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報 告 者:郭芳熙 助理教授 景文技術學院 資管系 資料提供:中山科學研究院系維中心. Outline. 何謂 RFID 簡介、基本結構、運作原理 功能、優缺點 RFID 與傳統條碼的差異 EPC global 探討 RFID 應用案例 「無線射頻辨識」應用於國軍後勤之技術研究 研究目的與背景 文獻探討 導入研究與探討 結語. 謎底揭曉 : 我就是今天 的主角 RFID. 你認識它嗎 ? 您知道它為何有這 麼多功能嗎 ? 它的工作原理為何 ? 它為何會變成明星 產業呢 ? … 讓我慢慢告訴你.

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    Presentation Transcript
    1. 報 告 者:郭芳熙助理教授 景文技術學院 資管系 資料提供:中山科學研究院系維中心

    2. Outline • 何謂 RFID • 簡介、基本結構、運作原理 • 功能、優缺點 • RFID與傳統條碼的差異 • EPC global探討 • RFID應用案例 • 「無線射頻辨識」應用於國軍後勤之技術研究 • 研究目的與背景 • 文獻探討 • 導入研究與探討 • 結語

    3. 謎底揭曉: 我就是今天 的主角RFID 你認識它嗎? 您知道它為何有這 麼多功能嗎? 它的工作原理為何? 它為何會變成明星 產業呢? …讓我慢慢告訴你 資料來源: RFID無線射頻辨識系統應用探討 簡報資料 2003.11.7

    4. 何謂 RFID?

    5. 生物辨識 Biometrics 條碼辨識 Barcode 光學辨識 OCR 自動辨識 Auto-ID 智慧卡 Smart Card 射頻辨識 RFID 自動辨識系統(Automatic Identification) • 自動辨識系統是藉由不同輸出入界面的讀取裝置來自動辨識物件,並將所擷取的資訊存回電腦系統中作處理 。 自動辨識系統的種類(Finkenzeller, 1999)

    6. RFID Reader & Tag Hitachi RFID µ-Chip Tag Reader

    7. 何謂 RFID? • 原文 Radio Frequency Identification 簡稱RFID,中文稱為無線射頻識別標籤、感應式電子芯片或是近接卡、感應卡、非接觸卡...等等,是非接觸式自動識別技術的一種。 • RFID系統是由標籤(Tag;Transponder詢答器)、讀取器(Reader)和天線(Antenna)三部分組成,當標籤進入磁場區域後,讀取器讀取訊號並譯碼後,送至EPCglobal系統進行有關的處理。

    8. RFID的發展與趨勢 雷達技術的誕生 早期RFID在研究室實驗應用階段 電磁磁場的基本理解 Jack Kilby發明集成電路 美國軍方發展非接觸技術與系統- IFF系統 Marconi 發明無線電 IFF系統成為世界航空管制系統的基礎 早期的RFID發展里程碑

    9. RFID的發展與趨勢 EAS 系統 電子收費系統首次於挪威啟用 工廠自動化與動物識別的應用 電子收費系統於美國使用與標準問題產生 RFID 系統的商業應用 唯一性識別的應用

    10. RFID的發展與趨勢 UHF標籤開創了RFID在SCM和企業系統的應用 美國鐵路運輸開始運用RFID技術 DoD ITV WalMart、DoD開始進行RFID計畫 EPC 標準與聯盟形成 RFID應用技術興起 整合應用開始

    11. 為什麼用RFID TAG? • 唯讀 • 需要對準標的 • 一次讀一個 • 易破損 5 0012 9872566 1 • 可讀寫 • 不需對準標的 • 同時讀取多個 • 堅固全天候使用 • 可不需人力介入操作

    12. RFID的基本結構與運作原理 • RFID的基本結構 • 第一部份為詢答器(如卡或標籤)部份,主要包含收發天線、卡片電源、收發模組及識別資料。 • 第二部份為Reader部份,其內主要包含收發天線、收發模組及控制電路。 • 運作原理 • Reader平時發射電磁波,當詢答器接近Reader時會將Reader發射的電磁波能量儲存起來作為詢答器所需的電能,而此時詢答器也開始動作,將詢答器內的識別資料以無線電波的方式傳送給Reader以作確認及進一步的控制動作。 資料來源:SAP

