Transcript RFID中介軟體

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教學目標
 瞭解RFID應用系統之組成元件
 認識RFID系統建置時之相關標準
 透過範例加強學生瞭解RFID實際應用對企業在服務及
營運模式所產生的加值效果
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大綱
 RFID資料特性
 RFID中介軟體可能遭受的攻擊
 一物一碼
 RFID中介軟體的防範方法
 非接觸、快速讀取特性
 RFID中介軟體的未來方向
 RFID資訊平台架構
 全球資料同步網路
 RFID資訊平台建置關鍵性考量
 全球資料同步化重要性
 RFID資訊平台組成元件
 什麼是全球資料同步網路？
 RFID資訊平台標準架構
 全球資料同步網路功能
 RFID中介軟體
 RFID中介軟體的重要性
 全球資料同步網路架構
 RFID的部署
 RFID中介軟體簡介
 電子標籤應用時考量
 RFID中介軟體細部功能
 天線架設考量
 RFID中介軟體的架構
 讀取器選用考量
 RFID中介軟體的發展趨勢
 RFID中介軟體所遭受的威脅
 RFID資訊平台實例說明
 小結
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一物一碼
 RFID資訊平台中最重要的部分就是標籤資料，RFID讓
產品具有獨立識別碼
 過去條碼是一個類別一個條碼，RFID標籤則是每一個
產品都可以有自己的獨立產品識別碼
 過去條碼只能分辨牛奶或是麵包
 利用RFID不僅可以知道是牛奶，而且還可以知道是哪一
瓶牛奶
 RFID得以掌握產品履歷
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非接觸、快速讀取特性
 可同時讀取多個RFID標籤資料 ，每個讀取時間小於
0.1秒
 讀取距離長，可以從幾公分到幾十公尺
 可進行高速移動讀取
 資料儲存量比條碼大，目前EPC碼已經達到96位元，
將來可能會有256位元的編碼出現
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RFID資訊平台建置關鍵性考量
 資料量大
 因為每個物品都有一個獨立的識別標籤，並且被持續的
感測與記錄，因此一天可以產生數個Gigabytes以上的資
料，造成資料庫與網路的負擔
 讀取正確率未能達到百分之百
 實務上RFID的讀取正確性大約只有60%至70%，資料讀
取的不正確性 (Inaccuracy) 會嚴重影響RFID資訊系統的
應用
 系統介面的通透性
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RFID資訊平台組成元件
 RFID資訊平台是由多種不同元件所組成，透過這些元
件不僅能夠存取RFID標籤資料，同時也能進一步與企
業內部其他系統整合，完成資訊系統所設定的服務
 RFID資訊平台重要組成元件
 電子標籤 (Tag)：主動式與被動式
 讀取器 (Reader)：13.56MHz至5.8GHz
 中介軟體 (Middleware)：RFID資訊平台運作中樞
 標準 (Standard)：ISO、EPCglobal、全球資料同步網路
(Global Data Synchronization Network, GDSN)
 應用軟體：整合性服務軟體
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電子標籤
 RFID電子標籤用來保存
被識別物的屬性、狀態
與編碼
 每一個物品都具有一個
獨一無二的電子碼，讓
RFID讀取器能識別標的
 RFID電子標籤基本構成
包括IC晶片及天線
UHF集裝箱電子標籤
 IC屬於SoC晶片的一種
 單一晶片中整合了接收、
傳送及儲存功能
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電子標籤（續）
低頻 (LF)
高頻 (HF)
超高頻 (UHF)
微波 (MW)
135KHz
13.56MHz
922~928MHz
2.45GHz以上
<0.5m
<1m
3~10m
>1m
特性
體積最大
傳輸慢
適合近距離
身分識別
短距離讀取
多個產品
傳輸快
體積最小
傳輸最快
訊號有指向性
用途
門禁
車鎖
門市銷售
智慧卡
圖書館管理
棧板追蹤
行李追蹤
電子收費
頻率
感測距離
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讀取器
 讀取器的功能是讀取電
子標籤中的資訊並傳回
主機，或是將資料寫入
電子標籤內
 讀取器包含接收器、解
碼器及天線
 分類
 固定式：隧道型、拱門
型
 手持式：PDA
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中介軟體
