Transcript RFID介紹 RFID研究中心 張晴翔 主任

RFID介紹
RFID研究中心 http://RFID.cjcu.edu.tw
張晴翔 主任 [email protected]
RFID?

無線射頻識別技術
RFID, radio frequency identification

最早在二次大戰其間被提出，利用無線電波傳
送識別資料，達到身分識別的目的。

是一種內建無線電技術的晶片，晶片中可紀錄
一系列資訊，如產品別、位置、日期等。
RF 傳輸頻率
無線電頻譜
頻率範圍
波長
大量應用
極低頻 VLF
Very Low Frequency
10KHz~30KHz
40000 ft.
語音(Voice)
RFID應用頻率
低頻 LF
Low Frequency
20KHz~300KHz
4000 ft.
航空與玩具
125KHz
(Aeronautical
135KHz
Maritime，Toys)
中頻 MF
Medium Frequency
300KHz~3MHz
400 ft.
收音機(AM Radio)
13.56MHz
高頻 HF
High Frequency
3MHz~30MHz
40 ft.
短波收音機
(Short Wave
Radio)
特高頻 VHF
Very High Frequency
30MHz~300MHz
4 ft.
電視與收音機
(FM Radio)
33.92MHz
超高頻 UHF
Ultra High Frequency
300MHz~3GHz
4 ft.
電視、手機
與微波爐
860-950MHz
2.45GHz
極高頻 SHF
Super High Frequency
3GHz~30GHz
0.4 ft.
衛星
5.8GHz
至高頻 EHF
Extremely High
Frequency
30GHz~300GHz
0.04 ft..
研究用
基本系統架構
Reader
負責讀/寫電子標籤上的資料
Computer
負責系統平台的操作。
Tag
主要負責除存被識別物
的相關資料，如品號，
品名，規格等等
常見頻率的基本用途與區別
傳輸距離
應用範圍波長
135KHz以下
約10公分左
右，通訊速
度慢。
因為大多數的國家都予以開放，較不涉及法
規和執照申請的問題，所以使用層面最廣。
主要使用在寵物晶片（台灣地區採用的是
128KHz/64KHz的電波訊號）、門禁管制和防
盜追蹤等。
13.56MHz
傳輸距離為1
公尺以下。
近距離的非接觸式IC卡，大多用於：會員卡、
識別證、飛機機票和建築物出入管理等。
最遠可達近5
860M~930M 公尺的傳輸
Hz（即UHF） 距離，通訊
品質佳。
適合用在供應鏈品項（Items）管理，但各國
頻率與法規各異，跨區漫遊應用可能出現問
題。
Tag
被動 Tag
藉由外部電磁感應產生電力來傳送資料，優
點是內部無需任何電力，缺點是傳輸距離相
較於主動Tag為短

主動Tag
具備內部電力，缺點是體積大且須定期更換
電池

Tag

讀寫方式
唯讀
可寫入一次讀取多次
重複讀寫

記憶容量
唯讀：大多僅具備Tag ID，無多餘記憶容量
其他：64bits-256 bits為主流，但也有高達
數K容量產品。
RFID tags
common types:
Active
Passive
Powered by battery
Powered by reader
Range up to hundred meters
Range up to a few meters
Large memory size
Small memory size
Relatively expensive
Relatively cheap
Relatively large in size
Relatively small
RFID tags

[cont’]
Made up of three parts
◦ Chip with memory that holds the intended information
◦ Antenna, which is used to transmit information or in passive tags,
to harvest power
◦ Packaging, which encases the chip and the antenna
A RFID paper
label

