rfid技术与应用ppt.ppt
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1、RFID技術與應用,建國科技大學資管系饒瑞佶rcjaoctu.edu.tw96年9月21日,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。,RFID與我們有什麼關係?,無所不在(ubiquitous)U化二代宅、智慧住宅悠遊卡i-Cash、VISA WAVE(NFC)無人圖書館,這些都跟RFID有關係,發展RFID 政府將再投資36億,行政院國家資訊通信發展推動小組表示,未來三年政府至少會再投入約36億元,在2009年完整建構台灣RFID產業的價值鍊,創造百億產值。行政院去年投入無線射頻辨識技術(
2、RFID)公領域應用,一年來已為國內RFID創造直接產值超過8億元,並帶動RFID在食、醫、住、行等各領域應用,成功帶動民間產業投入約18億元的共同參與。,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?,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
3、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,RFID常被討論的議題,RFID硬體電子、電機、資工、資管韌體資工、資管系統開發資管資料庫資管,RFID是跨領域整合技術,RFID系統與標準RFID硬體介面與系統開發RFID應用安全議題EPCGlobal NetworkQ&A,討論主題,RFID系統,RFID的發展歷史(1),在二次大戰之時(1950年代),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
4、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。,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
5、美元,削減 5%的公司存貨以及降低 7%管理倉庫的人事成本。,RFID的發展歷史(2),RFID 為何變得如此熱門?,RFID在1950年就出現了Tag Cost Down(USD 1$40 cents)UHF RFID DeregulationGuaranteed Future by Retail Giants&DoDAsian Country put Government resources to promote RFID industry,RFID系統示意圖,RFID不能獨撐大局需要有類似中介軟體、應用程式、資料庫、網路通訊等技術的幫忙,RFID系統組成,最基本的RFID系統由四部份組成
6、:標籤(Tag):由耦合元件及晶片組成,標籤含有內建天線,用於和射頻天線間進行通訊。讀取器(Reader):讀取(在讀寫卡中還可以寫入)標籤資訊的設備。天線(Antenna):在標籤和讀取器間傳遞射頻訊號。應用程式(AP)有些系統還透過讀取器的RS232、USB或RS485介面與電腦連接,進行資料交換。,依使用頻率分:低頻(LF),高頻(HF),超高頻(UHF)和微波(Microwave)以電源方式分:主動式(Active)及被動式(Passive,不需要電源即可動作式),RFID分類(1),RFID分類(2),RFID Tag,成本:賣Tag附水果似乎比較划算UHF Tag不一定比HF或是L
7、F貴與wafer廠(chip)、inlay廠(chip+antenna+platform)、封裝廠息息相關國外的不一定比較貴(日本5日圓計畫,大陸市場以量制價)穩定度:環境複雜度封裝技術使用年限(10萬次讀寫,10年)標準:EPCGlobal標準尚未制定完成,UHF Tag不一定比HF或是LF貴,RFID Tag 標準,Class 0 and 1(now C1G2):ratified by EPCGlobalPassive identity tags3-6 m rangeClass 2:proposedPassive identity tags+memory tags3-6 m rangeCl
8、ass 3:proposedSemi-active battery tags100 m rangeClass 4:proposedActive battery tags 100 m range,RFID Tag 標準,資料來源:工研院IEK(2005/10),RFID Tag參考價格(NT$),Astag Co.Ltd.,2005,RFID Tag形式,wristband,Pcb card,Key tag,Metal tag,Glass tag,eSeal,Blocker tag,tag+temp.sensor,RFID Tag 使用考量因素,人體(水):13.56MHz以上影響最大金屬(鐵有
9、ferrite可以阻隔)擋風玻璃資料備份問題(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)多數需要加上sensor尺寸大小與擺放方式(緊密度影響讀取率)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,RFID Tag vendors,Different RFID Reader,RFID Reader使用考量因素,頻率不可太高(125K,143K或13.56MHz)FDA試驗使用UHF連續對一瓶裝滿胰島素的藥瓶連續讀取1小時,溫度將升高1C天線設置的位置與角度Reader 到達一定數量時,要考慮傳輸速度
10、與管理等問題Reader可以加上mask限定讀取範圍與tag匹配與讀取率,RFID Reader vendors,不同頻段RFID之應用領域,RFID系統的重要參數,RFID系統的讀寫,MIFARE,MIFARE StandardS50:1K Byte EEPROM分成16 Sector每個Sector有4個Block(16 Byte)每個Sector內有控制欄(Sector Trailer),存放兩組金鑰S70:4K Byte EEPROM分成40 Sector其中32個Sector分成16個Block剩下8個Sector分成16個Block每個Sector內有控制欄(Sector Trai
11、ler),存放兩組金鑰適用於多種不同領域應用功能,MIFARE,MIFARE,RFID標準,RFID,EAN.UCC,EPCglobal,Auto-ID,UCC(統一編碼協會):總部位於美國,UPC碼的發號機構Uniform Code Council,EAN International(國際物品編碼協會):總部位於布魯塞爾European Article Numbering,UCC,UPC,EANInternational,EAN,1999麻省理工學院技研所創立,EPC產品電子碼,EPC系統,Electronic Product Code,總部位於美國波士頓,Radio Frequency I
