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RFID 簡介

Introduction

RFID無線射頻識別的簡稱。是利用無線射頻波的技術去辨別物體,並非用條碼方式掃瞄,RFID是利用無線射頻波來擷取標籤(TAG)上的數據。RFID的特點是它不需要看見標籤(TAG)就可以擷取數據,因此他可以被放置在室內或是室外。要完成這樣的結構,兩個必要組成部分是讀取器和標籤(TAG)。標籤(TAG)內容包含唯一辨識的晶片與感應線圈,讀取器發射出無線信號來叫醒休眠中的標籤(TAG),然後標籤(TAG)回覆為一個編碼的無線射頻信號。電腦可以利用讀取器轉變來自於標籤(TAG)回覆的無線射頻波進行更進一步的資料處理。

RFID系統包含下列組成部分︰

  1. RFID 詢答器
    RFID 詢答器,包含3種形式,非接觸式智慧卡、RFID 標籤(TAG)與智慧標籤。組成是線圈結合晶片構成迴路後用來辨識物體,資料可以格式化成物體唯一的編碼。RFID 標籤(TAG)可以被封裝在堅硬的塑膠,以承受各種粗糙的製程後仍能夠進行物體追蹤辨識,在惡劣環境如油脂、髒污與油漆下仍能夠讀取。RFID 標籤(TAG)可以存取大量的資料,高階的RFID 標籤(TAG)能包含多達記憶(100萬個字元)的一個百萬位元組 ,雖然大多數標籤只包含一個小的記憶體,或許像64位元一樣少。
    標籤(TAG)內的數據可以提供在製造過程、存儲或使用中任何級別辨識的項目。隨著更多的數據,標籤(TAG)可能支援的應用程序需要特定的訊息項目例如,貨物收貨人或目的地端可以很容易的讀到標籤(TAG)資料。有些RFID 標籤(TAG)能夠支援讀/寫操作,當在供應鏈中移動的標籤(TAG)放在物品上,也可以將資料授權並可以立即做更新。
  2. 讀取器(手持式或固定式)
    讀取器,也稱為讀寫器,組成是由一個發射器、接收器與控制模塊。發射器與接收器充當通信功能連接到計算機或PLC控制,一個讀取器有一個附加的天線,用於發送和接收射頻信號。每個讀取器搭配軟體與通信方式,典型的通信方法有RS232/RS422/485與乙太網,用於讀取和格式化標籤(TAG)。
  3. 資料處理程序系統

RFID 標籤(TAG)接收來自讀取器的無線射頻波將資料進行讀取與寫入。在被動系統裡,這是最普通的,RFID 標籤(TAG)的天線當與讀取器發出電磁波形成磁場產生"耦合"。被動式的RFID 標籤(TAG)從這個磁場中獲取可以提供給晶片電路的動力,將來自讀取器發射的電磁波進行調變,讀取器將調變波轉換成數位資料,然後就可以利用控制電腦來做製程與管理。

在主動式系統,在標籤(TAG)加上電池用來使標籤(TAG)能夠增加有效的讀取範圍,從標籤(TAG)收集的數據然後透過熟悉的通信界面(有線或者無線)主導電腦系統

RFID是一種自動建立收集產品訊息的方法。它提供非接觸的數據連結,沒有對視線的需要,例如物品在硬紙箱、嚴苛、髒污的環境,都可以達成獲取資料的作業,對於其他自動辨識技術就會有限制,像條碼。

此外, RFID不僅僅是一個身份辨識, 它能被用作一個數據載體,將帶有訊息的資料寫入並且對標籤(TAG)進行更新。 RFID 標籤(TAG)有編碼能力,安裝RFID 讀取器和標籤(TAG)到物料處理系統並且把他們和電腦或PLC網路結合起來。 RFID技術將使數據質量得到改進,品項管理,資產可視性和材料維護。 更進一步, RFID在供應鏈管理裡能有潛力可以提供真正有效的庫存管理,資產能見度合乎操作性。RFID在所有類型的自動識別技術中,封裝數據的準確性具有一定的優勢。另外,RFID是一個完全非侵入性的數據採集方法 (不需要人干涉),是非視線的技術,並且是可在相同的設備項目內擁有可以選擇既讀又寫的一項技術。

主動式RFID 標籤(Active):
主動式標籤本身具有內部電源供應器,用以供應內部IC所需電源以產生對外的訊號。一般來說,主動式標籤擁有較長的讀取距離和較大的記憶體容量可以用來儲存讀取器所傳送來的一些附加訊息,通常用於較長距離需求使用。

半被動式RFID 標籤(Semi-passive):
半主動式類似於被動式,不過它多了一個小型電池,電力恰好可以驅動標籤IC,使得IC處於工作的狀態。這樣的好處在於,天線可以不用管接收電磁波的任務,充分作為回傳信號之用。比起被動式,半主動式有更快的反應速度,更好的效率。

