فهرست مطالب

فهرست شکلها

فهرست جدولها

مقدمه

RFID^[1] به معنی ابزار تشخیص امواج رادیویی است. RFID یک تکنولوژی برای شناسایی خودکار اشیا است. در برچسب های RFID یک وسیله الکتریکی با یک قلم کالا ضمیمه می شود و به مجرد درخواست انتقال کالا اطلاعاتی را از قبیل ویژگی محصولات و... در اختیار قرار می دهد.

برچسب RFID دستگاه ­الکترونیکی کوچکی است که شامل یک تراشه کوچک و یک آنتن می­باشد. این تراشه قادر به حمل 2000 بایت اطلاعات یا کمتر است. برای روشن­تر شدن مطلب می­توان گفت دستگاه RFID کاربردی شبیه بارکد و نوارهای مغناطیسی نصب شده روی کارت های اعتباری^[2] دارد. RFID برای هر شی یک مشخصه واحد ایجاد می کند که از دیگر اشیا قابل شناسایی خواهد شد. و همین طور که از روی بارکد یا نوار مغناطیسی می­توان اطلاعات را خواندRFID هم می­تواند توسط خواننده ها، خوانده شده و از آن طریق اطلاعات آن دریافت یا اصلاح شود. .در سالهای اخیر روش های شناسایی خودکار^[3] در میان صنایع، حرفه ها و شرکتهای مختلف عمومیت یافته اند. از این روشها برای جمع آوری اطلاعات در مورد افراد، حیوانات، کالاها و محصولات در حال حمل استفاده می شود.

جدول 1 انتهای مقدمه، ضمن مقایسه سامانه های عمومی خودکار مزایا و معایب هر یک را نیز نشان می دهد. به نظر می رسد که فناوری شناسایی با امواج فرکانس رادیویی یا RFID فناوری نوینی است که انقلابی در بهره وری تجاری به وجود آورده است. خواننده ها می توانند برچسب ها را با سرعت هزاران متر در ثانیه اسکن کنند. محصولات هنگامی که از یک جایگاه به جایگاه دیگر حرکت داده می شوند ردیابی می گردند. اصلاح کردن صنعتی واسطه ها، حمایت از زنجیره مدیریت و بهترین لیست موجودی محصولات، تجدید حیوانات در نوعی که کمبود دارند همگی می تواند از کاربردهای RFID باشد. در مبحثی بحث انگیز برچسب ها می توانند برای شناسایی انسانها استفاده گردند (به خصوص در مدارس کودکان).

RFID فرکانس پایین در طی بیش از یک دهه در برخی محیطهای صنعتی در دنیا استفاده می شد، اما تصمیم اخیر فروشگاه های زنجیره‌ای Walmart و وزارت دفاع آمریکا در دستور به تأمین کنندگان تجهیزاتشان برای استفاده از RFID با فرکانس بسیار بالا بعنوان ابزار مدیریت منابع، توجه همه جانبه‌ای را در محیطهای صنعتی و علمی بسوی آن جلب کرده است.

ارائه کنندگان این فناوری معتقدند که RFID به میزان زیادی از هزینه ها خواهد کاست و با افزایش قابلیت رؤیت تمام زنجیره تامین، ما را گامی به سوی یکپارچگی واقعی و زنجیره تامین مجازی به پیش می‌برد. در مقابل، منتقدین بر این نظرند که چالشهای فنی بزرگی مانند هماهنگی با زیرساخت IT موجود و قیمت بالای برچسب های RFID و نیاز به تغییرات ساختاری برای تطبیق با آن، مانند تغییر در شیوه پردازش داده های تجاری، مانع استفاده از این فناوری است. مانع بزرگ دیگری که بر سر راه گسترش RFID است، استانداردهای آن است. در تجارت جهانی، مشکل سازگاری بین سیستمهای RFID در نقاط مختلف جهان، مصرف کنندگان را از سرمایه گزاری عمده بر روی این فناوری باز می دارد. با این حال این حقیقت که ارتباط بین برچسب ها و خواننده های RFID بی سیم است و نیاز به اتصالات فیزیکی ندارد احتمال سوء استفاده و نقض امنیت کاربر را به وجود می آورد.

