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第二章 RFID 資訊平台架構

第二章 RFID 資訊平台架構. 羅士哲 博士. 內容大綱與學習目標. RFID 資訊系統 解釋何謂 RFID 資訊系統 ，並指出其所包含之五大元素 說明 RFID 資訊系統與企業策略之關係 RFID 硬體科技 列舉 RFID 資訊系統硬體元件 RFID 軟體科技 列舉 RFID 資訊系統硬體元件 RFID 與資料庫系統 解釋如何透過 RFID 資訊系統進行資料存取. 內容大綱與學習目標. RFID 與通訊網路 說明 RFID 傳訊方式及頻率範圍 RFID 與網路安全 說明企業運用資訊科技時所面臨之倫理道德與安全性問題 RFID 資訊系統應用

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第二章 RFID 資訊平台架構

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Presentation Transcript

  1. 第二章 RFID資訊平台架構 羅士哲 博士

  2. 內容大綱與學習目標 • RFID資訊系統 • 解釋何謂RFID資訊系統 ，並指出其所包含之五大元素 • 說明 RFID資訊系統與企業策略之關係 • RFID硬體科技 • 列舉RFID資訊系統硬體元件 • RFID軟體科技 • 列舉RFID資訊系統硬體元件 • RFID與資料庫系統 • 解釋如何透過RFID資訊系統進行資料存取

  3. 內容大綱與學習目標 • RFID與通訊網路 • 說明RFID傳訊方式及頻率範圍 • RFID與網路安全 • 說明企業運用資訊科技時所面臨之倫理道德與安全性問題 • RFID資訊系統應用 • 列舉RFID資訊系統主要類型之範例 • 結論與問題討論

  4. 一、RFID資訊系統

  5. RFID資訊系統 • 資訊(Information) • 系統(System) • 資訊系統(Information System)

  6. RFID資訊系統之組成 • 使用者 • 硬體科技 • 軟體科技 • 資料庫系統 • 通訊網路

  7. RFID資訊系統之五大元素

  8. RFID資訊系統之應用環境

  9. 資訊系統與企業策略之關係 資料來源：IBM Business Consulting Services analysis

  10. 發展RFID資訊系統之企業價值(一) • 策略 • RFID系統如何配合企業之策略遠景 • 業者應該作為領導者或是快速的追隨者 • 業者應與哪些貿易伙伴一起開發RFID系統 • 業者需使得新舊系統並行運轉與否 • 組織 • 企業之管理方式如何改變 • 導入RFID的風險為何 • 財務 • 投資RFID資訊系統之期望收益 • RFID應用可以帶來之價值為何 • RFID如何造成企業模式之改變、改變速率為何

  11. 發展RFID資訊系統之企業價值(二) • 技術 • 導入RFID資訊系統所需的技術為何 • 哪些架構較適合於企業之策略技術計畫 • 導入RFID之後會影響到哪些現有的應用

  12. 二、RFID硬體科技

  13. RFID硬體科技 • RFID標籤(Tags) • 又稱為RFID詢答機(Transponder) • RFID讀寫器(Reader/Writer) • 透過無線電波進行辨識，從外部讀取或是寫入資料之裝置

  14. RFID標籤之組成 • 天線 • AC to DC電路 • 解調變電路 • 微處理器 • 記憶體 • 調變電路

  15. RFID詢答機 資料來源：RFID Handbook

  16. RFID讀寫器之組成 • 天線 • 系統頻率產生器 • 相位鎖位迴路(PLL) • 調變電路 • 微處理器 • 記憶體 • 解調變電路 • RS-232界面或USB介面

  17. RFID讀寫器 資料來源：RFID Handbook

  18. RFID讀寫器之分類 • 低頻 VS.高頻 • 主動VS.被動 • 固定VS.手持

  19. RFID系統之使用頻率 • 低頻頻率(Low Frequency, LF) • 頻率範圍：125 kHz－134 kHz • 高頻頻率(High Frequency, HF) • 頻率範圍： 13.56 MHz • 超高頻頻率(Ultra High Frequency, UHF) • 頻率範圍：860 MHz－930 MHz • 頻率範圍之制定 • 美國，聯邦通訊委員會(Federal Communications Commission, FCC) • 歐洲，歐盟電信標準協會(European Telecommunications Standards Institute, ETSI)