    13. Tag 的組成元件 • 微晶片(Microchip) • 天線電路(Antenna Circuit) • 充電電容器(Charge Capacitor) • 諧振電容器(Resonance Capacitor) • 電池 控制操作頻率、資料傳輸率、訊號調變、加解密、記憶體讀寫等機制之操作。微晶片得到所需之電源後,會將其記憶體內的資料加密,並以調變訊號方式經天線單元傳回給Reader,或者將Reader送過來的訊號解調並解密成更新的資料以存至記憶體內。 線圈 天線電路用以感應Reader所發射的RF能量和更新資料,以及以射頻信號的方式傳回Tag內的資料;Tag的傳回距離主要根據天線電路和尺寸大小而定。 電容器 微晶片

    14. Tag/Transponder

    15. Reader 的組成模組 • 控制模組(Control Module) • 射頻模組(RF Module) • 收發天線(Antenna) • 電源供應器(Power Supply) • 控制模組由微晶片、調變、解調等 • 電路組成。其功能: • 資料處理:包括資料的編碼、解碼、檢查、儲存等,並與主電腦之間通訊。 • 與TAG之間的通訊管理:喚醒或啟動Tag、通訊機制的初始化、讀取與寫入資料、安全認證等。 • 實體的通訊:控制收發模組與收發天線發射RF無線電波能量,以進行對Tag的讀取或寫入資料動作。 發射與接收電磁波之RF收發機的收發模組,其中收發機內的發射機功能為發射RF電磁波,用以提供被動式Tag所需能量,並讀取Tag內的資料以及資料寫入。而接收機的功能是接收Tag所傳回之訊號。 讀取/寫入單元 控制 模組 發射RF無線電波能量之收發天線,通常內建於Reader機殼內,當讀取距離較長時,收發天線會單獨存在。 資料管理 之電腦 射頻 模組 提供各模組電路板與面板顯示燈所需之電源,其中又以發射RF無線電波能量之射頻模組與收發天線最耗電。 電源 供應器 外部電源 供應器 收發天線 資料來源:TI-RFid

    16. 電磁感應的原理 • 經由變壓器調變改變磁場來感應,依據電磁感應原理 • 典型的工作頻率:125kHz、225kHz和13.56MHz 資料來源:RFID應用實務課程簡報資料

    17. 微波方式 • 經由電磁波的傳播,發射出去的電磁波碰到目標後反射,同時帶回資訊,依據雷達原理 • 典型的工作頻率:433MHz、915MHz和2.56GHz 資料來源:RFID應用實務課程簡報資料

    18. RFID的操作頻帶與特性

    19. EPC (Electron Product Code) • EPC發展背景 • EPC編碼 • EPC網路系統 • 企業導入EPC之路徑

    20. EPC發展背景 • 2003年EAN與UCC合資成立EPC global Inc.,推動RFID/EPC全球共通標準,集中焦點在實際的供應鏈導入應用。 • Auto ID Center在完成階段性任務後,已於2003年10月改組。目前恢復到Auto ID Labs的 工作,而EPC系統之推動工作由EAN與 UCC合組成的EPC Global Inc繼續推動,也因受到全球大廠之支持,預定將成為未來RFID標準的主流。 資料來源:EPC GLOBAL

    21. EPC編碼 EPC碼結構分為四區塊: 1. 標頭:為EPC碼的第一部份,主要定義該EPC碼的長度、識別類型和該標籤的編碼結構。 2. EPC管理者(公司):具有獨一無二的特性,為一個組織代號,也是公司代碼,並負責維護結構中最後兩組連續號碼。 3. 物件(產品)類別碼:在EPC編碼結構的角色為辨識物件的形式以及類型,具有獨一無二的特性。 4. 序號:連續號也同樣具有單一的特性,賦予物件類別中物件的最後一層,使得同一種物件得以區分不同個體。 資料來源:EPC GLOBAL