Memory configuration
◦ Read-only (RO)
◦ Write-once-read-many (WORM)
◦ Read-write (R/W)
The IC chip
The tag antenna
The tag inlay
RFID Tags
Construction
Top Overlay
(printed layer)
Spacer
(Protective Layer)
Inlet
(RFID Tag)
Bottom Layer
(Adhesive)
RFID UHF Tags
ALL-9238 tag
"SquiggleT" antenna design;
Approximate Size: 95mm x 10mm; Small UHF form factor
ALL-9250 tag
”I2” antenna design;
Approximate Size: 134mm x 13mm; high gain in a controlled
orientation
ALL-9254 tag
"M" antenna design
Approximate Size: 95mm x 30mm
Very high gain
source: www.alientechnology.com/
RFID EPC 網路架構
Network standards (Overseen by ARC)
Security
Security Specifications
Specifications
Event
Event Registry
Registry
Event
Registries
Search and
Discovery
Application
Application Program
Program
Interface
Interface (API)
(API)
ALE
ALE F&C
F&C
Tag
Tag Data
Data Translation
Translation
Reader
Reader Management
Management
Reader
Reader Protocols
Protocols
GEN
GEN 22 AIP
AIP
Tag
Tag Data
Data Standards
Standards
EPCIS
EPCIS protocols
protocols
18
Gen2 標準發展
Gen2技術標準公佈後的硬體成
本狀況
•Gen2發佈後硬體價格持續大量下降，結合ISO標準之
後會有更多的企業跟進，RFID應用前景是樂觀的
UHF Tag
Price
Supplier
Programs
EPCglobal
Gen 2
Timeline
$0.40
End User
Requirements
$0.30
1,000
EPCglobal
Board of Governors
Ratification
Certification First 10
Program UHF Gen 2
Announced Certified
Products
Announced
Gen
1
$0.20
800
Gen
Gen22Announcements
Announcements
$0.15
tag
(RSI)
$0.15 tag (RSI)
$0.08
600
$0.08inlay
inlay(Avery)
(Avery)
$0.09
$0.09inlay
inlay(Rafsec)
(Rafsec)
$1000
$1000reader
reader(AWID)
(AWID)
400
Gen
2
$0.10
2003
2004
2005
28
Gen
Gen22Certified
CertifiedHardware
Hardware
Examples:
Examples: 200
Alien
AlienTechnology
Technology
Applied
AppliedWireless
WirelessDevices
Devices
Impinj
Impinj
Intermec
IntermecTechnologies
Technologies
MaxID
MaxIDGroup
Group
Symbol
SymbolTechnologies
Technologies
Thing
ThingMagic
Magic
RFID晶片如何在不外接電源或電
池的情況下進行資料收送動作？
RFID 應用之優點
可讀寫且正確性高
 可同時讀取多個
 可辨識距離長、角度大、速度快
 體積小、重量輕
 卡內資料安全性高、不易偽造
 免用電池、免接觸
 使用壽命長
 可用於有油污、灰塵等的骯髒環境

Hitachi Develops a New RFID with
Embedded Antenna µ-Chip
• Makes Possible Wireless Links that Work Using
Nothing More Than a 0.4mm X 0.4mm Chip, One
of the World's Smallest ICs
RFID 具備的功能
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
自動識別
分級、分類
追蹤、追溯
統計、分析
防偽、防盗
進出管制
自動控制
聯合票證
RFID多元化的應用
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
RFID多元化的應用
醫療應用
醫院的病歷系統、危險或管制之生化物品管理
 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、竉物識別、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
聯合多種用途的智慧型儲值卡、紅利積點卡

RFID發展面臨的三大問題

技術的突破

國際標準的制定與推行

成本的降低
Standardization?
Internal
Computerapplication
Read/Write
Unit
local
interface
Transponder
air
interface
data
management
編碼(Marking Codes)

UID（卡號，Unique Identification）
由於各家晶片廠商各有其編碼方式，且資料
加密方式不同，並未統一。

EPC（Electronic Product Code）：由麻
省理工學院的Auto ID中心所研發，其結構
分為：標頭、EPC管理者（公司）、物件
（產品）、序號四大區段，其中公司碼及產
品碼均可與現行的EAN編碼系統結合，減少
重新編碼的工作
國內外相關研究機構
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Auto-ID Center
ISO
EAN
UCC
MSEAN
HP
EAN TAIWAN
資策會
長榮大學 RFID研究中心
RFID總體市場規模
單位：百萬美元
2002-2008 全球RFID產值預估
2500
2000
1500
Tag
Reader
1000
S/W System
500
0
2003
2004
2005
2006
2007
2008
資料來源:ABIresearch, 2003,
結語
• 由於台灣在半導體設計、製造、封裝、測試產業發展己
居全球之首，RFID 研發應用產業將可帶動半導體產業
另一新興的利基。
• 二岸三地是國際大廠的主要產品生產基地，RFID的發
展及應用，關係著企業全球供應鏈的效率及企業競爭力
提升。
• RFID 應用多元，可創新各服務產業的營運模式，並可
促成服務產業的蓬勃發展。
• 透過 RFID 測試驗證中心及標準的建置，可有效加速
RFID 相關產品及應用技術發展，並易與國際接軌。
• 藉由政府各項輔導計畫執行及大型國家發展計畫，將可
有效推動我國 RFID 產業的發展
RFID研究中心 宗旨
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協助產業深度認識RFID應用與效益
協助產業申請經費導入RFID創造競爭力
協助產業RFID人才培育加速產業成熟
協助公部門務實正確的導入RFID技術應用大
舉提升績效
建立學術與產業合作交流與雙贏的平台
提高台灣在國際RFID創新應用領先風潮
RFID研究中心 實績
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92-94 彰化秀傳RFID導入防疫SARS科專
◦ 應用RFID體溫監測病患與醫護人員
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95 署立台中醫院導入RFID於TB病房管理
◦ 應用RFID追蹤TB病患路線防止逃跑
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96 疾病管制局RFID疫苗管理計畫
◦ 應用RFID及時監控疫苗溫度與數量
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96 署立台中醫院導入RFID於用藥安全
◦ 應用RFID確保發藥程序與病患身份正確