در این پروژه ابتدا به بررسی ساختار کلی سیستم هایRFID و نحوه عملکرد زیرسیستم های آن و چگونگی پیشروی آن در زنجیره تولید می پردازیم. در فصل دوم آشنایی بیشتر با ساختار فیزیکی و گستره فرکانس ها و استانداردهای در حال اجرا و در دسترس سیستم های RFID را دنبال می کنیم و در مبحث مهم فصل بعدی به موانع اصلی عدم مقبولیت سیستم های RFID می پردازیم و در نهایت با توجه به این که عدم رعایت مسائل امنیتی در سیستم ها می تواند موجب استراق سمع و دسترسی غیرمجاز متخلفان به اطلاعات ذخیره شده در برچسب ها گردد و امنیت کاربران به خطر اندازد، فصلی را به روشهای پیاده سازی امنیت و خصوصی سازی در سیستم های RFID می پردازیم.

جدول 1 – مقایسه روشهای مختلف شناسایی خودکار

فصل یک

بررسی نرم افزاری سیستم RFID

و عملکرد EPC در آن

مشخصات سامانه RFID

سیستم هایRFID اساسا از برچسب^[5] ها وخواننده^[6] ها تشکیل شده اند. یک برچسب RFID به عنوان یک انتقال دهنده شناخته می شود که شامل آنتن و یک میکرو چیپ می باشد. میکرو چیپ برای ذخیره اطلاعات و انجام عملیات قانونی انتقال اطلاعات و آنتن جهت برقراری ارتباط با خواننده استفاده می شود، هنگامی که خواننده از برچسب در خواست اطلاعات می نماید برچسب اطلاعات شناسایی نظیر ID خود را از طریق سیگنالهای فرکانس رادیویی ارسال می کند.

یک خواننده RFID معمولا شامل یک مدل RF^[7] بخش کنترل و تجهیزات الکترونیکی از قبیل آنتن جهت برقراری ارتباط از طریق RF است. برای اینکه بفهمید یک خواننده RFID چگونه یک برچسب و شناسه واحد آن را تشخیص می دهد، سناریویی را مبنی بر شکل زیردر نظر بگیرید.

شکل1-1 برچسب ها و خواننده در سیستم RFID

در این شکل، خوانندهRFID سیگنال های رادیویی را با فرکانس خاص و مدت تاخیر مشخص ارسال می کند (معمولا صدها مرتبه در ثانیه) .هر برچسب که دارای دستگاه فرکانس رادیویی و در محدوده دستگاه خواننده می باشد، از طریق ارسال بازتاب اعلام موجودیت می کند. به این دلیل که هر کدام از برچسب ها، دارای یک آنتن داخلی هستند و قابلیت گوش فرا دادن به سیگنال رادیویی در فرکانس تعیین شده را دارند.

اندازه و شکل آنتن مشخص می کند که با چه فرکانسی فعال گردد. برچسب ها از انرژی ارسال شده از جانب خواننده جهت بازتاب آن استفاده می کنند. برچسب ها میتواند سیگنال دریافتی را جهت ارسال اطلاعاتی از قبیل شماره شناسایی ID به دستگاه خواننده تنظیم نمایند. انواع مختلفی از برچسبها و دستگاه های خواننده با انواع خاصی از برنامه ها و محیط ها متناسب هستند. شما باید تصمیم بگیرید که از چه نوع برچسب و دستگاه خواننده ای استفاده کنید، که به لحاظ تنوع برای تقاضای شما بهینه باشد. نوع برچسبی که شما انتخاب می کنید مستقیما بر روی هزینه کل سیستم تاثیرخواهدداشت .همچنین دستگاه های خواننده طیف وسیعی از قیمتها و متعلقات را در برخواهند داشت.

1-1- انواع برچسب های RFID

به طور کلی سه نوع برچسب وجود دارد که عبارتند از:

1- برچسب های غیرفعال^[8]: این نوع برچسب ها هیچ منبع تولید انرژی درونی ندارند و انرژی خود را از طریق سیگنال ­های RF که توسط دستگاه خواننده ارسال و توسط آنتن موجود در برچسب دریافت می­شود، تامین می­کنند.

2- برچسب های نیمه منفعل^[9]: بسیار شبیه برچسب ای غیرفعال است، با این تفاوت که باتری کوچکی در آنها وجود دارد و انرژی لازم برای فعال شدن مدار داخل آنها را فراهم می­سازد.