    22. EPC編碼 資料來源:鄭炳坤 2005

    23. EPC Network組成元件 資料來源:EPC GLOBAL

    24. ONS 元件 • 定義:其主要功能為提供EPC碼的查詢服務,負責將EPC碼對應到產品資訊的路徑上。 • Root ONS:由PEC global負責維護,並委託Verisign公司代為管理,提供全球商品製造商的搜尋目錄。當向Root ONS詢問某項商品的EPC碼時,Root ONS會告知製造商的Local ONS在何處。 • Local ONS:由各商品製造商維護,提供商品的搜尋服務。當我們向Local ONS詢問某項商品的EPC碼時,Local ONS會告訴我們商品資訊放置何處。

    25. RFID Middleware(Savant) • 協調讀卡機(Reader Coordination) • 資料過濾與聚集(Data filtering and aggregation) • 資料路線發送與整合(Data routing and integration) • 程序管理(Process Management) 資料來源:EPC GLOBAL

    26. EPC- IS 元件 • EPC- IS位於EPC中介軟體和EPC資料庫、應用系統之間。 • EPC IS負責接收及儲存Middleware所接收的標籤讀取資料、商品資料(如有效日)、及物品分類(如產品目錄)。 • 當外部向EPC 網路系統進行資料查詢時,會先搜尋各企業的EPC IS,無法找到符合資料時,再向全球的資料庫系統查問。

    27. EPC- DS 元件 • EPC- DS主要功能為知道某個EPC碼動態資料儲存在哪些EPC- IS中 • 供應鏈的成員能夠透過EPC- DS,找到某個EPC碼在供應鏈上的追蹤及追溯資料

    28. RFID與人工輸入及條碼比較 • 作業效率 • 資料取得 • 以一個棧板的貨到達倉庫進行收貨作業為例 射頻辨識為即時讀取,貨物到達倉庫的同時,資料即錄入資料庫 資料來源:Savi Technology

    29. Comparison of RFID and Bar Code 資料來源:EAN-商品條碼策進會

    30. Comparison of RFID and Bar Code

    31. RFID 特性 • 自動資料蒐集 • 容易小型化和多樣化的形狀 • 耐環境性 • 可重複使用 • 穿透性 • 數據的記憶容量大 • 被仿製程度低

    32. RFID 的無限應用 補貨出貨 收貨防竊 流通業 • RFID四大應用 • 追蹤 • 點數 • 監控 • 找尋 流程管理 庫存管理 安全管理 資產管理 流程監控 生產資訊 製造業 運程追蹤 載具管理 物流業 資料來源:RFID應用實務課程簡報資料

    33. RFID應用案例

    34. 電子封條演示 卡車號 : VA-36 貨櫃號: YMLU1452780 車道 : 5 關封號 : 400501 關封狀態 : 完整 驗封 監 控 室 8 7 6 5 4 3 2 1 驗封 資料來源: RFID無線射頻辨識系統應用探討 簡報資料 2003.11.7

    35. 電子封條演示 卡車號 : TX-88 貨櫃號: MKTH0032111 車道 : 1 關封號 : 222331 關封狀態 : 破損 破損告警 驗封 監 控 室 8 7 6 5 4 3 2 1 驗封

    36. 汽車產業RFID系統服務運作架構

    37. 日本成田機場RFID應用-空手旅行計畫 從日本成田機場出發搭乘全日空或日本航空的旅客,向機場宅配公司(宅川急便)提出申請 旅客行李可通過E-Tag進行管理,行李狀況可透過手機或電網查詢 宅配業收貨人員至旅客家中在行李上貼黏E-Tag(標籤資料含出發日、班機名稱等),並運往成田機場 旅客抵達目的地機場後提取自己的行李 運到機場的行李於旅客出發前暫存於機場某區域 旅客空手前往機場,辦理好登機手續後行李被搬運至飛機上 資料來源:商品條碼季刊 94.9 P27-31

