無線射頻辨識技術（RFID）

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第三節 無線射頻辨識技術（RFID）

為了建構無所不在的學習環境，一般來說為了實現互動性且情境化的教 學等特性，除了使用最基本能取得環境資訊之功能的感應器（sensor），例如：

溫度、濕度、光影等感應器。另外，也應採用能夠感測環境中之物體或是能 夠儲存物體相關資訊並與環境結合的互動技術，現今世界科技發展迅速，能 夠達成這些要求的技術也不少，例如 RFID、藍牙（Bluetooth）等。另外為 了達成辨識且自動化的功能，人們必頇採用信物或是簽名等認證方式；或是 要取得環境中任何物體之專屬資訊，以往必頇觀察外表特徵或是閱讀附加文 字。而後發展出條碼、光學辨識、語音辨識、指紋辨識等相關自動識別技術。

2.2.1 無線射頻辨識的定義

本研究採用了 RFID 技術，主要是經過優缺點比較，還有考量其未來極 具有潛力的發展，綜合各項觀點之後，認為 RFID 技術可為建構無所不在的 學習提供最適合的基礎架構。日本 NTT Data Ubiquitous 研究會（2005）曾對 RFID 敘述了一段簡單的說明：所謂的 RFID，就是能透過無線通訊且不經任 何接觸，就能自動辨識物體的一種無線通訊系統。IC 晶片內藏有記憶體，儲 存能辨識物體的 ID（物體特定訊息）及詮釋資料（Metadata：物體屬性訊息）。

RFID 備有天線，透過與讀取器（讀寫器）間的無線通訊，不經任何接觸即 可讀寫 IC 晶片內部的訊息；可使用於自動識別、追蹤、資料儲存／讀取等 方面。

以系統架構面來看，RFID 是一種透過無線電波來傳送識別資料的「非接 觸式」自動辨識物件之技術，基本的系統架構一般是由讀取器（Reader）、天 線（Antenna）、標籤（Tag）及中介軟體（Middleware）所組成，使用固定或 手持式的讀取器，從電子標籤晶片中自動接收識別資料，並將接收到的資料 送到後端應用系統做處理與分析。RFID 系統架構如下圖 3 所示，各元件功 能簡介：（陳瑞順，2009）

(1) 電子標籤（Tag）：主要是由具有類比、數位與記憶體功能的晶片，

以及依不同頻率、應用環境而設計的天線所組成，如圖 4。標籤以 是否附加電池可分為被動式與主動式標籤。

(2) 感應器（Reader）：主要是由類比控制、數位控制、中央處理單元以 及讀取天線組所構成。讀取器可利用相關搜尋技術與協定，達到每 秒辨識數百個不同電子標籤的識別能力。

(3) 中介軟體（Middleware）及應用系統（Application System）：主要是 透過有線或無線的方式，經由讀取器擷取或接收電子標籤內部的數 位資訊，並利用這些資訊配合不同的應用需求，做進一步的加值處 理。

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圖 6：RFID 系統架構圖

（資料來源：RFID-Handbook.com）

2.2.2 無線射頻辨識的發展

無線射頻辨識技術（RFID，Radio Frequency Identification）最初被發明 於 1940 年第二次世界大戰，當時的應用主要是做為飛機的敵我目標識別，

但是由於早期技術和成本的緣故，一直沒有被廣泛應用及發展。直到近年來，

隨著大型積體電路、網路通信、資訊安全等技術的發展，RFID 技術進入商 業化應用階段。2003 年 6 月美國知名領導零售商 Wal-Mart 首度告知其前百 大供應商，要求在他們所有與 Wal-Mart 合作的商品上使用 RFID 標籤，同年 11 月，更邀請前百大廠商及全球相關科技業者、零售業者到該企業總部，並 且重申 Wal-Mart 對於 RFID 標籤的使用政策來展示其決心，當時 Wal-Mart 接受的一個 RFID 標籤價格約為五分美金，之後在全球龍頭零售商群起效應 的帶動下，快速地引發了全球性的應用熱潮。

圖 7：RFID 標籤（右者為 Wal-Mart 所使用的標籤）

（資料來源：本研究整理）

自從 Wal-Mart 加入 RFID 的行列後，引發第一波 RFID 商品化的效應。

同時間，微軟、IBM、Tesco、日本三越百貨公司、Home Depot、CVS、Target 與 Lowe's 等國際大廠也紛紛發布將使用高頻無線射頻識別系統，RFID 因此 被列為 21 世紀十大重要技術項目之一。（張育寧，2008）

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RFID 系統也被美國市場研究機構 Gartner Group 譽為 2005 年十大策略性 技術之一的殺手級科技應用，因為 RFID 能夠把實體世界的物品直接連接到 資訊網路上，讓資訊的取得與散佈得以完全自動化，也是近年各國用來達成 無所不在(Ubiquitous) 之 U 化願景中最被看好的技術。資策會創研所 2009 年的 RFID 產業趨勢發展調查報告中分析指出，RFID 技術涉及資訊、製造、

材料等諸多高技術領域，涵蓋無線通信、晶片設計與製造、天線設計與製造、

標籤封裝、系統整合、資訊安全等技術，一些國家和跨國公司都在加速推動 RFID 技術的研發和應用進程。在過去十年間，共產生數千項關於 RFID 技術 的專利，主要集中在美國、歐洲、日本等國家和地區。

