Table of Contents

وقد أدى التوسع السريع في شبكة الإنترنت في الأمور إلى مطالب غير عادية على تكنولوجيات الاتصالات اللاسلكية التي يمكن الاعتماد عليها وكفاءة الطاقة، ومن بين البروتوكولات اللاسلكية القصيرة المدى التي اعتمدت على نطاق واسع هي الاتصالات الميدانية القريبة، وتحديد الترددات اللاسلكية، وقد أصبحت هذه التكنولوجيات ذات الصلة الوثيقة لا غنى عنها لدمج المعلومات الاستخباراتية في أجسام يومية، مما يتيح لكل شيء من المدفوعات غير الماهرة إلى تعقب الأصول في الوقت الحقيقي في النظم الإيكولوجية المعقدة.

فهم البرمجيات الحرة الوطنية وتكنولوجيات إدارة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات

كيف يعمل برنامج RFID

ويستخدم جهاز تحديد الترددات اللاسلكية حقول الكهرومغناطيسية لتحديد وتتبع العلامات الملحقة بالأشياء بصورة تلقائية، ويتألف نظام إدارة المعلومات الإدارية من قارئ (مترجم) وعلامة (مرسل) ويصدر القارئ موجات إذاعية؛ ويستجيب البطاقة بإحالة بياناته المخزنة إلى القارئ.

  • ][العلامات الدافعة ][ ليس لها بطارية داخلية، فهي تستمد الطاقة من موجات القراء الإذاعية، وهي منخفضة التكلفة، وصارمة، وطويلة الأجل، وعادة ما تتراوح النطاقات القراء من بضع سنتيمترات إلى حوالي 10 مترات، حسب التردد.
  • Active tags] contain a battery and can transmit signals independently. They offer longer read ranges (up to 100 meters or more) and can incorporate sensors, but are more expensive and have limited lifespan.
  • Semi-passive (battery-assisted passive) tags use a bat to power the tag’s rcuitry but still rely on the reader’s signal for communication. They offer a compromise between range and cost.

ويعمل هذا البرنامج في عدة مجموعات من الترددات: التردد المنخفض (LF، 125-134 kHz) لتتبع الحيوانات ومراقبة الدخول إليها؛ وارتفاع التردد (HF، 13.56 MHz) للبطاقات الذكية وكتب المكتبة؛ وتردد التردد العالي (UHF، 860-960 MHz) في سلسلة الإمداد وإدارة المخزون.

NFC as a Subset of RFID

الاتصالات الميدانية القريبة من الخدمة هي مجموعة فرعية متخصصة من أجهزة إدارة المعلومات ذات التردد العالي تعمل في الساعة 56/13 من طراز MHz.NFC has been standardized (ISO/IEC 14443, ISO/IEC 18092, and NFC Forum specifications) لتوفير اتصالات غير ملائمة وآمنة وقصيرة المدى بين أجهزة المستهلكين، وتبلغ المسافة المعتادة للعمل 4-10 سنتيمتر، التي ينظر إليها المستعملون " ك " كومة " .

وتقدم لجنة مصائد الأسماك الوطنية ثلاث طرائق عمل:

  • Reader/Writer mode] - جهاز NFC (مثل aelli) يقرأ أو يكتب بيانات من بطاقة NFC.
  • Peer-to-Peer mode] - جهازان من أجهزة لجنة التنسيق الوطنية لتبادل البيانات، مثل تبادل الاتصالات أو تركيب أجهزة بلوتون.
  • Card Emulation mode] — an NFC tool acts like a contactlessellitic card for payments or access control.

ونظراً لأن لجنة مصائد الأسماك الوطنية تبنى على نفس المستوى المادي الذي تعتمده الوكالة الدولية للطاقة الذرية، فإن كثيراً من القراء يمكنهم دعم البروتوكولين، غير أن النطاق القصير جداً للجنة الوطنية للفرانكوفونية يوفر ميزة أمنية متأصلة في الدفع والنفاذ إلى التطبيقات - وهو أمر لا يمكن تجنبه عندما يجب أن تكون الأجهزة على وشك اللمس.