    38. 醫療院所接觸史追蹤管制系統 • 急診室急救的時間與醫療順序的掌控 • 開刀手術的控制 • 住院病人服藥的時間與劑量管控 • 醫療器材使用的控管 • 藥物配送物流的改造 • 藥劑使用及劑量與病患及處方的核對 • 領藥的自動核對 • 藥物時效性的控管 • 藥物使用的追蹤 醫療院所接觸史追蹤管制系統架構圖資料來源:工研院系統研究中心

    39. 文件管理 • 代替條碼磁條 • 讀者自助借書、投箱自動還書 • 防盜偵測 • 自動辨識功能、快速盤點作業 • 快速尋找錯置圖書且不遺漏 資料來源: Microsoft RFID Initiative 簡報資料 2004.12.20

    40. 物流資產追蹤應用

    41. 飛機維修 • 零件追蹤系統 • 美國陸軍每年整修170部飛機 • 每年有25萬件零件必須進入151個維修中心進行整修 • 物訊提供無線射頻辨識系統以飛機零件品項為單位元的庫存追蹤系統 • 在每一個維修中心裝置讀取器確認每一個零件進出維修中心的狀況 • 物訊的庫存追蹤資料庫記錄每一零件的位置及庫存量 資料來源: RFID無線射頻辨識系統應用探討 簡報資料 2003.11.7

    42. 美軍伊拉克戰爭RFID應用 美軍在1990年波灣戰爭的教訓- 4萬多個集裝箱 ? 2.5萬多個集裝箱被迫打開

    43. 即時後勤資訊系統 主動式RFID標籤(active Radio Frequency Identification tags)和線性(linear)條碼及二位元條碼(2 dimensional bar codes),結合整體自動化的過程,來獲取來源資料並保留、擷取、轉換及整合所有的數據 美軍在由物資集結點往前線運補的過程中沿線布建移動式之射頻辨識讀取裝置 在戰場上正在讀取貨櫃資訊的士兵 美軍伊拉克戰爭RFID應用

    44. 由無線標籤獲取及寫入資料 1 貨物裝入貨櫃 2 Savi Handheld 4 無線射頻讀取器確認貨物離開基地前往碼頭 SaviReader SaviReader & RF Link 3 美國陸軍供應鏈管理-動態貨物監控 無線射頻讀取器確認貨物離開物流中心

    45. RFID應用領域

    46. RFID 發展的困難 • 技術的突破 • 人、金屬、液體之阻隔 • 整批讀取的問題 • 成本的降低 • 以印刷方式製作的研究 • 國際標準的制訂

    47. 隱私權的保護綱領 • Consumer Notice(告知) • 告知顧客商品上附有RFID • Consumer Choice(選擇) • 提供停止RFID功能的方法 • Consumer Education(宣傳) • 努力使顧客瞭解RFID相關知識 • Record Use、Retention and Security(公開) • 公開隱私權政策

    48. Metro’s Future Store 影片來源 :Metro網站 影片長度:11分55秒

    49. 「無線射頻辨識」應用於國軍整體後勤之技術研究「無線射頻辨識」應用於國軍整體後勤之技術研究

    50. 緣起 • RFID在Wal-mart及美國軍方等之推動之下,明年(94/1)開始將面臨爆發性的發展。 • 美國國防部已在93/7/30發佈最後版本之RFID相關政策,對應用範疇、使用標準/頻段/期程等作了明確的規範。 • 在全球通用之標準制定上, EPC global亦預期在今年年底前,對第二代規範有所定案。廠商預期在標準底定後,會大規模的投入相關的研發及量產作為。 • 同時,我國軍方未來將走向精簡及精進化,尤其在後勤系統方面應積極導入RFID技術,全面提昇國軍後勤支援效率與能力,以達到後勤資訊化、自動化、專業化、系統化及機動性等要需求。 • 在此時機,對RFID相關資料作較完整的整理,並應軍備局要求,對我國軍方提供未來發展之初步建議。