 中介軟體主要是管理多個讀取器送來的資料，並
利用這些資料配合不同的應用需求進行進一步的
加值處理
 主要功能包括
 管理多個讀取器送來的資料
 事件管理
中介軟體
Application
Server
 找到EPC產品資料
 後台應用系統資訊配送
Application
Server
Application
Server
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標準
 Level I：主要規範RFID使用之無線通訊頻道
 ISO 18000系列：ISO 18000-2到ISO 18000-7定義了135
KHz、13.56MHz、2.45GHz、5.8GHz、860-930MHz及
433MHz
 Level II：規範RFID電子標籤內資料結構
 EPCglobal：EPC碼
 Level III：系統整合
 全球資料同步網路 (Global Data Synchronization
Network, GDSN)
 EPCglobal網路 (EPCglobal Network)
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產品電子碼
 EPC碼結構分為四區
 Header (8 bits)：標頭，主要定義EPC碼長度、識別類
型和該標籤的編碼結構
 Manufacturer (28 bits)：廠商代碼，具獨一無二特性，
負責維護資料結構中最後兩組連續號碼
 Product (24bits)：產品代碼，識別物件的形式與類型
 Serial Number (36 bits)：序號，讓同一種物件得以區分
不同的個體
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RFID資訊平台標準架構
 EPCglobal網路使用EPC碼、RFID與資訊網路等科
技，建立一個全球標準架構，提供高效率和資訊
準確性的物件資訊交換
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EPCglobal網路的組成要件
 產品電子碼 (Electronic Product Code, EPC)
 賦予品項獨特編號
 EPC標籤與讀取器
 EPC資訊服務 (EPC Information Services, EPCIS)
 負責接收及儲存商品資料
 物件名稱解析服務 (Object Name Service, ONS)
 搜尋標籤內EPC碼所對應的產品
 實體標記語言 (Physical Markup Language, PML)
 一種描述產品、實體流程和環境的語言
 應用層事件標準 (Application Level Events, ALE)
 位於讀取器與企業系統間的中介軟體
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RFID中介軟體的重要性
 連接前端硬體設備與後端應用軟體的橋樑
 提升RFID系統的通透性
 減少多對多連結情況下複雜的維護問題
 肩負著整個企業系統的穩定與安全
 過濾不必要或重複的資料以提升系統本身的穩定性
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RFID中介軟體簡介
 獨立於RFID讀取器與後台系統之間的介接軟體
 RFID中介軟體是一種訊息導向中介軟體
(Message-Oriented Middleware, MOM)，資訊是
以訊息的形式，從一個程式遞送到另一個或多個
程式
 資訊可用非同步 (Asynchronous) 的方式傳送，所
以傳送者不必等待回應
 訊息導向中介軟體含括的功能不僅止於傳遞資訊，
往往還必須包括解譯資料、資料廣播與錯誤恢復、
訊息與要求的優先次序、定位網路資源、找出符
合成本的路徑，以及延伸的除錯工具等服務
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RFID應用模式架構
RFID 標籤
RFID 中介軟體
協調讀取器
RFID讀取器
後端伺服器
資料過濾與聚集
RFID讀取器
資料繞送與整合
程序管理
RFID讀取器
後端伺服器
後端伺服器
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RFID中介軟體細部功能
 協調讀取器
 獨立於RFID讀取器與後台系統之間
 提供一個共通的訊息傳輸平台
 資料過濾與聚集
 利用演算法來修正標籤讀取錯誤與不必要或重覆的資料
 在大量交易的情況下，提供緩衝的能力
 將實體物件轉換成資訊環境下的虛擬物件
 資料繞送與整合
 決定資料配送以及整合
 程序管理
 透過客製化的工作負責資料的監視與啟動
 具備資料流程設計與管理能力
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RFID中介軟體的架構
 以應用程式為核心 (Application Centric)