التطبيقات الأساسية في مادة اليوت المدمجة

تعقب الأصول وإدارة المخزون

وقد أحدثت تكنولوجيا المعلومات والاتصالات ثورة في كيفية تعقب المستودعات والمصانع والمستشفيات الأصول المادية، إذ قامت بوضع علامات سلبية على أجهزة التردد العالي جداً من أجل الشحوم أو الصناديق أو الأصناف الفردية، يمكن للمنظمات أن تحقق دقة المخزون بنسبة تصل إلى 10 في المائة دون فحص يدوي، حيث قامت أجهزة قراءة الحزام بقراء عشرات البطاقات في الثانية، كما أن القراء اليدوية تسمح للعمال بتحديد أماكن المواد المزروعة بسرعة.

وتكمل المؤسسة الوطنية لإدارة الأصول في إدارة الأصول على نطاق أصغر، ويمكن إدراج بطاقاتها في الأدوات أو المفاتيح أو معدات المكاتب، فالعامل الذي يحمل هاتفاً ذكياً من طراز NFC-enabled يستعمل بطاقة التحقق من الأصول أو تحديث سجل الصيانة، ولأن شركة NFC لا تحتاج إلى بنية أساسية للقراءة، فهي مثالية للأعمال التجارية الصغيرة والمتوسطة.

مراقبة الدخول والأمن

وتستخدم هذه البطاقات على نطاق واسع في مراقبة الدخول الآمنة، وتُستخدم بطاقات ذكية تقليدية من طراز FC و(RFID) (مثلاً، MIFARE) شائعة في مباني المكاتب والفنادق ومرآب السيارات، وتخزن هذه البطاقات هوية فريدة تثبت صحة القراء على قاعدة بيانات الدخول، وتُستخدم النظم الحديثة أجهزة الهاتف الذكية التي يمكن أن تستخدمها شركة NFC باعتبارها وثائق تفويض افتراضية، مما يتيح للمستعملين استخدام هاتفهم لفتح الأبواب أو بدء تشغيل المركبات.

ويتيح الدعم المحلي الذي تقدمه مؤسسة الأمن الوطني للعناصر الآمنة (المدمجة أو القائمة على أساس تقييمي) عمليات التبريد المدعمة بالمعدات، مما يجعل من المثل الأعلى لمراكز الأمن الوطنية مثل مراكز البيانات أو المرافق الحكومية، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن الجمع بين التوثيق القائم على أساس اتفاقية القوات المسلحة الوطنية مع المقاييس الحيوية (بصمة الزناد أو الوجه) على الهاتف لأغراض الأمن المتعدد العوامل.

Smart Packaging and Supply Chain Visibility

وتدمج العبوة الذكية بطاقات التعريف أو بطاقات التلقيم المغناطيسي مباشرة في عبوات المنتجات لتوفير رؤية نهائية، وفي صناعة المستحضرات الصيدلانية، تقوم قاعدة البيانات الخاصة بشبكة المعلومات عن الأدوية للتحقق من صحة ودرجة التعرض لدرجات الحرارة أثناء الشحن، وقد شجعت الهيئة على استخدام قاعدة البيانات التعريفية لتسلسل العقاقير بموجب قانون الأمن الخاص بسلسلة الإمداد بالمخدرات، وبالمثل، تستخدم العلامات التجارية الكمالية بطاقات البرمجيات التي تستخدمها شركة NFC.

وقد نشر متاجر التجزئة مثل زارا وديكاتلون نظماً ذات ترددات عالية جداً على مستوى البنود، مما أتاح إجراء مسح آلي للمخزون على حافة الجرف، والاعتراف الفوري بالسرقة، والفحص الذاتي غير المستقر، ووفقاً لدراسة أجريت في جامعة أوبورن في مختبر إدارة المعلومات الإدارية، فإن مستوى المواد في إطار البحث عن المواد يقلل من المواد الخام بنسبة تصل إلى 50 في المائة ويزيد من مبيعاتها بنسبة 5 إلى 12 في المائة.

المدفوعات التي لا تُستهان بها ونقاط البيع

وقاعدة المدفوعات غير المتناظرة هي العمود الفقري لنظم الدفع غير المتناقلة مثل آبل باي، وجوغل باي، وبطاقات الاتصال غير المصدرة من المصارف، وتسمح هذه التكنولوجيا باستكمال الصفقة في أقل من 500 ميل ثانية بنفس المستوى الأمني الذي يُتوقع أن يكون عليه مستوى الشريحة والشبكة، وفي شكل مقطع غيار مدمج، فإن أرقام المعاملات التي يمكن أن تكون قابلة للتداول بالرقمية (10).

