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什麼是 RFID ？

什麼是 RFID ？. RFID= R adio F requency Id entification 中文稱為無線射頻辨識，是非接觸式自動識別技術其中的一種。. RFID 可以做什麼 ?. RFID 之應用相當廣泛，最常見的應用為： 門禁管制：人員出入門禁監控、管制及上下班人事管理 回收資產：棧板、貨櫃、台車、籠車等可回收容器管理 貨物管理：航空運輸的行李識別，存貨、物流運輸管理 物料處理：工廠的物料清點、物料控制系統 廢物處理：垃圾回收處理、廢棄物管控系統 醫療應用：醫院的病歷系統、危險或管制之生化物品管理. RFID 可以做什麼 ?.

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什麼是 RFID ？

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Presentation Transcript

  1. 什麼是RFID？ • RFID=Radio Frequency Identification • 中文稱為無線射頻辨識，是非接觸式自動識別技術其中的一種。

  2. RFID可以做什麼? RFID之應用相當廣泛，最常見的應用為： • 門禁管制：人員出入門禁監控、管制及上下班人事管理 • 回收資產：棧板、貨櫃、台車、籠車等可回收容器管理 • 貨物管理：航空運輸的行李識別，存貨、物流運輸管理 • 物料處理：工廠的物料清點、物料控制系統 • 廢物處理：垃圾回收處理、廢棄物管控系統 • 醫療應用：醫院的病歷系統、危險或管制之生化物品管理

  3. RFID可以做什麼? • 交通運輸：高速公路的收費系統 • 防盜應用：超市的防盜、圖書館或書店的防盜管理 • 動物監控：畜牧動物管理、寵物識別、野生動物生態的追蹤 • 自動控制：汽車、家電、電子業之組裝生產 • 聯合票證：聯合多種用途的智能型儲值卡、紅利積點卡

  4. 你會怎麼用RFID?

  5. RFID分類 • 依使用頻率分：低頻(LF)，高頻(HF)，超高頻(UHF)和微波(Microwave) • 以電源方式分：主動式(Active)、被動式(Passive，不需要電源即可動作式)及半主動(semi-active)

  6. 市場主流在2007年以前以高頻（HF）為主，但是隨著EPC Gen2產品標準化後價格快速下降的影響，廠商預期UHF的成長增加，因此到2009年UHF的產品產值幾乎與HF產品產值相當，甚至在2010年以後UHF將成為市場產品主流

  7. RFID的發展歷史(1) 在二次大戰之時(1939-1945年)，RFID已為英國空軍採用，用以偵測並確認前往機場的飛機是否為己方所有，避免己方戰機遭到誤擊之可能。用的是長距離的主動式RFID，直到目前的飛機航安系統仍使用RFID做識別。進入了21世紀，RFID所具備的遠距及一對多的讀取、輕薄及小型化、訊號的穿透性及抗污性、可重複使用、高儲存量等特性，讓這項技術在自動化管理的應用領域日漸受到矚目。

  8. RFID的發展歷史(2) 對於物流業與零售業者而言，期盼能經由此項技術強化商品的自動化管理流程，提高供應鏈(supply chain)運作的整體效率。但直到近幾年才真正開始應用。尤其是在全球百貨零售業龍頭沃爾瑪(wal-mart)宣佈。將要求旗下前一百大供應商採用RFID系統。才更讓這個小小的晶片瞬間成為炙手可熱的明日之星。根據 Wal-Mart 的估計，倘若所有的供應商和所有 Wal-Mart 的分店全面採用 RFID 的標籤，每年將可節省 84 億美元，削減 5% 的公司存貨以及降低 7% 管理倉庫的人事成本。

  9. RFID系統組成 • 最基本的RFID系統由四部份組成： • 標籤(Tag)：由耦合元件及晶片組成，標籤含有內建天線，用於和射頻天線間進行通訊。 • 讀取器(Reader)：讀取(在讀寫卡中還可以寫入)標籤資訊的設備。 • 天線(Antenna)：在標籤和讀取器間傳遞射頻訊號。 • 應用程式(AP) • 有些系統還透過讀取器的RS232、USB或RS485介面與電腦連接，進行資料交換。

