برچسب هوشمند

کاربردهای فناوری برچسب هوشمند                                 

  فایل PDF

۱-     چرا برچسب هوشمند؟

با در نظر گرفتن مباحث اقتصاد مقاومتی و نیاز به برنامه ­ریزی و کنترل دقیق تولیدات داخلی و واردات کالا، امکان کنترل شرایط کارکرد و نگه داشت خصوصا دما و رطوبت از اهمیت بسیاری برخوردار میباشد.  حجم بزرگی از کالاهای وارداتی/تولید شده قبل از اینکه به دست صنعتگر/مصرف کننده برسد، به دلیل شرایط غلط انبارداری، عدم یکنواختی دما و رطوبت محیط انبار در گوشه های مختلف و یا حمل نامناسب، فاسد شده و یا از تاثیرآن کاسته میشود.

همچنین تعداد زیادی از قطعات قبل از آنکه عمر کاری خود را پشت سر گذاشته باشند تعویض می گردند. گاهی نیز عدم اطلاع از شرایط کارکرد باعث استفاده بیش از از اندازه از کالا و اسیب زدن به ماشین آلات می گردد. این مسئله باعث میشود کیفیت محصولات ساخته شده از این نوع کالاها و یا عمر استفاده از آنها به شدت کاهش یافته و قابل مقایسه با محصولات رقیب خارجی نباشد. همچنین در بعضی از تاسیسات سرکشی به همه نقاط امکان پذیر نیست و یا برای پرسنل خطرآفرین است. این خود باعث آسیب دیدن قسمتی از تاسیسات کارخانه و استهلاک زود هنگام آن می شود.

امروزه با توجه به حجم کثیر تولید و واردات مواد غذایی گوشتی و پروتئینی، لبنی، اقلام بهداشتی، آرایشی، لوازم خودرو، لوازم یدکی، تجهیزات نظامی، صنعتی و سایر موارد مرتبط لازم است تا ادواتی را به منظور کنترل شرایط نگهداشت و یا استفاده این قبیل اقلام در نظر داشت. رایجترین عوامل در نظر گرفته شده جهت کنترل شرایط نگهداشت موارد فوق ،دما، رطوبت، فشار، نور، لرزش… میباشد.

شرکت ریز سامانه های سبز آینده موفق به ساخت برچسبی شده است که بتواند شرایط نگهداری یا استفاده از یک کالا یا وسیله را ضبط و در هنگام نیاز به کاربر منتقل کند. این دستاورد با عنوان برچسب هوشمند با شماره ثبت ۹۶۱۲۵  ثبت اختراع شده است. بروی این برچسب می توان انواع مختلف از سنسورها را نصب نمود و اندازه گیریهای مختلف توسط آن صورت گیرد.

۲-       اجزا برچسب هوشمند

برچسب هوشمند از سه جز اصلی برچسب، اسکنر (قرائتگر) و نرم افزار تشکیل شده است (شکل ۱) که قسمت برچسب آن روی کالای موردن نظر نصب می شود. برچسب شامل بسته بندی، باطری، مدول ارتباطی، قسمت نصب تراشه و سنسور است. کار برچسب بسته به نوع سنسور نصب شده روی آن (مانند دما و رطوبت ،..) از حداقل ضبط شرایط دمای محیط تا اندازه گیری شرایط کاری و استفاده کالا در بازه تعیین شده  و انتقال داده به صورت بی سیم از طریق اسکنر و نرم افزار به کاربر در هر زمان گسترده می باشد.

