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中 華 大 學 碩 士 論 文

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(1)

中 華 大 學 碩 士 論 文

題目:在不可使用無限網路限制下以RFID建構 營門管制系統-以空軍某基地為例

系 所 別 :科 技 管 理 研 究 所 學號姓名:E09303021 林 忠 良 指導教授:馬 恆 博 士

中華民國九十六年十二月

(2)

中 華 大 學

(博碩士論文授權書)

本授權書所授權之論文為本人在中華大學科技管理學系(所) 96 學年度第一 學期取得碩士學位之論文。

論 文 題 目 :在不可使用無限網路限制下以 RFID 建構營門管制系統-以空軍 某基地為例

指 導 教 授 :馬 恆 研究生姓名:林忠良 授權事項:

一、 博碩士紙本論文著作權授權

本人同意將本著作,以非專屬、無償授權中華大學與國家圖書館,基於推 動讀者間「資源共享、互惠合作」之理念與回饋社會與學術研究之目的,中 華大學圖書館及國家圖書館得以紙本收錄、重製與利用;於著作權法合理使 用範圍內,讀者得進行閱覽或列印。

二、 博碩士論文全文電子檔上網授權

本人楊和利茲同意將授權人擁有著作之上列紙本論文全文(含摘要),以 非專屬、無償授權中華大學圖書館、國家圖書館,不限地域、時間與次數,

以微縮、光碟或其他各種數位化方式,將上列論文重製,並得將數位化之上 列論文及論文電子檔以上傳網路方式,提供讀者基於個人非營利性質之線上 檢索、閱覽、下載或列印。

指導教授:馬 恆

授 權 人:林忠良

簽 名:______________________ (請親筆正楷簽名)

中 華 民 國 96 年 12 月 28 日

(3)

在不可使用無限網路限制下以 RFID 建構營門管制 系統-以空軍某基地為例

學生:林忠良 指導教授:馬 恆博士

摘 要

國軍近年來實施「精實案」及「精進案」等組織編裝及兵力調整,執行 方式包括縮短當兵役期,然而在減少人員執勤及縮短訓練期程的情況下,如 何確保營區設施及重要裝備之安全,現為國軍營區安全管制重要課題;空軍 為配合相關政策,將原本執行各基地營區安全及門禁管制的兵力調整,亦對 編裝兵力執行縮減,因此為有效執行安檢作業,導入先進的科技與設備來執 行嚴密管制各軍事基地人員、車輛、物品之進出,防範杜絕不法份子滲入破 壞,確保基地安全,成為必要之工作。

本研究企圖以導入無線射頻辨識系統(Radio Frequency Identification , RFID)應用於營門管制,藉由分析現有門禁系統,進而規劃一套高效率、滅 少人員執勤負擔之管制系統,以提高安全管制機制,確保營區設施及重要裝 備安全。

關鍵詞:RFID、門禁管制

(4)

Applying RFID On Barrack Security System Under The Prohibiting Of Infinite Internet - Some

Air Force Base For Instance

Student : Chang-Liang Lin Advisor : Dr. Heng-Ma

Abstract

A recent couple of years, R.O.C.MND(National Military) administer the Refining Porgram and Jingjin Program to have the structure reorganized the troops refined. The principal measure is shorten the trainees’ serving time.However,under the situation of the airman amount decreasing and the training period curtailing,how to keep the security of barrack facilities and equipments is the main issue on Barrack Security Maintenance.

ROCAF is executing reference policies,regulating the military sentry and security guard on each base,and declining the manpower.

As a result,how to perform entrance inspection more efficiently by leading in advanced technology and gadgets is what necessity do do now, so that ROCAF could strictly restrain the pass of servicemen,vehicles and objects on each base.

Moreover,it could eliminate the possibility of infiltration made by lawless men and keep bases secure.

This research focuses on leading in RFID to apply on Barrack Security Maintenance. By assessing entrance control nowadays, ROCAF would like to set up a efficient-raising and workload-easing control system. Eventually,it might rise up its security control organization and remain the barrack facilities and equipments secure.

Keywords: RFID, assessing entrance control

(5)

誌 謝

研究所三年來,承蒙指導教授 馬恆博士與李友錚博士對個人學業及做人 處世的引領與指導,並於本論文研究過程中不辭辛勞耐心、悉心指導及觀念 架構的釐正,使得本人能夠順利完成學業,最令學生感激,並致上最誠摯的 謝意。

口試期間承蒙馬恆博士、吳炎崑博士及許良僑博士指導,讓諸多缺失得 以修正,使得本論文得以更加完善,在此一併致謝。研究期間,亦感謝學長 姊、學弟妹以及同窗好友的關懷。

最後要感謝我的家人:母親阿如女士、岳母簡喜女士、親愛的老婆妙燕 及眾家兄弟,感激之情非筆墨能形容,僅以本論文獻給曾經關心、照顧我的 師長、朋友以及家人。

林忠良 謹識於中華科管所 中華民國 96 年 12 月 28 日

(6)

目 錄

摘 要... i

Abstract ... ii

誌 謝... iii

目 錄... iv

圖目錄... vi

表目錄... vii

第一章 緒論... 1

1.1 研究背景與動機 ... 1

1.2 研究目的 ... 4

1.3 研究流程 ... 4

1.4 研究範圍與限制 ... 5

1.5 論文架構 ... 6

第二章 文獻探討... 8

2.1 營區門禁管制作業 ... 8

2.2RFID簡介 ... 10

2.2.1 RFID發展概述 ... 10

2.2.2 RFID與條碼的比較 ... 12

2.2.3 RFID的組成元件 ... 14

2.2.4 RFID優缺點及發展趨勢 ... 18

第三章 現行營區門禁管制方式分析... 20

3.1 營區進出辨證流程 ... 20

3.1.1 以往營區人車通行查驗流程 ... 20

3.1.2 使用資訊化作業之營區人車通行查驗流程 ... 21

3.1.2.1 系統架構及操作流程... 21

3.1.2.2 實作優缺點分析... 24

第四章 測試環境與預期成效... 29

4.1RFID導入營門管制意義 ... 29

4.2 系統規劃 ... 30

4.3 環境概述 ... 30

4.4RFID營門及人員差假管制系統架構規劃 ... 38

4.4.1 模組架構規劃 ... 38

4.4.2 資料庫欄位介紹 ... 40

4.5 模組流程 ... 43

4.5.1 人員進出管制系統 ... 43

4.5.2 人員差勤管制系統 ... 43

(7)

4.6 系統執行測估成效 ... 44

第五章 結論與未來發展方向... 49

5.1 結論 ... 49

5.2 未來發展方向 ... 49

參考文獻... 50

(8)

圖目錄

圖 1.1 台灣RFID直接產值調查與預估... 2

圖 1.2 台灣產業現況與未來發展趨勢... 3

圖 1.3 台灣硬體廠商投入現況... 3

圖 1.4 台灣軟體與服務廠商投入現況... 4

圖 1.5 研究流程圖... 5

圖 1.6 研究論文架構... 7

圖 2.1 Reader種類 ... 14

圖 2.2 RFID系統... 14

圖 2.3 RFID TAG 種類 ... 15

圖 3.1 空軍甲基地門禁系統操作畫面... 22

圖 3.2 空軍甲基地門禁系統人員基本資料建置模組... 23

圖 3.3 空軍甲基地門禁系統-所有人員管理模組 ... 24

圖 3.4 空軍甲基地門禁系統「控制器內讀卡機」管理模組... 24

圖 4.1 一號門RFID門禁管制系統架構圖... 30

圖 4.2 二號門RFID門禁管制系統架構圖... 31

圖 4.3 三號門RFID門禁管制系統架構圖... 31

圖 4.4 門禁管制系統網路架構... 32

圖 4.5 資料傳輸控制器... 35

圖 4.6 掌上型電腦... 36

圖 4.7 人員進出管制系統作業流程圖... 43

圖 4.8 人員差勤管制系統作業流程圖... 44

圖 4.9 衛哨利用手持式PDA人員執勤畫面... 45

圖 4.10 手持式PDA人員進出管制系統畫面... 45

圖 4.11 手持式PDA更新資料畫面... 46

圖 4.12 門禁登入畫面... 46

圖 4.13 人員資料輸入系統畫面... 47

圖 4.14 人員進出資料查詢系統畫面... 47

(9)

表目錄

表 2.1 空軍基地營門衛哨所須執行工作表單... 10

表 2.2 條碼技術發展歷程... 11

表 2.3 RFID技術發展歷程... 11

表 2.4 條碼與RFID之功能比較... 13

表 2.5 國內RFID相關研究論文表... 13

表 2.6 主動式/被動式/半被動式標籤晶片特性 ... 16

表 2.7 RFID標籤頻率分析表... 17

表 4.1 門禁管制系統成效分析表... 48

(10)

