構件之客製化 RFID 標籤製作及置入

壹、內容概述

本小節首先會對標籤天線做簡介，接著對標籤天線應用於建物所需之版片做說明，

本計畫將版片分為兩種狀況，其一為版片內含有金屬夾層，另一種情況為不含金屬夾 層，針對金屬夾層另外設計一款金屬標籤天線(Metal Tag)植入版片測試，其餘狀況皆使 用市售之標籤天線進行量測。

貳、基本介紹

標籤大致上可分為主動式(Active)、被動式(Passive)或半主動式(Semi passive)，被動 式標籤是接收讀取器所傳送的能量，轉換成標籤內部電路操作所需的電能，且不需額外 提供電池可達到體積小、價格便宜、壽命長以及數位資料可攜性等優點。相關整合應用 包括航空行李監控、生產自動化管控、倉儲管理、運輸監控、保全管制以及醫療管理等。

RFID Tag 為 RFID 系統中一個很重要的角色，RFID Tag 的工作是否正常直接會影 響到 RFID 系統的效能（最大讀取距離、讀取辨識率等），而其中一項決定 RFID Tag 工 作是否正常的因素便在於天線是否正常工作（正常共振）。由於 RFID Tag 的應用環境多 元且複雜，幾乎只要有需要做到辨識的環境都可能需要使用到 RFID Tag；RFID 使用電 波傳播的技術，RFID Tag 天線週遭的物質條件，如導體、氧化物、介電質、溼度等，

都將對 RFID 天線在操作上產生影響。對於使用在不用環境之下的 RFID Tag，需要進行 RFID Tag 天線的重新設計。

參、標籤天線分類

（一）市售之標籤天線

圖 2-63 為 Alien 公司出產的標籤天線，本計畫將此標籤天線分別貼附不同版片進行 讀取距離的量測。另外考慮到市售之標籤天線是否具防水功能，因此將上述之標籤天線 進行護貝封裝，再放置在建物版片中進行測試。

圖 2-63 Alien 標籤天線 (資料來源：本研究整理)

（二）金屬標籤天線

在先前實驗中發現將 Alien 公司生產的標籤天線植入建物之版片中，其能讀取的距 離及辨識率不易受到版片材質的影響，唯有在 Alien 公司之標籤天線貼附在金屬表面 時，會大大降低其讀取的能力，甚至完全失效，並影響整個 RFID 系統正常的操作。

本金屬標籤之設計目的是使用於貼附在建物施工時所需要的版片之金屬表面上。由 於 MEGA House 所需之版片框架為鋼鐵金屬，標籤黏貼位置在用來掛外飾板之 C 型鋼 腹側內部，為了避免此金屬表面影響到標籤之正常使用，所以客製化設計一款適用於金 屬材質上的標籤。利用金屬標籤能正常黏貼使用於金屬表面之夾層，再配合上先前所提 到的 Alien 之標籤天線，可將版片與標籤結合應用，取代文字紀錄，儲存構件之樓層、

結構部位及序號等資訊，再應用 RFID 讀取器之讀/寫，近行施工進度的控管，另外，也

可藉由讀取標籤天線之資訊，當作版片維護的依據。

圖 2-64 為本次設計之金屬標籤天線之初始模擬架構圖（Wang, Liao, Liu, Yang, Yang, Ma, Tai，2006）（L. Ukkonen, L. Sydanheirno, and M. Kivikoski，2004），其中橘色部份為 金屬，淺藍色部分為孔槽天線本體，基板採用厚度為 3mm 的 PP，PP 之材料成本低廉 且介電損失小（Loss tangent 僅為 0.006），其介電係數εr 大約介於 2.2 到 2.4 之間，此金 屬標籤天線使用之 IC 為 Gen2 RFID IC。標籤天線本體部分位於 PP 上方之 FR4 板上，

厚度為 0.4mm，另外，將 FR4 板翻轉讓金屬部分朝下，此種設計方式可以些微增加天 線的輻射效率，期望能增加標籤天線的讀取距離。

正視圖

側視圖

圖 2-64 金屬標籤之初始架構圖 (資料來源：本研究整理)

在進行模擬測試時，加入一個 150mm X 150mm 的金屬片，以符合實際貼附於金屬 版片上的情況，圖 2-65 為本次實作設計之金屬標籤天線，其尺寸長為 89mm，寬為 20mm，厚度約為 34mm。

金屬標籤天線正面

金屬標籤天線背面 圖 2-65 金屬標籤天線 (資料來源：本研究整理)

圖 2-66 金屬標籤天線製作流程 (資料來源：本研究整理)

圖 2-66 為本計畫製作金屬標籤天線的流程，首先將裁好的 PP 板背面貼上銅箔貼 紙，接著把本計畫自行設計的金屬標籤天線主體經過護貝，以確保天線主體之 IC 不會 受到雨水沖刷導致短路而無法提供正常使用，最後將上述完成之兩部分重疊經由接著劑 黏合就完成了金屬標籤天線。