第二章 文獻回顧
2-1 無線射頻辨識(RFID)技術之簡介
為了將物件的特徵很快的轉換成電腦系統可以儲存的數位資 訊，業界開發出各種自動辨識系統(Automatic Identification，簡稱 Auto-ID)系統之技術，自動辨識系統常與自動資料擷取(Automatic Data Capture)一起使用，因此自動辨識系統又可以簡稱為 AIDC。
自動辨識系統是藉由不同輸出入界面之讀取裝置來自動辨識物 件，並將所擷取之資訊存回到電腦系統中作處理，如此除了可以降低 人工輸入的錯誤以提高效率，甚至因為不需人工輸入而降低成本；此 一讀取裝置可以是磁條感應機、光學掃瞄器或 RFID 的讀取器(RFID Reader)。
而無線射頻辨識(Radio Frequency Identification，RFID)是一種無 線的物品辨識技術，其主要原理是利用RF 無線電波發送的磁場進行 無線資料辨識及擷取的工作。如圖2-1 所示。
圖2-1 RFID操作方式
(資料來源：RFID 系統入門–無線射頻辨識系統 松崗出版)
由於自動辨識系統應用領域與成本的不同，而有各種不同之系統 開發，表2-1 為各種自動辨識系統之比較。
表 2-1 自動辨識系統的比較
第二章 文獻回顧 的TIRIS RFID 系統組件之開發，RFID Tag 與 Reader 的成本已大幅滑落，也使得 RFID 系統的應用領域越
如：TI、Motorola、Microship、Philips、Intermec 等。
2003 年 Wal-Mart 的前一百大供貨商必須在供貨的紙箱上使 用RFID Tag，並自 2006 年 12 月起，Wal-Mart 全部
RFID 的主要操作原理是利用讀取機(Reader)發送無線電波給植 入或貼在物件上的電子標籤(Tag)，以進行無線資料辨識及擷取的工 作；如圖2-2 所示。在圖 2-2 中，當應用系統欲進行物件辨識工作時，
主電腦可透過有線(如：RS-232)或無線(如：Bluetooth)方式控制 Reader
發送無線電波能量；當 Tag 感應到此一能量時，其內的詢答機 (Transponder)機制會將此能量轉成電源，並以內建之無線電波傳回一 系列的識別資料給Reader，最後傳回主電腦內，以進行物件之辨識及 管理工作。
圖2-2 無線射頻辨識RFID系統基本架構圖
(資料來源：RFID 系統入門–無線射頻辨識系統 松崗出版)
RFID 系統的組成元件主要包括 Reader、tag、主電腦應用系統，
以及內含於 Reader、Tag 或外加於 Reader 的天線(Antenna)，分別說 明如下：
(1) 讀取器(Reader)
針對不同的應用，Reader 此字被翻譯為讀取器、讀卡機、閱讀器...
不等。Reader 本身包括以下兩個部份：
a.與主電腦相連結的界面
這是 Reader 與主電腦相溝通的界面，可以是有線方式的 RS232、RS485 界面或是無線方式的 Bluetooth、GPS 界面；當主電 腦之應用系統欲進行物件辨識工作時，可經由此一界面控制Reader
Tag 內的資訊。
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b.控制電路、收發模組與收發天線
控制電路包括微控制器(微晶片)等電路，用來執行主電腦的命 令，以控制收發模組與收發天線(RF 發射機模組)發射 RF 無線電波 能量，來進行對Tag 的讀取或寫入資料動作。
(2) 電子標籤(Tag)
RFID 的 Tag，中文翻譯為電子標籤，簡稱標籤；Tag 若以技術層 面視之時，又可稱為 Transponder，中文譯為詢答機、轉發器或變頻 器，其功能是接收 RF 能量與信號後，以另一頻率將內存之資料傳送 出；此一傳送的數位信號必須使用不同的頻率，以免干擾所接收到的 微弱信號。
Tag 內建 RF 發射機模組與控制電路，當 Tag 感應到 Reader 所發 射之 RF 無線電波時，Tag 內的控制電路會將此一無線電波能量轉換 成電源，並以內建之RF 無線電波傳回此 Tag 之電子產品碼(Electronic Product Code，EPC)等一系列數位識別資料，如產品名稱、型號、有 效日期……等等。
