การแนะนำอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับ IoT ที่อิงบน RFID

ที่จริงแล้ว แนวคิด IoT (Internet of Things) ถูกเสนอขึ้นตั้งแต่ปี 1999 โดยให้คำจำกัดความว่า วัตถุทุกอย่างถูกเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตผ่านอุปกรณ์ตรวจจับข้อมูล เช่น RFID (Radio Frequency Identification) เพื่อให้สามารถระบุตัวตนและจัดการได้อย่างชาญฉลาด ดังนั้นพูดอย่างง่าย ๆ IoT แท้จริงแล้วคือเครือข่ายการรับรู้ข้อมูลที่ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยี RFID

หลักการพื้นฐานของ IoT และเทคโนโลยี RFID

บนพื้นฐานของอินเทอร์เน็ตคอมพิวเตอร์ IoT ได้สร้างอินเทอร์เน็ตที่เชื่อมต่อสรรพสิ่งขึ้นมาจริง ๆ โดยอาศัยเทคโนโลยี RFID และการสื่อสารข้อมูลผ่านคลื่นวิทยุ ดังนั้น หนึ่งในเทคโนโลยีแกนหลักที่สำคัญของ IoT จึงอยู่ที่ RFID ในเครือข่ายนี้ วัตถุต่าง ๆ สามารถสื่อสารถึงกันได้โดยไม่จำเป็นต้องอาศัยการปฏิบัติการของมนุษย์ แกนหลักของ IoT อยู่ที่การระบุตัวตนของวัตถุโดยอัตโนมัติ และการเชื่อมต่อแลกเปลี่ยนและแบ่งปันข้อมูลผ่านอินเทอร์เน็ตคอมพิวเตอร์บนพื้นฐานของเทคโนโลยี RFID ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ทำให้วัตถุสามารถ “พูด” ได้ ในระยะของ IoT แท็ก RFID จะจัดเก็บข้อมูลตามข้อกำหนดและความสามารถในการทำงานร่วมกัน ซึ่งจะถูกจัดเก็บโดยอัตโนมัติในระบบสารสนเทศส่วนกลางผ่านระบบสื่อสารข้อมูลด้วยคลื่นวิทยุ เพื่อให้สามารถระบุตัวตนของวัตถุ และทำให้การแลกเปลี่ยนและแบ่งปันข้อมูลเกิดขึ้นได้ผ่านอินเทอร์เน็ตแบบเปิด

• องค์ประกอบและหลักการทำงานของ IoT

a. จุดกำเนิดของ IoT

เช่นเดียวกับอินเทอร์เน็ตที่เชื่อมโยงผู้คนทั่วโลกอย่างใกล้ชิด อินเทอร์เน็ตที่ประยุกต์ใช้เทคโนโลยี RFID ก็สามารถเชื่อมต่อสรรพสิ่งจากทั่วทุกมุมโลกเข้าด้วยกันได้ นอกจากนี้ สรรพสิ่งทั้งหลายยังสามารถ “สื่อสาร” ถึงกันและกันได้อีกด้วย

b. องค์ประกอบของ IoT

IoT ทั่วไปประกอบด้วยองค์ประกอบสามส่วน: ระบบ RFID ระบบ Savant และระบบอินเทอร์เน็ต ซึ่งสามารถแสดงให้เห็นได้ในภาพด้านล่าง

ระบบ RFID ประกอบด้วยแท็ก RFID เครื่องอ่าน และซอฟต์แวร์ระบบแลกเปลี่ยนและจัดการข้อมูล (โปรเซสเซอร์) เป็นหลัก; ระบบ Savant ประกอบด้วยเซิร์ฟเวอร์ Savant เซิร์ฟเวอร์ ONS (บริการตั้งชื่อวัตถุ) เซิร์ฟเวอร์ PML (ภาษามาร์กอัปทางกายภาพ) และซอฟต์แวร์ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง; ระบบอินเทอร์เน็ตประกอบด้วยระบบคอมพิวเตอร์และเซิร์ฟเวอร์เครือข่าย

c. หลักการทำงาน

เครื่องอ่าน RFID ในระบบ IoT สามารถควบคุมโมดูล RF ให้ส่งสัญญาณอ่านไปยังแท็กและรับสัญญาณตอบกลับที่ส่งมาจากแท็กได้ นอกจากนี้ยังสามารถถอดรหัสข้อมูลระบุตัวตนของวัตถุบนแท็กอิเล็กทรอนิกส์ และส่งข้อมูลระบุตัวตนของวัตถุพร้อมกับข้อมูลอื่น ๆ บนแท็กไปยังระบบ Savant เพื่อประมวลผล โดยทั่วไปแล้ว ความถี่การทำงานของเครื่องอ่าน RFID จะคงไว้ให้เหมือนกับความถี่ของแท็ก

