第四章 現地實驗規劃與設計
4.3.5 標籤植入與讀取說明
標籤綁紮方式如圖 4.11 所示，而其他構件如：版、牆、柱等，則利用此方 式將標籤綁紮於構件上；而附掛之方式如圖4.12 至圖 4.13 所示；灌漿時將標籤 植入如圖4.14 至 4.15 所示；另讀取說明則如圖 4.16 所示：
圖4.11 標籤綁紮梁之方式說明
圖4.12 標籤附掛構件之方式說明(1) 圖4.13 標籤附掛構件之方式說明(2)
圖4.14 灌漿時標籤植入之方式說明(1) 圖 4.15 灌漿時標籤植入之方式說明(2)
61
圖4.16 讀取測試範圍示意圖
4.4 實驗材料與設備
4.4.1 RFID 設備
一、RFID 標籤：本實驗以被動式(LF、HF、UHF)三種標籤及主動式標籤(UHF) 作 為測試，如下圖4.17至4.31與說明如下表4.4至4.6
表4.4 低頻標籤規格說明 說明
圖4.17 低頻標籤 keyfob A
產牌名稱 尺寸(H*W*D) 頻率
讀取距離
keyfob A
37.3 x30.6 x5.1 mm 低頻125KHZ 5 cm
讀取位置(俯視) 讀取位置(側視)
後 前
左 右
左前 前右
左後 右後
標籤
62 低頻125KHZ 5 cm
34.6 x6.4 mm(ØxH)；內 徑4.35 mm
低頻125KHZ 5 cm 低頻125KHZ 8 cm 低頻125KHZ 8 cm
63 13.56MHz
8cm 13.56MHz 4cm 13.56MHz
8cm 13.56MHz
5cm
64 13.56MHz
8cm 922MHz
2.8m 922MHz
3.2m
Gen2 metal tag-D 86mm x 54mm x 0.8mm
922MHz 3.2m
65
UHF-PET Gen2 100×25×0.5mm
2.40~2.48GHz10~30m
二、 RFID 讀取器：本實驗以被動式(LF、HF、UHF)與主動式四種讀取器作為 測試。如下圖4.32至4.34。
PDA
Reader
廠牌名稱
CF-1700T
125KHz
圖4.33 PDA+高頻Reader
Reader
廠牌名稱
尺 寸
(H*W*D) 讀取頻率 讀取距離
AWID MPR1230
120mm x 75mm x 15mm13.56MHz MAX 30cm
66 Reader
Reader
廠牌名稱
尺 寸
(H*W*D) 讀取頻率 讀取距離
UHF-Block 11x11x5cm
EPC Class1 GEN1 and GEN2
10~30cm
4.5 實驗步驟與流程
67
片型標籤以長邊與短邊之方式植入初凝之混凝土(而其他種形式之標籤則直 接植入混凝中)，而後灌漿完成後之隔天即拆側版、其後於第14天拆模時讀 取數據，與第28天讀取數據，最後經由實驗之分析，以確立何種植入方式為 較恰當，其植入流程如下圖4.37所示。
68
圖4.35 配合鋼筋組立作業進度時植入標籤
69
前置作業
28天讀取
實驗結果分析 14天拆模讀取
封模
回 饋 分 析
結論 植入標籤 (1)綁紮(2)附掛
拆側版 灌漿
鋼筋組立完成(柱、牆)植入標籤
第7天鋼筋組立完成(梁、版)植入標籤 植入標籤
(1)綁紮(2)附掛
圖4.36 配合工程鋼筋組立作業完成後植入標籤
70
圖4.37 配合工程灌漿作業完成植入標籤
71
4.6 實驗過程紀錄
實驗過程主要包含於鋼筋組立同時、鋼筋組立完成後、灌漿同時，將標籤以 綁紮、附掛與現場植入三種不同植入方式，爾後透過RFID通信能力讀取，以確 立標籤之適切植入方法與位置；茲將實驗過程擷取較具代表性照片記錄於下圖 3.38至3.77：
以下實驗為配合實驗現場於鋼筋組立時將標籤植入，首先須將模版組立完成 後，配合實驗現場鋼筋組立將標籤以綁紮或附掛模版之方式固定，其綁紮與附掛 情形如下圖4.38至4.49所示：
圖4.38 鋼筋尚未綁紮時之現況 圖4.39 實驗準備
圖4.40 低頻標籤短邊綁紮於梁底側 圖4.41 低頻標籤長邊綁紮於梁底側
72
圖4.42 高頻標籤長邊綁紮於梁內側 圖4.43 高頻標籤短邊綁紮於梁內側
圖4.44 高頻標籤綁紮於版 圖4.45 高頻標籤綁紮於版
圖4.46 超高頻標籤附掛於版之模板 圖4.47 防磁超高頻標籤附掛於版