第一章 緒論

1.1 研究背景與動機

國軍近年來實施「精實案」及「精進案」等組織編裝及兵力調整,規劃 將總員四十萬,調降為二十七萬五千餘人,執行方式包括縮短當兵役期,以 現行義務役(預備軍、士官、常備兵)法定役期為 1 年 2 個月,規劃於 97 年度 起修減為 1 年【7】,然而相關措施在配套措施尚未完備的情況下,己形成兵 源及訓練不足情況;空軍為配合相關政策,將原本執行各基地營區安全及門 禁管制的兵力除調整為憲兵部隊外,亦對編裝兵力執行縮減,因此為有效執 行安檢作業,導入先進的科技與設備來執行嚴密管制各軍事基地人員、車輛、

物品之進出,防範杜絕不法份子滲入破壞,確保基地安全,成為必要之工作。

民國 93 年 2 月及 8 月份,空軍甲基地及空軍乙基地分別遭民人駕車闖入 營區,隔年 3 月份,空軍桃園基地械彈遭竊等案,發生此類案件,除了對營 區重要裝備武器安全造成危害,亦造成社會恐慌;另近年來國際恐怖份子攻 擊事件及區域性的衝突頻傳,更加深安全的疑慮,因此各基地加強營門管制 的檢討,除了全面性的檢視安全上的漏洞外,亦積極的針對有問題的流程進 行改善與系統設計,以期杜絕類案再次發生。

無 線 射 頻 辨 識 系 統 (RFID) 全 球 市 場 成 長 快 速 , 依 據 市 場 研 究 機 構 ABI2006 年研究報告預測:2005 年全球RFID市場(包含標籤、讀取器、軟體、

整合服務)達US$37 億,至 2011 年達到US$373 億,成長高達 10 倍,保守估 計年複合成長率(CAGR)高達 47%。2006 年因受EPC Gen 2 成為ISO全球 標準後將導致硬體成本下降的影響,市場需求將大幅提高。依據ABI的最新 預測:2006 年全球UHF標籤出貨量將較 2005 年大幅增加 300.7%,且使用量 超越HF,由於UHF標籤最適用於物流、零售業、製造供應鏈管理,使UHF標 籤後續市場成長大為看好【9】。

面對RFID產業發展熱潮,根據資策會於 2006 年 5 月的「台灣RFID產業 調查」,調查結果如圖 1 顯示台灣RFID產業尚在起步階段,2005 年台灣RFID 直接產值約 7 億元,至 2009 年台灣RFID直接產值預計突破 80 億元,預估 2013 年可達 207.56 億元【9】。

(11)

圖 1.1 台灣 RFID 直接產值調查與預估 資料來源:【29】

財團法人資訊工業策進會電子商務研究所(Focus on Internet News

&Data,FIND),在經濟部科技研究發展專案計畫中,有關無線射頻辨識系統

(Radio Frequency Identification,簡稱RFID)標準的發展與應用,幾乎包括 現今企業發展的領域,從物流、製造、運輸、零售、國防、保全、金融、出 版,乃至醫療等多元化的應用範疇,其中保全方面包含了門禁管理與人員差 假管理等兩大項目【30】。而在 2007 年 10 月份於台北世貿中心展覽「2007 年RFID應用展」,國內RFID開發已有相當成果【20】。

依據資策會 FIND 進行的「台灣 RFID 產業調查」,台灣廠商投入的應用 類別之趨勢 (如圖 1.2),2006 年台灣 RFID 產業產值來自「安全與存取控制」、

「動植物晶片」、「運輸/票証/收費系統 」三項應用最為主要,約占產值近 55%。不過隨著 UHF 晶片的普遍與技術層次的克服,至 2013 年如製造流程 應用、POS 系統/行動商務、以及固定資產追蹤(含貨物運輸追蹤)占產值比 重將逐步攀高。由於台灣 RFID 市場剛起步,未來受到國際市場連動影響,

將受到 RFID 廣泛應用於物流、健康醫療、供應鏈管理等趨勢,市場將有不 同的發展態勢。

(12)

圖 1.2 台灣產業現況與未來發展趨勢 資料來源:【30】

就台灣廠商產品投入現況進行調查之結果,台灣硬體(包含標籤、讀取 器)廠商(如圖 1.3),讀取器產品目前廠商的投入主要以固定式與手持式為主,

在標籤方面則以被動式、可多次讀寫為主,超過六成的廠商提供被動式標籤 產品;軟體與顧問服務、驗證/測試服務廠商產品投入狀況(如圖 1.4),由於驗 證/測試服務廠商家數不多,目前提供服務多為應用效能測試,顯見未來發展 尚有空間。由於RFID的大量資料需依賴可過濾、快速判斷處理、與後端系統 整合、高度穩定的資料處理系統,軟體與顧問服務的發展未來大為看好,依 據調查顯示台灣目前廠商可提供服務以「系統安裝」、「顧問/諮詢服務」、「後 端整合」、及「RFID 中介軟體」為主。(此處中介軟體為廣義泛指RFID中介 軟體、企業EIP中介軟體、各種簡易中介軟體以及國外代理產品附帶之初級中 介軟體)【15】。

圖 1.3 台灣硬體廠商投入現況 資料來源:【15】

(13)

圖 1.4 台灣軟體與服務廠商投入現況 資料來源:【15】

1.2 研究目的

空軍任務為平時負責台海偵巡、維護台海空域安全,為確保空中戰力之 保存及發揚,空軍基地安全更顯重要,因此根據前述研究背景與研究動機等 觀點,對於營區門禁管制是否周嚴及確實,本研究目的有下列幾點。

一、藉由文獻探討了解機場門禁管制查驗流程現況及 RFID 技術。

二、分析現行門禁系統的優缺點。

三、RFID 的技術導入營區門禁管制前後,執行績效有無提升,並探討 RFID 在門禁管制的運用上改善查驗流程之優缺點。

1.3 研究流程

本研究在於探討將 RFID 應用於空軍基地門禁管制作業。首先從相關文 獻中建立研究方向,釐清研究架構在進行影響因子分析。本研究研究流程如 圖 1.5 所示,重點摘述如下:

一、對於研究的問題,首先考量研究方向與釐清研究動機和目的,進行相關 資料收集並了解實際執行時,以提供實務經驗作為重要參考。經由文獻 的探討,將初步的資料與指導教授討論並予以修定研究方向及研究預期 成果。

二、依據修訂後的研究方向,分別細研讀相關文獻並分析現行查驗方式。

三、以空軍基地以 RFID 作為門禁管制系統之優缺點分析。

四、規劃及預測 RFID 門禁管制系統。

五、將研究成果及建議匯整,進行論文撰寫完成本研究論文。

(14)

圖 1.5 研究流程圖 資料來源:本研究整理 1.4 研究範圍與限制

本研究針對空軍導入 RFID 應用於營區門禁管制作業時,因應其產生的 優缺點進行分析及提供解決方案,並對現行 RFID 使用上的情況進行文獻探 討及分析。在門禁管制系統的架構上,利用空軍某基地門禁管制系統規劃、

建構及實作。

(15)

由於本研究乃以空軍某基地為研究主體,故部份涉及軍事機密事項將以 代號「甲、乙、丙」表示,以避免洩密之虞。

1.5 論文架構

本論文研究架構如圖 1.6 所示,區分為四個章節,各章節內容概述如下:

一、第一章緒論

規劃分別敍述研究背景與動機、目的、範圍、限制及論文架構。

二、第二章文獻探討

(一) 先行簡介現行營區進出管制作為、規定。

(二) 無線射頻辨識系統(RFID)簡介、發展過程、相關功能探討。

根據上述文獻探討分析營區安全管制的資訊化需求,以作為門禁管 制系統規劃依據。

三、第三章現行營區門禁管制方式分析 分析現行門禁管制系統優缺點。

四、第四章測試環境與驗證結果

(一) 空軍基地 RFID 門禁管制系統規劃。

(二) 預期結果分析。

五、第五章結論與未來發展方向

本章說明此研究完成後之具體成果,同時建議本系統架構後續之發 展方向。

(16)

圖 1.6 研究論文架構 資料來源:本研究整理

(17)

第二章 文獻探討

本章將針對相關文獻進行回顧整理,並以文獻分析所得之資料及概念,

發展本研究之架構,及引導後續研究議題內容。第一節將概述空軍營區進出 管制作為,第二節探討 RFID 系統。

2.1 營區門禁管制作業

國軍各營區均設有衛哨管制人員車輛進出營區,目的皆是為達嚴密管制 基地人員、車輛、物品之進出,防範及杜絕不法份子滲入破壞,以確保基地 安全;現行營門人員、車輛及物品進出管制均由衛哨依相關規定判別合法性,