จากโครงสร้าง IoT ที่แสดงในรูปด้านบน หลังจากที่ตัวอ่านได้รับข้อมูลพาหะจากแท็กและทำการมอดูเลตและถอดรหัสสัญญาณที่ส่งมาแล้ว ตัวอ่านจะส่งข้อมูลไปยังระบบ Savant เพื่อประมวลผล จากนั้นข้อมูลจะถูกส่งต่อไปยังอินเทอร์เน็ต หลังจากนั้นจะใช้ ONS เพื่อค้นหาตำแหน่งจัดเก็บของสิ่งต่าง ๆ บนอินเทอร์เน็ต และ ONS ยังสามารถระบุเซิร์ฟเวอร์ที่มีข้อมูลการจัดเก็บของสิ่งต่าง ๆ ให้กับระบบ Savant และส่งต่อข้อมูลที่อธิบายไว้ในไฟล์นี้ได้

• หลักการทำงานของระบบ RFID

a. องค์ประกอบของระบบ

ตามการใช้งานที่แตกต่างกัน ระบบ RFID อาจแตกต่างกันในองค์ประกอบที่ประกอบขึ้น แต่โดยพื้นฐานแล้ว ระบบ RFID ประกอบด้วย แท็ก เครื่องอ่าน และระบบแลกเปลี่ยนและจัดการข้อมูล แท็กอิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยส่วนประกอบการคัปปลิงและชิปที่มีตรรกะด้านความปลอดภัย

b. หลักการทำงาน

ในฐานะเทคโนโลยีระบุตัวตนอัตโนมัติขั้นสูง RFID ใช้การสื่อสารข้อมูลแบบดูเพล็กซ์เต็มรูปแบบโดยไม่ต้องสัมผัสผ่านคลื่นความถี่วิทยุ (RF) เพื่อระบุวัตถุเป้าหมาย แท็ก RFID ประกอบด้วยชิปและเสาอากาศ และแต่ละแท็กมีรหัสผลิตภัณฑ์ที่ไม่ซ้ำกัน

ระบบ RFID สามารถส่งผ่านข้อมูลระหว่างทรานสปอนเดอร์และตัวรับส่งสัญญาณเซนเซอร์ได้ รูปต่อไปนี้แสดงหลักการทำงานของระบบ RFID

เมื่อระบบ RFID ทำงาน สัญญาณความถี่วิทยุ (RF) ที่มีความถี่หนึ่งจะถูกส่งออกจากเครื่องอ่านผ่านทางเสาอากาศก่อน เมื่อแท็ก RFID เข้าสู่เขตการทำงานของเครื่องอ่าน เสาอากาศจะถ่ายทอดกระแสไฟฟ้าที่ถูกเหนี่ยวนำเพื่อให้แท็ก RFID รับพลังงาน และถูกกระตุ้นให้ส่งข้อมูลรหัสของตนเองกลับไปยังเครื่องอ่าน สำหรับระบบแบบพาสซีฟ เครื่องอ่านจะส่งสัญญาณ RF ที่ความถี่หนึ่งผ่านองค์ประกอบการคัปปลิง เมื่อแท็ก RFID เข้าสู่สนามนี้ แท็กจะได้รับพลังงานผ่านองค์ประกอบการคัปปลิงเพื่อขับเคลื่อนชิปและทำการสื่อสารกับเครื่องอ่าน หลังจากเครื่องอ่านอ่านข้อมูลรหัสในตัวของแท็กแล้ว จะส่งข้อมูลนั้นไปยังระบบแลกเปลี่ยนและจัดการข้อมูล สำหรับระบบแบบแอคทีฟ เมื่อแท็กเข้าสู่พื้นที่การทำงานของเครื่องอ่าน แบตเตอรี่ที่ฝังอยู่ภายในจะจ่ายพลังงานเพื่อให้สามารถทำการสื่อสารกับเครื่องอ่านได้สำเร็จ

