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，

　　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：