Automated Data Collection and Device Pairing

ويستخدم بطاقات البرمجيات الوطنية كحافز لتدفقات العمل الآلية، فعلى سبيل المثال، يقوم عامل الصيانة بسحب بطاقة NFC على آلة لقطع دخول الإصلاح أو فتح الدليل ذي الصلة أو بدء تشغيل جهاز توقيت. وفي المنازل الذكية، يمكن أن ينشط جهاز تسجيل ملصقات من طراز NFC ضد مفتاح الإضاءة، وبالمثل، فإن الجمع بين متحدثين بلووث وأجهزة التصوير بالهيدونات أو أجهزة الاستنشاق اليدوية كثيرا ما تستخدم معلومات من نوع NFC لتبادل النسيج.

ويمكن لقراء قاعدة البيانات أن يجمعوا أيضا بيانات من العلامات على الأجسام المتحركة دون خط البصر، وهذا أمر حيوي في تصنيع خطوط التجميع حيث تحمل وحدات العمل في المستقبل بطاقات تؤدي إلى معايرة الأدوات، أو التحقق من الجودة، أو التفاعلات الروبوتية، ويمكن أن تتفاعل منابر إيوت المدمجة مثل أردوينو أو ESP32 مع قارئات منخفضة التكلفة لشبكة تبادل البيانات من أجل بناء نظم قياسية للبيانات.

الاستحقاقات والملاءمات في نشرات النفط

تعزيز الكفاءة التشغيلية

ويقضي نظام التلقائي على البيانات على المسح اليدوي، وعلامة الشواء، والأوراق، وفي السوقيات، يقلل نظام إدارة المعلومات الإدارية من الوقت اللازم لإجراء جرد كامل للمستودعات من ساعات إلى دقائق، ويقلل نظام التحقق/الفحص القائم على أساس المؤسسة من النفقات الإدارية العامة، ويمكن أن يزيد مرفق التصنيع النموذجي من الناتج بنسبة تتراوح بين 20 و30 في المائة بعد تنفيذ التتبع المستند إلى إدارة العمليات للمواد الخام والسلع النهائية.

تحسين الاستحقاق والحد من الأخطاء

إن أخطاء إدخال البيانات البشرية - التي تقدر بواقع ١ في ٣٠٠ مفتاح - هي في الأساس صفر مع بيانات RFID أو NFC. Tags المخزنة في شكل قابل للقراءة آليا، بما يضمن أن يتم تحديد الأرقام التسلسلية والتواريخ والمواقع بدقة، وهذه الدقة حاسمة في الرعاية الصحية لتحديد هوية المرضى )الطاقات المصفورة للشبكة( وإدارة الأدوية )حاويات المخدرات الملصقة بشبكة ادارة المعلومات(.

الواقعية - التبصر والتحليل

ويقرأ القراء الموصوفون بطاقاتهم على منابر السحب الخاصة باليوت، ويوفرون لوحات حية لموقع الأصول، واستخدامها، وحالة استخدامها، ويجمعون مع ] حاسبة ، ويمكن التنبؤ بعملية صنع القرار على الصعيد المحلي، على سبيل المثال، يمكن لقارئ إدارة الأصول والتجهيز الآلي لحزام نقل أو إرسال تنبيه بشأن أصناف ملغومة إذا كان الطلب قد انتهى.

الأمن والثقة

ويتيح النطاق القصير للشركة الوطنية للأمن الداخلي ضماناً أساسياً ضد التزحلق عن بعد، ولكن البروتوكولات التشفيرية الإضافية (مثل عنصر وزارة التعليم والإنقاذ الوطني) لحماية البيانات الحساسة، كما يمكن لنظم إدارة المعلومات الإدارية أن تنفذ آليات التشفير والتوثيق المتبادل ومكافحة الاصطدام، وبالنسبة لتطبيقات الدفع والهوية، تستوفي لجنة مصائد الأسماك الوطنية معايير مثل مبادرة " إي إم في كو " ومؤسسة FIDO " أو تتجاوزها.

القدرة على التصعيد وانخفاض التكلفة الإجمالية للمالكين

وتكلف بطاقات التعريفات السريعة ما يصل إلى 0.03 دولار لكل منها في أحجام كبيرة، كما أن العلامات السلبية لمراكز الاتصال الوطنية هي أكثر تكلفة بقليل، ولا توجد أي عمليات للبطارية خالية من الصيانة، فالقارئين غير مكلفين ويمكن دمجهم في الهياكل الأساسية القائمة (مثل البوابات أو نقاط الدخول أو الهواتف الذكية) ويتراوح ارتفاعها بين 100 بطاقة نموذجية و100 بطاقة عالمية، مثل النشر الموحد على نطاق النباتات.

