測試結果

首先我們製作一個雛型模組如圖表 3-14、GPS 與 RFID 標籤整合與圖表 3-15、

RFID 讀取器如下所示：

圖表 3-16、GPS 與 RFID 標籤整合

圖表 3-17、RFID 讀取器

首先當 GPS 透過 UART 將其 NMEA0183 的資料傳送給 RFID 標籤後，需先判斷 資料為我們所要$GPRMC，而後在透過 RF 端發送訊號給讀取器之前，需先將資料放 入 RF 傳送暫存器中，RF 傳送暫存器的大小為 32 個字元，也就是最多一個封包可一 次傳送 32 個字元，超過就要再另外存入一次傳送暫存器，也因為 RF 傳送暫存器的 大小限制，因此必須將每筆資料前置字元$GPRMC 濾掉，濾掉後的資料長度是 63 個 字元，傳送暫存器僅需傳送兩次即可將資料傳完，所以可以增加每次傳送的速度。以 下為最後讀取器所接收到的內容：

READER in start.

081001.000,V,2400.0000,N,12100.0000,E,000.0,000.0,311211,,,N*7B 081143.000,V,2400.0000,N,12100.0000,E,000.0,000.0,311211,,,N*7C 081145.000,V,2400.0000,N,12100.0000,E,000.0,000.0,311211,,,N*7A 081147.000,V,2400.0000,N,12100.0000,E,000.0,000.0,311211,,,N*78 081157.038,A,2446.4469,N,12102.8338,E,000.0,000.0,311211,,,A*65 081402.038,A,2446.4477,N,12102.8237,E,001.3,285.8,311211,,,A*64 081412.038,A,2446.4489,N,12102.8225,E,000.0,286.5,311211,,,A*6B

上述資料依照逗號分隔之排列順序為：UTC 時間、定位狀態、緯度、緯度半球、

經度、經度半球、地面速率、地面航向、CRC 識別資訊。當資料要送到後端導航設 備做地圖導航時，只要將此一字串再整合成一個封包，並在前面加上判斷與前置位元

$GPRMC 即可還原為原始 GPS 的資料，再透過 RS-232 傳輸介面，也可以給一般使 用 NMEA0183 資料的地圖導航軟體所使用。

當使用多標籤來進行 GPS 資料傳送時，因為此一模式牽扯到 RFID 的多標籤碰 撞機制與載波檢測功能，因此當同時發送的 RF 封包越多，且字串越長時，標籤一個 封包傳輸的時間越久，RF 訊號產生碰撞的機率也越大，此時封包遺失掉的機率就越 高，而且當範圍內某一標籤的靈敏度較一般的高時，此一標籤的被讀取機率也較同一

範圍內的標籤高，此時若降低字串長度到可以減少封包數目，則可以有效的將標籤傳 送訊號的碰撞機率減少。因此我們每一個字串以 32 個字元的長度為目標，同時還需 在字串前端加上標籤判別字元，所以將字元刪減後的資料如下所示：

READER in start.

B120008.0002400.0000N12100.0000E B120009.0002400.0000N12100.0000E B120010.0002400.0000N12100.0000E A120000.0002400.0000N12100.0000E A120001.0002400.0000N12100.0000E B120010.0002400.0000N12100.0000E B120032.0002400.0000N12100.0000E A120001.0002400.0000N12100.0000E A120023.0002400.0000N12100.0000E B120046.0002400.0000N12100.0000E

位元 1 2~11 12~20 21 22~31 32

說明 標籤號 UTC 時間 緯度 緯度半球 經度 經度半球

由輸出資料可以看出某一標籤會在一定時間持續被接收到，因此會有好幾筆連續 的資料是由同一個標籤所發射出，但若另一個標籤也在某一傳送空檔同時插入發送行 列，會造成資料碰撞而導致讀取器接收到的資料不正確，目前所使用的解決方法為使 標籤進入睡眠並取亂數(0~1 秒內，1ms 為一個單位)醒來發送確認碼給讀取器，若此 時讀取器並無其他標籤正在溝通中，即可收取確認碼，收取後發送傳送通知給標籤，

讓標籤可以傳送 GPS 訊號給讀取器接收。若標籤發送確認碼時，正有其他標籤在溝 通當中則等待 100ms 後再發送一次確認碼，重覆此步驟直到讀取器接收資料，實際 測試使用最多 5 個標籤，某一標籤持續傳送的現象大大減小，並且每一個標籤傳送的 穩定度也因少了其他標籤的資料影響，而大大的增加。

GPS 模組內的晶片與主動式 RFID 的晶片會有某種程度的相互影響，例如：RF 訊號互相干擾、高速 PCB 信號透過傳輸介面或接地互相影響，導致接收與傳送的資 料錯誤，造成讀取距離大大降低，縮短為約 2 公尺左右，因此在設計整合在 PCB 板 上時，需特別注意 EMI 與 EMC，同時數位與類比的接地也須分開才好。[9]

4 RFID 應用於跑步計時計圈的設計開發

RFID 應用於路跑競賽活動計時記圈的技術發展，在近幾年有關鍵性的成長，不 管是以 LF 為主的 Champion chip 產品，HF(一般感應卡的計時系統)或 UHF 的頻段 (Chrono Track System，RFID Timing system)都在一般國內外賽事，尤其是馬拉松賽 事，有數萬人參與，如何記錄這些人的時間與名次，已經不是透過人力手動計時或發 名次卡這種方式可以解決的。所以透過 RFID 的技術，就可以完整的提供數萬人的馬 拉松賽事的成績記錄工作。在本論文中，我們以 nRF9e5 為核心，設計一個具接收與 發射功能的長距離跑步計時系統，由於採用主動式 RFID 設計，所以具有在有限範圍 內大量讀取的特性，唯仍有部分誤差的存在，所以此技術僅適用於長距離記圈計時使 用，無法提供短距離精確計時及名次判定之用。