การประยุกต์ใช้และการพัฒนาเทคโนโลยี IoT ในอนาคต

เนื่องจากการระบุเอกลักษณ์เฉพาะของแท็ก RFID บนวัตถุต่าง ๆ เทคโนโลยี RFID จึงได้รับความสนใจอย่างมากในด้านการประยุกต์ใช้งาน IoT เป็นจุดร้อนสำหรับการประยุกต์ใช้ RFID ในฐานะที่เป็นรูปแบบไร้สายของบาร์โค้ด RFID มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจน ได้แก่ ทนต่อน้ำ ทนต่อสนามแม่เหล็ก ทนต่ออุณหภูมิสูง อายุการใช้งานยาวนาน ระยะการอ่านที่ไกล สามารถเข้ารหัสและแก้ไขข้อมูลที่จัดเก็บได้ นอกจากนี้ ยังสามารถระบุวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงและระบุแท็กหลายตัวพร้อมกันได้ ซึ่งสะดวกและรวดเร็ว

IoT ที่อิงบนเทคโนโลยี RFID สร้างอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งซึ่งนำไปสู่การแบ่งปันข้อมูลแบบเรียลไทม์ระหว่างสรรพสิ่งทั่วโลก โดยอาศัยประโยชน์จากเทคโนโลยี RFID การสื่อสารข้อมูลผ่านเสาอากาศ เป็นต้น ผ่านการติดฉลากสรรพสิ่งทั้งหมดด้วยแท็ก RFID จะมีการสร้างเครือข่ายข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับสรรพสิ่งทั้งหมดที่มีส่วนร่วมในกระบวนการกระจายสินค้า บนพื้นฐานของอินเทอร์เน็ตปัจจุบัน และบางครั้งไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากองค์ประกอบที่หลากหลายแตกต่างกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องบรรลุความสัมพันธ์ที่เป็นองค์รวมและกลมกลืนกันระหว่างส่วนต่าง ๆ ในระบบ IoT ช่วยให้ผู้คนสามารถเข้าถึงการเยี่ยมชมข้อมูลและบริการประมวลผลได้ทุกเวลาและทุกสถานที่ ซึ่งจะก่อให้เกิดอิทธิพลอย่างลึกซึ้งต่อทุกขั้นตอนของการกระจายสินค้า รวมถึงการผลิต การขาย การขนส่ง การใช้งาน และการรีไซเคิล ตลอดจนพฤติกรรมของภาครัฐ องค์กร และบุคคล

ประเด็นที่เกี่ยวข้องกับ IoT

• ประเด็นเกี่ยวกับมาตรฐาน

แม้ว่า IoT จะมอบยุคสมัยใหม่ให้กับผู้คนที่เราสามารถเพลิดเพลินกับชีวิตที่สะดวกสบายมากขึ้น สะดวกยิ่งขึ้น และปลอดภัยมากขึ้น แต่ IoT ก็ยังต้องเผชิญกับปัญหาคอขวดบางประการที่จำเป็นต้องได้รับการแก้ไข ซึ่งหนึ่งในนั้นคือมาตรฐานทางเทคนิค เนื่องจากมีเกณฑ์ที่แตกต่างกันซึ่งถูกใช้ในแต่ละประเทศทั่วโลก ประเทศต่าง ๆ จึงควรมุ่งมั่นที่จะให้ความร่วมมืออย่างแข็งขันเพื่อให้สามารถแก้ไขปัญหามาตรฐานที่ไม่เป็นเอกภาพได้สำเร็จ

• ประเด็นเกี่ยวกับราคา

นอกจากมาตรฐานแบบบูรณาการที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว รูปแบบทางธุรกิจของ IoT ในการประยุกต์ใช้เชิงพาณิชย์ยังไม่ชัดเจนนัก นอกจากนี้ เนื่องจากต้นทุนชิปที่สูงซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญต่อการผลิต IoT การฝังชิประบุตัวตนลงในทุกสิ่งจึงดูไม่ค่อยเป็นไปได้ในทางปฏิบัติ

