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RFID發(fā)展現(xiàn)況與使用印刷技術生產(chǎn)RFID介紹

作者:林明賢
來源:RFID世界網(wǎng)
日期:2005-09-27 10:18:28
摘要:RFID發(fā)展現(xiàn)況與使用印刷技術生產(chǎn)RFID介紹

作者簡介:林明賢(Ming -Hsien Lin),目前就讀世新大學圖文傳播暨數(shù)位出版所一年級

摘要

  近來RFID(Radio Frequency Identification)無線射頻識別系統(tǒng)技術,是受到矚目的熱門技術,許多軟、硬體開發(fā)廠商投入,RFID 現(xiàn)在應用面對很多問題以及生產(chǎn)技術上的瓶頸需要克服。在RFID 生產(chǎn)的瓶頸中,有些是可以利用印刷方式來解決,像是可利用印刷技術生產(chǎn)RFID 的天線,甚至研發(fā)中印制晶片的部分,這些都能給印刷業(yè)帶來許多的發(fā)展和契機。

第一章 前言

  一項創(chuàng)新的技術,在發(fā)展規(guī)劃的階段都會預測到,實行會帶來有多大的便利與效率,給大家很宏大的愿景,不過新技術都不可能在一夜之間全面導入實際的應用,而是透過花費許多人力、物力慢慢導入現(xiàn)有的流程之中,加以修改、整合、結合現(xiàn)有方法來應用在實際應用的場合上面,像是RFID(無線射頻識別系統(tǒng))實際應用在物流、管理方面,這幾年在許多的國內(nèi)外廠商、政府機構、企業(yè)推動下,RFID 的系統(tǒng)的應用也越來越多,像在國外有美國最大的零售商WalMart 確定于2005年1月開始要求上游百大供應商,在供貨的貨棧上加入RFID,2006年底全面使用RFID,而在國內(nèi)RFID 的應用,例如像是寵物、動物植入的動物識別晶片,搭乘捷運使用的悠游卡(智慧卡)、許多公司使用的非接觸門禁卡等等,都可以看到RFID 的實際應用在生活之中,因此可以瞭解到RFID 的需求面、應用面是越來越大,不過RFID 以現(xiàn)階段來看,不管是技術生產(chǎn)上、實際應用推廣、系統(tǒng)整合面...等等還是有許多方面的瓶頸、阻力需要RFID 各層的生產(chǎn)、系統(tǒng)商去克服的。

第二章 何謂RFID

  RFID 的全文是"Radio Frequency Identification ",直譯成中文是"無線射頻身份識別系統(tǒng)",還有其他很多的稱呼像是"無線IC 標簽"、"射頻識別標簽技術"、"電子標簽"、"感應卡"……等等,是"一種透過無線電波來做到非接觸的資料存取(Access)的技術,透過無線通訊(Wireless Communication)結合資料存取技術(Information Technology)"(黃啟芳,2004),在連結背后的資料庫系統(tǒng),形成一個龐大且串連在一起的系統(tǒng)。

  一個完整的RFID 系統(tǒng)包含了讀取機(Reader 、Transceiver)、感應器(Transponder 、RF Tag)或是晶片(Chip)、天線(Antenna)、軟體系統(tǒng)整合(middleware system,SI),數(shù)硬體、與軟體個部分,感應器或稱RFID 標簽可以分成:

  被動式標簽(Passive Tag):本身不會自主發(fā)出資料電波,由讀取機(Reader)發(fā)出電波產(chǎn)生訊號,RFID 標簽的天線接收到磁場的產(chǎn)生感應電流,然后送出儲存在晶片(Chip)中的資訊給讀取機(Reader)接收判讀。

  主動式標簽(Active Tag):標簽(Tag)中除了有晶片(Chip)和天線(Antenna)之外,有增加了電源(battery -supported),可以不斷主動發(fā)出資料訊號,給與讀取機(Reader)接受(Klaus Finkenzelle,2003)。

特色

  應用范圍

  RFID 等于是一種,可以不接觸就可以讀取上面資料的標簽,因此應用的范圍非常廣,常見一般應用的范圍都可以導入RFID 來使用:

  門禁管制:人員出入門禁監(jiān)控、管制及上下班人事管理。

  回收資產(chǎn):棧板、貨柜、臺車、籠車等可回收容器管理。

  貨物管理:航空運輸?shù)男欣钭R別,存貨、物流運輸管理。

  物料處理:工廠的物料清點、物料控制系統(tǒng)。

  廢物處理:垃圾回收處理、廢棄物管控系統(tǒng)。

  醫(yī)療應用:醫(yī)院的病歷系統(tǒng)、危險或管制之生化物品管理。

  交通運輸:高速公路的收費系統(tǒng)。

  防盜應用:超市的防盜、圖書館或書店的防盜管理。

  動物監(jiān)控:畜牧動物管理、寵物識別、野生動物生態(tài)的追蹤。

  自動控制:汽車、家電、電子業(yè)之組裝生產(chǎn)。

  聯(lián)合票證:聯(lián)合多種用途的智能型儲值卡、紅利積點卡。(資策會資訊工程研究所,2004年)