若以造型進行分類，Tag 產品於市場上，依不同客戶需求，有許 多不同造型，如卡片式、螺栓式、貼紙式、釘子式……等等，如圖 2-3、圖 2-4、圖 2-5 所示。
圖2-3 鈕扣式RFID Tag 圖2-4 鑰匙式RFID Tag
圖2-5 卡片式RFID Tag
(資料來源：TI-RFID)
若以功能或有無內裝電池進行分類，可分為：
a.被動式(Passive)：
被動式電子標籤其能源是由讀取器提供，所以標籤上不需附加電 池，所以體積小、使用期限較長，但是讀取的距離較短。
b.主動式(Active)：
與被動式不同的部份是其標籤是附加電池的，系統另外增加所謂 的喚醒裝置，平時標籤是處於休眠的狀態，當標籤進入喚醒裝置的範 圍時，喚醒裝置利用無線電波或磁場來觸發或喚醒標籤，標籤這時才 進入正常工作模式，開始傳送相關資訊，由於本身具備工作所需之電 源所以傳輸距離較長，但是相對具有體積較大、需更換電池及成本較 高等缺點。
若以記憶體讀寫功能進行分類，可分為：
a.唯讀(Read Only，R/O)
b.僅能寫入一次可讀取多次(Write-Once Read-Many, WORM) c.可重複讀寫(Read-Write, R/W)；
如表2-3 所示。
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表 2-3 RFID 依記憶體讀寫功能區分型式
型式 內容 應用範例
唯讀
(Read Only，R/O)
標 籤 晶 片 內 的 資 訊 出 廠 時 已 固 (Write-Once Read-Many,
WORM)
(Read-Write, R/W)
使用者可以透過讀取器進行標籤
a.低頻(Low Frequency) b.高頻(High Frequency)
c.超高頻(Ultra High Frequency) d.微波(Microwave)
如表2-4 所示。
125KHz
135KHz 5cm 以下 能夠有效發
型式 使用頻段
433 MHz、
868~
(資料來源：TI-RFID)
Reader 的天線一般內含於 Reader 機盒內部，當讀取距離較長時，
因所需的RF 能量更大，故天線會單獨存在並與 Reader 相連接。
(4) 主電腦應用系統(Host Computer Application Systems)
主電腦(Host Computer)以有線或無線方式與 Reader 相連接，其內 之應用系統用以控制Reader 的資料收發(通訊)、辨識與管理工作；在 資料通訊過程中，可以利用加密解密的方式與防火牆等技術以使資料
第二章 文獻回顧
RFID 系統缺點 (限制)
1.成本高
2.不適用於金屬或導電環境 3.無法通過磁鐵辨識訊息 4.易受電磁波干擾
5.辨識的適當性 6.通訊標準未統一 7.隱私權問題 (資料來源：本研究整理)
2-1-3 無線射頻辨識(RFID)技術與條碼(Bar-Code)技術之比 較
RFID Tag 由於內藏有 IC 電路，因此與條碼系統比較起來，價格 較高。不過卻擁有傳統條碼所沒有的優勢。
過去 25 年來，條碼是被用來自動識別產品的主流技術，並且被 廣泛應用，如圖2-7 所示。但是，條碼本身有個致命的缺點，條碼是 屬於視線內的技術。也就是說，條碼掃瞄必須要「看到」條碼才能執 行辨識工作。換句話說，操作人員必須先將條碼朝向掃瞄器才能夠辨 識。
圖2-7 傳統條碼
(資料來源 : 台灣 AutoID)
相反地，RFID 技術是一種屬於視線外的技術，係藉由無線電波 的穿透功能，只須將RFID Tag 放在讀取器範圍或有效距離內，不需 接觸便能自動讀取資料。下表2-6 便針對條碼與 RFID 進行比較。
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表 2-6 傳統條碼 vs. RFID
條碼 RFID Tag
傳遞媒介 光 電磁波
資料特性 固定 可固定，可變動
可視度 需在視野內 只需在無限電波範圍內 標籤最小尺寸 1 X 3 cm 8 X 2.5 mm
標籤形式 多樣化 單一型式
製碼方式 事先印製，馬上印製 工廠編製，使用中編製
表面毀損 資料毀損 不影響資料內容