3- برچسب های فعال^[10]: این برچسب ها دارای یک منبع انرژی داخلی می­باشند که توانایی انتقال اطلاعات در فواصل دورتر را فراهم می­کند. این سه نوع برچسب از جهات دیگری چون سایز، دامنه پاسخ­گویی، سرعت پاسخ­گویی و... نیز با هم تفاوت هایی دارند. این خواص با حرکت از برچسب های فعال به سوی غیرفعال به صورت زیر تغییر می کنند:

اندازه، دامنه پاسخ­گویی، قیمت، سرعت پاسخ گویی و قابلیت اطمینان آنها افزایش می یابد.

عمر این برچسب ­ها نیز به صورت زیر تغییر می­کند: غیرفعال > فعال > نیمه منفعل.

عمربرچسب ها به دو دلیل متفاوت می باشد که یکی بدین دلیل که برچسب هایی که منبع انرژی داخلی دارند به علت محدودیت منبع عمر محدود دارند و دیگری باتری کوچک موجود در برچسب نیمه منفعل عمرکوتاهتری از منبع انرژی برچسب فعال دارد.

خصوصیت برچسبها

همانطور که گفته شد برچسب ها وسیله شناسایی متصل شده به کالا، شی و فردی هستند که ما می خواهیم آن را ردیابی کنیم. مهمترین خصوصیات برچسبهای RFID شامل موارد زیر است:

نوع بسته بندی برچسبها: برچسب ها می توانند در داخل دکمه هایی ار جنسPVC ، اجناس شیشه ای، جواهرات یا برچسبهای کاغذی یا کارتهای پلاستیکی پنهان شوند. استاندارد DIN/ISO 69873 مواردی را برای تعبیه برچسبها در داخل ابزارآلات ماشینی تعیین می کند. لذا راه های بسته بندی و علامتگذاری برچسب ها متنوع می باشد.

اتصال: معنی اتصال به این برمی گردد که کدام دستگاه خواننده با کدام برچسب ارتباط برقرار نماید. راه های اتصال متفاوتی بسته به درجه یا میزان اعتبار ارتباطات استفاده می گردد.

انتخاب گونه ارتباط، بر روی میزان ارتباط و هزینه برچسب ها و میزان به وجود آمدن خطا تاثیر خواهد داشت.

قدرت: سطح الکترو مغناطیسی یا انرژی پالسی که از فرکانس رادیوئی دستگاه خواننده منتشر می گردد، قدرت مورد نیاز برچسب را تامین می کند.

میزان فضای ذخیره اطلاعات: برچسب ها با میزان فضای ذخیره متفاوتی تولید می شوند. برچسبهای فقط خواندنی با فضای کاملا مشخص شده ای در کارخانه تولید می شوند. کاربران می توانند تنها یک مقدار را به برچسب هایی با قابلیت نوشتن یکبار اختصاص دهند. هر چند که برای برچسب هایی با قابلیت چند بار نوشتن، مقدار برچسب می تواند بارها تغییر کند، مانند میزان دما یا فشارکه مرتبا تغییر می کند.

رعایت استاندارد: بسیار از گونه های سیستم های RFID مطابق استانداردهای بین المللی مشخص شده ای کار می کنند. تولیدکنندگانی که از استاندارد ISO11785^[11] استفاده می کنند بر روی سیستم هایی مطابق با این استاندارد کار می کنند. بعضی از استانداردها، مانند سیستم کلاسه بندی شده که توسطEPCglobal^[12] استفاده می شوند، فرکانس به کار رفته بین برچسب ها و دستگاه های خواننده را و همچنین گونه های ارتباط برچسب ها با خواننده و یا میزان فضای ذخیره اطلاعات و مواردی از این قبیل را مورد بررسی قرار می دهد.

انتخاب گونه برچسب

خیلی از پارامترها در انتخاب یک گونه از برچسب ها در نظر گرفته می شود که شامل موارد زیر می شود:

محدوده عملکرد عملیات خواندن: برچسب های فعال محدوده خواندن بیشتری را نسبت به برچسب های غیرفعال پوشش می دهند. جهت برنامه های کوچک از برچسب های غیرفعال استفاده می شود چون محدوده ای که ایجاد می کنند معمولاکافی می باشد.

مواد و بسته بندی: مواد مختلف فرکانسهای مختلفی را تولبد می کنند. به عنوان مثال مایعات مانع از جریان یافتن امواج رادیویی می شوند و موادی که فلز در داخل خود دارند باعث ایجاد تداخل در خواننده ها می شوند.