  20. RFID 標籤與天線形式 資料來源：RFID Handbook

  21. RFID系統之硬體 • RFID詢答機 • RFID讀寫器 • 電腦硬體

  22. 三、RFID軟體科技

  23. RFID軟體科技 • 控制用應用程式 • 控制讀卡機的運作,接收讀卡所回傳的資料，並作出相對應的處理，如開門、結帳、派遣、記錄…等。 • 資料庫 • 儲存所有標籤相關的資料，供控制程式叫用。

  24. 四、RFID與資料庫系統

  25. 建立 ERP與 RFID 資料之整合介面 • 進入RFID應用領域之主要業者 • IBM－自2002年併入PWC公司後，即跨入RFID領域 • Sun－第一家以大型平台業者之姿投入RFID市場戰局 • Microsoft－在RFID領域的起步較晚 • Oracle－以資料庫管理系統起家，優勢即資料處理與整合 • SAP－國際ERP大廠

  26. 推動導入RFID業者－IBM • 全球164個國家設有據點 • 營業項目 • 採購、委託設計與製造、關鍵零組件業務、專利及技術授權業務、資訊產品及服務業務等 • IBM RFID單位 • 企業諮詢服務（Business Consulting Services, BCS） • 整合技術服務（Integrated Technology Services, ITS） • 軟體與研究 • RFID導入案例 • Fishkill半導體廠

  27. 推動導入RFID業者－昇陽 Sun • RFID 解決方案 • Java System RFID軟體 • 全球客戶服務 • 達拉斯的全球RFID測試中心 • Sun RFID ISA • RFID導入案例 • 日本成田國際機場的行李進階轉運系統 • 固特異（Goodyear）輪胎供應鏈系統 • 2005年與台北醫學院共同成立「RFID健康與醫療應用發展聯盟」，應用RFID技術於及早醫療及疫情追蹤系統

  28. 推動導入RFID業者－Microsoft • RFID相關研究中心 • 美國、印度、台灣 • RFID資料過濾與讀寫器管理軟體 • 加入至其現存之商業解決軟體BizTalk以及SQL Server中 • RFID解決方案 • 整合GolobeRanger或是Manhattan Associates所提供的RFID功能 • RFID導入案例 • TrenStar採用微軟系列產品 • 與丹麥最大的一家食品業者 KiMs合作

  29. 推動導入RFID業者－Oracle • RFID與以感測為基之服務（RFID and Sensor-Based Services） • 以Oracle Database 10g、Oracle Application Server 10g、Oracle Enterprise Manager 10g以及Oracle E-Business Suite 11i.10為基礎 • RFID導入案例 • 2004年協助NASA導入以感測為基服務的進階危險材料管理系統（Advanced Hazardous Material Management Program）

  30. 推動導入RFID業者－SAP • RFID解決方案 • 資料整合 • 資料選徑（Data Routing） • 讀取器的管理功能 • SAP 與Sybase結合 • SAP ALL（Auto-ID Infrastructure） • RFID導入案例 • 參與知名METRO Group的RFID計畫 • 共同與Mieloo & Alexander、Zebra Technologies及Symbol加入Sony歐洲配銷中心供應鏈系統的導入 • 協助Wal-Mart供應商之一的Acsis建置RFID供應鏈系統

  31. 五、RFID與通訊網路

  32. RFID頻率範圍(一) • RFID通常使用頻率範圍 • 30Hz－5.8GHz • RFID主要使用頻段 • 低頻的134.2 KHz 及13.56MHz • 傳輸距離較短，約5公分－70公分左右 • 資料傳輸率約10kbps • RFID之頻率範圍

  33. RFID頻率範圍(二) • 智慧型的RFID標籤開發 • 致力於300MHz ~ 1GHz的UHF頻帶及2.4GHz的SHF頻帶上 • UHF頻段 • 傳輸距離－最遠可達近5公尺 • 傳輸速率－每秒最多達40個封包 • RFID所具備功能 • 有些僅為讀、寫IC資料－僅可讀取資料、僅可寫入資料一次、可以無限次數重複寫入資料等3種 • 有些則具備運算功能和認證/加密