但因管制單位及人數眾多,而衛哨執勤多為義務役戰士更替頻繁,又衛哨執 勤時常因怕誤判而遭長官責罵,故而寬放人員或車輛進,導致管制不易而形 成安全上的漏洞。

以下概述丙空軍基地營門管制規定【8】,以分析軍事基地門禁管制作法。

一、營門進出規定 (一) 大營門

每日 0600 時至 2400 時,開放基地人員、車輛通行;每日 2400 至翌日 0600 時,人員、車輛准進不准出。

(二) ○○門

每日(例假日除外)0600 時至 0800 時、1700 時至 2100 時,開 放基地人員、車輛通行,其餘時段各部隊僅能由大營門進出。

(三) 上班時間

(每日 0800 時至 1700 時)僅開放大營門供人員、車輛通行,衛 哨確依規定管制放行。

(四) 各層人員

基地工程人員、工程車輛按指定營門放行,衛哨查驗證件確認後 方可放行,並登記管制備查。

(五) 農民

按核發農民證註明通行營門進出,並依核定之區域工作。

二、進出跑滑道規定

(18)

(一) 日間

每日 0500 時至 1800 時,僅准基地所屬人員(持有本基地識別證 跑滑道區-紅色及金色及軍車進出;民車進出(工程車輛)須奉核定,

並由監工人員陪同,使得進出。

(二) 夜間

每日 1800 至翌日 0500 時,僅准基地人員及軍車通行,並由衛哨 實施管制查驗及登記備查。

三、門禁措施 (一) 人員

平日上班時間(0800 至 1700 時)及例假日(含國定假日)人、

車統由大營門通行,進出營門一律攜帶假條(有 1 號證者可全時通 行、聘雇人員平日上班時間 1200 時至 1300 時無需假條)衛哨登記級 職、姓名及車號,以利管制及查詢;夜間 2400 時以後人、車禁止外 出,以維安全。

(二) 車輛

本基地官、士、聘雇人員、工程包商、工人、農民、居住基地內 民人及外單位洽公人員,通行基地之自用汽、機車,悉憑駕駛人員所 佩帶之基地汽、機車通行證,配合人員通行證進出營門。

(三) 物品放行

軍用物品(不含槍械彈藥)、公用物資、大批補給品先會政戰主 任室、後勤科。槍械彈藥依規定辦理放行後,一律由大營門放行。多 數量之私人物品先會一級單位監察、保防部門,再由一級單位簽具物 品放行條,逐級經正、副主官(管)核准後,限由大營門放行。

綜合上述,歸納一個營門衛哨所須負責工作,如下列表 2.1 所示。

(19)

表 2.1 空軍基地營門衛哨所須執行工作表單

空軍丙基地營門衛哨所須執行工作表單

項目 檢查概述 備

各類通 行證驗 證

一、人員通行證:

(一)區分金色、紅色、綠色及銀色等 4 色邊框,分別代表可通行區 域。

(二)區分 1-5 號證;1 號證:全時通行;2 號證:准予外宿;3 號證:

可通行作戰管制區;4 號證:可於營區駕駛汽車;5 號證:可於 營區內騎機車。

二、工作證:區分工作證、農民證。

三、汽車證:提供合於申請營區內開車人員申請。

各時段 人員放 行管制

一、平時上班時間(0800 時至 1700 時)人員進出營區須假單 。 二、持有 1 號通行證者 24 小時通行,無須假單。

三、聘雇人員平日上班時間於 1200 時至 1300 時進出營門,無須假單。

物品放 行

查察各類軍用物品、公用物資、大批補給品是否合於放行規定。

安全檢 查

查察進出營區之人員、車輛攜帶物品是否合於規定。

資料來源:本研究整理 2.2 RFID 簡介 2.2.1 RFID 發展概述

RFID 出現於在二次大戰之時,為英國空軍用以偵測,並確認前往機場的 飛機是否為友軍部隊,避免己方戰機遭到誤擊之可能。當時使用的系統為長 距離的主動式 RFID,此一系統正式名稱為 IFF 敵我辨識(Identify : Friend or Foe)系統,直到目前的飛機航安系統仍使用 RFID 做識別。

無線射頻識別技術由最初在 1948 年Harry Stockman 於無線電工程師協 會所主辦的一場研討會中,發表利用反射電波信號來辨識遠端物體的文章,

啟動在反射無線電波的應用(Garfinkel & Rosenberg,2005);直到Wal-Mart 宣 佈從 2003 年 6 月起,其供應商出貨的商品都必須貼上RFID 標籤以供管理

【20】,帶動產業間相繼投入資源開發各層面的應用。

近年來無線射頻識別系統已經被列為本世紀十大重要技術,預估將大幅 度改變人類消費習慣。該系統針對接觸式系統的缺點,利用射頻訊號以無線 電波方式傳送數位資料,讓感應器不需與接收器接觸即可做資料的交換,因 此可讓偵測管理作業於固定地點、或是一特定範圍對物件做流量統計、追蹤、

安全控管等措施。此種無線方式的資料傳送並無方向性的要求,且無需接觸,

因此非接觸式識別系統亦稱之為無線射頻識別系統【2】。

隨著商務的拓展與產品的多元化,各行業中的庫存商品盤點、現貨的資 訊查閱,多所依賴條碼不用鍵入代碼查詢的方便性與準確性,圖書館館藏管 理亦如同庫存商品的管理制度,需要一套節省人力、迅速處理、適時提供資

(20)

訊做決策參考的管理系統。為能瞭解自動化辨識的演進,以下將以介紹條碼 與無線射頻識別的歷史來說明其重要性。

表 2.2 條碼技術發展歷程

1884 年 Hollerith 提出一套由戶口普查人員將資料打洞於紙卡上,並輸入計 數器的概念。

1890-1924 年

Hollerith 成立一家 Tabulating Machine Company,爾後合併另兩家公 司後改成立了 Computing-Tabulating-Recording Company,後續改名為 International Business Machines(簡稱 IBM),成為現今電腦的始祖。

1948 年

Woodland 創造的條碼不同於現今大家所知道的條碼;包括以下的兩 種概念:1.使用在無聲電影上音軌的模式譯成電碼的結構(encoding scheme),2.利用傳統摩斯電報電碼的點(dot)與劃(dash)原理。

其中,Woodland 將摩斯電報電碼的點與劃的線狀方式,改成長狀的 粗與細的線條模式;另外譯成電碼的結構是包含以黑底 4 個白線條 的方式,第一條線代表邊界設定以及剩下三條白線的定位。

1951 年 Woodland 到 IBM 公司任職,並同 Silver 建置了條碼讀卡機的原 型;並且對 UPC 的發展扮演著關鍵性的角色。

1959 年

Collins 運用 Woodland 與 Silver 所提出條碼標籤的概念,設計一套 由反射物質所製成的橘藍條紋於鐵路 11 車輛的兩旁:1.該條紋代表 著 0 到 9 的數字;2.每列火車均有 4 位數的識別碼用以代表其火車 擁有者;3.每列火車另有 6 位數的識別碼用以代表該列車。

1961 -1967 年

Boston&Maine Railroad 採用了 Collins 的想法,並且憑藉著對電子讀 取器的概念,用以達成建置適用於工廠生產線的環境,以及可實現流 程控制的條碼模式。

1973 年

美國統一編碼協會制定一套商品代碼,稱為「統一商品代碼」(UPC), 並選用 UPC 碼建立條碼系統,制定相關的標準,並在食品業內以 UPC 碼作為標準碼推廣使用,條碼技術即由研究階段進入大規模實 際應用階段。

資料來源:【17、10、12】

本研究依照 RFID 技術發展的歸納成年表,整理如下表 2.3。

表 2.3 RFID 技術發展歷程

1948 年 雷達的改進和應用催生了 RFID 技術,為第二次世界大戰發展的成果 之一,並於奠定 RFID 技術理論基礎。

1960~1970 年 RFID 技術理論得到發展,在應用領域開始有一些新的嘗試。

例如:OCR 技術與 EAS 的發展,以及條碼的商品化。

1977 年

隸屬於美國政府的洛薩拉摩斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)發展非接觸技術,並應用於各公立部門裡;其後不久,

該實驗室亦著手嘗試於牛隻身上植入 RFID 電子標籤(Tag),以進行 追蹤牛隻之實驗。

1986 年 Atmel 公司生產 RFID 魚標籤(Fish Tags), 以追蹤鮭魚的洄游路徑。

1989 年

隨著矽晶片技術的發展與一些大廠如德州儀器(TI)於的 TIRIS RFID 系統組件之開發,RFID 電子標籤與讀取機(Reader)的成本已大幅 滑落,也使得 RFID 系統的應用領域越來越廣,如動植物植入晶片、

