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【简介】RFID 無線射頻辨識系統

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发表于 16-9-2007 09:07 AM | 显示全部楼层 |阅读模式

http://www.ithome.com.tw/itadm/article.php?c=45321
文/李延華 (記者) 2007-09-16

安全、耐久、效率佳的RFID
RFID以各種不同的面貌,應用於大眾的生活當中,例如門禁卡、悠遊卡、動物晶片及新生兒管理等,都是常見的應用,相較於條碼,RFID可自動化資訊的收集與傳遞,並降低錯誤的機率。


RFID,Radio Frequency Identification System
無線射頻辨識系統,廣泛應用於生活中的技術



談到RFID,通常會直接聯想到美國最大的零售商沃爾瑪(Wal-Mart),沃爾瑪要求前100大供應商在2004年底之前,在紙箱及棧板上使用RFID,因而掀起一波的熱潮。

事實上,RFID早在第二次世界大戰,即被應用於空戰,以辨識敵機與友機的身份。而沃爾瑪的野心最後因為RFID的成本太高、標準不一及技術尚未成熟等因素而受挫,但是這不表示應用就此消失。

目前RFID仍以各種不同的面貌,應用於大眾的生活當中,例如門禁卡、悠遊卡、動物晶片及新生兒管理等,都是常見的應用。

曾有媒體預言:RFID會取代條碼(Bar Code)。同樣基於最現實的成本考量,近乎零成本的條碼並不會因此被淘汰,反而是成本降不下來的RFID遭遇推廣的瓶頸。因此應用RFID必須善用非接觸性、遠距及自動化的特性,否則無法突顯價值。

細究RFID的應用原理,主要是由電子標籤(Tag)、讀取器(Reader)及應用系統所組成。電子標籤主要是用來記錄商品資料,記憶體可以是唯讀或者可重複讀/寫,更複雜的應用,甚至會在標籤中內建微處理器,或者溫/溼度感應器。

標籤一旦接近讀取器,便會自動發出訊息,根據讀取距離的差別,標籤可分為主動式(Active)與被動式(Passive)兩種,主要以加裝電池與否區分。

加裝電池的主動式RFID,可讀取的最遠距離可達200公尺,而被動式RFID最遠只有5~6公尺。

然而,RFID也不全然沒有限制。除了頻率的波段與資料交換的標準不一致之外,最大的問題在於液體、金屬與碳元素會干擾RFID的辨識率,例如整箱的擺放方向不一的可口可樂在盤點時,就可能產生辨識率的問題。一般認為加裝讀取器或者客製化標籤的款式,就可改善干擾的情況。

企業對於RFID應用於供應鏈管理的美好想像,是站在倉庫門口,貨物的盤點資料即在轉瞬間彙整於手持式電腦。但由於供應鏈管理關乎諸多國際標準的制定,牽涉層面廣泛,因此這樣的夢想無法短時間實現,反而是其他特殊創意的小型應用,成功率較高。文⊙李延華

Passive
被動式

被動式標籤本身沒有供應電力的來源,因此內部的電路在接收到讀取器的電磁波後才會被驅動,一旦標籤接收到足夠的訊號,便可以發送資料至讀取器。

由於被動式標籤具有價格低廉、體積小及無需電源供應的優點,目前RFID的應用,主要以被動式居多,例如動物晶片、門禁卡等均是被動式標籤的應用。不過,被動式標籤的有效偵測距離短,因此也限制了應用的範圍。

Active
主動式

主動式標籤包含一個電池提供電源,使標籤可以主動發射無線電波,且感應距離較長,搭配天線使用最遠可達300公尺。

主動式標籤並不是時時刻刻在發射無線電波,否則電力很快就會用完。標籤平時其實是處於休眠的狀態,而RFID的讀取器加裝喚醒的裝置,當標籤進入讀取器的範圍,喚醒機制便觸發標籤開始傳送資訊。不過由於主動式RFID體積大、需要更換電池,以及成本較高等因素,所以目前應用並不普及。

Frequency
頻率

RFID使用的頻率主要有LF(Low Frequency,低頻)、HF(High Frequency,高頻)及UHF(Ultra High Frequency,超高頻)三種。LF是135KHz以下的應用,傳輸距離約10公分,被廣泛使用在門禁卡、汽車防盜等應用。HF主要規範為13.56MHz,傳輪距離在1公尺以內,主要應用在付款機制方面。而UHF的頻段在860~930MHz,傳輸距離可達5公尺,可同時進行大量標籤的讀取與辨識,適合物流及供應鏈領域。

SCM,Supply Chain Management
供應鏈管理

RFID對於供應鏈管理的幫助,在於透過自動化的處理,可以減少人工的錯誤、提高工作效率與客戶滿意度,尤其對於棧板或包裝紙箱等可重複使用的資源,RFID可以協助追蹤進度,以確保貨物在正確的時間,出現在正確的地點。