فاکتورهای شکل ظاهری: برچسب ها در اندازه های مختلفی تولید می شوند. شکلی که برای برچسب ها در نظر گرفته می شود معمولا به بسته هایی که اجناس در آنها قرار می گیرد بستگی دارد.

در راستای استاندارد حرکت کردن: این بسیار مهم است که بیشتر دستگاه های خواننده موجود با فرکانس برچسبی که انتخاب کرده اید سازگار باشند. برای این کار موسسه های EPCgloable و موسسه ISO استانداردهایی را برای ارتباط و تبادل اطلاعات بین برچسبها و خواننده ها تولید می کنند.

هزینه: هزینه ای که برای یک برچسبRFID در نظر گرفته می شود، نقش مهمی را در انتخاب نوع برچسب ها دارد، چون اکثر برنامه ها از برچسب های زیادی استفاده می کنند.

2-1 بررسی دستگاه خواننده

دستگاه های خوانندهRFID دستگاه های بازجو هم نامیده می شوند، که جهت شناسایی برچسب ها در اطراف خود استفاده می شوند. دستگاه های خواننده در شکلها و اندازه های مختلفی و همچنین به صورت قابل حمل در پایانه ها یافت می شوند، شما می توانید به خواننده ها به عنوان نقاطی جهت اتصال برچسب ها به شبکه نگاه کنید.

دستگاه خواننده بین برچسبها و دنیای خارج قرار می گیرد و متشکل از 4 قسمت جداگانه زیر می باشد:

شکل1-2 اجزای سیستم خواننده

رابط برنامه کاربردی: API^[13] مربوط به دستگاه خواننده، رابط برنامه کاربردی است که به برنامه اجازه می دهد رخدادهایی که از جانب برچسبها RFID ایجاد می شود را ثبت نماید. این رابط توانایی هایی مبنی بر تنظیم، مشاهده و دیگر قابلیتهایی مدیریتی ارائه می دهد.

ارتباطات: دستگاه های خواننده دارای لبه ارتباطی (محلی که با دستگاه دیگر ارتباط دارد) می باشند و مانند دیگر دستگاه های ارتباطی، خواننده هایRFID باید قابلیت اتصال به شبکه را داشته باشند. اجزای ارتباطی خواننده ها توابع شبکه ای را مدیریت می کنند.

مدیریت رخداد: هنگامی که خواننده برچسب را می بینید، ما به این رخداد دیدار^[14] می گوییم. به آنالیز دیدار واژه فیلترکردن رویداد نیز گفته می شود. مدیریت رخداد مشخص می کند، چه نوع دیداری انجام گرفته است و تعیین می کند چه رخدادهایی به اندازه کافی مهم جهت قرارگیری درگزارش کار یا ارسال به برنامه خارجی موجود بر روی شبکه می باشند.

زیرسیستم آنتن: زیرسیستم آنتن از یک یا چند آنتن تشکیل شده است، و رابط کاربردی و منطقی را در خواننده ها جهت دریافت پاسخ از برچسب ها تعیین می کند.

انتخاب دستگاه خواننده

انتخاب دستگاه خواننده شما وابسته به نوع برچسبی می باشد، که انتخاب می کنید. بعضی دستگاه های خواننده فقط با انواع خاصی از برچسب ها متناسب هستند.

خواننده ها، به عنوان دستگاه های قوی ارسال امواج رادیویی، باید از فرکانس های تعیین شده معمول محلی، قدرت مشخص و دوره پریودیک خاص پیروی کنند (اینکه هر خواننده در یک مدت زمان مشخص چند بار اقدام به ارسال امواج نماید).

هنگام انتخاب خواننده، باید بر محیط فیزیکی که دستگاه خواننده در آن قرار می گیرد، توجه گردد. دستگاه باید به اندازه کافی کوچک باشد تا سر راه افراد و دیگر لوازم نباشد و همچنین در مقابل گردوخاک، رطوبت و تغییرات درجه حرارت سخت و پایدار باشد.

در انتها، دید نهایی که می توان بر موضوع انتخاب خواننده داشت، این است که به چه مقدار این دستگاه کارایی و تناسب با ابزار ات مدیریتی و مشاهده ایIT دارد.

3-1- میان افزار RFID

انتخاب برچسب و خواننده مناسب و اینکه در چه محلی آنتن آن نصب گردد، اولین قدم در راه اندازی سیستم RFID می باشد.