悠遊卡的使用、門禁管制、商品防竊與盤點管理、貨物生產與運輸等 等。

資料來源:【21】

(21)

表 2.3 RFID 技術發展歷程(續)

1990~2000 年 RFID 技術標準化問題的浮現,以及應用 RFID 產品有更廣泛的發 展,逐漸成為人們生活中的一部分。

2001

智慧卡晶片的最大供應商 Infineon 發表全系列的 RFID 產品,稱為 my-d,包括 Tag 晶粒和 Reader 專用晶片;同一時期一些大廠也投入 RFID 的開發,如 TI、Motorola、Microchip、Philips、Intermec 等等。

2003 年

RFID 已被列入 21 世紀十大重要技術之一,不僅是人類科技發展上的 重大進展,也將成為改變人類消費方式的新興科技,而美國國防部也 已率先使用 RFID 相關產品於其軍事裝備上。

2004 年初

美國零售業龍頭 Wal-Mart 的宣布自 2005 年起,Wal-Mart 的前一百大 供貨商必須在工會的紙箱上使用 RFID 電子標籤,並自 2006 年 12 月 起,Wal-Mart 全部的供貨商必須全面使用 RFID 作為產品供貨認證之 用,如此將使零售業的供應鏈模式更有效率並降低管理成本。

資料來源:【21】

2.2.2 RFID 與條碼的比較

所謂 RFID 為 Radio Frequency Identification 的縮寫,中文名稱譯為射頻 辨識或射頻識別,是一種以 RF 無線電波辨識物件的自動辨識技術。

RFID系統主要是由標籤(Tag)、讀取機(Reader)、天線(Antenna)及主 電腦(Host)應用系統組成【15】,操作原理是使用讀取機(Reader)發送無 線電波給植入或貼在物件上的電子標籤(Tag),並進行無線資料辨識及擷取 的工作。

當 應 用 系 統 欲 進 行 物 件 之 辨 識 工 作 時 , 主 電 腦 可 透 過 有 線 ( 如 RS-232/485/422)或無線(如藍芽)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,並以內建之無線電波傳回一系列的識別系統資料給 Reader,最後傳回 主電腦內,以進行物件之辨識與管理等工作。

Reader 產品造型有盒裝(Box)或手持式(Hand-held),Tag 產品有許多 造型,如卡片式的悠遊卡、動物晶片式的注射圓筒、貼紙形式的智慧標籤

(Smart Label)、鑰匙圈形式等等。

在賣場,只要將 Tag 植入或貼在物品上,商家即可藉由 Reader 來結帳,

藉由一道偵測閘門可防竊,或者在進行盤存作業時,Reader 可在一定的範圍 內感應到這些 Tags,並一次大量讀取這些物品訊息,最後由主電腦之應用系 統進行物品辨識與管理工作,如清點賣場或倉庫裡的貨品庫存量與是否過期 等等;因此,RFID 系統的好處之一是可大幅縮減倉儲作業時間,以提高物品 管理的效率;也就是說,從此以後,物品的定期盤存作業在自動化作業下,

不僅節省不少人力,還可以隨時監控物品的安全存量與有效日期,以便立即 補貨或下架。

目前全球之商品,都靠著產品條碼來辨別產品身份。但是條碼只能記載

(22)

著產品簡單的背景,例如生產商和品項名稱,而且還得透過紅外線接觸掃瞄 才能讀取數據。更重要的是目前全世界每年生產超過五億種商品,而全球通 用的商品條形碼,由十二位排列出來的條形碼號碼已經快要用光了。條形碼 是只讀的、需要對準標的、一次只能讀一個、且容易破損;而 RFID 是可擦 寫的、使用時不需對準標的、同時可讀取多個、堅固全天候使用,可不需人 力介入操作。所以(條形碼)Bar Code 是有可能被 RFID 標籤替代的。

表 2.4 條碼與 RFID 之功能比較

功能 條碼 RFID

讀取數量 條碼讀取時只能一次一個 可同時讀取多個 RFID 標籤資料 遠距讀取 讀條碼時需要光線 RFID 標籤不需要光線就可以讀取或

更新

資料容量 儲存資料的容量小 儲存資料的容量大

讀寫能力 條碼資料不可更新 電子資料可以反覆被覆寫(R/W) 讀取方便性 條碼讀取時需要可看見與清楚 智慧型標籤可以很薄且如隱藏在包

裝內仍然可以讀取資料 資料正確性 條碼需要靠人工讀取,所以有人

為疏失的可能性

RFID 標籤可傳遞資料作為貨品與保 全

堅固性 當條碼污穢或損壞將無法讀取,

即無耐久性

RFID 標籤可在嚴酷、惡劣與骯髒的 環境下仍然可讀取資料

高速讀取 移動中讀取有所限制 可進行高速動讀取

資料來源:【30】

隨著 RFID 系統的應用程式越來越廣泛,其相關產品以應用在日常生活 中,如台北捷運系統的悠遊卡、商店常用的防盜標籤、生產線自動化、物料 管理、汽機車的晶片鑰匙、寵物身上植入的識別晶片、門禁管制系統、電子 收費及醫療控制等等。本研究依國內研究 RFID 相關論文,整理如下表 2.5 所示。

表 2.5 國內 RFID 相關研究論文表

年度 作者 論文

2005 謝文福 藉由 RFID 發展人員出缺勤機制,以掌握人員位置及出勤狀況 2005 葉健忠 以情境模擬方式探討 RFID 導入國軍彈藥庫儲管理前、後的作業

模式。

2005 戴重宏

採行 RFID 結合 IC 卡做為人、車辨識機制的門禁管理研究,於 貨櫃港區中人員與車輛進出的流量實施管制,以提昇港區管理效 能為訴求

2005 廖珮君 在門診系統流程規劃上,以提升病患在院內等待時間的掌控、門 診與藥局空間規劃為導入訴求的研究

2005 陳志華

以及手術室中醫療系統流程藉由 RFID 的導入,提高病患與醫護 人員之檢核驗證機制,降低錯誤率的發生進而保障病患就醫之安

2006 余敬虔

針對在醫療系統方面也有包裝標籤的防偽辨識做為對仿冒品篩選 與偵測之機制研究,期待運用標籤的唯一性、獨特性與安全性,

建立標籤與讀取器之間正確的認證機制 2006 陳銘信 規劃 RFID 導入

資料來源:本研究整理

(23)

2.2.3 RFID 的組成元件

RFID 系統的組成元件主要包括 Reader、Tag、主電腦(Host)應用系統,

以及內含於 Reader、Tag 或外加於 Reader 的天線(Antenna)。

一、讀取機

針對不同的應用,Reader 此自備亦為讀取機、讀卡機或閱讀器,如 圖 2.1 所示。

圖 2.1 Reader 種類 資料來源:【6】

二、控制電路、收發模組與收發天線

控制電路包括微控制器(微晶片)等電路,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 無線電波能量,

來進行對 Tag 的讀取或寫入資料動作,如圖 2.2 所示。

圖 2.2 RFID 系統 資料來源:【6】

三、電子標籤(Tag)

所謂 RFID Tag,是指想識別的個體成立由於標籤 (短的識別孩 子),在 RFID 標籤的內部,識別必要的 ID(Identification ,識別孩子)

等情報被寫入。然後,這些情報到根據電波外面被傳達。

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稱為感應器或智能標籤,感應器內含微細的晶片(如 Philips 的 I-CODE)及天線(Antenna),感應器如果透過電池(Battery)作動,一般稱之 為 Active(主動式)Tag,主動式 Tag 可儲存較大的記憶體及較遠的讀取距 離,但唯一的缺點為價格較昂貴而且每隔 7~10 年需更換電池;感應器如 果靠內感電耦動作,則稱之為 Passive(被動式)Tag,被動式 Tag 的記憶體 較小,但好處是價格較具競爭力,如圖 2.3 所示。

圖 2.3 RFID TAG 種類 資料來源:本研究整理

RFID 的 Tag,中文譯為電子標籤,簡稱標籤;Tag 瑞以技術層面視 之時,又稱為 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 發射器模組與控制電路,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無線電波能量轉換成電 源,並以內建之 RF 無線電波傳回此 Tag 之電子產品碼(Electronic Code,

EPC)等一系列數位的識別資料、如產品名稱、型號、有效日期…等等。

若以造型角度視之,Tag 產品有許多造型,包括卡片式、注射圓筒、

貼紙式、鑰匙圈型式…等等。

若以功能角度視之,Tag產品可如表 2.6 所示分成以下三種型式【30】

(一) 主動示標籤(Active Tag)

