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RFID 案例解析与实际操作

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RFID 案例解析与实际操作. 2006-08-19. 董 雄 Dongxiong@hotmail.com 13311373737. 目录. 概要性介绍 各领域典型案例简析 实际案例详解 如何成功实现 RFID 解决方案 需求分析 硬件选择 软件设计. 第一部分 概要性介绍. RFID 概念、原理、各种应用简介. 何谓 RFID?. 即无线射频辨识系统 Radio Frequency Identification 之简称。 早期 RFID 的应用要回溯到第二次世界大战时期,其功用主要是用来辨识友方的飞机。. RFID 系统组成.

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RFID 案例解析与实际操作


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    Presentation Transcript
    1. RFID案例解析与实际操作 2006-08-19 董 雄 Dongxiong@hotmail.com 13311373737

    2. 目录 • 概要性介绍 • 各领域典型案例简析 • 实际案例详解 • 如何成功实现RFID解决方案 • 需求分析 • 硬件选择 • 软件设计

    3. 第一部分 概要性介绍 RFID概念、原理、各种应用简介

    4. 何谓RFID? • 即无线射频辨识系统Radio Frequency Identification 之简称。 • 早期RFID的应用要回溯到第二次世界大战时期,其功用主要是用来辨识友方的飞机。

    5. RFID系统组成 • 天线(Antenna , or coil) • 读取器(Reader , transceiver) • 感应标签(Transponder, or RF Tag, 或硅芯片)

    6. RFID优点 • 体积小:Hitachi研发的被动式RFID芯片仅0.4mm X 0.4mm大小,与一颗沙粒相仿,可贴附在任何大小的商品上。 • 成本低廉:估计RFID芯片被大量应用时单颗成本降至5分美金以下。 • 不易被仿制:RFID可隐藏于物品内,除大型IC制造厂外无法被仿制。 • 可储存大量数据:芯片内藏96 bits容量,可辨识1600万种产品,680亿个不同序号。相对条形码方式常遭遇序号重复等问题。 • 快速非接触式读取方式:间隔7米(某些超高频设备)即可感应,每秒可读取250个标签,比条形码辨识快数十倍,无须人工手持条形码机逐个扫描。 • 其它特色:减少人工手动错误确保品质降低成本,提供实时性数据等。

    7. 感应标签(Transponder)的分类 (Page 1 of 3) • 感应标签(Transponder)的主要功用在于接收到Reader的命令后,将本身所储存的编码(Code)回传给Reader。根据不同的功能可区分为 : • 只读(Read-only memory, ROM): 成本最低,其程序及数据编码于制造时便写入,使用者无法更改数据内容。 • 单次写入多次读取(One time programming, OTP): • 允许使用者单次写入数据,在写入数据后便成为只读, 数据无法更改。 • 因良率问题,故目前市面上此规格芯片较少。 • 多次读写(EEPROM): 价格最为昂贵,但它却可以让使用者多次写入。

    8. 感应标签(Transponder)的分类 (Page 2 of 3) • 根据有无电源而区分为Passive和Active两种: • Passive Tag (被动式) • Passive感应器本身并无电源,其电源是来自Reader,由Reader发射一频率使感应器产生能量而将数据回传给Reader。 • 体积比较轻薄短小并且拥有相当长的使用年限。 • 感应的距离较短 。 • Active Tag (主动式) • 价格较高;因内建电池,所以体积比Passive tag大。 • 有使用之年限 。 • 较长的感应距离 。

    9. 感应标签(Transponder)的分类 (Page 3 of 3) • 根据频率的高低,大致上可分为以下三类: • 低频率(Low Frequency): 100~500KHz低频率的感应距离较短以及读取速度较慢, 以125KHz为主。 穿透能力好。 • 高频率(High Frequency): 10~15MHz高频率的感应距离略长,读取速度也较低频率来的快,以13.56MHz为主 。 • 超高频率(Ultra High Frequency/Microwave)介于850~950MHz(UHF)以及2.45GHz之间,超高频率的感应距离最长,速度也最快 。穿透性差。