الاعتبارات والتحديات التقنية

التدخل في الإشارات والحدود الجريدة

ويتأثر أداء هذه الإدارة تأثراً شديداً بالبيئة المحيطة، إذ تعكس مساحات المعادن وعلامات منعزلة؛ وتستوعب السوائل موجات إذاعية، لا سيما في نطاق التردد فوق العالي، ويجب على المهندسين أن يختاروا بعناية عوامل شكلية (مثلاً العلامات على المعادن مع مواضع الرغاوي) والتنسيب الهوائي، كما أن النطاق القصير لمحطة الكهرباء الوطنية أقل عرضة للتدخل، ولكن المسافة المغلقة من حيث القراءة تُحد من 10 سيناريوه.

ويمكن أن تسبب العلامات المتعددة في وجود علامات قريبة جداً )مثلاً، شاحبة من ٢٠٠ صنف( في استخدام خوارزميات مكافحة الاصطدام )مثل بروتوكول Q في EPC Gen2( لبطاقات الجرد المتتابعة، غير أن البيئات الكثيفة للقارئ )مثلاً، عدة قارئات داخل مستودع صغير( قد تحتاج إلى تخطيط دقيق للقناة لتجنب تدخل القراصنة.

الشواغل المتعلقة بالخصوصية وأمن البيانات

ويمكن قراءة بطاقات التعريفات دون معرفة المالك، مما يزيد من مخاطر الخصوصية، وبالنسبة لأصناف المستهلكين، يمكن للعلامات المتسلسلة أن تتيح التتبع غير المرغوب فيه، وقد استجابت الصناعة بملامح الخصوصية: " القتل " ، وهي أوامر تُعد دائماً علامات غير قابلة للتحلل عند نقطة البيع، و " الشفاه " مع الهوائيات المسيل للدموع، والهاتف المشفر لبيانات.

وقد استغلت أوجه الضعف الأمنية في نظم البحث والتطوير القديمة (مثلاً، تم كسر التشفير الكلاسيكي المسمى MIFARE)، وتستخدم النظم الحديثة نظاماً من نوع AES-128 أو ECC-256 عناصر مشفرة وآمنة، وتُحدِّث بانتظام برامجيات البرمجيات وتتقيد بالمعايير مثل [(FLT:0]]GS1 EPC].]

توحيد المعايير وإمكانية التشغيل المتبادل

ويشتمل النظام الإيكولوجي لإدارة المعلومات الإدارية على ترددات متعددة، وبروتوكولات جوية، وصيغ بيانات، وتستخدم قاعدة البيانات الخاصة بشبكة المعلومات المتعلقة بالنظم العالمية لسواتل الملاحة (ISO 18000-6C)، بينما تستخدم الشبكة الدولية لإدارة مصائد الأسماك ISO 15693 أو ISO 14443، وتوحد أنشطة التعاون التقني الوطنية من خلال منتدى لجنة مصائد الأسماك في شمال شرق المحيط الهادئ و ISO/IEC 18092.

استهلاك السلطة في النظم المدمجة التي تستخدم البطاريات

وتستهلك البطاقات السلبية صفرا من الطاقة، ولكن القراء ومراقبي البرمجيات الوطنية يسحبون الطاقة، وبالنسبة لنقاط نهاية التلويث التي تعمل بالبطارية (مثل أجهزة الاستشعار اللاسلكية) التي تعمل أيضا كقراءات البرمجيات، فإن إدارة الطاقة أمر حاسم، إذ أن كثيرا من رقائق القراء المكرستين (مثل سلسلة ست 25R من أجهزة الاستشعار اللاسلكية) توفر أيضا نماذج منخفضة القدرة (منخفضة إلى عدد قليل من أجهزة الكشف عن البطاقات).

التوقعات المستقبلية

التكامل مع 5 ج و حوسبة إدج

وسيمكن الجمع بين إدارة المعلومات الإدارية/الصندوق الوطني للتكامل مع 5G وحساب الحوافات من الحصول على حالات استخدام جديدة مثل التتبع الفعلي لمستوى الأصناف عبر مناطق جغرافية شاسعة، مثلا، يمكن لبطاقة نشطة من طراز RFID ذات نموذج 5G أن تبلغ موقعها مباشرة إلى خواديم السحاب دون الحاجة إلى شبكة محلية للقراء، ويمكن لبوابات الدخول أن تسبق قراءات الريد وإرسال أحداث قابلة للتنفيذ إلى الغيوم، مما يقلل من تكاليف الترددات.

