหรับอ่านป้าย(Interrogator
หรือ
Reader)ซึ่งสื่อสารกับป้ายด้วยคลื่นวิทยุ
และส่วนที่สาม คือระบบประยุกต์ใช้งาน
รวมถึงระบบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์เพื่อการประยุกต์ใช้งาน
หรือระบบฐานข้อมูล
ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระบบการใช้งานที่เกี่ยวข้อง
เช่น ระบบข้อมูลสินค้า ระบบบริหารงานบุคคล ฯลฯ
ในการสื่อสารระหว่างเครื่องอ่านกับป้ายนั้น
เครื่องอ่านจะส่งพลังงานออกมา
เพื่อให้ป้ายที่อยู่ในระยะสื่อสารนำไปใช้ในการส่งข้อมูลกลับมาให้เครื่องอ่านการรับส่งข้อมูลระหว่างเครื่องอ่านกับป้ายนั้นทำได้ในสองลักษณะคือแบบกึ่งสองทิศทาง (Half Duplex:HDX) และแบบสองทิศทาง(Full Duplex : FDX)
ในการรับส่งข้อมูลแบบ
HDX
ณ
เวลาใดเวลาหนึ่งป้ายจะรับหรือส่งข้อมูลกับเครื่องอ่านได้เพียงอย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้น
ดังนั้นป้ายจะรับและส่งข้อมูลกับเครื่องอ่านสลับกันไป
แต่ในการรับส่งข้อมูลแบบ
FDX
ป้ายสามารถรับและส่งข้อมูลกับเครื่องอ่านได้พร้อมๆ
กัน
การส่งพลังงานจากเครื่องอ่านไปยังป้าย
นิยมทำในสองลักษณะ
คือ
การคู่ควบแบบเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก (Inductive Coupling)
และการคู่ควบแบบกระเจิงกลับ
(Backscattering Coupling)
๔.๒.๑
การทำงานด้วยการคู่ควบแบบเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก
(Inductive Coupling)
ในการส่งพลังงานจากเครื่องอ่านไปยังป้ายด้ายวิธีการคู่ควบแบบเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กนั้นนิยมใช้กับย่านความถี่ต่ำ หรือความถี่สูง
(ความถี่น้อยกว่า
๑๓๕
kHz
หรือ ๑๓.๕๖
MHz)
โดยเครื่องอ่านจะสร้างสนามแม่เหล็กแบบสลับ
ซึ่งตัดผ่านสายอากาศแบบขดลวดของป้าย
ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลในขดลวด
ไปสะสมในตัวเก็บประจุจนถึงระดับที่เพียงพอ
จึงกระตุ้นให้ไมโครชิปในป้ายทำงาน
๔.๒.๒
การทำงานด้วยการคู่ควบแบบกระเจิงกลับ
(Backscattering Coupling)
การส่งพลังงานจากเครื่องอ่าน
ไปยังป้ายด้วยวิธีการคู่ควบแบบกระเจิงกลับนั้น
นิยมใช้กับย่านความถี่สูงยิ่ง
และความถี่ย่านไมโครเวฟ
โดยเครื่องอ่านจะส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
และส่งออกไปผ่านสายอากาศของเครื่องอ่าน
สนามไฟฟ้าของคลื่นที่ส่งออกมาทำให้เกิดความต่างศักย์ที่สายอากาศของป้าย
และมีกระแสไฟฟ้าไหลไปสะสมในตัวเก็บประจุ
จนถึงระดับที่เพียงพอ
จึงกระตุ้นให้ไมโครชิปในป้ายนั้นทำงาน
๔.๓
เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการระบุด้วยคลื่นวิทยุ (RFID
Technology)
๔.๓.๑ เทคโนโลยีการระบุ (Identification
Technology)
เทคโนโลยีการระบุ
คือวิธีการที่ใช้ในการระบุว่าวัตถุนั้นๆ
คือ วัตถุอะไร ซึ่งอาจจะใช้ลักษณะทางกายภาพ
ลักษณะทางชีวภาพ หรือวิธีการอื่นๆ เช่น
-
เทคโนโลยีการระบุด้วยลายพิมพ์นิ้วมือ
อาศัยการเปรียบเทียบลายพิมพ์นิ้วมือของบุคคลที่ต้องการระบุกับลายพิมพ์นิ้วมือในฐานข้อมูล
-
เทคโนโลยีการระบุด้วยเสียง
อาศัยการเปรียบเทียบลักษณะเฉพาะของเสียงของบุคคลที่ต้องการระบุกับที่เก็บไว้ฐานข้อมูล
-
เทคโนโลยีการระบุด้ายรหัสแท่ง (Bar code)
ใช้การอ่านรหัสแท่งที่ได้ติดไว้ที่วัตถุล่วงหน้า
ด้วยแสงเลเซอร์
และนำไปใช้สืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุนั้นในฐานข้อมูล
-
เทคโนโลยีการระบุด้วยภาพตัวอักษร
อาศัยการจับภาพนิ่งของตัวอักษรและนำโปรแกรมคอมพิวเตอร์
มาวิเคราะห์ว่าเป็นอักษรใด
๔.๓.๒ คลื่นวิทยุ (Radio wave)
คลื่นวิทยุเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่อยู่ในช่วง
๓ เฮิรตซ์ (Hz) ๓๐๐
จิกะเฮิรตซ์
(GHz)
ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง
และสามารถเดินทางผ่านสิ่งกีดขวางต่าง ๆ
ที่ไม่ใช่โลหะได้ในบางช่วงความถี่
คลื่นวิทยุย่านความถี่ต่ำ (Low frequency)
อยู่ระหว่าง ๓๐ กิโลเฮิรตซ์ (kHz) ๓๐๐
กิโลเฮิรตซ์ (kHz) ย่านความถี่สูง (High
frequency) อยู่ระหว่าง ๓
เมกกะเฮิรตซ์ (MHz)
๓๐
เมกกะเฮิรตซ์ (MHz) ย่านความถี่สูงยิ่ง
(Ultrahigh frequency) อยู่ระหว่าง ๓๐๐
เมกกะเฮิรตซ์ (MHz)
๓๐๐๐ เมกกะเฮิรตซ์ (MHz)
คลื่นวิทยุสามารถใช้เป็นสื่อ ในการรับและส่งข้อมูลได้
เช่น การใช้คลื่นวิทยุในการส่งสัญญาณโทรทัศน์
และวิทยุ หรือให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่
เป็นต้น
๔.๓.๓
การเคลื่อนที่ผ่านสิ่งกีดขวางของคลื่นวิทยุ
วัตถุหรือสิ่งกีดขวางการเคลื่อนที่ของคลื่นวิทยุสามารถแบ่งได้เป็นสองประเภท
คือ ตัวนำไฟฟ้า (Electrical conductor)
และฉนวนไฟฟ้า (Electrical insulator) หรือ
Dielectric โลหะ เช่น ทองแดง อลูมินัม เงิน
และทอง เป็นวัตถุประเภทตัวนำไฟฟ้า ในขณะที่
กระจก เซรามิก ไม้แห้ง กระดาษ พลาสติก
และน้ำบริสุทธิ์ เป็นวัตถุประเภทฉนวนไฟฟ้า
อย่างไรก็ตามน้ำเกลือถือเป็นวัตถุประเภท
conductor ด้วย
เมื่อคลื่นวิทยุเคลื่อนที่ผ่านฉนวนไฟฟ้า
ความเร็วและความยาวคลื่นจะลดลง
ในขณะที่ความถี่คงที่
|