قابلیت خواندن میلیونها بر چسب در حال حرکت، به صورت زنجیره ای و الزام برابری کد برچسبها با اطلاعات معنی دار باعث به وجودآمدن حجم زیادی از اطلاعات با پیچیدگی ارتباطی آنها خواهد شد. میان افزارهای RFID برای کمک به حل این پیچیدگی ها مورد استفاده قرار می گیرند.

یکی از مزایای اولیه استفاده از میان افزارها استاندارد آنها جهت برخورد با سیلی از اطلاعات برچسب های کوچک می باشد. علاوه بر فیلتر کردن رخدادها، شما نیاز به مکانیزمی جهت کپسوله کردن برنامه دارید که مانع از مشاهده جزییات بیشتر مانند موارد فیزیکی از قبیل (مشخصات خواننده ها، حسگر ها و پیکربندی آنها) شود.

نهایتا شما نیاز به رابط کاربری استاندارد دارید، که جهت درخواست برای مشاهدات معنی دار دستگاههایRFID مورد استفاده قرار گیرد.

شکل 1-3 اجزای میان افزار RFID

برای استفاده از میان افزار سه اصل اساسی وجود دارد.

1- ایجاد ارتباط بین خواننده ها^[15] توسط آداپتور دستگاه های خواننده.

2- پردازش ردیفهایی^[16] از مشاهدات دستگاه هایRFID که دربرنامه های مربوطه استفاده می شود (مانند استفاده آنها توسط مدیر رخداد).

3 – ایجاد رابط مرحله ای برنامه^[17] جهت مدیریت خواننده ها و بدست آوردن رخدادهای فیلتر شده RFID.

آداپتور دستگاه های خواننده (اجزای میان افزار)

چندین نوع از خواننده های RFID امروز در فروشگاه ها موجود می باشد و هر کدام رابط کاربری خود را دارا می باشند.

اینکه هرکدام از تولیدکنندگان برنامه با گونه های مختلف خواندن اطلاعات از دستگاه های مختلف آشنا باشند، کار غیرممکنی است. رابط خواننده ها، به اندازه نقاط دسترسی به داده ها، و توانایی های مدیریتی دستگاه ها، دارای تنوع می باشد. به همین دلیل باید میان افزاری استفاده گردد، که شما را از آشنایی با طرز فکرهای غیرمعمول دستگاه های خواننده بی نیاز سازد.

لایه وفق دهنده دستگاه های خواننده خصوصیات رابط دستگاه خواننده راکپسوله و مجزا می کند. و به این ترتیب این گونه موارد برخوردی با برنامه نخواهند داشت.

مدیر رویداد(اجزای میان افزار)

یک مجموعه کامل از سیستمهایRFID توانایی این را دارند که زنجیره ای متشکل از صدها یا هزاران خواننده که در هر دقیقه صدها بار عملیات اسکن را انجام می دهند پشتیبانی کند.

پس شما باید رابط دستگاه خواننده را جهت جلوگیری از بمباران شدن آن توسط صفهای طولانی اطلاعات کپسوله کنید. بنابراین نیازمند توسعه اهداف خاصی در رابطه با میان افزارها در کنار زیربنای ساختاریIT و تکنولوژی اطلاعات می باشیم.

خواننده ها کمتر از 100 % دقت در خواندن برچسب های مجاورت خود دارند.

در نظر بگیرید 100 مورد از برچسبها در کنار یک خواننده موجود هستند و جهت خواندن مجموعه صدتایی از برچسبها در دقیقه تنظیم شده اند! شانس خواندن برچسب ها در هر دفعه اسکن برابر با خواندن 80 تا 99 مورد از برچسبها می باشد. در موردی که بررسی شد، تعداد 80 مورد از 100 مورد موجود که توسط دستگاه خواننده، اسکن می شود، بررسی می گردد که ارزیابی مورد قبولی است هر چند این سناریو اثبات می کند، اسکن هایی که از جانب خواننده ها انجام می شود در صف هایی متمرکز می شود و نیازمند پردازش در آینده به عنوان یک رخداد تجاری دارد.

تصور کنید این دستگاه خواننده برای یک سیستم طبقه بندی هوشمند به کار رود آیا شما مشاهدات فیلتر نشده دستگاه خواننده که این اطلاعات را به برنامه کاربردی شما ارسال می کند، بدون حفاظت خواهید گذاشت.

برای همه برنامه ها بجز موارد اندکی، شما خواهان پردازش این مشاهدات در آینده قبل از استفاده آنها می باشید.