    10. RFID运作原理 (Page 1 of 3)

    11. RFID运作原理 (Page 2 of 3)

    12. RFID运作原理 (Page 3 of 3) 以汽车收费站监控的例子说明。 RFID 系统由 Tag 芯片、天线、 读卡器所组成,接收信息并传至计算机系统处理

    13. RFID芯片卡构造示例

    14. RFID芯片卡构造示例

    15. RFID读卡器示例

    16. RFID 读取流程 资料中心 读卡器 Radio Frequency 外部天线 RFID芯片 标签 资料显示

    17. RFID主要应用 • 门禁管理/身份辨识 • 最成熟之市场。 • 低成本、大量之RFID卷标或卡片。 • 125KHz以及ISO15693规格(13.56MHz)主导这个市场。 • 运输系统 • 大部份为ISO14443规格(13.56MHz)所主导。 • 应用在大众运输系统(如各高速公路刷卡收费系统、各停车场刷卡停车系统、台北捷运悠游卡等)。 • 物料/产品追踪 • 市场规模仍小,但急速成长中。 • 应用在供应炼管理上或物品管理上, 以UHF及2.45GHz为主。 • 美国Wal-Mart宣布将于2005年1月1日起采用RFID。

    18. 第二部分 各领域典型案例简析 RFID经典应用领域 ■ ■ ■ 运输与配送:车辆 制造与加工:生产自动化 安全与认证:人员识别 积极试点,高成长性领域■ ■ ■ 动物识别 废弃物管理 会议与计时 邮包跟踪 航空行李跟踪 道路收费管理

    19. RFID特殊应用领域 • 电子物品监视(EAS)/服装零售店出口管理 • 贵重仪器设备的防盗管理、非授权使用管理或者资产管理 • 车辆、停车场及加油站/仓库设施管理 • 过路过桥费的自动收取 • 重要、危险场合的门禁控制管理 • 会议与计时--典型应用 • 动物管理/个性化喂养 • 数控机床工具的自动识别 • 柔性加工系统中产品数量与过程控制 • 运动计时 • 犯罪嫌疑人的监视 • 车辆防盗系统和汽车点火系统 • 资料来源:Interaction Design Institute Ivreade

    20. Data Center RFID 防伪领域应用示例-主机板产品防伪-现存问题 伪造厂商将伪造品 流入市场中 不知情的零售商或通路商 采购到伪造品 维修服务人员无法辨识产品 之真伪,无奈只得接受换修。 不知情的消费者 购买到伪造品 公司蒙受利润及商誉损失。

    21. RFID 防伪领域应用示例-主机板产品防伪-解决方案 渠道商/零售商读取RFID芯片 以提供客户辨别产品真伪并 获得产品数据。 于制造过程中设置检查点,采用 RFID芯片读取器读取芯片并与 计算机系统联机。 将RFID芯片置于主机板上。 维修人员读取RFID芯片 以辨别产品真伪并获得 产品相关数据。 资料中心系统

    22. 超过设定之使用次数便 淘汰以免影响产品品质 资料中心系统 RFID 防伪领域应用示例-主机板产品防伪-生命周期 于使用时读取RFID 以纪录/检查使用次数 将RFID标签贴于Box上

    23. RFID 医疗领域应用示例-药品管理 医师开处方: 1.A00123 2.C00456 药房显示应取药品□1.A00123 □2.C00456 RFID标签贴在瓶上 读取该药品后记录 1.A00123 □2.C00456 纪录每一笔药品使用纪录, 确保用药安全性。 资料中心系统

    24. RFID 医疗领域应用示例-病历/文件管理 • 将RFID应用在病历表上,于每一步骤进行追踪确认。 • 改善Bar code条形码读取不易以及读取速度慢之问题。 电话挂号 现场挂号 网络挂号 资料处理中心 资料处理中心 读取确认病历刷出 病历室 病历刷出/刷入诊疗室

    25. RFID识别卡 RFID识别卡 编码:EFFF-FFFF-FFC0-0000 读卡器 读卡器 读卡器 编号 项目 管理电脑 管理电脑 1 品名 2 最后使用日期 3 最后使用者编号 4 药柜编号 5 RFID 医疗领域应用示例-管制性药品管理 RFID 管制锁 确认授权后开启管制药柜 取出药品 将使用者及药品数据 逐笔记录至数据中心 使用完毕 读取识别证关闭药柜

    26. RFID 医疗领域应用示例-人员/门禁/付费管理 • 于每位病患手上配置RFID手环带,由RFID所提供之唯一编码作为身分识别。 • 相关医疗人员亦佩带RFID识别证以供进出重要实验室或库房之管理。 • 于重要进出口设置门禁以管制人员/病患之进出。 • 人员于医院内或相关商店消费购物,可利用RFID以签帐方式消费。