  34. 各地理區域使用之RFID系統頻率

  35. 六、RFID與網路安全

  36. RFID網路安全 • RFID系統被應用於高安全性環境中 • 門禁系統 • 電子錢包 • 智慧型運輸系統 • 高安全性的RFID系統需處理之攻擊 • 未經授權之資料被讀取、複製 • 將外部資料儲存單位置於RFID讀取器的詢答區域範圍 • 擷取在空氣中傳播之無線通訊

  37. 互斥對稱的授權模式(一) • Token 1 = eK(RB||RA||IDA||Text1) • Token 2 = eK(RA2||RB ||Text2) 資料來源：RFID Handbook

  38. 互斥對稱的授權模式(二) • 優點 • 共用的加密鑰匙K從不在空氣中傳遞，只有加密的隨機數值被傳送。 • 兩個隨機數值總是同步被加密，這排除了利用RA獲得Token 1的反向轉換計算的可能。 • Token 1和Token 2可以用任何演算法加密。 • 持續使用隨機數值表示紀錄此授權程序反覆使用是會失敗的。 • 可利用雙方所產生的隨機數值去產生隨機鑰匙，以便此次資料傳輸溝通之用。 • 缺點 • 所有在相同的應用環境下的詢答機都是使用相同的加密鑰匙K，例如大眾運輸系統的票證系統。

  39. 演算鑰匙授權模式 • 讓每個詢答機各自擁有一個不同的加密鑰匙 • 主加密鑰匙KM • 推演加密鑰匙KX 資料來源：RFID Handbook

  40. RFID資訊安全的防護措施 • 身份認證 • 透過一定程序來辨識使用者之身分 • 阻擋未授權之侵入 • 存取控制 • 提供安全之政策(Policy) • 避免非法存取資料 • 稽核追蹤 • 記錄與追蹤所有與資訊安全相關的事件 • 保護該紀錄不被未授權者進行竄改

  41. 七、RFID資訊系統之應用

  42. RFID資訊系統之應用(一) • 身份辨識相關應用 • RFID條碼系統 • 指紋與聲音之辨識 • 光學辨識 • RFID系統結合資料庫、電腦網路與防火牆 • 即時監控系統功能 • 國內RFID應用 • 動物晶片、悠游卡 、門禁的管制、汽車晶片防盜器等

  43. RFID資訊系統應用架構 資料來源：Auto ID Lab

  44. RFID自動身份辨識相關應用

  45. RFID資訊系統之應用(二) • 條碼系統(Barcode systems) • 被使用超過20年 • 利用二元碼形成一組之長條狀組織 • 透過條碼機的雷射光束黑白反射中辨識出其組成 • 光學字元辨識(Optical character recognition, OCR) • 1960年代開始被使用 • 應用於生產、服務與管理領域 • 智慧卡(Smart Cards) • 電子資料儲存系統 • 卡片易損壞與髒污 • 讀取器昂貴且易故障

  46. RFID的應用問題 • 金屬 • 保持一公分左右的距離 • 標籤背面貼高導磁鐵氧體 • 水分 • 2.45GHz頻帶之電波容易被水吸收 • 漏讀標籤 • 多件商品通過讀取器時 • 現場處理的方式來修補

  47. 八、結論

  48. 總結 • RFID優點 • 可讀寫 • 資料量大 • 不需對準標的物 • 可同時讀取多個 • 堅固、不易仿製 • RFID應用領域 • 生產、零售、物流、交通 • RFID技術 • 無線射頻標籤、無線射頻讀取器、中介軟體、無線射頻應用系統

  49. 問題與討論(一) • 為何RFID資訊系統對企業來說很重要？ • RFID資訊系統的五大元素為何？ • RFID依頻率分類有哪些種類？ • RFID標籤的組成為何？ • RFID讀寫器的組成為何？

  50. 問題與討論(二) • 資料如何從RFID標籤中傳輸到系統中？ • RFID資訊系統如何協助企業的作業流程與管理決策？ • 軟體、硬體、資料與網路等各種資源，如何透過輸入、處理、輸出、儲存、控制，而能轉換為有用的資訊應用在RFID資訊系統中？ • RFID資訊系統的主要類型有哪些？

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