主 動 示 標 籤 又 稱 為 有 源 標 籤 , 內 含 電 池 可 隨 時 傳 送 資 料 給 Reader,使其用距離較長(33 公尺以上),可儲存較大的記憶體(高 達 32KBytes),壽命很長(視電池壽命而定),但價格較貴,一般都 用在大裝備或昂貴的物品上;目前美國軍方就是將此一主動式標籤貼

(25)

在物品上,以便貨物到港時辨識之用。

(二) 被動式標籤(Passive Tag)

被動式標籤又稱為無源標籤,並無電池可用,其電源是感應自 Reader 所發射過來的 RF 無線電波能量;當 Tag 感應到此一能量時,

其內的天線模組會感應耦合出電流,並對其內之電容器充電成可用之 電源,在將晶片內的資料以內建之無線電波傳回給 Reader;其可使用 的距離根據所使用之操作頻率而定,通常都較短;被動標籤的好處是 價格便宜、體積小、壽命長、數位資料可攜性等等,如悠遊卡。

(三) 半主動式標籤(Passive Tag)

半主動式標籤本身具備電池,其電源用以維持標籤內 IC 的運 作,當 Tag 感應到此一能量時,其內的天線模組會感應耦合出電流,

並對其內之電容器充電成可用之電源,在將晶片內的資料以內建之無 線電波傳回給 Reader;其可使用的距離根據所使用之操作頻率而定。

表 2.6 主動式/被動式/半被動式標籤晶片特性

種類 特徵 圖例

主動式 (Active)

標籤本身具備一顆小電 池,可以針對讀取機主動傳 送訊息。

www.savi.com(2005)

被動式 (Passive)

標籤本身不具備電池,必須 由讀取機提供能量,除非讀 取機送出指令,否則 RFID

標籤一般均處於待命的狀 態。

www.alientechnology.com (2005)

半主動式 (Semi-Active)

標籤本身具備電池,但是電 池是用來維持標籤內 IC 的 運作,通訊時仍然必須透過 讀取機來提供能量。

www.eepn.com(2005)

資料來源:【3】

目 前 RFID 使 用 的 頻 率 有 6 種 , 分 別 為 135KHz 以 下 、 13.56MHz、433.92MHz、860M~930MHz(即 UHF)、2.45GHz 以及 5.8GHz,其各有特色和缺陷。135KHz 以下傳輸距離短約 10 公分左 右,通訊速度慢。此頻段在絕大多數的國家屬於開放,不涉及法規開 放和執照申請的問題,因此使用最廣,主要使用在寵物、門禁管制和 防盜追蹤。13.56MHz 薄化的效果最佳傳輸距離為 1 公尺以下,代表 性應用為會員卡、識別證、飛機機票和建築物出入管理,通訊距離 10 公分左右的近距離非接觸式 IC 卡發展快速。UHF 頻段的 RFID 標 籤最遠可達近 5 公尺的傳輸距離,可大幅提升現階段的應用層次,通 訊品質佳,適合供應鍊品項管理,但有各國頻率法規不一的問題,現

(26)

有的使用者頻率騰挪問題必不可免,否則跨區應用必然會出現管理的 盲點,如表 2.7:

表 2.7 RFID 標籤頻率分析表

頻率 優點 缺點 應用範圍

低頻 (9-135Khz)

1.此頻段在絕大多數的國家 屬於開放,不涉及法規開放 和執照申請的問題。

讀取範圍受限制 (在 1.5 公尺內)

1.畜牧或寵物的管理。

2. 門禁管理、防盜系 統。

高頻 (13.56Mhz)

1.高接受度的頻段

2.在絕大多數的環境都能正 常運行

1.在金屬物品附近無法 正常運作

2.讀取範圍在 1.5 公尺 左右

1. 圖書館管理 2. 貨版追蹤 3.大樓識別証 4. 航空行李標籤或電 子機票

超高頻 (300-1200Mhz)

1.讀取範圍超過 1.5 公尺 2.不易受天候影響

1.此頻段在日本不允許 作為商業用途

2.頻率太相近時會產生 同頻干擾

3.在陰濕的環境下會影 響系統運作

1.工廠的物料清點系 統

2.卡車與拖車的追蹤

微波 (2.45 或 5.8Gzh)

超過 1.5 公尺的取範圍

1.此頻段在某些歐洲國 家不允許作為商業用途 2.複雜的系統開發流程 3.在先今環境不被廣泛 使用

高速公路收費系統

資料來源:【30】

四、天線(Antenna)

被動式標籤的內建天線用以感應和產生 RF 無線電波,以收發資料,

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。

五、主電腦應用系統

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他電腦網路,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。

這些整合應用可以是零售購物(Retail Shopping)管理、醫療管理、倉儲 管理、運輸監控、保全管制、航空行理監控、生產自動化管控等等,以達到 目標物監控管理與資料自動化整合應用;目前國內工研院因應 SARS 防疫而 開發出「RFID 醫療物品管理系統」,而為了提升機場服務品質與產業國際競

(27)

爭力,而發展「RFID 獨立航空旅客與行李確認系統」與「RFID 倉儲出貨監控 系統」。

2.2.4 RFID 優缺點及發展趨勢

一、RFID 系統的優點

RFID 系統的優點,至少包括以下各項:

(一) 沒有視線的限制

辨識時,可無方向性的讀取 Tag 資料。

(二) 可辨識的距離長

可根據 Reader 所使用的操作頻率,以及主動式或被動式 Tag 的 使用,以決定辨識的距離。

(三) 辨識速度快

Reader 讀取 Tag 資料的時間極短,且可同時讀取許多 Tags,使 得辨是速度變很快,故可使用於物件之生產線上。

(四) 資料讀取正確性高

同時讀取所有 Tags 與自動辨識與管理,取代如條碼之人工掃描 讀取方式,可大幅減少人工錯誤,增加資料讀取的正確性。

(五) 具有讀/寫操作

可根據 Tag 內之記憶體型式(ROM 或 EEPROM), 以進行 Tag 內資料之讀取和寫入操作。

(六) 資料安全性高

Tag 內的資料存在微晶片內,讀取時可加密,顧不易被竊取與偽 造。

(七) 壽命長

Tag 可回收再由 Reader 更改其功能以重複使用,且不須接觸 Reader,故使用壽命極長。

(八) Tag 的使用便利性高

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Tag 產品造型多樣,可植入動物體內,可藏於物件內、可貼於物 件表面等等,以應用在各種不同場合中。

(九) 穿透性佳

Tag 若被紙張、木材、塑膠等非金屬或非透明的材質被覆的話,

亦可進行穿透性通訊。

(十) 耐環境性佳

Tag 由塑膠材質所被覆而成,具有強力的抗污性,故可使用於有 油污、灰塵等污穢或黑暗之環境中。

(十一) 可縮短作業時間

由於具有極快的辨識率,無論是倉儲作業、貨物生產與通路作業 等等,都可正確且快速地完成。

(十二) 資料的記憶量大

Tag 的資料記憶體容量會隨著不同應用的需求而越來越大。

二、RFID 系統的缺點

RFID 系統的缺點,至少包括以下各項:

(一) 成本高。

(二) 不適用於金屬或導電的環境。

(三) 無法通過液體辨識訊息。

(四) 易受電磁波干擾。

(五) 辨識的適當性。

(六) 通訊標準未統一。

(七) 隱私權的問題 。 三、發展趨勢

RFID 可應用於許多不同產業,分析台灣產業現況與未來發展趨 勢,以技術層次而言,低頻(125-135KHz)技術層次低,為台灣早期市 場發展的範圍,可應用於動物晶片、門禁管制、汽車鑰匙等,高頻

(13.56MHz)則多應用於圖書館、大衆運輸、門禁管制、智慧卡、悠游 卡等,是目前台灣應用最為積極者;UHF(860-930 MHz)、Microwave

(2.45GHz)以及超寬頻由於讀取距離較遠,未來發展最為看好。

(29)

第三章 現行營區門禁管制方式分析

3.1 營區進出辨證流程

空軍基地的安檢作業,最初作法為衛哨兵實施安全管制,並人工記錄 備查,然而民國 93 年 2 月及 8 月份,空軍甲基地及空軍乙基地分別遭民人駕 車闖入營區,隔年 3 月份,空軍桃園基地械彈遭竊等案,發生此類案件後,

各基地針對營區安全重新檢討,上述單位並導入相關人員管制系統,執行至 今,對營區安全仍有嚴重不足狀況。後續針對以往所運用之營區安全管制作 為進行分析。

3.1.1 以往營區人車通行查驗流程

衛哨兵安全管制,並採人工記錄流程,優缺點分析:

一、優點:

衛哨兵來源為義務役士兵,以往服伇役期長,管理單位有時間訓練 衛哨從新手參與實務到熟悉全般作業,大部份衛哨更能認識營區人員及 其使用交通工具,檢查作業有其正確性。

二、缺點:

(一) 客觀度不夠

在營區安檢作業中,營門管制衛哨以比對現場通行證持有人與通 行證上的照片,來確認身份。這種身份辨識方法,全靠營門管制衛哨 將通行證持有人與通行證上的相片做比對,並沒有任何機器或科技給 予額外的協助。因此可說是屬於個人(營門管制衛哨)主觀的認定,

而非客觀(有科技做背後之支持)所得來的結果。因此可能發生因為 通行人員等候過多,而使得營門衛哨在匆忙之中,錯誤的將持有偽照 或變造通行證的人予以放行的情形。在此種情形之下,這些心懷不軌 的人士將順利的進入基地。這對於我空軍基地的人員及重要裝備安 全,都照成了相當程度的威脅。

(二) 通行證的變造與偽造問題無法獲得解決

通行證的變造與偽造是指不具製作通行證權力的團體或個人,自 行製作通行證留為己用;通行證的變造則是指將真品通行證中的照片 貼換,或是資料塗改。在人工的通行證查驗程序之下,由於營門管制 衛哨是以比對護照持有者本人與通行證上之相片來進行,因此除了無 法有效的偵察出此種變造情事之外,更可能讓有心人士利用這個安全 上的漏洞來企圖闖關,可說是令人感到擔心。

(30)

(三) 資源的分配效率無法有效提升

根據「空軍丙基地營門進出管理規定」【8】,基地目前有 3 個營 門,大營門執勤兵力約 18 人(查驗人員為 6 人),其餘側營門每個小 組的人員約 12 人。依憲兵衛哨執勤規定,每天有 1/3 的人輪休,也 就是大營門執勤兵力約 12 人,二、三號門執勤約 8 人。

根據 96 年 5-10 月份「空軍丙基地營門進出統計表」之資料。大 略估計平均每天的進出營區人數約 1000 人次左右。因此衛哨於執行 查驗作工乃相關吃緊的任務。

依此查驗方式,營門衛哨只能透過通行者的基本資料來確認通行 者身份及車輛可否放行。因此衛哨只能憑藉其所受過的訓練及經驗,

主觀的來決定哪些通行證持有者是否可疑,是應該進一步偵查的。在 這種情況之下,不但衛哨人員工作起來份外辛苦。更由於沒有其他科 技設備的協助,使得衛哨人員無法準確的將其有限的自身資源(時 間、精力),投注在真正需要的地方(可疑人士),因而造成資源無法 達成較佳之分配。

(四) 成效不彰

依現行的查驗方式,並沒有任何的設備,來協助證照衛哨人員確 認通行證持有者的真正身分。因此衛哨人員在對通行者所持之通行證 有懷疑時,就會對其進行詳細的盤問,除了使持真實證件的通行者有 受到侮辱的感覺之外,也浪費人員的時間,影響執勤成效,另車輛因 等待查驗的時間所耗損之油料等資料亦很可觀。

3.1.2 使用資訊化作業之營區人車通行查驗流程

民國 93 年 2 月及 8 月份,空軍甲基地及空軍乙基地分別遭民人駕車闖入 營區,隔年 3 月份,空軍桃園基地械彈遭竊等案,因此各基地加強營門管制 的檢討,並導入民間使用的門禁管制系統,其操作流程及優缺點分析如后:

3.1.2.1 系統架構及操作流程

一、系統諸元

(一) 電腦:Intel P3-800。

(二) 硬碟:20G 以上。

(三) 記憶體:128MB。

(四) 作業系統:XP。

二、操作流程

(31)

(一) 人員基本資料建置

1. 執行桌面上的門禁程式捷徑或點選「開始」進入「程式集」,開啟 門禁差勤管理系統(contronic\AutoAccess 2000\門禁差勤管理系 統),進入 “門禁差勤管理,並輸作帳號及密碼(如圖 3.1)。

圖 3.1 空軍甲基地門禁系統操作畫面 資料來源:本研究整理

2. 開啟『所有通訊埠』管理程式,新增、維護正確的訊息接收通訊 埠。

3. 開啟『所有控制器』管理程式,新增、維護正確的控制器數量及 控制器種類。

4. 開啟『所有卡片 』管理程式,新增、維護正確的卡片內碼及是否 啟用卡片。

5. 開啟『所有部門 』管理程式,新增、維護所需的部門名稱及部門 NO#。

6. 開啟『所有人員 』管理程式,新增、維護持卡人員 NO#及姓名。

(32)

7. 開啟『領用/歸還卡片』管理程式,維護人員領卡/還卡。

8. 開啟『控制器內應用群組 NO#1』管理程式,新增、維護「所屬卡 片」頁面。

9. 按「+」開啟『控制器內所屬卡片依卡片加入資料對應表』,點選 或複選加入該群組的卡片。

10. 開啟『下傳作業』管理程式,勾選更動過設定資料的控制器,按(下 傳)。

圖 3.2 空軍甲基地門禁系統人員基本資料建置模組 資料來源:本研究整理

(一) 「所有人員」管理模組

執行人員新增、修改、刪除、匯入、匯出、列印。

(33)

圖 3.3 空軍甲基地門禁系統-所有人員管理模組 資料來源:本研究整理

「控制器內讀卡機」管理模組

實施使用中之記錄讀卡機管制作業。

(二)

3.4 空軍甲基地門禁系統「控制器內讀卡機」管理模組 資料來源:本研究整理

3.1.2.2 實作 一、優點

(二) 通行證卡片增加了條碼辨識功能,大大提高提 圖

優缺點分析

(一) 將門禁管理系統化後,提昇了衛哨查驗的客觀性。

高通行證的變造與偽

(34)

造的困難度,並強化衛哨人員分辨能力。

(三) 採取一進一出管制模式,人員進出營門無於進入時未執行刷卡,則 出營門時將無法執行刷卡動作,進而強化管制作為。

、缺點

(一) 成效有限

本系統縮短了衛哨檢查時間,但於檢查時仍須檢查假單等佐證資 料,且感應器以固定為主,影響作業時效。

(二) 系統擴充性不足

無法因任務需要擴充(如來賓會客及人員差勤系統)。 二

(35)

第四章 測試環境與預期成效

針對由於軍事基地的敏感性,及衛哨執勤人員獲得及訓練等因素,致使 無法獲得快速且正確的認證,所衍生出的種種問題。本研究針對現行空軍丙 基地現行營門管制系統實施分析。

4.1 RFID 導入營門管制意義 一、RFID 晶片的體積小

目前 Hitachi 發展出的被動式 RFID 晶片僅 0.4mmX0.4mm 大小,因 此可將晶片植入人員通行證中。

二、安全性

RFID 晶片的製作並非簡單的事,除大型的 IC 製造商之外,其他的 個人或團體將不容易取得該技術來進行晶片的仿冒與製造,因此大幅提 升了安全性。

三、可儲存大量資料( Large storage )

目前的記憶容量是以 64bits-256bits 為主流,但也有高達數 k 容量的 產品,因此 RFID 晶片在人員基本資料及限制條件等資訊的儲存以及資料 的更新方面,將不會構成任何問題。

四、非接觸式(Contactless)讀取

RFID 晶片所具備的非接觸式( Contactless )的特性,也就是不緒要透 過實際接觸( 例如:刷卡 )的方式來使讀取晶片內的資料。這個特性將可 使進出人員及車輛更確實並且更快速的通過證照查驗流程,再將來甚至 可利用一非接觸式的特性,而將查驗發展為自動查驗系統

五、可重複使用

多次寫入,多次讀取(Multi Write/Read)的功能,持續更新的人員、車 輛資料可提供衛哨正確的資訊,以協助衛哨能更快速的依據資料來判斷 可否通行;另因空軍基地人員異動頻繁,RFID 晶片的卡片具有反覆使用 的功能,可有效利用有限經費。

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4.2 系統規劃

本研究規劃以 RFID 建構營門管制系統,並整合現行軍種營區安全管理 模式,以 RFID 之資料存儲能力代替衛哨於人員進出時之人工查驗及登記作 業,本研究係以空軍丙基地為規劃及實作母體,系統模式以 RFID 感應卡製 作基地軍士官兵及聘雇人員之人員、車輛通行證,並於開放通行之營門設置 RFID 讀取器,利用個人使用之感應通行證的刷卡後,將訊息傳至後端資料之 即時性,替代原先失誤率高且時效性差之人工記錄。各級主官更可利用權限 及網路結點讀取相關資料,達到有效營區安全管制、內部管理及經費節制作 為。