• ประเด็นด้านความปลอดภัย

ปัญหาอีกประการหนึ่งที่ต้องการการแก้ไขอย่างเร่งด่วนเกี่ยวกับ IoT คือวิธีการดำเนินการด้านความปลอดภัยของข้อมูลและการคุ้มครองความเป็นส่วนตัว ใน IoT เนื่องจากมีการเชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิดระหว่างวัตถุต่าง ๆ และระหว่างวัตถุกับมนุษย์ วิธีการปกป้องข้อมูลจำนวนมหาศาลและความเป็นส่วนตัวของผู้ใช้จึงเป็นปัญหาที่ต้องได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วน การขาดแผนความปลอดภัยที่เชื่อถือได้ทำให้ยากต่อการปกป้องข้อมูลในแท็กแบบอ่านอย่างเดียวได้อย่างเหมาะสม สำหรับฉลากแบบอ่านและเขียนได้ มีความเสี่ยงที่ข้อมูลอาจถูกแก้ไขโดยประสงค์ร้าย หากข้อมูลที่เก็บอยู่ในฉลากอิเล็กทรอนิกส์ถูกขโมยหรือแม้กระทั่งถูกแก้ไขโดยประสงค์ร้าย จะก่อให้เกิดความสูญเสียอย่างใหญ่หลวง ทางออกเดียวของปัญหาทั้งหมดนี้อยู่ที่การวิจัยเทคโนโลยีการเข้ารหัสของฉลาก RFID เทคโนโลยีการเข้ารหัสสามารถใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ผู้ที่ไม่ได้รับอนุญาตสอดรู้สอดเห็นหรือจัดการข้อมูลในฉลากอิเล็กทรอนิกส์

• ประเด็นเกี่ยวกับแพลตฟอร์มการจัดการข้อมูล

เมื่อเทคโนโลยี IoT ถูกนำมาใช้ในงานประยุกต์จริง คำถามว่าควรจัดการและประยุกต์ใช้ข้อมูลที่ได้จากเทคโนโลยี IoT อย่างไรให้มีประสิทธิภาพ จึงทำให้เป็นไปได้ที่วัตถุจำนวนหลายหมื่นล้านชิ้นจะถูกจัดการแบบไดนามิกและเรียลไทม์ ดังนั้นจึงควรมีการจัดตั้งแพลตฟอร์มการจัดการข้อมูลขึ้นมา ซึ่งประกอบด้วยฐานข้อมูลแบ็กเอนด์ โปรแกรมประยุกต์ และความสามารถในการวิเคราะห์ที่ถูกต้อง แพลตฟอร์มนี้ต้องสามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลที่สร้างขึ้นโดยระบบ RFID ได้ แพลตฟอร์มควรมีภาษากลางที่ผู้ใช้หลายรายสามารถใช้งานร่วมกันได้ และระบบการระบุทั้งหมดสามารถนำไปใช้ได้ ผู้อ่าน RFID และระบบสนับสนุนข้อมูลภายหลัง ระบบระบุตัวตน ระบบรักษาความปลอดภัย และระบบสารสนเทศในแต่ละขั้นตอนจะต้องมีส่วนต่อประสานมาตรฐานสาธารณะที่มีกฎระเบียบแบบเดียวกัน แพลตฟอร์มนี้ควรกำหนดสิทธิ์การเข้าถึงที่แตกต่างกันสำหรับผู้ใช้แต่ละประเภท และรับรองการเข้ารหัสในด้านการสื่อสารข้อมูล นอกจากนี้ ยังควรสามารถรองรับความต้องการอ่านข้อมูลจำนวนมาก และสามารถรองรับการระบุและตรวจสอบฉลากอิเล็กทรอนิกส์ได้พร้อมกันหลายพันฉลาก

PCBCart พร้อมอย่างเต็มที่ที่จะมีส่วนร่วมในการพัฒนา IoT

เนื่องจาก IoT มีความเกี่ยวข้องกับหลายแง่มุมในอุตสาหกรรมนี้ และ PCBCart เป็นหนึ่งในผู้ผลิตและผู้ประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ชั้นนำของโลกมานานกว่าสองทศวรรษ PCBCart จึงมุ่งมั่นพัฒนาต่อเนื่องให้สอดคล้องกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์อยู่เสมอ ต้องการฮาร์ดแวร์ที่เชื่อถือได้เพื่อรองรับโครงการ IoT ของคุณใช่หรือไม่? PCBCart คือทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับคุณอย่างแน่นอนใบเสนอราคาสำหรับการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์และการประกอบแผงวงจรพิมพ์ตอนนี้และเร่งความก้าวหน้าผลิตภัณฑ์ IoT ของคุณสู่ตลาดอิเล็กทรอนิกส์

แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์:
•ข้อควรคำนึงในการออกแบบเสาอากาศในการออกแบบ IoT
•การประยุกต์ใช้งานแผงวงจรพิมพ์
•PCBCart ให้บริการการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบครบวงจรสำหรับการผลิตจำนวนมาก
•PCBCart เชี่ยวชาญด้านบริการประกอบแผงวงจรพิมพ์แบบครบวงจรขั้นสูง
•PCBCart สามารถจัดหาชิ้นส่วนที่คุณต้องการได้ทุกชนิดจากผู้จัดจำหน่ายที่ได้รับอนุญาต