12、dentification,明日之星,RFID與條碼之整合,ISO對自動識別的分類審核架構,名詞說明,ISO:International Organization for Standarization,國際標準組織IEC:International Electrotechnical Commission,國際電攻技術委員會TC:Technical Committee,技術委員會JTC:Joint Technical Committee,聯合技術委員會SC:Sub Committee,分科委員會WG:Working Group,工作小組,與RFID標準相關的ISO標準,JTC 1/SC 31 A
13、utomatic Identification and Data Capture TechniquesJTC 1/SC 17 Identification Cards and related devices ISO TC 104/SC 4 Identification and communication ISO TC 23/SC 19 Agricultural electronicsCEN TC 278 Road Transport and Traffic TelematicsCEN/TC 23/SC 3/WG 3 Transportable Gas Cylinders-Operational
14、 Requirements-Identification of cylinders and contentsISO/TC204 Transport Information and Control SystemsETSI European Telecommunications Standards InstituteERO European Radiocommunications OfficeANSI American National Standards Institute,ISO/IEC JTC 1/SC 31/WG 4/SG3自動識別及商品管理RFID(ISO 18000)ISO/IEC 1
15、8000-1 標準規範ISO/IEC 18000-2-135 kHz以下ISO/IEC 18000-3-13.56 MHzISO/IEC 18000-4-2.45 GHzISO/IEC 18000-6-860-960 MHz(Philips)ISO/IEC 18000-7-433.92 MHz,ISO 18000(Air Interface),Why no ISO/IEC 18000-5?,ISO/IEC JTC 1/SC 31/WG 2&WG 4/SG 1Products Code,ISO/IEC 15424-Data Carrier/Symbology IdentifiersISO/IEC
16、 15418-EAN.UCC Application Identifiers and ASC MH 10 Data IdentifiersISO/IEC 15434-Syntax for High Capacity ADC MediaISO/IEC 15459-Unique identification-Part 1:Transport units;Part 2:Registration procedures;Part 3:Common rules;Part 4:Unique Item identification for supply chain management;Unique iden
17、tification-Part 5:Returnable transport items;ISO/IEC 15961-Data protocol:Application interfaceISO/IEC 15962-Protocol:Data encoding rules and logical memory functionsISO/IEC 15963-Unique ID of RF Tag,RFID標準示意圖,如何算導入成功?,只要有下列兩項要求,短期內無法成功大量讀取100%讀取率目前可預期高單價單一讀取應用(門禁)客制化示範性計畫,Slap&ship決心影響了一切,RFID硬體介面與系
18、統開發,Reader Interface,先了解Interface形式Driver安裝(USB)有標準用標準(RS232,485,422,usb)沒標準找OCX,DLL等API(設備廠商要提供)注意資料格式(前後是否有特殊字元),從硬變軟,可以使用裝置管理員&超級終端機來測試,標準Interface,寫程式與硬體(Reader/Converter)溝通,進行資料讀寫與控制作業寫程式與資料庫溝通WIN/WEB/PDA Base整合現有POS,ERP,SCM等系統,RFID系統開發,RFID系統開發示意圖,DB+Agent,Reader,Converter,Reader,PDA,Tag,在台灣,德
19、河貿易透過微軟技術中心(MTC)與資策會南部創新應用中心的協助,領先全球首度將微軟 RFID 解決方案應用於活體水產。微軟 BizTalk Server 2006 R2 RFID 解決方案 在全球已成功完成在各種不同產業之解決方案及成功案例。,RFID應用,RFID應用,RFID應用方面,日本愛知縣萬國博覽會門票就是利用RFID Tag在食品業方面,迴轉壽司利用RFID可以快速的將不同單價的壽司盤,按盤計價、快速結帳圖書管理方面,可以利用RFID技術快速、有效的進行借、還書的工作病歷表管理郵件包裏追蹤研討會進出管制卡車進出站辨識,RFID應用,汽車生產線航空行李航空貨櫃追蹤台北捷運悠游卡門禁管
20、制卡寵物植入的晶片.,其實RFID已經存在了數十年了,也早已使用在我們的日常生活中。,台北悠遊卡,香港八達通,八達通是一種非接觸式智慧卡,在電子貨幣中使用上非常方便。八達通系統使用了Sony的13.56MHz FeliCa RFID晶片及其他相關技術。八達通系統是由一間總部位於澳洲珀斯的ERG Transit Systems設計。而整個系統的設計、建造、營運及維修等工作,都是由ERG負責的。,八達通,公車用,儲值機,麥當勞扣款機,所有權狀防偽,所有權狀防偽,必須重新設計將RFID Tag 嵌入其中的紙張或塑膠權狀,並考量以印刷方式將RFID Tag 的天線印刷於權狀上。權狀再次更換規格的結果,
21、可能造成地政業務承辦人員大量工作負擔。仍以目前已經流通的所有權狀材質為主,另外再考量RFID Tag 的設計技術,以貼紙的方式將RFID Tag黏貼於現有形式之權狀上。一開始就將RFID Tag 嵌在權狀上,當承辦人員透過雷射印表機將資料列印到空白權狀上時,雷射印表機滾筒的高溫、高壓會損毀RFID IC,因此,以貼紙的方式將RFID Tag 黏貼於現有形式之權狀上應該是較佳選擇。,燦坤量販店智慧貨架系統硬體架構,燦坤量販店困難點,雖然RFID技術在倉儲管理應用上已接近成熟,然而試驗中也發現到電子標籤在應用上有其無法突破的界線與死角,讀取率仍舊無法達到100%正確性。計畫中選定的家電貨品,由於外
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