第三章 RFID 產業
3.1 RFID 產業介紹
3.1.1 RFID 定義
Radio Frequency Identification (RFID)的定義:一種利用無線電波來傳送 識別資料,以達到身份識別的目的。RFID最簡單的組成是標籤(Tag)、讀取器
(Reader)及應用軟體(Software)。標籤是小型的矽晶片,存有識別資料,有 時還有其它訊息;資料傳輸時,利用讀取器(Reader)自動接收與解讀標籤(Tag)
內晶片中的數位識別資料。另有無晶片(chipless)之自動接收標籤,即利用物 質特性回應當作識別記號38。而RFID又分主動(Active)及被動(Passive)的分別,分 類依據是如果RFID Tag內含有電池,可以自我驅動,即為主動式;若是RFID Tag 內沒有電池,而是靠讀取器的感應驅動,則歸類為被動式。也因為有主動與被 動的區別,形成了RFID的市場區隔。
RFID結構可以分整個系統的運作部分可拆解成四個主要子系統,分別是標 籤、讀寫器、天線,以及後端的應用系統(或資料庫),以下分別敘述之。
z 標籤(Tag)由耦合元件及晶片組成,每個標籤具有唯一的電子編碼,附著在 物體上標識目標物件。在種類方面,標籤可依電源附有與否,區分為主動標籤 (Active Tags)和被動標籤(Passive Tags)兩種。「主動標籤」自身帶有電池供電,
讀/寫距離較遠,同時與被動標籤相比,體積較大,成本更高,也因此被稱為 有源標籤。至於「被動標籤」是由讀寫器產生的磁場中獲得工作所需的能量,
成本很低並具有很長的使用壽命,比主動標籤更小也更輕,讀寫距離則較近,
亦被稱為無源標籤。
z 讀寫器(Reader)讀取(有時還可以寫入)標籤資訊的設備,可設計為掌上型 或固定式。一般來說,當讀寫器通過天線發送出一定頻率的射頻信號,而標籤 也正好進入磁場時,便會產生感應電流從而獲得能量,以及發送出自身編碼等 資訊,而讓讀取器讀取並解碼後,送至電腦主機進行相關處理。
z 天線(Antenna)負責標籤和讀取器間傳遞射頻信號。
38 RFID Journal,2004
z 後端應用系統(資料庫)一般來說, RFID 識別系統如果再加以結合後端 伺服器的應用軟體或資料庫,可以使RFID 所發揮的效益擴及到更廣的管理層 面。例如企業可以將RFID 應用在物流貨品的識別上,同時亦可將識別後的資 訊,以無線或有線的方式,傳送到後端的伺服器,以進一步進行企業的存貨管 理39。
RFID 是利用射頻訊號以無線通訊方式傳輸資料,其透過無線傳輸,不須實 體接觸即可進行資料交換。線辨識系統主要是透過一般稱為標 籤(TAG)的 詢答器來傳遞資料,並在適當的時間與地點,利用電腦可讀的方式來擷取資料,
以滿足其產品應用的特定需求。而這個標籤內所儲存的資料可以用來辨識許多 物體,從尚在製造中的物件、運輸中的貨品、地點、車輛識別認證、動物以致 於人類,都可以透過這個標籤來辨識。且資料交換時亦無方向性之要求,因此 應用廣泛,被視為是可以取代條碼且更加便利的新技術。
圖 3-1 RFID 硬體架構系統
資料來源: 鄭凱雯 吳淑真 羅世楣 江閔瑞 陳采晴 林郁紳,產業分析與創新產業報告
,93 年 6 月。
39 梁淑芸,由RFID標籤技術的應用趨勢看零組件產業之商業機會,工業材料雜誌,204
期,民 92 年 12 月。
圖 3-2 RFID 系統架構
資料來源 : EAN Taiwan/商品條碼策進會
無線身份識別系統需由讀卡機提供射頻訊號源,並送至天線,產生一穩定 之交流磁場,使無線身份識別卡能夠將其射頻訊號轉為可使其動作之穩定電 源。而改變無線身份識別卡的負載時讀卡機天線可感測有微小的電流或電壓變 化,將此訊號解調放大後可得無線身份識別卡的資料。在無線身份識別系統中 射頻電路主要之功能可分為兩個部分,一是為讀卡機提對無線身份識卡的射頻 充電,一是無線身份識別卡分析利用射頻訊號以負載調變對讀卡機進行數據收 發。
讀卡機與無線身份識卡間係以交流磁場相互耦合。藉著此種耦合可以使無 線身份識別卡之天線產生感應電動勢,並經由經由IC 內部之二極體、電容做整 流、濾波動作後,產生足夠讓無線身份識別卡工作所需之電源,並且使讀訊機 與無線身份識別卡間能夠雙向通信。(如圖 3-3所示)40
40楊承翰,以 0.35um CMOS 積體電路技術設計 13.56MHz 無線射頻身份識別系統讀卡機,元智大 學,碩士論文,民國 91 年。
圖 3-3 無線身份識別卡之線圈與讀訊機之天線耦合
資料來源:楊承翰,以0.35um CMOS 積體電路技術設計13.56MHz 無線射頻身份識別系統讀卡 機,元智大學,碩士論文,民國91年。