RFID 之介紹

壹、RFID 之定義

無線射頻辨識系統（Radio Frequency Identification, RFID）依據全球電子化 商品編碼聯盟（EPCglobal, 2003）之定義：「RFID 係利用無線射頻電波自動辨識 資料之系統。其系統架構為利用附著於人或物之 ID 標籤（由 IC 晶片、天線所構 成）、讀取器之間進行通訊。在晶片中記錄一系列資訊，即能在有效通訊範圍內 的讀取器溝通，進而達到資料交換、辨識之目的。」其主要構成元件為標籤、讀 取器、應用系統(基本架構如圖 2.1)，茲分述如下(周湘琪譯，2004)(林婉如，2008)：

一、標籤（Tag）：係無線射頻識別系統的核心，其主要功能是用來保存被識別的 產品或商品之編號、屬性及狀態，經由被識別物所使用之電子標籤(Tag)唯一 的電子產品識別編號碼(Electronic Product Code, EPC)為 RFID 電子標籤的標 準規範，其所訂之標準涉及電子標籤資料內容，及開放式無線通訊協定等規 範要件)，方得以讓 RFID 系統讀取器對其加以識別。

二、讀取器（Reader）：讀取器主要係由數位控制(Digital Control) 、類比控制 (Analog Control)、中央處理單元以及讀取天線模組等功能元件所組合而成，

讀取器經由相關搜尋技術或 RF 通訊協定處理，可以有能力每秒對數百個不 同的電子標籤進行辨識作業。RFID 系統作業環境所使用之無線射頻區域通 常是屬於免授權的頻段，RFID 系列在此一開放無線電頻段作業會受到其他 用途無線電磁波（如工業、科學及醫療等用途之無線電射頻）所干擾；RFID 系統讀取機因係在此種頻段中運作，故非常易於接受到不同之外部干擾來源 對其作業進行影響。

三、應用系統：RFID 系統結合資料庫管理系統、網際網路等技術，能提供全自 動孜全便利的即時監控系統功能。相關整合應用包含供應鏈管理、生產自動 化管控、倉儲管理、運輸監控、保全管制、圖書管理，以及醫療管理等。

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圖 2. 1 RFID 基本架構 (資料來源:李靜雯，2007)

貳、 RFID 之原理

RFID 的主要操作原理是利用讀取機的天線發送無線電波給電子標籤，以進 行無線資料識別及擷取工作。係一種非接觸的自動識別技術，其基本原理是利用 射頻信號和空間耦合傳輸特性，實現對被式別物體的自動辨識行為，獲取標籤物 見相關資訊，其主要構成元件分述如下(游戰清等，2006)：

一、RFID 系統讀取器利用天線將無線電磁能量傳送給電子標籤(Tag)，電子標 籤藉由本身所俱備之天線，將接收自RFID 讀取器所傳送之無線電磁能 量，予以轉換成內部晶片作業所需之能量。

二、電子標籤(Tag)將內部的產品識別碼(EPC)在經過適當處理後即傳送給RFID 讀取器，RFID 讀取器在接收到電子標籤所送達之資料後，方可進行產品 識別碼資料之辨識作業。

三、電子標籤(Tag)所使用之產品識別碼晶片如俱備可寫入之記憶體，RFID 讀 取器便會將其之數據資料傳送給電子標籤，電子標籤在收到讀取器傳出之 資料即可進行登錄作業。

參、 RFID 之分類

隨著資訊產業與相關技術之發展，RFID於應用上亦逐漸成熟，其記憶大小、

讀寫技術、傳輸速度與讀取距離均大幅提昇。然而，RFID應用頇考慮其需求與 特性，作為選擇適合設備之依據，方可達成最佳的使用效果。茲將RFID以標籤 款式、資料存取及工作頻率之方式分為三類，說明如下(游戰清等人，2006)：

一、標籤型式

（一）主動式標籤（Active Tag）：特色為本身具備有電池、資料可讀寫、記 憶容量大，且主動發出無線電波訊息故此不需要讀取器提供能量啟動 即可主動回傳訊號並且傳輸距離遠。如圖2.2所示。

圖 2. 2 主動式標籤

（資料來源:台灣寶點科技）

（二）半主動式標籤（Semi-passive Tag）：半主動式RFID系統也稱電池支援 式反向散射調制系統。本身具備電池，但電池並非用於發射電波，而 是用以維持標籤內IC之運作，以儲存長期收集之紀錄；其與讀取器間 的通訊仍以讀取器所提供的能量作為運作，而目前則應用於畜牧業之 管控上。

（三）被動式標籤（Passive Tag）：本身不具備電池，其電源由讀取器所發 射的能量感應取得，其特色為輕薄、便宜、壽命長，但缺點為讀取距 離較短且需要高功率之讀取器，但目前應用最為廣泛者即為被動式標 籤，如門禁、辨識卡、悠遊卡等。如圖2.3所示。

圖 2. 3 被動式標籤

（資料來源:友鵬科技）

二、資料存取方式

依標籤內部記憶體類型的不同，資料存取方式可為唯讀、一次寫多次讀 及可讀寫三類，茲分述如下(陳宏孙，2004)：

（一）晶片記憶體唯讀（Read-Only）：係指使用者所購入之電子標籤晶片記 憶體一開始即已存在唯一序號於電子標籤晶片記憶體內，亦即電子標

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籤晶片記憶體一開始已被寫入資料，故無法再進行任何電子標籤晶片 記憶體寫入或修改資料等作業，而僅能將商品或產品所貼之電子標籤 晶片內序號資料予以讀出。

（二）晶片記憶體可一次寫入（Write Once-Read Many）：係指使用者可將其 商品資料於一開始即寫入電子標籤晶片記憶體內，一旦電子標籤晶片 記憶體被寫入資料後，就不得再進行任何電子標籤晶片記憶體寫入或 修改資料等作業。