圖4.48 超高頻標籤附掛於梁內側 圖4.49 超高頻標籤附掛於梁內側
73
以下實驗為實驗現場於鋼筋組立完成時將標籤植入；首先須將鋼筋組立完成 後，將標籤以綁紮或附掛模版之方式固定，其綁紮與附掛情形如下圖4.50至4.65 所示：
圖4.50 實驗現場鋼筋綁紮完成時 圖4.51 實驗準備
圖4.52 高頻防磁標籤綁紮於梁底側 圖4.53 高頻防磁標籤綁紮於梁底側
圖4.54 高頻防磁標籤綁紮於梁內側 圖4.55 高頻防磁標籤綁紮於版上鋼筋
74
圖4.56 高頻防磁標籤綁紮於梁內側 圖4.57 高頻防磁標籤綁紮於版上鋼筋
圖4.58 高頻標籤綁紮於版 圖4.59 高頻標籤綁紮於版
圖4.60 超高頻標籤附掛於版
圖4.62 超高頻標籤附掛於梁內側
圖4.61 高頻標籤附掛於版
圖4.63 超高頻標籤附掛於梁內側
75
圖4.64 主動式標籤綁紮於版
圖 4.65 主動式標籤綁紮於梁內側 以下實驗為實驗現場於灌漿搗實完成時將標籤植入；首先灌漿搗實完成後，
將標籤以植入之方式將標籤植入混凝土中，其植入情形如下圖4.66至4.73所示：
圖4.66 實驗現場現況 圖4.67 實驗現場卸料作業
圖4.68 實驗現場灌漿作業 圖4.69 實驗現場灌漿作業
76
圖4.70 低頻標籤植入 圖4.71 低頻現場植入
圖4.72 低頻標籤植入於粱內側 圖4.73 低頻標籤植入於版 以下實驗為實驗現場於第14 天與 28 天拆模後，標籤讀取之情形；其讀取情形如 下圖4.74 至 4.77 所示：
圖 4.74 第 14 天拆模 圖 4.75 28 天工地現況
77
圖4.76 標籤讀取 圖4.77 標記記號
4.7 標籤讀取測試與實驗數據分析
4.7.1 讀取率
本研究根據實驗紀錄分析可得，低頻、高頻、超高頻與主動式標籤皆可讀取，
然表中之高頻標籤因實驗規劃時未慎選其防水效果，故防磁高頻標籤部分皆無法 讀取，另超高頻標籤與主動式標籤，其讀取率為100%皆可讀取，但其讀取效果 不佳，其可能原因為受鋼筋與混凝土之影響，故其讀取效果不佳，茲將讀取率彙 整如下表4.7 所示：
表4.7 讀取率
植入方式 固定方式 標籤頻段 讀取率
LF 100%
綁紮於鋼筋與鋼筋間
HF 100%
LF 100%
HF 85.71%
綁紮
綁紮鋼筋
UHF 100%
LF 100%
HF 89.8%
附掛 附掛模板
UHF 100%
灌漿 現場植入 LF 0%
綁紮 主動式標籤 UHF 100%
78
4.7.2 實驗數據分析
本研究藉由實驗結果確認RFID讀取的通信距離，並應用統計學常態曲線 (normal curve)中的「68-95-99.7」規則(The 68-95-99.7 rule)，其此規則是在具有平 均數µ及標準差σ的常態分配中68%的觀測值落在距平均數一個標準差的範圍 內；95%的觀測值落在距平均數兩個標準差的範圍內；99.7%的觀測值落在距平 均數三個標準差的範圍內【王念孫等人，2002】，而本研究採用以一個標準差來 度量離散度並查驗觀測值離平均數有多遠的概念判定數據之合理範圍，(而所謂 的標準差即樣本變異數的開方值，又樣本變異數為一組資料與平均數之差的平方 和的平均值)另外藉由實驗結果得知RFID 植入RC 構件之影響程度，最後確認 RFID系統導入混凝土構件之可行性；其數據分析如下分別為遠揚士林如下圖4.78 至4.139及中正杭州如下圖4.140至4.216所示。
79
圖4.78 低頻-厚卡綁紮於版之鋼筋
1. 低頻厚卡片型標籤綁紮於版之鋼筋前其讀取範圍為 7 公分至 11.6 公分。
2. 低頻厚卡片型標籤於以水平方向綁紮於版之鋼筋後，其適當讀取距離為 1.5 公 分至3 公分。
3. 低頻厚卡片型標籤於以垂直方向綁紮於版之鋼筋後，其適當讀取距離為 0.7 公 分至2 公分。
圖4.79 一倍標準差低頻-厚卡綁紮於版之鋼筋
1. 低頻厚卡片型標籤綁紮於版之鋼筋前，其適當讀取距離為 7.2 公分至 11.4 公 分，共有6 個標籤約為 75%符合標準。
2. 低頻厚卡片型而標籤以水平方向綁紮於版之鋼筋後，其適當讀取距離為 2.1 公 分至2.3 公分，共有 2 個標籤約為 50%符合標準。
3. 低頻厚卡片型而標籤以垂直方向綁紮於版之鋼筋後，其適當讀取距離為 1.5 公 分至2 公分，共有 3 個標籤約為 75%符合標準。