به عنوان مثال مساله " فیلتر" هموارسازی است، که یک سری از مشاهدات دستگاه های خواننده را برای پذیرش متمرکز و متراکم می کند تا پاسخ های دریافتی غیر معتبرخواننده ها را تعیین نماید.

اگر شما فکر می کنید که ارسال مشاهدات یک دستگاه خواننده به صورت مستقیم به یک برنامه کاربردی مورد نظر نمی تواند ایده بدی باشد، پیاده سازی یک سیستمRFID معمولی را تصور کنید که از به هم پیوستن چندین دستگاه خواننده در ناحیه های مختلف تشکیل می شود.

تصور کنید میزان داده ای که توسط خواننده ها تولید می شود، چه مقدار فیلتر نیاز دارد.

مدیریت رخدادهایRFID ، صفوف داده های خوانده شده از چندین منبع تولید داده را متمرکز می کند. (مانند دستگاه های خواننده) و بر مبنای فیلتر های پیکربندی شده قبلی یکپارچه و تفکیک می کند.

بیشتر مدیران رخداد، داده های فیلتر شده را به سیستم های پایانه ای ارسال می کنند (سیستمهایی که داده های آماده را مورد بررسی و گزارش گیری قرار می دهند).

سطوح رابط برنامه کاربردی(اجزای میان افزار)

رابط سطوح برنامه، بالاترین لایه در پشته میان افزارRFID می باشد. اولین هدف آن ایجاد و تولید مکانیزم استانداردی می باشد که برنامه را قادر به ثبت و دریافت رخداد های پیش آمده، بر مبنای مجموعه اطلاعات به دست آمده از دستگاه های خواننده می کند.

علاوه بر این، رابط سطوح برنامه یک نوع قرارداد استاندارد برای تنظیمات، مشاهده و اداره کردن میان افزار و خواننده ها و حسگر های در کنترل آن می باشد.

رابط برنامه کاربردی، قراردادی است که، توابعی به منظور دستیابی به فایلهای Dll مانند gdi32.dll یا shell32.dll و ... در اختیار برنامه نویسان مختلف قرار می دهد. بسیاری از فروشندگان میان افزار هایRFID، رابط هایی با خصوصیاتی برای این هدف جدید تولید می کنند، شرکت استاندارد ساز EPCglobal " رخدادهای سطوح برنامه ای " را جهت استاندارد سازی بخش مدیریت توابع رخدادهای RFID به تصویب رسانده است.

ما به صورت مشروح خصوصیات این موضوع را در فصل دوم توضیح خواهیم داد. نهایتا خاطر نشان می کنیم که میان افزارها در اندازه و اشکال گوناگونی به بازار خواهند آمد. آنچه ارائه دادیم این بود که چگونه عملکرد کلی آن را به قسمت های کوچکتر بشکنیم و میان افزار چه هست و چه انجام می دهد.

در عمل میان افزارهای متعددی را پیدا خواهید کرد که با استفاده از ماژول های خود، بر روی گونه های خاصی از خواننده ها و برنامه ها قابلیت استفاده دارند.

انطباق میان افزار با دستگاه خواننده

تعدادی از استانداردهای شرکتEPCglobal وجود دارد که برای میان افزارهایRFID مهم می باشند. به دو نمونه از این استاندارد ها توجه کنید:

1) قواعد دستگاه های خواننده

تلاشهایی از جانب این شرکت مبنی بر ایجاد استانداردهایی برای خواننده ها و قواعد چاپگر های شبکه در حال انجام است. فروشندگان میان افزار RFID در نظر دارند تا از این استانداردها در دستگاه های خود پشتیبانی کنند. ما پیش بینی می کنیم که در آینده درایورهای خاصی برای اکثر دستگاه ها مورد نیاز خواهد بود.

2) رخدادهای سطوح برنامه

ALE^[18] استانداردآینده شرکت EPCglobal خواهد بود که یک رابط تشریحی را تولید می کند و با توجه به آن، برنامه می تواند با قسمت فیلترسازی و موتورهای جمع آوری اطلاعات ارتباط برقرار کند. این استاندارد مواردی از قبیل برنامه نویسی براساس درخواست، پاسخ و برنامه نویسی بر اساس دستورات پشته^[19] را پشتیبانی می کند. این روند حالت بسیار ساده تری را نسبت به روش کاری بلادرنگ هوشمند خواهدداشت و این روند شرکتEPCglobal جایگزین مباحث قبلی خواهد شد.