  以上這些提到的功能,有些部分是傳統(tǒng)條碼可以做到,RFID 應用起來更便利快速,而有些像是遠距離讀取的像是交通運輸?shù)膽媚切┥厦?,就是傳統(tǒng)的條碼沒有辦法做到的地方,現(xiàn)在臺灣RFID 實際的應用上,現(xiàn)在最多人使用的就是臺北捷運公司及大臺北地區(qū)公車所使用的悠游卡(臺北智慧卡票證公司發(fā)行),許多企業(yè)使用的門禁管控卡,在學校方面的應用,已經(jīng)有廠商在大臺北地區(qū)的北市南湖國小、北市中正國小、北縣淡水國中、北縣新莊國小學校建置RFID 的系統(tǒng),讓學生用RFID 來控管進出學校與動向,家長能透過手機簡訊來掌握子女動向(2004/09/28,經(jīng)濟日報),或是生產(chǎn)業(yè)方面以汽車生產(chǎn)商裕隆日產(chǎn)汽車,與工研院合作推動在汽車全生命周期的應用RFID,成為第一個全面計劃將RFID 擴大應用在汽車接待流程、維修動態(tài)、車輛管理的車廠(2004/06/30,自立晚報)

RFID 的系統(tǒng)標準

  RFID 標簽編碼的標準,現(xiàn)在在全球有數(shù)幾個標準,主要的標準如下:

ISO 標準:

  由國際標準組織(ISO)推動,在目前業(yè)界較多使用的的是:

  1.ISO 14443A /B(ISO SC17/WG8):超短距離智慧卡(Proximity coupling smart cards)標準。這標準訂出讀取距離(reading distance)7-15公分的短距離非接觸智慧卡(contactless smart card)的功能及運作標準,使用的頻率為13.56MHz,現(xiàn)在大眾運輸(悠游卡)的票價卡都是這一類的。

  2.ISO 15693(ISO SC17/WG8):短距離智慧卡(Vicinity coupling smart cards)標準,這標準訂出讀取距離可高達一公尺非接觸智慧卡,使用的頻率為13.56MHz,設計簡單讓生產(chǎn)讀取器的成本比ISO14443低,大都用來做進出控制、出勤考核等,現(xiàn)在很多企業(yè)使用的門禁卡大都使用這一類的標準。

  3.ISO 18000系列:這一系列的標準主要應用于貨品管理類。主要于物流供應鏈的管理,讀取的距離較長而使用的頻率介于860?930MHz 甚至還有更高的頻率,例如ISO18000-3使用頻率為13.56MHz 的標準,ISO 18000-6使用超高頻(UHF -Ultra High Frequency)頻率。

  現(xiàn)在國內(nèi)工研院系統(tǒng)中心所研發(fā)的RFID 晶片采用ISO 標準去研發(fā),美國、日本與歐洲都有廠商采用,而在2004年工研院也推出依據(jù)ISO18000-6標準開發(fā)出臺灣灣第一顆超高頻的RFID 晶片(陳秀梅,2004年,2004/11/09經(jīng)濟日報)。

  EPC(Electronic Product Code)標準:

  由EPCglobal Inc.所推動提出,EPCglobal 是由EAN(EAN International 國際條碼)和UCC(制式編碼委員會)合作的非營利組織,與美國麻省科技學會(Massachusetts Institute of Technology)、英國的劍橋大學(The University of Cambridge)、澳洲阿德萊德大學(the University of Adelaide)、日本慶應大學(Keio University)、中國復旦大學以及瑞士圣迦南大學(the University of St.Gallen)合作,主要就是在全球結合原有條碼的會員組織的推廣EPC 標準。EPC 主要就是推動每項商品都有獨特的編碼,跟人的身份證字號一樣,使用者可以利用EPC 編碼的連結ONS(Object Name Service,物件名稱服務)讓使用EPC 制定的RFID 標簽的貨品可以流通全大約有近百家的廠商加入,美國最大的零售商Walmart 就是EPCglobal 會員之一,臺灣的民間企業(yè)中,臺灣印刷業(yè)界積極投入RFID 的研發(fā)制作的永豐余也是EPCglobal 亞洲會員之一(2004/11/29經(jīng)濟日報),臺灣的宏(Acer)在2004年9月宣布引進EPCglobal 的RFID 資料交換標準服務,提供跨國的ONS 服務,可以瞭解到EPC 在世界的推廣,在2004年6月EPCglobal 正式公布了全球第一的RFID 標準,在全球不同的企業(yè)在使用RFID 上有個共通標準來的RFID 標簽資料規(guī)格使用,其中EPC Tag 所設定的5個不同等級(Class)為:

  1.Class0:只供讀取(Read Only),簡單被動式,僅提供簡單被動式,僅提供在出廠時以制訂號碼的唯讀標簽。標簽在出廠時即寫入一組不可更改之號碼,提供簡單的服務辨識。

