یک سیستم RFID   از دو قسمت اصلی تشکیل می گردد یکی فرستنده یا همان تگ RFID  که معمولا به صورت کارت بوده و یا روی اجسام چسبانده می شود و دیگری گیرنده یا همان ریدر RFID می باشد که هم به عنوان فرستنده و هم به عنوان گیرنده عمل می کند . این ریدر از یک ماژول فرکانس رادیوئی، یک واحد کنترل و آنتن تشکیل می شود که میدان الکترومغناطیسی با فرکانس بالا تولید نموده و از طریق امواج رادیوئی با تگ ارتباط برقرار می نماید .

تگ RFID  از سه بخش چیپ، آنتن و پوسته تشکیل می شود، چیپ یا تراشه یک مدار مجتمع الکترونیکی یا IC می باشد که از هزاران ترانزیستور یا ریز پردازنده تشکیل شده و وظیفه آن ذخیره اطلاعات می باشد . انرژی مورد نیاز تراشه در تگ های پسیو،  از طریق انرژی الکترومغناطیسی- که توسط آنتن دریافت می شود و ریدر این امواج را منتشر می نماید-دریافت می شود .

تراشه شامل اطلاعاتی مانند شناسه تگ، پسورد و سایر اطلاعاتی است که در حافظه ذخیره شده و قابلیت برنامه ریزی داشته و جنس آن از یک نیمه رسانا به نام سیلیسیم می باشد و امروزه این تراشه های RFID در فرکانسها و فرمتهای متفاوتی از جمله Mifare ، Desfire ، UHF، NFC  و ... به بازار ارائه می گردد که هر کدام کاربردهای مختص به خود را دارند .

آنتن تگ نیز بخش مهمی از تگ RFID  است که در تگ های پسیو وظیفه آن جمع آوری انرژی الکترومغناطیسی ارسال شده توسط ریدر و تامین انرژی مورد نیاز برای تراشه و نمایش سیگنال دریافتی می باشد . آنتن ها معمولا به شکل سیم پیچ مارپیچ بوده و تغییرات طراحی آنتن اجازه می دهد تا تگ ها ویژگیها و رفتار متفاوتی داشته باشند .

با توجه به اینکه تولید تراشه پیچیده ترین بخش تولید تگ بوده و علاوه بر هزینه بالا، تاثیرات زیست محیطی فراوانی را  به دنبال دارد دانشمندان در تلاش هستند تا با استفاده از روشهای جایگزین نسبت به حذف تراشه از تگ های RFID  اقدام کنند تا با این کار ضمن محدود کردن ضایعات شیمیایی مربوط به ساخت تراشه ها، هزینه های تولید را به نحو چشمگیری کاهش دهند .

تحقیقات دانشگاه گلاسکو University Of Glasgow  :

دانشگاه گلاسکو یکی از دانشگاههای برتر اسکاتلند و یکی از صد دانشگاه برتر جهان است که دارای تشکیلات پژوهشی گسترده ای می باشد و در زمینه یافتن روشی جایگزین برای حذف تراشه متمرکز می باشد . اخیرا مجله اینترنتی جهانی RFID به نشانی RFIDJOURNAL.COM  گزارش داده است که محققان گلاسکو موفق شده اند برچسب RFID غیرفعال بدون تراشه تولید نمایند

در سیستم تولیدی به جای استفاده از یک ریدر RFID، از یک تحلیل گر شبکه استفاده شده است که این تحلیلگر رویکردی با پهنای باند وسیع اتخاذ می نماید و می تواند در محدوده فرکانسی UHF  نسبت به ارسال داده در فرکانس 900 مگا هرتز اقدام و پاسخ ها را در حدود 50 مگا هرتز پهنای باند مذکور دریافت نماید .

در این سیستم ماده موجود در تگ با تغییرات دما تغییر می کند و وقتی سیگنال Request را از آنتن دریافت می کند می تواند بسته به دما، با فرکانس متفاوتی اقدام به پاسخ نماید به این معنی که در پاسخ داده شده، فرکانس بسته به دما تغییر می کند .