環境耐久性 耐久性差，抗污性差 耐久性強，抗污性高
讀取數量 一次一個 可同時讀取多個資料
資料容量 容量有限 容量較大
讀取方便性 不可更新 可更新
資料正確性 需人工讀取，有人為缺失之 可能
無線電波傳遞，人為缺失可 能性低
高速讀取 移動中讀取有限制 可進行高速移動讀取
安全性 不可加密 可加密
讀取距離 最多12m 0~100m 或以上 (資料來源：本研究整理)
2-1-4 無線射頻辨識(RFID)技術於國內外之應用現況
a.RFID 於國內營建產業之應用現況
RFID 技術目前已經大量使用於國內外各行各業中，並且獲得顯 著之成效。但針對營建產業而言，由於營建工程不同於商業或工業產 品，生產製造過程中存在許多不確定因素，外在環境也較為複雜與惡
劣，且於工程生命週期過程中，牽涉到之相關文件資料繁雜，供應鏈 整合較為困難，因此RFID 技術之推廣，是目前國內營建產業所關注 之重要課題。因此，本計畫僅針對國內應用 RFID 技術之廠商─潤弘 精密，進行介紹：
潤弘工程成立於 1995 年，由潤泰集團與芬蘭 PARTEK 合資成 立，目前員工人數210 人，工廠設立於楊梅。主要設計與製造預鑄房 屋構件、預鑄中空樓版及美特耐乾拌泥作建材。潤弘基本經營目的是 結合設計生產施工完整服務，以建築工程自動化之複合化工法提供客 戶品質高、工期短及合理成本之預鑄建築。鑑於國內營建業將從勞力 密集轉為資本密集，為大量減少施工污染，並為縮短工期，提高獲利 率，潤泰集團於 1995 年率先營建業自芬蘭及日本引進整廠預鑄設備 及技術，製造預鑄房屋構件、預鑄中空樓版及美特耐乾拌泥作建材，
結合設計生產施工之完整服務，以建築工程自動化之複合化預鑄工法 提供客戶品質高、工期短及合理成本之預鑄建築。
潤弘精密首創營建產業先例，於廠區生產預鑄構件上應用 RFID 晶片技術，如圖 2-8 及圖 2-9 所示。利用 PDA 行動式個人電腦設備 及RFID 讀取器，於廠區無線網路傳輸環境下，配合行動式生產管理 系統，即時讀取構件基本資訊、即時訂料等。
圖2-8 構件基本資料顯示 圖2-9 PDA即時訂料
(資料來源：潤弘精密) (資料來源：潤弘精密)
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此外，也可針對構件進行物料管控，如入出庫管理。系統畫面如 下圖2-10、2-11 所示：
圖2-10 構件入庫管理 圖2-11 構件出庫管理
(資料來源：潤弘精密) (資料來源：潤弘精密)
圖2-12 RFID Tag置於預鑄牆 圖2-13 RFID Tag置於預鑄SC構件
(資料來源：潤弘精密) (資料來源：潤弘精密)
圖2-14 工程師即時回饋資訊 圖2-15 工程師依圖說進行自主檢查
(資料來源：潤弘精密) (資料來源：潤弘精密)
工程人員於廠區可利用PDA 及 RFID Reader 即時查詢 RFID Tag 中所儲存之構件資訊，也可即時利用行動生管系統中之構件自主檢查 表進行查核的工作，改善查核過程中產出之複雜文件的管理效率，並 即時更新構件資訊資料庫，以達成預鑄工程自動化及E 化之目標。
b.RFID 於國外營建產業之應用現況
美國 Iowa 州立大學學者 Jaselskis 與 El-Misalami(Jaselskis and El-Misalami, 1995)提供了 RFID 技術應用在營建產業上的實例，對於 承包商及業主宣稱無線射頻技術之應用能夠提昇營運價值，並給予相 關資訊：其中敘述RFID 技術之基本原理，接著考慮其成本、組成元 件、經濟效益、應用現況，以及使用上之限制。由於RFID 之運用，
在不同層面所造成的支出具有顯著差異，因此在營建產業環境諸多考 量之因素中，無線射頻的成本，勢必成為優先探討的重要課題。以標 籤(Tag)為例，被動式標籤中，低成本(1 美元／個)與高成本(約 150 美 元／個)即有逾百倍的價格差異；主動式標籤造價，更可介於 200 至
在不同層面所造成的支出具有顯著差異，因此在營建產業環境諸多考 量之因素中，無線射頻的成本，勢必成為優先探討的重要課題。以標 籤(Tag)為例，被動式標籤中，低成本(1 美元／個)與高成本(約 150 美 元／個)即有逾百倍的價格差異；主動式標籤造價，更可介於 200 至