1、RFID 的技術原理與應用,Present By Jack Wang (2009 Fall),Contents,RFID介紹RFID發展歷史RFID組成元件與原理RFID組成元件RFID運作流程RFID技術原理RFID關鍵問題RFID VS Barcode,RFID分類以電池的有無區分以運作頻率區分以標籤可讀寫性區分RFID特性RFID限制RFID應用小結,RFID 介紹,無線射頻識別 (Radio Frequency Identification, RFID) 是一種無線識別技術，透過商品上的微晶片標籤，可將資訊連至後端資料庫裡，用以識別、追蹤與確認商品的狀態可以透過無線射頻 (RF) 讀取
2、到數值資料 (ID)，統稱RFID是一種內建無線電技術的晶片，晶片中可存放一系列資訊，如：產品別、位置、日期等，其體積可做到極小，可隨附於所要識別的實體上，並可以非接觸的方式，快速、且大量地讀寫其內容資料最大的好處是能提高整體物品管理效率及節省人力成本，比目前條碼系統，有更高效率與彈性,無線電波頻譜分類(Radio Frequency),RFID頻率應用說明,RFID發展歷史,二次世界大戰敵我飛機管制 - 1950s 政府機密室門禁 - 1960s 動物 ID - 1970s 交通運輸 - 1980s 智慧卡 - 1990s Wal-Mart - 2000s 美國國防部 - 2000s 美國9
3、11恐怖攻擊 - 2000s 美國汽車輪胎爆炸 - 2000s,RFID發展歷史(Cont.),RFID組成元件,電子標籤 (Tag)讀取器 (Reader) / 天線 (Antenna)應用系統 (Application System) - 資訊系統 / 後端資料庫系統,電子標籤組成元件(Tag),RFID標籤主要由以下三者所組成：RFID晶片包含邏輯控制單元、記憶體和收發器進行解碼、解密和錯誤檢查等運算功能記憶體空間從16位元到512K位元組以上天線用於接收讀取器發送的射頻資料或傳送出本身的識別資料電力來源主動式：由標籤內部所附電源所提供被動式：由讀取器送出的無線電波所提供,電子標籤的構造
4、,Memory Block,外觀範例,電子標籤的記憶體範例,RFID標籤中，含有正式的名稱為ISO14443A是目前RFID儲值扣款技術中最普遍的一個標準，又俗稱MIFARE卡片，起初是由荷蘭飛利浦公司所制定，包含有MIFARE 1、MIFARE UltraLight與MIFARE Prox三類，頻率為13.56 MHz，傳輸速度為106K/s，目前最常用的為MIFARE 1，例如捷運優遊卡便是屬於這一類而MIFARE 1又可以分成S50與S70這兩大類，主要在於EEPROM記憶體大小不同，記憶體的控制與存取方式皆相同。大致上是使用Sector與Block來劃分記憶體區塊，每個Sector內都
5、有控制Block可以控制資料的存取權限,記憶體區塊範例說明,讀取器組成元件(Reader),RFID讀取器由以下元件組成：收發器 (Transceiver)由發送器 (Transmitter) 和接收器 (Receiver) 組成發送器負責發送讀取器的信號於標籤，然後再透過讀取器的天線接收標籤的回應；而接收器則負責將接收到的類比訊號傳送給微處理器處理微處理器將接收器傳來的類比訊號進行解碼和錯誤檢查記憶體儲存讀取器的配置參數和讀取到的標籤資料,讀取器組成元件(Cont.),Reader元件組成(續)：輸入輸出單元根據外部事件將讀取器打開開關或關閉控制器允許使用者或是電腦程式控制讀取器的功能通訊介
6、面 提供讀取器與外部的互動；例如：傳輸內部儲存資料或是接受和回應命令電源供應提供所有讀取器元件的電力來源,讀取器的構造,讀取器,外觀範例,RFID運作流程,讀取器,天線,標籤,） （,應用系統,1、讀取器透過天線送出一定頻率的射頻信號,2、當標籤進入無線範圍時產生感應電流而獲得能量，向讀取器送出ID碼等訊息,3、讀取器採集訊息並解碼,4、讀取器將訊息/數據送至應用系統主機進行處理,被動式範例,RFID通信技術原理,RFID的通信原理可分為以下二種：電磁感應（低頻和高頻）當電流通過讀取器的天線時，會在天線周遭產生磁場，此時RFID標籤一旦切入該磁場就會因為磁場的改變而在標籤上產生感應電流，成為標
7、籤運作的電力來源微波存取（超高頻和微波）此類讀取器的天線成正負兩極狀，當電流通過時會產生電波，使得遠方的標籤天線因為共振而產生電力,通信原理-電磁感應,資料來源取自：資通安全專 T95013- RFID相關應用與安全機制簡介,通信原理-微波存取,資料來源取自：資通安全專 T95013- RFID相關應用與安全機制簡介,RFID關鍵問題,RFID Tag讀取率正確率訊號干擾訊號衰減讀取距離讀取角度處理速度電力來源,RFID VS Barcode,RFID 結合 Barcode,Walmart要求其前100名供應商在2005/1/1前，必須在所有包裝箱和貨箱架上使用RFID tag資料來源：Sci
8、entific American, 2004/2,RFID分類-以電池的有無區分,被動式 (Passive)標籤由讀取器傳送的無線電訊號進行充電，來回應相關資訊半被動式 (Semi-passive)標籤上有電池，當有事件觸發時可提供電力給標籤，以增加讀取距離、運算能力或效率主動式 (Active)標籤上有電池，可由標籤主動傳輸射頻信號,RFID以運作頻率區分,低頻 (Low Frequency, LF)：30300KHz高頻 (High Frequency, HF)：330MHz超高頻 (Ultra High Frequency, UHF)：3003000MHz微波 (Micro Wave)：
9、2.455.8GHz所使用運作頻率會影響讀取距離,ISO標準之頻段、特色與應用,RFID以標籤可讀寫性區分,Class0 唯讀只能讀取不能作任何寫入，這是最基本類型的電子標籤，在出產時就將EPC（Electronic Product Code）寫入晶片，並且無法對EPC做更改。Class1 只可寫入一次這是可寫入一次的電子標籤，這一種標籤在出產時不會寫入資料，購買的廠商可以利用編碼器加入資訊。像Wal-Mart要求其供應商使用的就是這種的電子標籤。Class2 可讀寫這是可重覆讀寫的電子標籤，適合用來儲存貨品編碼外的很多資料，例如有效日期、產地或其他參考編號等。由於所寫入的資料會較多，所以標籤
10、記憶體容量也較大。Class3 半被動式 除擁有讀寫功能外，是一種內附感應器的電子標籤Class4 主動式是含有電池的電子標籤，能發出訊號與其它標籤進行溝通，不須經過感應器,RFID特性,可重複讀寫可一次讀取多個微型化形狀多樣化耐磨損耐環境性重複使用性非可視穿透性資料記憶容量大,RFID發展限制因素,標準技術可靠度專利相容性電波頻譜標準未定成本隱私權業界作業流程或習慣,RFID應用,課程小結,依照各種不同的環境與情況挑選適合的RFID類型在RFID導入前須評估是否能在導入後真正增加效益如何利用RFID結合不同領域，成為更多有幫助的應用是可討論的議題RFID在未來將會慢慢融合到我們的日常生活中，但其安全性和隱私權的保護還是需要多方的考量,Present By Jack Wang (2009 Fall),Thank You !,