（三）晶片記憶體可重覆寫入（Read-Write）：係指使用者可將其商品資料除 了在一開始即寫入電子標籤晶片記憶體內，日後如貼有電子標籤之商

（一）低頻135KHz以下

此頻段最大特性則是不易受周圍金屬和水份等障礙物之影響；一

（三）超高頻860~960MHz

此頻段具備介於13.56MHz、2.45GHz頻段間之電波特性。與 2.45GHz頻段相比，標籤體積比較大，電波較不容易被水份吸收，通 信損失相對較少，其通信距離為所有頻段中最長。

（四）微波2.45GHz

此頻段特性為其電波波長比其他頻段短，所以可以使用更小型的 天線，且標籤亦可以貼紙化；但因其波長較短，造成電波直線前進之 特性強，所以規避障礙物之能力差，容易受周邊環境之影響，適用於 車輛的通行管理、物流管理等。

肆、 RFID 之應用現況

RFID 應用的範圍相當廣泛，最常見的是門禁管理、小額付費、物流與倉儲 管理等應用。本研究將國內外 RFID 的應用範圍彙整如表 2.1：而相關案例則詳 述如下。

表 2. 1 RFID 應用範圍及說明

應用範圍 說 明

門禁管理 人員出入門禁監控、管制及上下班人事管理 資產管理 棧板、貨櫃、台車及籠車等重覆使用性資產管理 物流管理 航空運輸的行李識別、物流運輸管理

倉儲管理 工廠物料清點、物料控制系統 圖書管理 提供圖書館自動借還系統使用

危害物管理 危險有害物回收處理、廢棄物管控系統 醫療管理 醫院病歷系統、藥品與血袋等管理

小額收費 火車營運管理、高速公路或停車場的收費系統 防盜應用 汽車、圖書館及商店的防盜管理

動物監控 畜牧動物管理、寵物識別及野生動物生態追蹤 自動控制 汽車、家電及電子業之組裝生產

聯合票證 聯合多種用途的智能型儲值卡、紅利積點卡 防偽應用 身分證件、護照、食品、商品等防偽功能 其他應用 整合其他技術之應用，如輪胎壓、量測溫度等 (資料來源:陳宏孙，2004 )

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一、零售業

RFID 應用推動辦公室(2006)發佈零售業 Wal-Mart 近年來 RFID 應用的 推動狀況，解說到 2005 年 4 月 Wal-Mart 雖然已將所有棧板與箱子皆應用超

優比速全球國際快遞(United Parcel Service Inc.，UPS)致力於成為全新的

「供應鏈解決方案提供者」；因此 UPS 自 1985 年即積極投入 RFID 科技應 用，同時也主動贊助相關標準組織包括 EPCglobal、ISO 與 ANSI，以取得國 際標準的參與權。產業陎而言，UPS 也與重要的零售客戶以及美國國防部並

全國高爾夫花園球場及國興資訊所共同執行之『運動休閒科技化服務業創新 實驗計畫(i-motion)』，於 96 年 12 月 17 日於全國高爾夫花園球場舉行 96 年 度計畫成果發表會。該計畫成功為全國高爾夫花園球場導入無線射頻辨識系 統（RFID），以非接觸感應方式作快速精準的會員資料管理、身份辨識，達 到科技創新的會員管理。另洪文正(2006) 採用智慧卡模式將 RFID 系統運用 於整個飯店營運模式，從櫃檯、房門保全、資訊導覽至結帳系統一系列的使 用環節。由於 RFID 系統可以詳細記錄顧客的消費情況，未來更可以整合飯 店的顧客關係管理系統，協助飯店開發顧客及擬定營運方針。

五、醫療產業

張鈞皓(2006)指出目前管制藥品流程從管制藥品管理局到醫院乃至於 使用於病患的身上，此供應鏈中的步驟多採人工確認及紙本紀錄的方式，有 人的地方即容易產生疏失的風險，同時在管制藥品供應鏈流程中所經過的 人、事、時、地、物的處理程序，包含了管理流程中許多重要的資訊，這些 資訊將是提升管制藥品管理與病患孜全的關鍵。

六、電子業

南茂科技(2007)宣布將建立一個「晶圓測詴即時共通資訊系統應用開發 計畫」，該計畫是國內首次應用RFID在半導體上下游供應鏈，將加速國內晶 圓封裝測詴服務，並透過RFID紀錄晶圓片的行蹤，從上游晶圓代工廠到中 段的晶圓測詴廠至下游的晶圓封裝廠，將晶圓盒上貼上RFID晶片，解決目 前上下游供應鏈之間資料無法串接傳遞的問題。

七、國土孜全與國防

根據RFID應用推廣辦公室(2007)報告「軍備品RFID之應用專利研析」

指出，目前美國有關RFID的國防應用相關專利有軍用品運輸作業之應用、

軍用品揀貨與接收作業之應用、軍用品倉儲作業之應用、軍備人員之權限管 理以及武器、設備等孜全管理等相當廣泛，其中專利6,512,478已被核准，且 其被引證之次數高達25次，此篇是使用RF tag來定位的專利，不但能應用於 軍備品，在一般產業亦適用，影響相當深遠。另外一個專利6,698,653也是已

軍用品揀貨與接收作業之應用、軍用品倉儲作業之應用、軍備人員之權限管 理以及武器、設備等孜全管理等相當廣泛，其中專利6,512,478已被核准，且 其被引證之次數高達25次，此篇是使用RF tag來定位的專利，不但能應用於 軍備品，在一般產業亦適用，影響相當深遠。另外一個專利6,698,653也是已