NFC for Device Provisioning and IoT Setup

ومع استمرار نمو الشبكة، فإن إنشاء أجهزة جديدة بشكل آمن وسهل يظل تحدياً، ويتزايد استخدام هذه الشبكة لتوفيرها: يقوم مستخدم باستخدام هاتفه الذكي ضد متحدث جديد من الواي فاي لنقل وثائق التفويض الشبكية بطريقة آمنة، ويقضي على مواصفات " التسليم المتصل بالإنفاق " التي وضعها منتدى لجنة الأمن والتعاون في أوروبا على وضع مدونة قواعد البيانات المتعلقة باللوحات الضوئية على الإنترنت.

جهاز الاستشعار - Embedded RFID و NFC Tags

وتشمل العلامات السلبية الجديدة المتحكمين بالميكرويين والمجسات التي تقيس درجة الحرارة، والرطوبة، والتسارع، بل وتركيز الغاز، كما تسجل هذه العلامات " شبه الوعائية " بيانات وتحيلها على قيادة القراء، كما أن بطاقات الاستشعار لدى هيئة التصنيع الوطنية متاحة بالفعل لرصد سلسلة التبريد - يلتقط سائق شاحنة رزماً به هاتفاً ذكياً لتحميل سجلات درجة الحرارة.

تطبيقات ناشئة في مجال الرعاية الصحية

وفي المستشفيات، يمكن لمعصمي المؤسسة الوطنية للأطباء أن يخزنوا هوية المرضى، والحساسيات، وسجلات الأدوية، وتكفل خزانات الأدوية التي تحمل معلومات عن إدارة الاستخبارات المركزية إجراء اختبارات سريرية دقيقة لصرف الأدوية وتتبعها، كما أن أجهزة رصد المواد المخدرة غير القابلة للتلفزيون (مثل أجهزة الاستشعار تحت الجلدية لرصد الغلوك أو تشخيصات الوتر) تقوم بإجراء اختبارات سريرية.

التوسع في تجارة التجزئة وخبرة المستهلك

وتنتقل المتاجرون إلى ما هو أبعد من التتبع الأساسي للمخزونات إلى تجارب العملاء التفاعليين، ويمكن أن تربط بطاقات المنتجات التي يمكن أن تكون قابلة للتداول بها في الاتحاد الوطني للفرانكفونية بالفيديو أو الاستعراضات أو المحاولات الافتراضية، وتستخدم المرايا الذكية في تجهيز الغرف السائلة السائلة لتحديد الملابس التي تم جلبها واقتراح مواد تكميلية.

خاتمة

وقد ثبتت أهمية الاتصالات الميدانية القريبة من الشبكة وأجهزة تحديد الترددات اللاسلكية على أنها تكنولوجيات أساسية لتطبيقات متأصلة في استخدامات إيوت، وقدرتها على توفير تحديد البيانات بفعالية التكلفة، ومأمونة، وقلة القدرة على تحديدها، كما أن تبادل البيانات لا يضاهيها السيناريوهات القصيرة المدى، فمن الطابق السفلي إلى غرفة التشغيل، ومن المدفوعات التي لا تتصل بها إلى عبوات المستهلكين الذكية، فإن شركة NFction ومؤسسة RID تتيح موجة من التشغيل الآلي والاستخبارات كانت ذات مرة مجال العلوم.

فالمهندسون وقادة الأعمال الذين يفهمون الاختلافات الدقيقة بين لجنة التنسيق الوطنية ومؤسسة إدارة المعلومات الإدارية الدولية - والذين ينظرون بعناية في عوامل مثل النطاق القراء، وحجم التردد، وتكاليف العلامة، ونظم التصميم التي يمكن أن تحقق نتائج قابلة للقياس، ومدى رضا المستعملين، وبما أن التكامل بين أجهزة الاستشعار، وتجهيز الحواف، والربط بين الشبكات غير المتساوية، فإن دور هاتين التكنولوجياتتين لن يعمق إلا من خلال إبقاء المنظمات على علم بالتطورات المتعلقة بالتوحيد القياسي وأفضل الممارسات الناشئة.

ولمزيد من التفاصيل التقنية، يرجى الرجوع إلى منتدى لجنة مصائد الأسماك في شمال شرق المحيط الأطلسي ] المواصفات وRFID Journal ] قاعدة معارف.