無線射頻辨識(RFID)簡介

壹、RFID 系統之基本組成

RFID是一種以無線電波 (Radio Frequency, RF) 辨識物件的自動辨識技術，也是目 前正熱門的一項新興產業技術。其主要操作原理是利用讀取機(Reader)發送RF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；其架構如圖 2-31所 示。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：

藍芽(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RF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[13]。

圖 2-31 RFID 系統基本架構圖 (資料來源：參考自[13])

RFID系統的組成元件主要包括Reader、Tag、主電腦(Host)應用系統，以及內含 Reader、Tag或外加於Reader的天線(Antenna)，分別說明如下[13]：

(A) 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 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 發送 RF 能量，以寫入或讀取 Tag 內的資訊。

(b) 控制電路、收發模組與收發天線：

控制電路主要包括微控制器，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 能量，來進行對 Tag 的讀取或寫入資料動作。

(B) 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 RF 能量轉換成電源，並 以內建之RF 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。

(C) 天線(Antenna)：

被動式標籤的內建天線用以感應和產生RF，以收發資料，圖 2-32所示為一些內建 天線的佈線圖。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。

圖 2-32 內建式天線佈線圖

(資料來源：參考自[13]) (D) 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具有保密的功效，若再結合資料庫管理系統與其 它電腦網路，即可提供更安全的即時監控系統功能與資料自動化整合應用。

貳、RFID 標籤之基本類型

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，如硬 幣型、鑰匙型、卡片型、手錶型、玻璃型…等，如圖 2-33 至圖 2-36所示[14]。然其基 本功能卻是相同，只要搭配專用的讀寫器(Reader/Writer)即可從外部讀取或寫入資料，

其基本功能如表 2-2所示[14]。

圖 2-33 鑰匙型 RFID 標籤 (資料來源：參考自[14])

圖 2-34 手錶型 RFID 標籤 (資料來源：參考自[14])

圖 2-35 卡片型 RFID 標籤 (資料來源：參考自[14])

圖 2-36 硬幣型 RFID 標籤 (資料來源：參考自[14])

表 2-2 RFID 標 籤 的 主 要 功 能 System, OS)和程式來動作。主要 是運用在非接觸型 IC 卡等需提

(A) 被動式(Passive)：被動式是當 RFID 的標籤接近讀取器時，藉由電磁感應或微 波的方式由讀取器供給電源以驅動標籤中的電路，進而讀取其中的資料。

(B) 主動式(Active)：主動式由於內建電池，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

表 2-3 被 動 式 與 主 動 式 Tag 環 境 的 比 較

主動式 被動式

標 籤 電 力 來 源(Tag Power

Source) 標籤內部 使用 RF 技術從讀取器轉

換電力來源 標籤電池(Tag Battery) 有 無

電 力 可 得 性(Availability of

power) 持續 僅有在讀取器範圍內

標 籤 訊 號 強 度 的 需 求 (Required signal strength to Tag)

非常低 非常高

標籤距離(Range) 超過100 公尺 3 至 5 公尺，通常更短 多 標 籤 讀 取 (Multi-tag

reading)

在每小時 100 英哩的速度 下，可同時讀取超過 1000 個標籤

在讀取器前 3 公尺，可同 時讀取少於100 個標籤 資料儲存(Data Storage) 超過 128kbytes 或可經由精

密搜尋與使用而讀/寫 128bytes 的讀/寫 (資料來源：參考自[14]並綜合匯整)

圖 2-37 被動式與主動式 Tag 環境的應用情況 (資料來源：參考自[14])

若以Tag 內部的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)

其記憶體讀寫功能的型式如表 2-4所示。 (Write-Once Read-Many, WORM) (Read-Write, RW)

使用者可以透過讀取器進行標籤內標

若以RF 使用頻率不同進行分類，可分為：

(A) 低頻(Low Frequency) (B) 高頻(High Frequency)

(C) 超高頻(Ultra High Frequency) (D) 微波(Microwave)

其頻率的型式如表 2-5所示。

125KHz 135KHz

5cm 以 Smart Card

超高頻 400MHz~

1GHz

433 MHz 、 868~

950MHz。

約 3~4m

2.45GHz 、 5.8GHz RFID 技術，因此，RFID 系統的設計已是業界新的產業利基所在，RFID 系統的應用也

將日漸普及至各行各業上。

RFID 標籤由於內藏有 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 2-38 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 2-38 傳統條碼 (資料來源：本研究整理)

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標籤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。表 2-6 針對 RFID與條碼進行比較[14]。

表 2-6 RFID 標 籤 V.S.傳 統 條 碼 國政府單位於2005 年產業科技策略會議(Strategy Review Board, SRB)的鼓吹，未來國 內勢必將捲起一陣智慧風氣，而RFID 產業的應用將是不可忽視的一項重點。

(A) RFID 於國外各產業之應用及發展現況 (a) Wal-Mart全面導入RFID[13]

全球最大連鎖零售業美國沃爾瑪(Wal-Mart)已在 2004 年初要求該集團前一百大供 應商在2005 年全面導入 RFID 系統，也就是供應商必須在其產品包裝箱貼上 RFID 電子 標籤，2006 年所有供應商必須在所有產品上貼附 Tag。