    27. Block D1 Block D2 Block D3 Block D4 Access control Access control Block C1 Block C2 Block C3 Block C4 Gate B Gate C Block B1 Block B2 Block B3 Block B4 识别卡号码:1234567= RFID编码:EEE00001 Block A1 Block A2 Block A3 Block A4 Main Gate Access control RFID 医疗领域应用示例-人员追踪流程图示(1 of 2) 识别卡号码:1234567 进入日期: Nov.25,03 时间: 10h:25m:30s 区域: Main Gate

    28. Block D1 Block D2 Block D3 Block D4 Access control Access control Block C1 Block C2 Block C3 Block C4 Gate B Gate C Block B1 Block B2 Block B3 Block B4 Block A1 Block A2 Block A3 Block A4 Main Gate Access control RFID 医疗领域应用示例-人员追踪流程图示(2 of 2) 识别卡号码:1234567 进入日期: Nov.25,03 时间: 10h:35m:16s 区域: Block B3 识别卡号码:1234567 进入日期: Nov.25,03 时间: 10h:27m:25s 区域: Block A3 识别卡号码:1234567 进入日期: Nov.25,03 时间: 11h:15m:20s 区域: Block A3 识别卡号码:1234567 离开日期: Nov.25,03 离开时间: 11h:55m:45s 区域: Main Gate ***Record filed***

    29. RFID 门禁应用:门禁及产品管理 • 身分查验(门禁管制) 资料中心 RFID reader RFID标签 Data enquiry 资料显示 RFID编码 • 物料管理/产品管理 资料中心 RFID标签 资料显示 Handheld reader

    30. RFID 应用示例:自动辨识馆藏管理

    31. RFID 应用示例:物流领域 • 从航空公司到邮局

    32. RFID物流应用 • 无缝集成、透明的 • 可视性和数据 • 收集: • 包裹行程安排/跟踪 • ULD 行程安排/跟踪 • 集装箱跟踪 • 分拣/包装/上架 • 地点/位置/堆放 • 码垛堆集

    33. 物流 –叉车读取器系统…

    34. 在配送中心当推车经过 RFID Readers时,获取每一箱货物的数据 • Step 1: 推车经过Reader门户 • Step 2: 解决方案从reader抓取每个箱子的数据 • Step 3: 解决方案 生成业务相关事件,传送到数据中心 RFID Reader #1 有标签的的推车 RFID Reader #2

    35. 物流领域一个的 RFID Reader 配置示例 Optical Sensor Light Stack • This retailer is using aSymbol RFID Reader • Similar configuration asdeployed at Wal-mart • Retailer will need tworeaders for each dock-door(200 dock-doors per DC) • A layer of software is neededin the DC to filter andaggregate events Antennae #2 Symbol / MatricsRFID Reader Antennae #1

    36. 利用RFID, 零售商现在可以知道每个商店的库存了 Dock Door inBack Roomof Retail Store RFID Reader Typical PalletConfiguration

    37. RFID 应用示例:邮政领域 • 降低损耗 —需要对可重用的资产进行有效的监控和管理 • 拥有其资产的可视度 • 提高其资产的可用度和使用率 • 知道在哪,有多少 • 改进高峰时段的客户服务 • 展示RFID信息和技术的特点,为以后的应用作准备

    38. Internal Process Control no need to include as part of the initial Pilot. Roll cages are not lost here! 1. 2. 3. 6. 4. 5. 邮包追踪 Roll Cages… Sender Vehicle UnLoaded. Scan-Out Full Roll Cage Deliveries & Scan-In Empty Roll Cage Collection Pilot will focus on activities that are outside direct operator’scontrol. Post Office. In-Transit Distribution Centre. Vehicle Loading @ Distribution Centre. Scanned Out using Handheld Scanners & Scan-In through Portals Gates

    39. RFID 应用示例-CRM商业模式 ①RFID Member Information Service Clerk (Each tenant) Customer ②Sales Support System Customer A is visiting us! Sales Recommendation for A 1F・Shop Sales Record for A Strap type RFID(IC tag) Reader at shop CRM System Customer service for member Point Service Shop Guide Shop Owner (Department Store) Fortune Telling Shop PC KIOSK ③RFID Member Management System Member Analyze ・Visiting time・place ・Sales Pattern ・Customer Character