80
圖4.80 低頻-Token 綁紮於版之鋼筋
1. 低頻-Token 型標籤於綁紮前其讀取範圍為7.2 公分至 9.5 公分。
2. 低頻-Token 型標籤於綁紮後其讀取範圍為0.7 公分至 4 公分。
圖4.81低頻-Token 一倍標準差綁紮於版之鋼筋
1. 低頻-Token 型標籤綁紮於版之鋼筋前，其適當讀取距離為7.7 公分至 8.9 公分，
共有8 個標籤約為 66.67%符合標準。
2. 低頻-Token 型而標籤綁紮於版之鋼筋後，其適當讀取距離為1.3 公分至 3.1 公 分，共有8 個標籤約為 66.67%符合標準。
81
圖4.82 高頻-Token 綁紮於版之鋼筋
1. 高頻 Token 型標籤於綁紮於版之鋼筋前其讀取範圍為 7.2 公分至 7.8 公分。
2. 高頻 Token 型標籤於綁紮於版之鋼筋後其讀取範圍為 2 公分至 4 公分。
圖4.83 一倍標準差高頻-Token 綁紮於版之鋼筋
1. 高頻Token 型標籤綁紮於版之鋼筋前，其適當讀取距離為 7.6 公分至 7.8 公 分，共有10 個標籤約為 62.5%符合標準。
2. 高頻Token 型而標籤以綁紮於版之鋼筋後，其適當讀取距離為 2 公分至 3.4 公分，共有8 個標籤約為 50%符合標準。
82
圖4.84 高頻-卡片綁紮於版之鋼筋
1. 高頻卡片型標籤綁紮於版之鋼筋前其讀取範圍為 8 公分至 9.5 公分。
2. 高頻卡片型而標籤以水平方向綁紮於版之鋼筋後，其適當讀取距離為 3 公分 至3.2 公分。
3. 高頻卡片型而標籤以水平方向綁紮於版之鋼筋後，其適當讀取距離為 2.1 公 分至2.9 公分。
圖4.85 一倍標準差高頻-卡片型綁紮於版之鋼筋
1. 高頻卡片型標籤綁紮於版之鋼筋前，其適當讀取距離為 8.4 公分至 8.6 公分，
共有4 個標籤約為 50%符合標準。
2. 高頻卡片型而標籤以水平方向綁紮於版之鋼筋後，其適當讀取距離為 3 公分 至3.2 公分，共有 4 個標籤約為 100%符合標準。
3. 高頻卡片型而標籤以垂直方向綁紮於版之鋼筋後，其適當讀取距離為2.1 公 分至2.9 公分，共有 4 個標籤約為 100%符合標準。
83
圖4.86 低頻-厚卡附掛於版之模板
1. 低頻厚卡片型標籤附掛於版之模版前其讀取範圍為 8.1 公分至 11.2 公分。
2. 低頻厚卡片型標籤於以水平方向附掛於版之模版後，其適當讀取距離為 3.8 公分至7.8 公分。
3. 低頻厚卡片型標籤於以垂直方向附掛於版之模版後，其適當讀取距離為 4 公分至7.2 公分。
圖4.87 一倍標準差低頻-厚卡附掛於版之模板
1. 低頻厚卡片型標籤附掛於版之模板前，其適當讀取距離為 9.1 公分至 11.1 公 分，共有6 個標籤約為 75%符合標準。
2. 低頻厚卡片型而標籤以水平方向附掛於版之模版後，其適當讀取距離為 5.2 公分至7.8 公分，共有 3 個標籤約為 75%符合標準。
3. 低頻厚卡片型而標籤以垂直方向附掛於版之模版後，其適當讀取距離為 4 公 分至7.2 公分，共有 4 個標籤約為 100%符合標準。
84
圖4.88 低頻-Token 附掛於版之模板
1. 低頻-Token 型標籤附掛於版之模版前其讀取範圍為7.1 公分至 9.2 公分。
2. 低頻-Token 型標籤附掛於版之模版後其讀取範圍為1.5 公分至 6.4 公分。
圖4.89 一倍標準差低頻-Token 附掛於版之模板
1. 低頻-Token 型標籤附掛於版之模版前，其適當讀取距離為7.5 公分至 9.1 公 分，共有6 個標籤約為 50%符合標準。
2. 低頻-Token 型而標籤附掛於版之模版後，其適當讀取距離為3 公分至 6.4 公 分，共有9 個標籤約為 75%符合標準。
85
圖4.90 低頻-薄卡附掛於版之模板
1. 低頻薄卡片型標籤附掛於版之模板前其讀取範圍為 6.9 公分至 7.2 公分。
2. 低頻薄卡片型標籤於以水平方向附掛於版之模板後，其適當讀取距離為 2.5 公 分至5.2 公分。
3. 低頻薄卡片型標籤於以水平方向附掛於版之模板後，其適當讀取距離為 1.9 公 分至6.1 公分。
圖4.91 一倍標準差低頻-薄卡附掛於版之模板
圖4.91 一倍標準差低頻-薄卡附掛於版之模板