  10. RFID 系統簡圖 ISO15962 ISO15961 Air Interface

  11. Pcb card wristband eSeal Glass tag Metal tag Key tag tag + temp. sensor RFID Tag形式(transponder) inlay Blocker tag

  12. RFID 讀取器(interragator) • Interface • API • Pulg & play • Frequency & power

  13. RFID系統的動作流程 步驟1： • 讀取器透過天線發送一定頻率的射頻訊號，當Tag進入發射天線工作區域時產生感應電流，Tag獲得能量被啟動開始工作(電磁感應式) • 微波傳送 步驟2：Tag將自身編碼(UID, ubiquitous ID)等資訊透過Tag內建的天線發送出去給讀取器 步驟3：讀取器天線接收到從Tag回傳來的載波訊號，經天線調節器傳送到讀取器，讀取器對接收的訊號進行解調和解碼然後送到後台AP進行相關處理 步驟4：AP根據邏輯運算判斷該Tag的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發出指令訊號控制執行下一步動作

  14. RFID系統的動作流程

  15. RFID電磁耦合系統的讀寫(1) LF, HF

  16. RFID電磁耦合系統的讀寫(2)

  17. RFID電磁耦合系統的讀寫(3)

  18. RFID電波通訊系統的原理 UHF, MW • 無線電通訊係利用頻率在10千赫(KHZ)至300000兆赫(MHZ)之間的電波，來達到通訊的目的。 • 為避免電波相互干擾，每個頻道間距通常設為20KHz。

  19. 無線電波如何傳送到遠方 當無線電波向空中做直線傳播，只要遇到障礙物就會發生反射。就像一個不斷上下彈跳的球，在地面和大氣中的電離層之間不斷反射，可傳到很遠的地方去。

  20. 電波通訊頻段

  21. RFID系統的讀寫距離 • 目前，長距離的價格還很貴，因此尋找提高其讀寫距離的方法很重要。 • 影響Tag讀寫距離的因素包括天線工作頻率、讀取器的輸出功率、讀取器的接收靈敏度、 Tag的功耗、天線及諧振電路的Q值、天線方向、讀取器和Tag的耦合度，以及Tag本身獲得的能量及發送資訊的能量等。 • 大多數系統的讀取距離和寫入距離是不同的，寫入距離大約是讀取距離的40%～80%。

  22. RFID之特性（1） (一) 可讀寫（Read /Write）機制： 只要通過RFID Reader即可不需接觸，直接讀取訊息至資料庫內，且可一次處理多個標籤，並可以將處理的狀態寫入標籤，供下一階段物流處理的讀取判斷之用。 (二) 容易小型化和多樣化的形狀： RFID在讀取上並不受尺寸大小與形狀之限制，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質。此外，RFID TAG更可往小型化與多樣型態發展，以應用在不同產品。

  23. RFID之特性（2） (三) 耐環境性： • 紙張一受到髒污就會看不到，但RFID對水、油和藥品等物質卻有強力的抗污性。RFID在黑暗或髒污的環境之中，也可以讀取數據。 (四) 可重複使用： • 由於RFID為電子數據，可以反覆被覆寫，因此可以回收標籤重複使用。如被動式RFID，不需要電池就可以使用，沒有維護保養的需要。

  24. RFID 使用考量因素 • 人體(水)：13.56MHz以上影響最大 • 金屬(鐵有ferrite可以阻隔) • 資料備份問題(tag內的資料損毀時) • 環境溫溼度變化 (-20 ~ 80 °C) • 對象物多含水分(高頻較怕水) • 可以設置的位置(豬、海鱺) • 管理問題(如何判斷好壞與維修) • Tag上要輔助有barcode或文字說明 …等