    40. 店员辅助系统 • 店舗画面イメージ(入手中) 购买心理 推荐方式 会员号. 姓名地址 销售代表

    41. RFID 应用示例-自动识别馆藏管理系统 1.借书、还书处理皆利用RFID。 2.借书时书本中的RFID自动注记已借,还书时RFID自动注记已还。 3.可使用自助借还书机,读者操作借书及还书作业,不会做错。 4.还书时直接使用BOOKDROP(自动还书箱),只需将书放入还书箱即完成还书作业,马上可以再借书。 5.柜台工作站可以同时处理借还书作业,并且可以处理其它较复杂的工作,例如:续借、罚款...等作业。 6.磁性媒体(录音带、录像带等)皆可使用自助借还书机或馆员工作站。不需要另外处理。 7.RF式侦测门系统穏定(不受环境影响)。 8.馆藏盘点时,只需在书架上横移即可读取,盘点时间很短。很有可能需利用假日或晚上即可完成盘点。 9.每本书需要RFID,市场行情不超过25元 。 10.可选用设备:自助借还书机、自动还书箱、户外自动还书箱、盘点设备….等。 11.使用RFID管理图书馆馆藏是目前及未来的趋势。 12.图书馆界使用的RFID推荐规格:13.56MHZ、ISO15693国际标准 、EAS(电子防盗功能)及64Bytes以上的内存空间(存放登录号、馆别、索书号......等)。

    42. RFID 另类应用示例-日本的RFID化妆机台

    43. 日本的RFID化妆机台-使用说明 • 消费者只需要坐在计算机屏幕前,由网络摄像机帮他拍张脸部正面照,照片出现在屏幕后,消费者就可以开始把自己想要试用的化妆品用计算机内建的 RFID 扫描仪读取,然后软件会根据扫描进来的化妆品项目自动判断应该涂抹在脸部的哪个部位,消费者便可由屏幕上出现的照片来判断此化妆品的颜色或质感是否适合自己或符合自己所需。 • 此软件还会根据消费者选用的产品再推荐其它能够相互搭配的色彩,所有配色和试用的动作完成后,消费者还可以把屏幕上完妆后的照片印出来,做为日后购物的参考。

    44. RFID 另类应用示例-主题公园管理 • 研究动机 • 自从实施周休二日以來,居民的休闲时间增多,连带着旅游活动也有逐渐增长的趋势。 • 观光旅游产业目前已经是世界上最大的产业之一,在此一趋势之下,旅游观光产业在未来将成为国家支柱产业之一。如迪斯尼的第三个海外主题乐园在2005 年9月12日于香港开幕,预计第一年将会吸引3,400,000 位旅客,之后的15 年提高到7,000,000 人。 • 然而在每日近出数万人次的各游乐园区中,园区管理单位常为了提供协寻失踪顾客以及维护园内安全而加装了摄影机或监视器,甚至动用人力成本投入协寻的工作,不仅减少了员工服务其它游客的时间,亦增加园方无法估计的人力成本

    45. RFID应用于主题公园管理 • 门票管理 • 小额消费记帐 • 辅助定位 • 游客爱好分析 • 自动视频短片拍摄功能

    46. RFID 另类应用示例-富士通RFID养猪 全程无菌品管理 • 日本科技大厂富士通公司,更在养猪场进行这项RFID的高科技新尝试,从养猪场内小猪的活动与成长,经过屠宰场、加工、运输、卖场,整个流程中进行精密的无菌品管,让消费者掌握餐桌上的猪肉从何而来,完全安心,不必害怕黑心猪肉。 • 小猪健康长大以后,送入屠宰场,进行肉品加工,在冷藏环境下运输,送进卖场,所有管理系统的纪录都跟着猪肉走,让通路商、消费者可以了解到肉品的来源。另一方面,也可以掌握猪只的出生成长情况,让具有优秀健康遗传因子的猪只进行交配,生出更多健康的小猪,提升牧场肉品的整体品质。 2005 05 09 经济日报 A11版 信息科技

    47. 资料演示 • 视频资料 • 图片资料 • 实际现场模拟演示

    48. 第三部分 实际案例详解 两会开放式会议系统 国家开发银行/北京地税开放式门禁系统

    49. 第四部分 如何成功实现RFID解决方案 需求分析 硬件选择 软件设计 注册标签(数据库或可写标签信息写入) 使用标签(数据库或可写标签信息读取、处理)

    50. 实施 RFID 项目涉及哪些内容? • 不仅涉及标签…而是完整的解决方案。 • 调查/架构/设计规划 • 包括 RFID/MH 设备在内的所有硬件安装 • RF 优化技术咨询 • 控制、通信 • 数据管理 • 软件集成 • 用于解决方案部署的应用程序工程、辅助设备和新产品/合作伙伴 • 借助保证单 / 保险 / 管理进行计划管理 • 支持与即时维护和功能增强