而目前亞洲各國 RFID 的發展，據經濟部 RFID 公領域應用推動辦公室副 主任李正明觀察表示，目前以日本發展最好，其在 2004 年即提出「U-Japan」

計畫，除著手發展世界最便宜的晶片外、更大幅度地展開 RFID 各領域的應 用測詴。韓國的「U-Korea」也大筆投入 RFID 技術研發與應用，並透過大型 公共建設，帶動 RFID 產業的研發與需求。大陸挾其廣大的內需市場，且是 全球商品的主要製造處，2005 年起也積極投入 RFID 研發與應用。而台灣的 發展，經濟部技術處處長杒紫軍則表示，從 2003 起即由經濟部技術處與商 業司分別投入 RFID 晶片技術與產品驗測技術的研發、物流追蹤等應用，帶 動了我國 RFID 產業的初期發展。於 2005 年 8 月「行政院產業科技策略(SRB) 會議」邀集產官學研及國內外專家，決議從公部門率先應用，策略性地帶動 RFID 產業發展。2007 年 5 月行政院研提 U 台灣計畫時，也特別強調將透過 RFID 技術及無線網路與寬頻技術，來發揮無所不在的應用與服務。（孫文秀，

2008）

2.2.3 無線射頻辨識的應用範圍

RFID 技術應用多元，包含門禁管理、供應鏈管理、醫療照護、POS 付 費、文件管理、及時定位系統等創新應用，而在物流運輸、醫療服務、製造 及農產品等傳統應用產業及服飾及文化創意等產業陸續展開。同時，RFID 技術亦是實現物聯網(internet of things)，達到網網相連最核心的技術。2009 年 ABI Research 揭露 RFID 市場，未來五年將穩健成長，預期 2014 全球市 場可到 82.5 億美元，年複合增長率為 14%。（資訊工程策進會，2010）產業 最關注的或許就是如何提高 RFID 的接受度以及普及度，希望藉由創造足以 大量生產的需求才能降低每個 RFID 標籤的生產成本，未來在 RFID 技術應 用上的規劃也逐漸深入生活周遭，所以其成本下降應是可預見的結果。

RFID 的運作技術是利用感應器發射出無線電波，藉由電磁感應的原理，

產生電流供給感應範圍內的 RFID 標籤上的晶片來運作，以發出電磁波回應 感應器。其技術本身上讓它具備了許多優良特性，例如：可同時讀取多個標 籤、儲存容量高、通訊距離長、不需接觸、無視覺遮蔽問題、可讀寫資料、

安全性高、對環境變化有較高的忍受能力、無方向限制、可小型化且形狀多

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樣。所以如果換個角度來思考 RFID 技術，其實它就是 IC 的記憶體與無線通 訊所結合的一種「標籤」之實際應用。類似這種自動辨識物體的技術，目前 市面上以條碼為主流，大多商品上皆印有此類條碼以做管理，常見的有一維 條碼或二維條碼之分，如 Bar Code、QRcode 等，但在辨識的功能上大多擁 有比 RFID 較多的限制或是缺點，例如一維條碼或二維條碼一旦列印在商品 上，就無法修改或加入資訊，而且一次只能讀取一件商品資訊，無法一次讀 取複數商品，也不能辨識已裝入箱中的商品。

目前在台灣國內較知名的實際案例，則是從 2001 年開始發展的悠遊卡，

便是採用 Mifare 公司第一代的 RFID 技術所建構，到目前為止，已經普遍使 用在多方面實務上，除了作為捷運的電子車票使用，也擴展到其他交通運輸 系統、行政規費、風景區門票等多樣化服務。在 2005 年時，開辦悠遊卡與 各學校合作結合學生證的功能，作為學生個人身分辨識之用。2010 年之後，

開始提供悠遊卡結合小額付款服務，在各大便利商店以及眾多類型的合作店 家，皆可以進行快速的交易，既節省下使用者的時間，也簡化了購買的流程。

另外，目前可使用悠遊卡記名的方式，來進行個人身分的登記，或是進一步 可以做為門禁打卡或是圖書證等相關應用。

除了像這樣一般可以使用的例子以外，如醫療或文物管理用的電子標籤 等，在各種領域裡也已漸漸開始使用 RFID 這項科技產品。以前因為生產成 本或形狀大小等問題，只能應用在高價物品識別或軍事安全上的 RFID，最 近不但成本已開始逐漸降低到可以大量使用的價格，而且尺寸及形狀大小也 已有多種規格可以選擇，目前也已經有如米粒般大小的產品問世。由於卡片 式形狀的可攜帶性及方便使用性，所以這項應用無疑地未來也將會被散布開 來，但將 RFID 做為「電子標籤」形式來使用，預期也將會有更大的潛力與 市場存在。

2.2.4 無線射頻辨識的標準化

普遍上來說，ID 識別碼已無所不在，環繞在我們生活當中，存在於人類、

動物、商品、機器、媒體、服務、環境等現實社會和虛擬社會，主要被用在 識別、連繫等方面。RFID 可以有效地應用於辨識現實生活中的各項商品，

足以擔任結合虛擬環境網絡的重責大任。因為考慮 RFID 未來發展以及應用 範圍，所以必頇正確管理 ID，避免重複使用。為了促進 RFID 的普及，所以 必頇建立 RFID 的標準來統一技術規格，讓各家廠商的產品都能彼此相容，

也能讓製造商可以放心大量生產以促進成本的降低。關於 RFID 的技術標準，

目前國際上實際在推動的主要的團體為：（陳瑞順，2009）

目前國際上實際在推動的主要的團體為：（陳瑞順，2009）