4.3 環境概述 一、出入口管制流程

(一) 共有三個出入門口,出入必須出示感應識別證,以便審核身份及外 出許可。門口管制人員必須向前逐一確認身份。

(二) 一號門出入口因進出流量較大,因此需配置兩組固定式 RFID 感應 器及兩組行動感測裝置,以提高身份確認流程之效率,架構如圖 4.1。

圖 4.1 一號門 RFID 門禁管制系統架構圖 資料來源:本研究整理

(三) 二號門設置一組固定式 RFID 感應器及一組行動感測裝置,管制且 紀錄 進出入紀錄,架構如圖 4.2:

(37)

圖 4.2 二號門 RFID 門禁管制系統架構圖 資料來源:本研究整理

(四) 三號門設置一組固定式 RFID 感應器及一組行動感測裝置,管制且 紀錄 進出入紀錄,架構如圖 4.3 所示。

圖 4.3 三號門 RFID 門禁管制系統架構圖 資料來源:本研究整理

二、系統網路架構:

(一) 管制區每個出入口管制站均已佈建光纖網路(單模光纖),因此需裝 設光電轉換器即可提供網路通訊介面。

(二) 一號門於營區兩邊需設置固定式 RFID 感應器,光纖網路建置在主 營區哨站,另一組固定式 RFID 感應器以 RS-485 通訊線路,由地下 管路直通,便於線路佈設。

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(三) 二號門之光纖網路接頭設置於舊營舍,距離門口哨站距離約 20 公尺,

採用架空方式,將網路通訊線路佈置到哨站。

(四) 由於安全考量系統所有之通訊傳輸均禁止採用無線通訊,出入口管 制站禁制設置無線網路裝置,必須採用有線網路通訊。包含資料庫 網路連線傳輸、掌上型電腦與控制器資料傳輸及固定式 RFID 感應 器通訊傳輸等介面。

圖 4.4 門禁管制系統網路架構 資料來源:本研究整理 三、設備通訊介面與方式

(一) 出入口管制站採用工業級掌上型電腦,因此連線通訊必須採用串列 通訊介面,考量設備所支援之通訊介面及穩定性因此採用工業標準 最常用之串列通訊介面。

(二) 出入口管制站需裝置一台資料傳輸控制器,由資料傳輸控制器定時 與資料庫系統取得最新更新資料,並且採用分散式處理架構,提供 出入口管制站之掌上型電腦資料上傳、下載以及資料更新。

(三) 二號門與三號門採用固定式 RFID 感應器,透過 RFID 感應器讀取 RFID 感應卡後,透過資料傳輸控制器進行身份確認與紀錄,並且顯 示於監視顯示器,由哨站人員進行確認後放行。

(四) 採用分散式處理架構可以提供網路中斷時資料備份,並且每日定時 記錄掌上型電腦之出入記錄資料,收集當日出入記錄資料後,由資 料傳輸控制器主動更新資料庫系統。

(39)

四、軟體功能規範

資料傳輸控制器(簡稱 PAC),PAC 系統功能包含了幾項軟體功能項 目:

(一) PAC 與資料庫傳輸同步系統

1. 支援與資料庫系統網路連線功能,並且提供定時主動連線資料更 新排程。

2. 每日定時查詢資料庫系統,同步下載資料庫最新之人事基本資 料、照片圖檔等資訊,至控制器內部儲存記憶體。

3. 每需儲存至少 2000 組人員知識別相關資料與照片圖檔,以提供進 出入管制系統即時查詢並顯示。

(二) PDA 與 PAC 資料同步系統

1. 提供定時下載資料庫更新資料(人事資料、照片),透過與 PDA 資料傳輸過程中,自動下載 PDA 門禁管制出入紀錄資料,並且即 時上傳至遠端資料庫系統,更新門禁進出入管制紀錄。

2. 支援兩組 PDA 資料同步更新作業,透過 RS-232 串列通訊介面與 PDA 進行連線資料同步作業,可立即更新最新人事資料及照片圖 檔等資訊。

3. 提供 PDA 資料傳輸功能,可將 PDA 內當日出入記錄資料下載至 PAC 內暫存,並定時與資料庫系統連線,進行資料同步傳輸作業。

(三) PAC 門禁識別功能

1. 支援 RFID Reader 資料通訊功能,當 RFID Reader 讀取 RFID Tag 後,立即進行查詢並透過 LCD 顯示該人員相關資訊及照片,提供 管制人員比對身份。

2. 需可同時顯示兩組 LCD 螢幕,提供進出入口門禁管制人員進行身 份確認。

3. 暫存至少七日之出入紀錄資料量,避免因網路斷線,導致無法上傳 遠端資料庫。待網路連線恢復通訊後,可提供資料補遺功能,提 高資料之保存可靠度。

(四) 工業級掌上型電腦(簡稱 PDA)

(40)

1. 即時資料顯示功能,掃瞄 RFID Tag 後,顯示個人基本資料(照片 圖檔、姓名、職稱、車號及其他備註資料)

2. 需儲存至少 2000 組人員知識別相關資料與照片圖檔,以提供進出 入管制系統即時查詢並顯示。

3. 提供手動選擇狀態,掃描且確認身份後,提供管制人員手動輸入『外 出』或『入內』之型態。

4. 系統時間自動校時,掌上型電腦每日於資料傳輸同步時必須同步欲 資料傳輸控制器系統校時,確保時間一致性。

5. 出入時間紀錄確認機制,系統除了記錄即時時間之外必須於內部自 動產生流水號,每筆掃瞄記錄可透過流水號與系統時間比對,避 免因時間遭串改。

6. 若因無法連線傳輸,需提供儲存出入記錄資料至少三天資料量,避 免因資料通訊異常,提供補遺功能。

7. 資料傳輸機制均採用 RS-232 串列通訊介面,所有上傳下載資料傳 輸必須採用此通訊介面。

8. 使用者操作前需掃瞄感應卡作為身份確認用途,以便系統記錄此操 作人員之使用時段,作為後續追蹤記錄。

(五) 資料庫系統規劃與分析

1. 需針對現場需求進行分析,並且規劃資料欄位大小、資料型態及表 格關聯架構。

2. 資料庫系統欄位包含人員基本資料、刷卡資料、單位選單、相片圖 檔。

3. 資料欄位與設計架構需向業主分析說明,並且經由同意後方可施 作。

4. 資料庫軟體系統由業主提供。

(六) 線上系統設定與查詢報表功能

1. 線上查詢介面與報表需建置於 WEB 平台,開發軟體需支援 ASP.NET 程式語言。

2. 可提供資料傳輸控制器同時至少五個連線,查詢資料庫系統服務。

(41)

3. 提供出入記錄報表查詢功能,提供個人出入記錄查詢、指定日期查 詢、指定區域查詢等服務。

4. 除了提供查詢功能服務,亦可提供報表資料匯出成文字檔案。

5. 網站存取安全性認證介面,提供帳戶權限管理設定功能(查詢、新 增、修改、註銷)。

6. 人員資料管理介面,提供人員資料管理功能(查詢、新增、修改、

註銷)。

7. 感應卡管理介面,設定感應卡管理功能(查詢、新增、刪除)。 五、硬體功能規範

(一) 資料傳輸控制器(如圖 4.5)

1. 處理器:INTEL Strong ARM 200MHz 以上 2. 記憶體:SDRAM 64MB,FLASH 32MB 以上

3. 內建 WINDOWS CE.NET 嵌入式作業系統 4.2 版以上 4. I/O 插槽 3 組,可擴充 RS-232 通訊介面卡

5. 內建軟體 Watch-dog 計時器功能 6. 內建 Real-time Clock

7. 硬體擴充介面:電源供應 12V~24V,工作環境溫度:-25℃~+75

℃。

圖 4.5 資料傳輸控制器 資料來源:本研究整理

(42)

(二) 工業級掌上型電腦(如圖 4.6)

1. 處理器:INTEL X-SCALE 400MHZ。

2. 記憶體:FLASH ROM:64MB,SDRAM:64MB。

3. 觸控顯示器:240*320。

4. 內建 RFID HF 感應掃描器。

5. 按鍵功能:19 鍵按鍵(包含數字鍵及功能鍵)。

6. 內建 WINDOWS CE.NET 嵌入式作業系統 4.2 版以上。

7. 聲響警示功能,提供按鍵聲響音量調整及警示功能。

8. 硬體擴充介面。

9. 電源供應:鋰電池 7.4V/1850mAH,內建資料備份鋰電池。

10. 需搭配充電連接座,可提供串列通訊介面及充電功能。

11. 充電方式:提供充電連接座即時充電之外亦可更換電池。

12. 工業規格防護:1.2 公尺自由落體至地面防護及 IP54 防塵及防潑 水功能

13. 工作環境溫度:-5℃~+50℃

圖 4.6 掌上型電腦 資料來源:本研究整理

(43)