 以應用程式介接的架構
 僅能達成單點對單點的連接
 適用於企業內部單一商業系統
 以基本架構為核心 (Infrastructure Centric)
 物件標準化
 採用標準規格的RFID中介軟體
 適用於複雜度高的企業應用系統
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RFID中介軟體架構圖
Application Centric
RFID讀取器
運送與接收
後端伺服器
RFID讀取器
RFID讀取器
工廠效率
後端伺服器
RFID讀取器
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RFID中介軟體架構圖（續）
Infrastructure Centric
RFID讀取器
運送與接收
RFID讀取器
RFID中介軟體
EPC資訊服務系統
(ECPIS)
物件名稱
解析服務
(ONS)
工廠效率
RFID讀取器
RFID讀取器
管理與監控
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RFID中介軟體的發展趨勢
 應用型中介軟體 (Application Middleware)
 以API整合、串接RFID設備為目的
 著重於處理前後端系統的連接問題
 基本架構型中介軟體 (Infrastructure Middleware)
 可滿足多對多的介接需求
 具備資料收集、過濾和平台的管理與維護功能
 解決方案型中介軟體 (Solution Middleware)
 提供自動化系統與RFID讀寫器、標籤溝通的介面
 針對不同領域推出各項創新解決方案
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RFID中介軟體所遭受的威脅
 竊聽
 竊取傳輸的訊息內容
 偽造
 製造符合讀取器讀取格式的標籤來欺騙讀取器
 重送攻擊
 擷取訊息後（進行竄改）再發送出去
 阻斷服務
 讀取器與標籤之間的通訊被阻斷
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RFID中介軟體可能遭受的攻擊
 阻斷服務 (DoS) 攻擊
 以發送大量惡意封包的方式癱瘓中介軟體
 分散式阻斷服務 (DDoS) 攻擊
 使用多個來源進行阻斷服務攻擊
 緩衝區溢位 (Buffer Overflow) 攻擊
 針對後端資料庫

利用緩衝區溢位程式入侵資料庫
 針對標籤

製造錯誤的封包造成後端的判斷錯誤
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RFID中介軟體的防範方法
 被動式防禦
 判斷讀取格式
 阻擋非法的讀取行為
 如同防火牆
 主動式防禦
 將所有惡意行為模式記錄在函式庫
 利用函式庫阻擋對系統有企圖的攻擊
 如同防毒軟體
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RFID中介軟體的未來方向
 建立服務導向架構 (Service Oriented Architecture,
SOA)
 建立一套溝通標準
 實現商業流程自動化
 提供企業更具靈活彈性的服務
 提升安全性
 後端資料庫內個人資料保護
 保護使用者隱私權
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全球資料同步化重要性
 在供應鏈上管理數以百萬計的產品或是服務是一件相
當複雜、費時與高成本的工作
 供應商與零售商之間缺乏一個無接縫式的資訊交換平
台，影響彼此交易的進行
 導入RFID應用時，企業必須讓產品資訊可以在全世界
不同企業單位間通用
 這些產品資訊必須是正確的、即時的與整合性的，讓
企業間的商業交易得以順利進行
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什麼是全球資料同步網路？
 主要是一個產業協同的資料標準
 透過全球資料註冊中心，讓系統與系統、資料庫與資
料庫間串連成一個具有資料登錄與搜尋的完整訊息交
換網路
 讓所有的資料使用者能夠在一個平順且具有時效性的
模式中共同管理並分享商品資料訊息
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全球資料同步網路功能
 經由全球資料同步網路，供應商可以將自己的產
品登錄到全球註冊中心 (GS1 Global Registry™) 供
零售商參考
 當產品資訊有所更改，零售商可以從產品共同登
錄的資料區中自動更新產品資訊
 全球資料同步網路可以提供
 資料即時性的維護
 提供供應商正確、標準的資料同步方式
 不管是供應商或是零售商只要加入全球資料同步
網路就能從共同資料區取得所有合作夥伴的商品
資訊
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全球資料同步網路架構