  2.Class1:只寫一次(Write Once),簡單被動式,可供一次寫入之唯讀標簽Wal-Mart便要求供應商于2005年1月在供來的貨棧上,貼上EPCClass1標簽。

  3.Class2:重覆讀寫(Read/Write),具可重復讀寫功能之被動式標簽

  4.Class3:內(nèi)設感應器的半被動標簽,有重覆讀寫功能,更包含額外的感應器:可偵查溫度、濕度、動向變化記錄在RFID標簽,內(nèi)建電池增加讀取距離。

  5.Class4::屬于天線,是一種半被動標簽,可主動與其他標簽溝通,不過都還在研發(fā)中。(EPCglobalTaiwan, RFiD.org.hk)

  一般RFID使用的使用頻率會影響到RFID讀取的距離,不同頻率依據(jù)傳輸距離d間有不同的特性和應用,

頻率 應用 距離 特性
135kHz以下 門禁卡、洗衣標簽、賭場籌碼 2M 不怕金屬
3.56MHz 棧版/品相管理,圖書館門禁 1.5M 金屬有影響
860Mhz~960MHz(WalMart915Mhz) 容器管理 美國7m,歐洲3m 讀取距離最長,對水有反應(以后可能有2~3頻、多頻RFID卡)
2.45Ghz 停車場,車輛出入管理 日本1m,美國2M,歐洲室內(nèi)0.7室外2M TAG大小對于傳輸有差

  臺灣RFID使用的頻率應用和法規(guī)開放的標準,都是以美國的市場為主,規(guī)格也都跟隨著美國,最普遍的產(chǎn)品主要為低頻125KHz,高頻以上13.56MHz、860-930MHz、2.45GHz。在高超頻(UHF)的頻率上,原來是用來規(guī)劃是作為3G行動電話通話的頻率,交通部電信總局為了RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展,取法美國規(guī)格開放922-928MHz的頻率,使得高頻的的RFID產(chǎn)品有高傳輸速率、長達4公尺的讀取距離,而世界各國接下來也都陸續(xù)對于高頻、極高頻的頻率開放出來,像是除了前面提到臺灣的開放頻率區(qū)段之外,美國是開放902-928MHz,歐洲868MHz上下,日本950GHz(商業(yè)流通資訊季刊,2004)。

第三章 整體發(fā)展現(xiàn)況

未來重點為整合服務

  現(xiàn)在RFID的研發(fā)上面,大部分的廠商都是投入于硬體,像晶片、天線的設計制造,大部分的獲利也是來自于生產(chǎn)制造RFID產(chǎn)品方面,在根據(jù)市調(diào)公司ABI research市場研究機構估計,全球RFID產(chǎn)品整合服務的需求市場,在2006會超生產(chǎn)RFID硬體的市場。(工業(yè)技術研究院)而國內(nèi)政府在推動RFID的方面,經(jīng)濟部在2004/03/17也成立"RFID研發(fā)及產(chǎn)業(yè)應用聯(lián)盟",以官方的角度積極來推動RFID技術的發(fā)展,整個聯(lián)盟中有64家廠商,分為六個不同的專業(yè)群(Special Interest Group),分為「制程設備及材料SIG」、「設計及制造SIG」、「系統(tǒng)整合SIG」、「供應鏈SIG」、「測試與驗證SIG」及「產(chǎn)業(yè)資訊SIG」,以慶康、大同、光寶、特力、精業(yè)及工研院(經(jīng)濟部技術處新聞稿,2004年),可以瞭解到現(xiàn)在政府再推動RFID的使用,已經(jīng)從之前的單純從工研院在RFID技術上的硬體研發(fā),慢慢延伸到整體RFID使用流程,從生產(chǎn)的環(huán)節(jié)延伸到整合系統(tǒng)以及資訊環(huán)節(jié),除了政府所推動的計畫之外,許多國外的大企業(yè)也看到臺灣在電子材料、晶元有大量的生產(chǎn),在全球?qū)τ赗FID硬體生產(chǎn)制作也扮演蠻重要的角色,現(xiàn)有在臺灣的RFID發(fā)展中心:

臺灣地區(qū)RFID研發(fā)中心近 況
研發(fā)中心 設立單位 設立日期 目的 備注
RFID卓越中心 臺灣惠普 2004.04.13 制造、零售業(yè)、與倉儲產(chǎn)業(yè)提供客制化RFID系統(tǒng)模擬測試與解決方案 亞太地區(qū)一個,HP全球第四個RFID中心
RFID驗證中心 工研院 2004.05.19 功能測試、訊號模擬 國內(nèi)首座RFID驗證中心
RFID實驗室 臺灣微軟 2004.06.25 RFID資訊系統(tǒng)開發(fā)  
RFID研發(fā)與測試中心 升陽(與資策會合作) 2004年底 資訊業(yè)供應管理 RFID亞太區(qū)技術測試基地
RFID卓越中心 臺灣微軟 2005 整合服務 微軟全球第三個RFID中心
(溫嘉瑜,2004年。蕭榮興,許育嘉2004年。2004/04/06工商時報。陳麗惠,2004年)


信息來源:《印藝》