برچسب‌های RFID
برچسب‌های RFID مبتنی بر ارتباطات بی‌سیم (میدان مغناطیسی یا موج الکترومغناطیسی) است که می‌تواند اطلاعات بی‌درنگ در مورد دما، رطوبت نسبی، و اطلاعات تغذیه‌ای و تامین‌کننده را در حین حرکت محصول در زنجیره تامین فراهم کند، بنابراین قابلیت ردیابی و ایمنی مواد غذایی را افزایش می‌دهد.
کیفیت RFID برای شناسایی محصول راحت‌تر از برچسب‌ها و بارکدهای سنتی است، ظرفیت ذخیره‌سازی اطلاعات نسبتاً زیادی دارد، محدوده خواندن طولانی‌تری دارد (تا ده‌ها یا حتی بیش از 100 متر فاصله)، و نیازی به تماس بصری ندارد.
برچسب‌های RFID را می‌توان در یک آیتم تعبیه کرد، داخل بسته بندی مواد غذایی قرار داد یا به بدن حیوانات تزریق کرد. بنابراین برچسب‌های RFID اکنون جایگزینی برای بارکدها محسوب می‌شوند.
در این مقاله تیم ویرا قصد دارد تا توضیح مختصری درباره مزایا و معایب برچسب‌های RFID که در صنعت بسته بندی هوشمند استفاده می‌شود، ارائه دهد.
انواع برچسب‌های RFID
هر برچسب RFID را می‌توان با توجه به حالت منبع تغذیه به عنوان غیرفعال، نیمه منفعل یا فعال طبقه بندی کرد.
برچسب‌های غیرفعال
برچسب‌های غیرفعال حاوی منابع انرژی داخلی نیستند و توسط القای الکترومغناطیسی در میدان‌های مغناطیسی تغذیه می‌شوند که در نزدیکی خواننده (مصرف کننده) تولید می‌شود.
در مقایسه با دو نوع تگ دیگر، تگ‌های غیرفعال فاصله خواندن نسبتاً کوتاهی دارند و تعداد کمی از برچسب‌ها را می‌توان به طور همزمان خواند. با این حال، این نوع برچسب علاوه بر کوچک، سبک و کم هزینه بودن، عمر عملیاتی طولانی دارد، بنابراین این برچسب ها کاندیدای بالقوه ای برای توسعه دستگاه های ارزان قیمت هستند.
برچسب‌های نیمه منفعل
تگ های نیمه منفعل یک منبع تغذیه محلی دارند که فقط برای تامین انرژی تراشه استفاده می‌شود. این برچسب‌ها هنوز برای انتشار امواج الکترومغناطیسی به خواننده متکی هستند و اغلب اوقات غیر فعال می‌مانند، مگر زمانی که توسط خواننده بیدار شوند. بنابراین منبع تغذیه در بیشتر مواقع غیرفعال است که باعث افزایش طول عمر تگ ها می‌شود.
بر خلاف تگ های غیرفعال، تگ های نیمه منفعل محدوده کاری وسیع تری دارند.
برچسب‌های فعال
تگ های فعال دارای یک باتری جاسازی شده هستند که برای تغذیه تراشه و پخش سیگنال ها به خواننده استفاده می‌شود. در مقایسه با دو نوع تگ دیگر، این تگ ها وسیع ترین محدوده خواندن (بیش از 50 متر) را دارند و بسیاری از تگ ها را می‌توان به طور همزمان خواند.
با این حال، استفاده گسترده از برچسب‌های فعال محدود است، زیرا آنها گران تر از برچسب‌های غیرفعال یا نیمه منفعل هستند و طول عمر محدودی دارند (بسته به عمر باتری).
ادغام برچسب‌های RFID با دیگر حسگرهای استفاده شده در بسته بندی هوشمند
در شکل زیر سیستم‌های پایه RFID و فرکانس های عملیاتی مختلف را نشان می‌دهد. برای افزودن قابلیت‌های جدید به برچسب‌های RFID، انواع مختلفی از حسگرها (مانند TTI، حسگرهای رطوبت و حسگرهای گاز) در برچسب‌های RFID ادغام شده‌اند که می‌توانند برای سنجش، برقراری ارتباط و نظارت بر فضای بسته بندی مواد غذایی استفاده شوند.
این برچسب‌ها داده‌های بی‌درنگ درباره کیفیت، ایمنی و تاریخچه مواد غذایی را از طریق زنجیره تامین ارائه می‌کنند. برچسب‌های RFID همراه با حسگرها نیز یک نیروی محرکه اصلی برای استفاده از فناوری RFID در سیستم‌های بسته‌بندی هوشمند هستند.
برچسب‌های غیرفعال فقط اطلاعاتی در مورد شناسایی و ردیابی ارائه می دهند. برای سنجش کاربردها، استفاده از برچسب‌های نیمه منفعل یا فعال ضروری است.
با این حال، ادغام حسگرها در برچسب‌های RFID نیز با چالش‌هایی مواجه است، مانند تأثیری که افزایش هزینه برچسب‌ها ممکن است بر هزینه نهایی محصولات غذایی داشته باشد، که می‌تواند منجر به کاهش فروش شود.
علاوه بر این، محققان باید نحوه برآوردن الزامات عملکردی برچسب‌های حسگر RFID و اجتناب از تماس مستقیم بین غذا و برچسب‌ها را با بهینه‌سازی عناصر مورد استفاده در برچسب‌ها (مانند آنتن‌ها، تراشه‌ها یا حسگرها) تعیین کنند. علاوه بر این، عمر عملیاتی تگ‌های RFID محدود است، زیرا سنسورها برای عملکرد صحیح به برق نیاز دارند.
چالش‌های برچسب‌های RFID
همه این چالش‌ها باید در آینده با هدف تسهیل پذیرش گسترده برچسب‌های RFID در بسته بندی مواد غذایی مورد مطالعه قرار گیرند. با این حال، به دلیل هزینه نسبتاً بالای آنها (تقریباً 0.2 تا 0.3 دلار برای هر برچسب)، استفاده از آنها محدود است و برخی از شرکت‌ها دریافته اند که حرکت به سمت فناوری RFID غیرقابل قبول است. برای غلبه بر این موانع، انتظار می رود که مطالعات آینده با هدف کاهش هزینه برچسب های RFID تا حد امکان انجام شود.