(三) 光電轉換器

(四) 光纖種類:單模光纖 (五) 光纖接頭:SC TYPE

(六) 內建一組乙太網路通訊介面 (七) 固定式 RFID 感應式讀卡機

1. HF 規格,頻道 13.56MHz 2. PVC 材質

3. 尺寸大小:86x 54mm

4. 支援 ISO 14443A / Mifare 規格 (八) 資料庫主機

1. 處理器:Intel Pentium 4 3.0GHz ,支援 800MHz 前端匯流排 (FSB)。

2. 系統快取記憶體:內含 1MB L2 Cache。

3. 記憶體:提供 512MB ECC DDR Memory(含以上),最大可擴充 至 4GB。

4. 硬式磁碟機:Ultra320 SCSI 介面(LVD 320MB/sec),400GB(含 以上)之硬碟 5 顆。

5. 硬碟陣列控制卡:Ultra320 SCSI 介面。

6. 內建磁碟陣列控制介面,可支援 RAID 0、1。

7. 擴充隔間:7 個(5.25 *1、IDE 48X-20X CD-ROM*1、1.44MB 軟 碟機*1、3.5 *4 )。

8. I/O 插槽:5 個(32-bit 33MHzPCI*3、65-bit 66MHz PCI-X*2)。 9. 顯示介面:SVGA/ATI Radeon 7000M on planar,16MB SDRAM,

128bit 圖形引擎,300MHzRAMDAC,最高解析度 1600*1200*32bit 全彩@100Hz 螢幕顯示頻率。

10. 網路介面:內建 10/100/1000 Gigabit Ethernet 網路。

11. I/O 連接埠:USB 埠*4、序列埠*2、平行埠*1、鍵盤埠*1、滑鼠埠

*1、視訊埠*1、Ethernet 埠*1

(44)

4.4 RFID 營門及人員差假管制系統架構規劃 4.4.1 模組架構規劃

一、前端使用者作業平台「MS windows」作業系統,運用「IE」瀏覽器,後 端使用「MS SQL」資料庫。

二、系統模組區分「人員管理」、「門禁管制」、「會客管制」及「差勤管制」

等模組。

三、「人員管理」模組:

(一) 使用說明

1. 人事管理單位:區分五個層級,具新增、修改、註銷(由人事業管 單位審核,註銷後資料不刪除)等功能。

2. 通行證及門禁卡管理單位:依各單位人員資料建立及通行證製作後 依層級開放進出營門權限,另開放一定數量門禁卡,供會客管制 使用。

3. 使用者:依單位層級權限開放查詢資料範圍,並依查詢條件查詢相 關資料。

4. 系統權限管理單位:依「人員管理」、「門禁管制」、「會客管制」及

「差勤管制」等模組,開放設定新增、修改、查詢、刪除等使用 權限(可以複選設定)。及內定一般使用者查詢功能及所有列表功能 均可使用。

5. 功能:新增、修改、查詢、刪除、列印(A4)。

6. 操作說明:下拉式選單,依「單位 ID」、「單位名稱」、「單位層級」

自行選擇。

7. 欄位說明:「照片」、「單位 ID」、「階級」、「職務名稱」、「姓名」、「身 分證字號」、「汽車車號(1)」、「汽車車號(2)」、「機車車號(1)」、

「機車車號(2)」、「証別(複選):1.2.3.4.5(依不同代號執行不同 門禁管制)」、「卡號」、「核卡日期」、「註銷日期」、「註銷原因(卡片 損壞或遺失)」、「卡片狀態:(註銷、使用中)」、「使用期限:年月 日」、「備註」。

四、「門禁管制」模組 (一) 使用說明

1. 人事、門禁卡管理單位或主官:區分五個層級,依查詢條件選擇所

(45)

要資料,選項包含「單位 ID」、「階級」、「職務名稱」、「姓名」、「身 分證字號」、「汽車車號」、「機車車號」、「証別」、「卡號」、「出、

入營日期或時間」。

2. 衛哨管制人員:手持式 PDA 或哨所螢幕顯示,持卡人基本資料,

包含「照片」、「單位 ID」、「階級」、「職務名稱」、「姓名」、「身分 證字號」、「汽車車號(1)」、「汽車車號(2)」、「機車車號(1)」、

「機車車號(2)」、「証別」、「卡號」、「核卡日期」、「註銷日期」、

「註銷原因」、「卡片狀態:(註銷、使用中)」、「使用期限:年月 日」、「差勤管制情況(是否完成外出請假手續)」、「備註」

3. 使用者:依需求查詢個人出、入營基本資料。

(二) 功能:查詢、列印(A4)。

五、「會客管制」模組:

(一) 使用說明:

1. 會客管制人員:輸入或異動會客人員資料,包含「身份証字號」、「卡 號」、「姓名」、「機關或地址」、「會客原因」、「被會客人員單位、

級職、姓名」、「汽車車號」、「機車車號」、「証別:(會客)」、「出、入 營時間」、「備註」。

2. 被會客單位、主官或門禁卡管理單位:查詢即時或歷史資料。

3. 衛哨管制人員:手持式 PDA 或哨所螢幕顯示,會客持卡人基本資 料,包含「身份証字號」、「卡號」、「姓名」、「機關或地址」、「會 客原因」、「被會客人員單位、級職、姓名」、「汽車車號」、「機車 車號」、「証別:(會客)」、「出、入營時間」、「備註」

4. 使用者:依需求查詢個人出、入營基本資料。

(二) 功能:新增、修改、查詢、刪除、列印(A4)。

六、「差勤管制」模組:

(一) 使用說明

1. 一般使用者:點選個人基本資料,輸入「請假起迄日期、時間」、「假 別(下拉式選單例假、慰勞假、榮譽假、病假、事假、公假、分娩 假、婚假、喪假、特別休假、生理假等)」、「到達地點」、「聯絡電 話」、「職務代理人級職、姓名」、「申請天數或小時」、「申請日期」、

「上傳核判主官(區分不同等級)」。而若要查詢假單申請進度(顯示

(46)

審核中、核准或剔退)。

2. 主官審查:顯示待審查假單資料,依權責點選審查情況,區分同意 或不同意。

(二) 功能:新增、修改、查詢、刪除、列印(A4)。

4.4.2 資料庫欄位介紹

一、TABLE1-人員基本資料表:

(一) 個人照片。

(二) 單位 ID。

(三) 階級。

(四) 職務名稱。

(五) 姓名。

(六) 身分證字號。

(七) 密碼。

(八) 密碼變更日期。

(九) 資料修改日期時間。

(十) 資料修改者。

(十一) 註銷原因。

(十二) 入伍日。

二、TABLE2-人員權限表:

(一) 身份証字號。

(二) 模組名稱。包括:人員管制、差勤管制、門禁管制、會客管制。

(三) 讀取權限。

(四) 修改權限。

(五) 刪除權限。

(六) 註銷權限。

(七) 假單批核權限。

(八) 權限&單位層級。包括:依照原單位層級、瀏覽所有單位、讀寫所 有單位、瀏覽所屬一級單位、讀寫所屬一級單位

(九) 修改日期時間。

(十) 修改者。

三、TABLE3-單位編制表:

(一) 單位 ID。

(二) 單位名稱。

(三) 單位層級。

(47)

四、TABLE4-模組類別表:

(一) 模組 ID。

1. 模組名稱。

五、TABLE5-休假類別表:

(一) 假別 ID。

(二) 假別名稱:(例假、慰勞假、榮譽假、公假、病假、分娩假、婚假、

喪假、事假、特別休假、生理假) 六、TABLE6-人員休假資料表:

(一) 身份証字號。

(二) 假別 ID。

(三) 休假起始時間。

(四) 休假結束時間。

(五) 申請天數或小時:(由起迄時間直接換算天數) (六) 申請日期。

(七) 到達地點。

(八) 聯絡電話。

(九) 職務代理人級職。

(十) 職務代理人姓名。

(十一) 假單審查主官 1(區分不同等級) 。 (十二) 假單審查日期 1。

(十三) 假單審查主官 2(區分不同等級)。

(十四) 假單審查日期 2。

(十五) 假單審查主官 3(區分不同等級) 。 (十六) 假單審查日期 3。

(十七) 假單審查主官 4(區分不同等級) 。 (十八) 假單審查日期 4。

(十九) 假單申請進度。

(二十) 假單審核情況。

七、TABLE7-人員卡片資料表:

(一) 身分證字號。

(二) 汽車車號(1)。 (三) 汽車車號(2)。 (四) 機車車號 1。

(五) 機車車號 2。

(六) 証別。

參考文獻

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