در مجموع می توان گفت که تگ های RFID  بدون تراشه از مواد حسگر و یک آنتن تشکیل یافته است تا بتواند پاسخ به یک درخوااست رادیو فرکانسی را با فرکانس اصلاح شده منعکس نماید . این تغییر در فرکانس از پاسخ تگ با استفاده از اندازه گیری حسگر میزان افزایس یا کاهش دما را نشان میدهد . نسخه بدون تراشه‌ای که در این روش توسعه داده می شود، می‌تواند تنها سه بیت داده مربوط به حسگر را ارسال کند، در حالی که UHF RFID استاندارد می‌تواند تقریباً ۱۲۸ بیت یا بیشتر ارسال کند.

این تگ ها  از سیم‌پیچ‌های آنتن ارزان‌قیمت و یک ماده حسگر ساخته شده از لاستیک سیلیکونی PDMS و الیاف کربن تشکیل شده است. این سیم‌پیچ‌ها که از سیم‌پیچ‌های موجود در کارت‌های اعتباری کوچک‌تر هستند، سیگنال‌های الکترومغناطیسی را از یک دستگاه خواننده دستی با استفاده از امواج الکترومغناطیسی جذب می‌کنند.

آزمایش‌ها نشان داد که این حسگرها می‌توانند تغییرات دما بین ۲۰ تا ۱۱۰ درجه سانتیگراد را تشخیص دهند. محققان می‌گویند این فناوری، می‌تواند به ساخت حسگرهای بی‌سیم ارزان‌تر و همچنین پایدارتر در آینده کمک کند.

این تگ بدون تراشه می‌تواند در بسته‌بندی مواد غذایی تعبیه شود یا در طول تولید روی کالاها نصب شود تا شرایط را در طول یا پس از تولید ردیابی کند. و تمامی اطلاعات مربوط به مواد غذائی را از تولید و توزیع تا مصرف در اختیار تولید کنندگان و نهادهای بازرسی قرار دهد .

همچنین این تگها می توانند در فروشگاه‌ها روی قفسه‌هایی که می‌توان یک تحلیلگر برای ردیابی شرایط محصولات نمایش داده شده در آنجا مستقر کرد، استفاده شوند. این تحلیلگر می‌تواند زیر هر بسته نصب شود و به طور مداوم شرایطی را که محصول در قفسه فروشگاه در معرض آن قرار می‌گیرد، بخواند به عنوان مثال چنانچه یک قسمت از قفسه بیش از حد گرم شود و یا چیزی در یک قسمت از یخچال خنک نشود اطلاع رسانیهای لازم را ارائه نماید .

نمونه دیگر استفاده از تگ های بدون تراشه در دستگاههای پوشیدنی برای ردیابی سلامت است . تگ های به کار گرفته شده برای این منظور می توانند در تشخیص تغییرات دمای بدن یا میزان تنفس و یا ضربان قلب به سلامتی انسان کمک نمایند

محققان دانشگاه گلاسکو معتقدند این ماده حسگر می‌تواند طوری طراحی شود که به شرایط خاصی فراتر از دما پاسخ داده و خواص این ماده حسگر در پاسخ به هر محرکی مورد ارزیابی قرار گیرد .

نتیجه گیری :

هر چند مراکز تحقیقاتی خیلی زیادی در جهان تلاش می کنند تا با کاهش هزینه های تولید و حذف اثر کربن و اثرات مخرب زیست محیطی در سیستمهای RFID امروزی، این فناوری را دگرگون کرده و این فناوری را در تمامی عرصه های تجاری و صنعت و حتی زندگی روزمره انسانها بکار گیرند با این وجود، تحقق این امر که بتواند جایگزین  RFID موجود شده و کاربرهای فعلی را پوشش دهد هنوز سخت و راه دشواری در پیش دارد .

امروزه از فناوری RFID در جاهای مختلفی بهره می برند . سیستمهای اکسس کنترل، سیستمهای کنترل تردد از قبیل گیت کنترل تردد، قفلهای الکترونیکی هوشمند، قفل های کمدی استخری، مدیریت هوشمند انبار ، پارکینگ هوشمند و ... از جمله کاربردهایی است که در گوشه به گوشه دنیا از آن استفاده می کنند و تا کاربردی کردن فناوری بدون تراشه RFID، رفع مشکلات و رفع محدودیتهای موجود راه درازی است که باید پیموده شود .

    کاری از واحد تحقیق و توسعه سامانه های هوشمند توتکو