雖然很多人認為供應鏈管理是RFID最具體的應用,但由於高昂的成本,以及必須制定跨產業和國際的資料流通標準等因素,反而使得供應鏈管理的RFID應用無法迅速起飛。

BarCode
條碼

條碼是20世紀最偉大的發明之一,現今使用條碼管理貨品已經相當普及。RFID與條碼比較,可以更進一步減少人力成本。因為條碼掃描器需要實際接觸物品,而且一次只能取單一條碼資料;而RFID是無線的通訊系統,而讀取器的辨識速度每秒可達250個標籤。

不過,面對條碼幾乎零成本的優勢,善用RFID非接觸性、遠距與自動化的特色,才是成功的關鍵。

Filter
過濾

RFID雖然已區分LF、HF及UHF三個頻段,但相同頻段的訊息,也是可能互相干擾。

尤其在高密度布建的區域,雜訊是一定存在的,也會影響辨識率,目前可藉由軟體的過濾功能排除雜訊,讀取器也可內建過濾功能。臺灣手機的頻段與RFID的UHF頻段非常接近,也同樣會造成干擾。現階段除了透過系統整合商開發過濾程式外,讀取器的位置,最好避開手機基地臺。

Middleware
中介軟體

當讀取器接收到RFID標籤的資料之後,後續就必須藉由中介軟體處理。一般而言,由軟體廠商與特定的硬體廠商合作,開發接收與處理讀取器資訊的機制。

RFID的價值就在中介軟體的運用中浮現。標籤的資訊透過無線電波的傳送,除了提供產品本身的資料外,還可能包括溫度、溼度及壓力的偵測裝置,只要善加利用RFID提供的資料,可幫助企業了解客戶與市場的變化。

RTLS,Real Time Location System
即時定位系統

國外已有服務業的RFID應用案例,透過讀取器追蹤客戶在賣場行進的時間與路線,藉此分析賣場的動線設計,與熱門商品的選擇與擺放位置是否得當。

而另一個更精確的RFID定位技術則是RTLS。它可偵測的距離約300呎,可根據各讀取器交叉取得的距離及兩點之間的時間差,計算特定人員所在的座標位置,通常應用於校區或廠房等有限範圍追蹤與定位,精準度比GPS高,不過成本也很高。

GPS,Global Positioning System
全球衛星定位系統

最常與RTLS比較的定位技術就是GPS,GPS是由美國政府所發展,由24個衛星所組成,每個衛星均持續發射包含衛星軌道與時間資料的無線電波,而GPS的接收機便會擷取衛星的資訊,並計算自身所在的座標、移動速度與時間。

GPS與RTLS相較,RTLS的精確度較高,可達9平方公尺,而GPS由於透過衛星導航,沒有區域的限制,而且成本低廉,不過,需要在室外及天氣情況佳的狀態下才能使用。

[ 本帖最后由 pic 于 16-9-2007 09:09 AM 编辑 ]
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发表于 17-9-2007 09:06 PM | 显示全部楼层

回复 #1 pic 的帖子

你的帖子我来看,我来读,我来听,我来顶
加油,你的帖子要多放点
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发表于 3-3-2008 06:26 PM | 显示全部楼层
原来是RFID是酱的意思。。。。

谢谢分享。。
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发表于 14-5-2009 12:17 PM | 显示全部楼层
谢谢你的分享,让我获益不少!
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发表于 25-8-2011 10:38 AM | 显示全部楼层
文/李延華 (記者) 2007-09-16

安全、耐久、效率佳的RFID
RFID以各種不同的面貌,應用於大眾的生活 ...
pic 发表于 16-9-2007 09:07 AM



    有想过diy吗?
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 楼主| 发表于 25-8-2011 12:55 PM | 显示全部楼层
本帖最后由 pic 于 25-8-2011 12:56 PM 编辑
有想过diy吗?
patriklee90 发表于 25-8-2011 10:38 AM

DIY 标签还是读卡器?

目前, 刚刚完成了自己的RFID reader读卡器, 软解码, 不是用特定IC 如EM4095, 不是什么Weigand 26 解码, 而是用16F628A 通过Opamp 放大的信号做bit banging 解码, 目前成功的只是125Khz 的那种门槛用的RFID, 效果良好。

也表示,现在有能力能够学习125khz 的RFID 卡,再用MCU 模拟那个卡号, 只是体积不能做到很小, 还需要电池。
简单讲, 就是实验性的复制。

如果是Active RFID, 用2.4GHz无线模块开发就可以了, 但是体积没有办法做到很小, 被模块限制。

比如Microchip 的MRF24J40 (这个模块的除了性能卓越外, 最大优点是已经通过FCC)


或更廉价的Nordic公司的nRF24L01芯片开发而成


我有一个朋友, 他是专做RFID 的, 我最后一次看到他时, (3年前), 他正在用MRF24J40 晶片做Active RFID, 设计自己的天线, 这是最困难的部分。
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