شکل ۲: قسمتهای مختلف برچسب ۱) بسته بندی ۲) باطری ۳) مدول ارتباطی ۴) محل نصب تراشه

                      ۵) سنسور ۶) قرائتگر

در حقیقت این ساختار چیزی شبیه به موبایل است که با تغییر نرم افزار، امکان ایجاد زیرساختهای متنوعی را فراهم میکند. مشخصات عمده محصول مورد نظر طرح به شرح ذیل می باشد:

  1. این سیستم انرژی خود را از یک باطری نازک تامین میکند و دارای حافظه نگهداری داده است.
  2. قابل فعال و غیرفعال شدن توسط کاربر برای آغاز داده برداری و ضبط اطلاعات است.
  3. در هر زمان داده های برچسب را بدون جدا کردن آن از کالا/قطعه توسط اسکنر و نرم افزار دستگاه می­توان خواند.
  4. همزمان با ضبط داده های سنسور، تاریخ و ساعت داده در حافظه نیز ضبط می گردد.
  5. برچسب یادداشت های تولید کننده (مانند مواد تشکیل دهنده، شرایط مصرف، توصیه های ایمنی، تاریخ انقضا/تولید و…) را می­تواند به صورت متن ضبط و به مشتری انتقال دهد.
  6. برچسب داده های ضبط شده خود را بدون سیم و از طریق اسکنر، کامپیوتر و یا موبایل به کاربر منتقل می کند.
  7. مشتری در هر زمان می تواند داده های برچسب را پاک کند و مجدد برای هدف دیگر استفاده نماید.
  8. کاربر برچسب را برای موارد زیر برنامه ریزی و شخصی سازی می­کند:
    • تعیین حد مجاز بالا و پایین برای محدوده مجاز اندازه­گیری سنسور
    • تعیین نرخ داده برداری از چند ثانیه تا ۲۴ ساعت
    • تنظیم ساعت و تاریخ
    • و…
  9. این برچسب دارای نرم افزار برنامه ریزی است که بسته به نیاز کاربر در ماژولهای مختلف ارائه می­گردد.

برخی از دستاوردهای محصولات مورد نظر طرح بشرح ذیل می باشند:

  • ایجاد یک بستر ظریف برای توسعه در کابردهای پایش
  • استفاده بهینه از قطعات در هنگام کارکرد و کاهش هزینه ها
  • امکان ایجاد سیستم تعمیر و نگهداری پیشگیرانه به صورت موثر
  • افزایش سلامت کالاهای مصرفی و در نتیجه جامعه به خصوص در کالاهای بهداشتی، غذایی، دارویی
  • بهینه سازی مدیریت نگهداری، حمل و استفاده از کالا
  • افزایش کیفیت کالاهای تولید به دلیل بهبود شرایط نگهداری، تولید و حمل مواد اولیه
  • امکان ایجاد سیستم خانه/کارخانه/اداره هوشمند با سهولت زیاد و پیاده سازی مدیریت یکپارچه
  • و…

۳-       معرفی تکنولوژی و حوزه های کاربری

تکنولوژی استفاده شده در ساخت برچسب ترکیب MEMS و نانوالکترونیک است.  سیستم‌های میکروالکترومکانیکی (MEMS)، بعنوان فناوری غالب طرح ، قطعاتی در سایز میکرون هستند که می‌توانند عوامل فیزیکی و مکانیکی را حس کنند و با آنها سر و کار داشته باشند.

این برچسب یک بستر با قابلیت نصب سنسورهای مختلف بروی آن است. درست مانند موبایل که بستری مناسب برای انواع app با کاربری های متنوع است. با نصب application های مختلف از موبایل می توان برای اهداف مختلف استفاده نمود. به همین دلیل کاربردهای ذکر شده در این قسمت تنها کاربردهای قابل تصور برای این اختراع نخواهد بود و بسته به خلاقیت کاربر از آن می توان استفاده های مختلف نمود. مخترعین کاربردهای این برچسب را به چهار گروه تقسیم بندی نموده اند:

شکل ۳:  انواع کاربردهای برچسب:

الف) نگهداری درست مواد غذایی (سنسوردما و رطوبت)

ب) سنجش رطوبت خاک (سنسور رطوبت)

ج) مانوتورینگ میزان کالاهای موجود (سنسور وزن)

د) ارزیابی عمر مکانیک قطعات (سنسور شوک، دما و صدا)

ه) انبارداری هوشمند (سنسور دما و رطوبت)

و) پایش تاسیسات (سنسور دما، لرزش، نور)