Wal-Mart 之所以要全面導入 RFID 系統，主要是可節省了大量人工盤點的勞動力成 本和降低商品被竊的損失，藉以改善供應鏈上的庫存管理效率，並預估每年可以省下 83 億美元，相對地，Wal-Mart 可節省成本，初期供應商的成本卻會大增。

(b) 微軟加入Auto-ID Center開發RFID[13]

微軟(Microsoft)公司在 2004 年 6 月 10 日已決定與麻省理工學院（MIT）所主導的 自動辨識中心(Auto-ID Center，現為 Auto-ID Labs) 攜手合作，加入發展智慧型 RFID 的行列，成為Auto-ID Center 眾多的贊助者之一。

初期微軟主要是開發新的RFID 應用軟體與系統服務，以幫助製造商、批發商和零 售商使用RFID 系統有效率地追蹤與管理產品的生產、倉儲、運送和銷售等整個供應練 之流程工作。

此外，微軟將致力使個人電腦、伺服器和應用軟體與RFID 技術相容，並開發專門 使用在RFID 系統上的應用軟體。

(c) 美國航空公司推動RFID[15]

美國發生911 事件之後，飛航安全受到更多的重視。在行李的標籤上便引進 RFID 來替代現行的條碼，不僅有利於航空公司行李運輸的管理，更可進一步確保飛航安全 的管制。

(d) 各國將 RFID 應用於交通運輸

在德國與韓國已經將RFID應用於車票，取代傳統紙票或刷卡式卡票，可大幅縮短 驗票時間，方便旅客通行出入口[15]。

此外 1980 年香港已經開始使用道路與橋的自動收費系統(Electronic Road-Pricing, ERP)[16]。

(e) 其它國外各產業與RFID整合之應用[14]

z 門禁管制：RFID 可使用在公司、住戶大樓的個人身份辨識，作為門禁管理之用。

z 汽車防盜：在引擎控制裝置上裝設 RFID 系統，需使用同一 ID 碼的鑰匙方能發動，

資策會自 2003 年初即已投入 RFID 系統軟體應用的開發工作，並積極輔導國內廠 商導入RFID 的應用和推動系統軟體合作研發等工作。

此外，經濟部技術處已核定通過由資策會輔導，「光寶協同科技股份有限公司」主 導，「燦坤實業股份有限公司」和「光寶科技股份有限公司」聯合申請之「應用於 3C 產業之中介軟體(Middleware)技術應用研發聯盟先期研究計畫」，用以推動供鏈電子化 系統技術整合，以推動台灣3C 電子製造業及流通業在 RFID 的相關應用，並使台灣取 得亞太地區RFID 技術領先的地位。

(c) 工研院建立RFID驗測實驗室[13]

工研院系統中心於 2003 年起，在經濟部技術處的支持下，已建立 RFID 功能測試 和信號模擬實驗室，為了協助國內 RFID 系統產業發展，工研院系統中心在昇陽(SUN) 電腦公司的協助下，投資新台幣三千餘萬元已建置好RFID 系統驗測實驗收室，藉以扶 持本土RFID 產業的加速發展。

(d) HP成立亞太RFID卓越中心[13]

惠普科技(HP)早在 2001 年就已經將 RFID 技術導入其產品供應鏈，不僅是 RFID 的 最大使用廠商，更擁有豐富的RFID 應用與導入經驗。HP 看好全球和台灣市場對 RFID 技術的需求，已在 2004 年 4 月 13 日宣布成立亞太地區第一個 RFID 卓越中心(RFID Center of Excellence)；此一研發中心主要針對製造和零售產業提供客製化的 RFID 系統 模擬與解決方案，以進一步提升供應鏈管理效能，並快速將台灣產業導入RFID 系統和 強化台灣RFID 產業在全球供應鏈的關鍵地位。

(e) 台北醫學大學附設醫院RFID技術之整合[17]

同樣的 RFID 系統在我國也已有不少應用實例，猶記得前幾年 SARS 肆虐造成全 球性恐慌，各大醫院對疑似感染 SARS 病患無不嚴陣以待，深怕防疫不周延，造成疫 情的更加擴散，也因為此事件突顯出醫療管理流程極需改善的必要性，我國臺北醫學 大學附設醫院，即以 SARS 防疫系統為目標，提出整合 RFID/PHS/CDMA 相關技術的

「SARS 醫院防疫追蹤資訊系統」計畫，利用 RFID 具有辨識與定位功能，針對醫院內 的人(辨識老人、親子或院內人員身分)、事(監測病患體溫、壓力或者廢棄物的傳送)、

時(人員出勤狀況、病患接觸史)、地(隔離區警示、路線導引)、物(藥材管理)提出周延 的管理，以徹底杜絕SARS 病菌的再度擴散。

(五) RFID 於營建產業之應用現況及相關文獻

國內在RFID 應用於營建產業的研究仍處於啟蒙階段，然由上面章節可知，國、內 外於各個產業已經有被發展的成功實例。為提出國內營建產業之RFID 發展策略，本章

國內在RFID 應用於營建產業的研究仍處於啟蒙階段，然由上面章節可知，國、內 外於各個產業已經有被發展的成功實例。為提出國內營建產業之RFID 發展策略，本章