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訊息交換流程說明
 步驟一：供應商將產品資料上傳到資料分享區
 步驟二：到全球資料註冊中心註冊產品資訊
 步驟三：零售商依據需要向全球資料註冊中心提出產品諮
詢查詢需求，找到合適的供應商產品資訊
 步驟四：將產品資訊從資料分享區傳給零售商完成訊息交
換流程
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全球交易品項識別代碼說明
 全球交易品項識別代碼 (Global Trade Item Number,
GTIN) 是GS1全球註冊中心用以區分每個產品與服務的
唯一識別碼
 編碼長度包括8、12、13或14個數字，分別遵循
EAN/UCC-8、UCC-12、EAN/UCC-13或EAN/UCC-14
等標準所制定的資料結構
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全球位置碼說明
 全球位置碼 (Global Location Number, GLN) 是每一個
產品在全球註冊中心獨一無二的編碼，除了用以區分
每個產品外，也包括公司位置相關資訊
 編碼方式使用EAN/UCC-13資料結構
 產品資訊提供者資訊包括聯絡人、辦公室位置、倉儲
與生產派送中心
 產品資訊需求者資訊包括聯絡人、公司與儲存中心
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電子標籤應用時考量
 電子標籤製作時需要的費用
 電子標籤的大小與形狀
 根據使用的環境以及預計使用年限選定電子標籤的材
質
 是否需要重複使用電子標籤
 設定適當的資料感測靈敏度
 規劃適當的感測距離
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電子標籤應用時考量（續）
 需考慮人的可讀性，以因應系統無法自動讀取時，能




夠改以人工操作
電子標籤黏貼時的角度與是否有遮蔽物質
電子標籤與RFID讀取器之間的相容性
電子標籤運作效率
資料安全問題是否能夠加以解密
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天線架設考量
 移動式天線建置方式
 商品傳輸軌道天線建置方式
 Accumulation conveyors
 Transportation conveyors
 Sortation conveyors
 Planning antenna placement in conveyor system
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讀取器選用考量
 效率考量
 資料讀取與寫入的有效範圍
 資料讀取與寫入的速度
 設備介面
 掛壁式讀取器：固定懸掛在牆壁或是其他設備上
 手持式讀取器：人員手持裝置
 嵌入式讀取器：嵌入於卡車或是堆高機上，方便拆裝
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讀取器選用考量（續）
 成本
 天線形狀的匹配
 與電子標籤的相容性
 使用環境考量
 電源與連接介面的考量
 讀取器的形狀與大小
 軟體功能
 韌體或是驅動程式升級的便利性
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RFID資訊平台實例說明
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RFID資訊平台實例說明（續）
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RFID資訊平台實例說明（續）
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小結
 本章內容主要培養學生以下基本知識
 RFID資料特性
 RFID資訊平台重要組成元件
 RFID資訊平台架構
 中介軟體的功能
 EPCglobal網路與GDSN標準
 系統建置部署考量
 藉由RFID資訊平台基本知識的講解，以及目前商
業軟體實例說明，培養學生在RFID資訊系統建置
能力
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參考資料
 Dennis E. Brown, “RFID Implementation,” McGraw
Hill, 2007
 陳美玲，「應用無線射頻辨識(RFID)技術之商機探
討」，經濟部技術處，2006
 鄭同柏，「RFID EPC無線射頻辨識完整剖析」，博碩
文化股份有限公司，2004
 周湘琪，「RFID技術與應用」，旗標出版股份有限公
司，2004
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