4-1- مشاهدات دستگاه خواننده

زمان ثبت، کدخواننده، کدآنتن، کدشناسایی برچسب و قدرت سیگنال جهت فهمیدن میزان داده هایی که توسط خواننده های طبقه بندی شده به طور هوشمند تولید می شوند از جمله مواردی می باشد که دستگاه خواننده بررسی می کند. مثال زیر را در نظر بگیرید.

یک فروشنده قطعات الکترونیکی که شرکت ایروانا الکترونیک نامیده می شود، کار سیستم طبقه بندی هوشمند را برای شرکت خود انجام می دهد. فروشگاه به طور میانگین 25 مورد در هرطبقه و در هر قفسه 4 طبقه دارد. لذا به طور میانگین تعداد 100 مورد در هر قفسه دارد. هر کدام از 10 فروشگاه ایروانا 20 شعبه و در هر شعبه هر کدام دارای 20 قفسه ( در هر سمت 10 تا ) می باشند. بنابراین فروشگاه های ایروانا 400 قفسه دارند، بدین معنی که میانگین موجودی کلی آنها، در حدود 40,000 مورد خواهد شد. جدول 1-1 موارد بالا را در خود جای داده است. با توجه به آمار موجود خوشحال نشدید از اینکه مثالی در مقیاس یک فروشگاه زنجیره ای مواد غذایی یا یک انبار بزرگ نزدیم.

جدول 1-1 میانگین موجودی قفسه ها ی فروشگاه

حال فرض کنید برچسب ها توسط خواننده مورد اسکن قرار گیرد هر جستجو و اسکنی که توسط دستگاه خواننده صورت می پذیرد مشاهداتی را مبنی بر اطلاعات تمام موارد شناسایی شده، برمی گرداند.25 مورد در هر طبقه ضربدر 4 طبقه در هر قفسه ضربدر 10 اسکن در هر دقیقه= 1000 مشاهده در هر دقیقه در هر قفسه!

1000 آیتم خوانده شده در هر دقیقه ضربدر 400 قفسه = 400000 مشاهده در هر دقیقه.

400000 مشاهده در هر دقیقه ضربدر 60 دقیقه در هر ساعت =2400000 مشاهده در هر ساعت.

بیایید در نظر بگیریم که فروشگاه 10 ساعت در روز باز است .

10 ساعت ضربدر 2400000 مشاهده در هر ساعت =24400000 در هر روز در هر فروشگاه.

10 فروشگاه = 000/000/240 مشاهده مابین تمامی فروشگاه ها.

جدول 2 -1 میانگین تعداد مشاهدات فروشگاه ها

تعجب آور است! این تعدادمشاهده، مقدار قابل ملاحظه ای است! و ما حتی نمی توانیم مشاهداتی که از یک نقطه صادر می شود را بشماریم. پردازش این همه مشاهده نیازمند یک طرح حساب شده و قدرتمند می باشد. ولی قبل از آغاز کشیدن طرحی که در بالا به آن اشاره شد، نیازمندیم اندکی بیشتر در رابطه با کیفیت و ارتباط اطلاعاتی که از مشاهدات جمع آوری می شود بدانیم. اگر شما به سادگی از مشاهدات برنامه هایی که در مرکز داده شما جمع آوری می شوند بگذرید، نه تنها این برنامه ها را سردرگم می کنید، بلکه ممکن است شبکه و دیگر اجزاء سازمان را نیز محدود نمایید (منظور بی اهمیتی به زیر بنای مشاهدات است).

هر چند که گاهی برنامه های پردازشگر نهایی، با صفوف نامنظم مشاهدات خواننده هایRFID برخورد خواهند داشت، مثل اینکه به مشتری بگویید که یک DVD را از طبقه ای بردارد و در طبقه دیگر قرار دهد. این کار باعث به وجود آمدن یک سری از مشاهدات از طریق خواننده مربوطه در آن طبقه خواهد شد. هر چند ما به این کار به عنوان دستوری از جانب مدیرسیستم نگاه کنیم، با این حال این اطلاعات به وجود آمده، اطلاعات سربار می باشد و مورد استفاده در برنامه های پردازشگر انتهایی نمی باشد، چرا که موجودی کل اصلا تغییر نکرده است. این مورد نیاز به مکانیزمی را جهت جمع بندی مشاهدات در زمان و در شرایطی که از چند دستگاه خواننده استفاده می شود، نشان می دهد. همچنین نیاز به داشتن فیلتر، یکپارچه کننده، و تغییر دهنده مشاهدات خواننده ها را نیز مشخص می کند. این دلیلی بر این امر است که، سیستم هایRFID نیازمند یک میان افزار در مرکز داده خود هستند. بدین ترتیب تنها آن اطلاعاتی که برای برنامه شما مهم و حیاتی است به خواننده ارسال می شود نه چیز اضافی و سربار و باقیمانده داده ها توسط میان افزار فیلتر می شوند. حال کدام دسته از اطلاعات باید فیلتر شوند؟