  25. RFID與條碼之比較 • 條碼是唯讀的，需要對準、一次只能讀一個、且容易破損、易仿冒 • RFID是可讀寫的、使用時不需對準、同時可讀取多個、不容易損壞、 使用壽命常、 不易仿冒，可不需人力介入操作。

  26. RFID與條碼比較表(1)

  27. RFID與條碼比較表(2)

  28. 這裡就會衍生出成本問題

  29. RFID與其他辨識技術比較表

  30. 發展RFID之瓶頸(1) (一) 隱私權問題： RFID Journal和市場研究機構ABI，共同進行的一項名為「RFID Journal Live」的調查顯示「採用RFID技術最大的好處是可以對企業的供應鍊進行透明管理，有效降低成本，但最近RFID的安全性也非常令人關注，很多公司推出了增強安全性能的RFID 產品。」（http://www.rfidjournal.com/）因為沒有人會因為它使用起來方便而自願讓個人隱私權曝光。

  31. 發展RFID之瓶頸(2) (二) 失業問題： 企業採用RFID系統後，將接手原來由人工完成的工作並進一步取代人工操作，其衍生而來的的問題，將是許多的勞工面臨失去工作的危機。

  32. 發展RFID之瓶頸(3) (三) 技術的突破： 根據機構Auto-ID Center所做的一項調查顯示，即使貼上雙重Tag，RFID Tag仍有3％無法判讀；只貼一個標籤的吊牌則只有78％正確判讀。此外，射頻識別標籤與讀取機具有方向性及射頻識別訊號容易被物體所阻斷，亦為射頻辨識技術未來發展的一大挑戰。

  33. 發展RFID之瓶頸(4) (四)成本的降低： RFID系統不論是Tag 、讀取器和天線可望隨著各大業者應用而使製造成本大幅降低，另外著名顧問公司麥肯錫分析指出，廠商不能只著眼於RFID未來價格下跌就垂涎不已，因為這項技術還需進行企業資源規劃（ERP）軟件升級，而這部份可能所費不貲。

  34. 發展RFID之瓶頸(5) (五)國際標準的制定與推行： 標準化是推動產品廣泛獲得市場接受的必要措施，但射頻識別讀取機與標籤的技術仍未見統一，因此無法一體適用。而不同製造商所開發的Tag通訊協議，適用於不同的頻率，且封包格式不一。就目前看來，現在普遍使用的134KHz和13.56MHz因傳輸距離不夠長而限制了閱讀器和RFID標籤間的傳輸距離，使得若干標籤不能有效地被讀取 跨越UHF頻段的最大問題是各國對UHF頻段開放不同。也因此，各公司、自動識別中心與國際標準組織都正致力於訂定射頻識別標籤的標準，以求所有的標籤能與任何讀取機兼容。

  35. UHF頻段 • 符合國際規範 (ITU) • 設備地點法規 • 當地電信系統可安全運作 • 當地區民健康(電磁波功率) UHF 860~960MHz

  36. Region1(EU and Africa) • CEPT countries • –869.4 -869.65 MHz : 500mW erp • –865.6 -867.6 MHz : 2W erp • •South Africa • –869.4 -869.65 MHz : 500mW erp • –915.2 -915.4 MHz : 8 W eirp

  37. Region2(Americas) • USA, Canada and Mexico • 902 -928 MHz : 4W eirp FHSS, 500kHz wide channels permitted –relaxed emission requirements within the whole band. • •Central & South America • Generally similar to North America but varies from country to country.

  38. Region3(Asia) • Australia • –918 -926 MHz : 1W eirp, FCC emission regs. Insufficient power • •New Zealand • –864 -868 MHz : 4W eirp • •Japan • –952 -954 MHz : Approved, 4W eirp • •South Korea • –910-914 MHz

  39. Region3(Asia) • •Taiwan • –922-928 MHz • •India • –865-867 MHz: Approved, 4W erp • •Singapore • –866 –869 MHz: 0.5 W erp; 923 –925: 2W erp (licence required above 0.5W erp) • •China • –Good progress recently; Testing in progress

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