از آن جایی که آنتن ها بسیار نزدیک هم هستند (در هر قفسه 2 عدد)، ممکن است خواندن آنها با یکدیگر باعث ایجاد تداخل گرد. بنابراین مشاهداتی که از آنها صادر می شود باید فیلتر شود و دوبار ارسال شدن اطلاعات برای یک شی از بین رود و اطلاعات واحدی مبادله شود. این مشاهدات باید توسط چندین بار اسکن بررسی گردد، تا خطاهای کوچک همپوشانی و رفع گردد. عدم دقت اسکن ها، حاصل چندین فاکتور است. فرکانس رادیویی طبیعی ارسال شده، هم ترازی برچسب هایRFID ، نقاط کور و فاکتورهای محیطی در این امر بی تاثیر نیستند.وقتی مشتری با کالاهایی که در دست دارد در طول راهرو فروشگاه تردد می کند، دستگاه های خواننده در آن محدوده وجود این کالا ها را گزارش می دهند و ما باید هر گونه مشاهده جعلی را، جهت جلوگیری از ارسال سیلی از اطلاعات نادقیق به سیستم کنترل موجودی فروشگاه فیلترکنیم.

5-1- فیلتر کردن رویداد

شکل 4-1 اجزای فیاترکردن رویداد

هر جزئی از سیستم فیلترکردن رویدادها در شکل بالا آمده است:

1- دریافت مشاهدات خام پردازش نشده خواننده ها^[20]: خواننده ها اطلاعات خام اولیه را دریافت می کنند.

2- هموارکردن مشاهدات^[21]: امروزه دستگاه های خواننده با دقت کمتر از 100% می توانند در یک باراسکن کردن برچسب ها، آنها را بخوانند. آنالیزی که برای حل این موضوع ارائه می دهیم این است که با چندین بار خواندن (اسکن) و نتیجه گرفتن بر اساس میانگینی از این مشاهدات به نتیجه نهایی دست یابیم. بعنوان مثال اگر 70 درصد مشاهدات بگوید جعبه کابل ( منظور یک جنس است) موجود می باشد، ما این امر را قبول می کنیم.

3-خارج کردن دوبارخوانی ها^[22]: دو بار خواندنها زمانی روی می دهد که بیشتر از یک آنتن وجود شی را تشخیص دهند و باید بر اساس میزان قوی بودن سیگنال ارسالی و میانگین مشاهدات، اطلاعات دریافتی را فیلتر کنیم.

4- فیلترکردن مشاهداتی که از اطراف صورت می پذیرد^[23]: مشاهدات موجود از اجناسی که در راهروی یک فروشگاه در حرکت هستند، طبیعتا دارای پایداری سیگنال کم و قاعدتا گذرا می باشند و آنها نیزباید حذف گردند.

5- انتشار مشاهدات^[24]: پس از اینکه فیلترهای لازم بر روی داده های ما صورت گرفت، داده ها آماده ارسال به برنامه های انتهایی می شوند.

دستگاه های خوانندهRFID خود نیز بعضی از موارد فیلترینگ را بر روی داده ها انجام می دهند، و از آنجایی که خواننده ها روز به روز هوشمندتر می شوند، عملیات فیلترسازی آنها نیز بهینه تر می شود. با این وجود، چرا هنوز هم نیازمندعملیات فیلتر کردن توسط میان افزار هستیم؟ همان طور که دیدیم، بعضی از فیلترکردن ها، نیازمند اطلاعات از چندین خواننده یا حسگر یا حتی سیستم ها ی دیگرمی باشند، مانند سیستم کنترل موجودی در فروشگاه ها و مسئله مقایسه کالاها و مشاهدات زاید قفسه های موجود در آن. لذا به منظور جدول سلسله مراتبی رخدادها، فیلترسازی باید همواره در سطح بالاتر از دستگاه های خواننده نیز صورت پذیرد.