被動式RFID 標籤(Passive):
被動式RFID標籤,主要差異為,標籤本身不帶任何電池,完全倚賴本身的天線線圈以吸取來自於讀取器/讀寫器的RF能量,經過轉換作為啟動標籤(TAG)的主要電力。

Transponder

RFID讀取器由一個集成電路與天線,通常是小卷的電線,以及一些確定的應用需求的保護性包裝。 它是內存帶有天線的晶片,晶片中存儲有能夠識別目標的信息。RFID標籤具有持久性,信息接收傳播穿透性強,存儲信息容量大、種類多等特點。有些RFID 標籤支持讀寫功能,目標物體的信息能隨時被更新。主要可分為3種: 主動、半被動與被動式。

電子商品碼(EPC) 是通用產品代碼(UPC)的進化,辨識技術沒有視線要求。在EPC碼標籤(TAG)攜帶了一種獨特的產品代碼中定義的自動識別規範。 EPC 標籤(TAG)更勝「條碼」,因為它們可以包含個別項目的序列號和其他信息,如生產地點,日期代碼和其他重要的供應鏈數據。這訊息被儲存在一片小的矽晶片上。 這些元素將與網絡相結合,讀寫器與電腦,讓案件通過業務、製造商和零售商的機會,準確地跟蹤庫存的實施

是的,可以。雖然金屬與液體皆會影響RFID的頻率,造成頻率偏移無法讀取的現象,不過可以透過專業的標籤製造商,經由特殊的設計並將實際應用環境納入考量,就能克服這個問題。

晶片在射頻標籤可讀寫或只讀取。隨著讀寫晶片,可以將信息添加到標籤(TAG)或超過現有的信息寫在標籤範圍內讀取器。讀寫標籤是有用專門的應用程序,但由於它們的價格比唯讀晶片貴,它們是不現實的跟蹤選購商品。一些唯讀晶片具有信息存儲在他們製造過程。關於這種晶片可以從未改變。一個更靈活的方法是使用一種名為可編程只讀存儲器,或EEPROM。帶EEPROM的數據可以覆蓋使用特殊的電子過程。

讀取器有的另一個問題是正在相同的領域讀取相同的晶片。當不止一片同時向後反映出一個信號時,標籤(TAG)衝突發生,把讀取器弄糊塗。不同的廠商已經開發不同的系統所顯示的標籤響應讀取器一次一個。因為他們可能被用毫秒讀,所以似乎全部標籤同時被讀。

RFID 標籤(TAG)可提供儲存量從512個位元組到4 MB。 它基本上取決於需求和標籤(TAG)是被動式還是主動式的。數據存儲在標籤(TAG)中,將取決於應用系統和適當的標準例如,標籤(TAG)識別,可以提供一個正在製造的項目,過境貨物,甚至是短距離的位置、身份的車輛、動物或個人。這一基本的數據往往是被稱為"車牌代碼",」 類似的信息存儲在標籤(TAG)。當連接到一個數據庫,其他信息可通過讀取器,如項目的庫存數量,當前位置,狀態,銷售價格和批號。另外,一個 RFID讀取器可攜帶的具體信息或指令立即讀取資料,而無需參考數據庫,以判定其含義的代碼。舉例來說,進入集結組裝的生產線或出貨的貨物。

是的,RFID 詢答器可以結合多個不同的感測器,包括那些可以檢測並記錄溫度和濕度。標籤(TAG)用於跟蹤移動物品在供應鏈中可以生成警報,如果環境條件發生了變化,特別是當它是至關重要的使用和儲存的項目,如在冰箱裡。

最初,在技術領域,RFID 標籤(TAG)是術語,用來指定一個電子模塊,能夠傳遞信息和響應信息。最近,不同的領域中,射頻識別是普遍已經開發出一種新的術語指定同樣的事情,如智慧標籤和RFID 標籤(TAG)。 「智慧標籤」是一種非常創新的RFID 標籤(TAG)形式和作動方式基本相同。然而,智慧標籤包含一個背膠嵌入式超薄RFID 標籤(TAG) 「inlay」(即標籤(TAG) IC和印刷天線)。智慧標籤結合起來閱讀範圍和無人處理能力,同時也可以按客戶需求印刷標籤,顯示出RFID技術的便利性和靈活性,智慧標籤也可以預先印製和預編碼使用。再按需應用,Inlay可以編碼具有固定或可變數據,然後打印標籤,而標籤可以包含所有的條碼,文字和圖形用來建立應用程序。智慧標籤是所謂的「智慧」,因為靈活的能力,所提供的矽芯片嵌入標籤嵌體。一個讀 /寫智能標籤還可以進行編程和重新使用,經初步編碼在標籤生產過程。

有許多問題涉及標籤(TAG)。標籤(TAG)的運作環境中是否有水?是否靠近金屬,在什麼環境與溫度重運用?無線電波會受水的影響 ,那些含水量高,金屬製品和那些有暴露在極端高低溫,是一個挑戰。良好的系統設計和工程能夠克服這些缺點,這就是為什麼有不同的RFID 標籤(TAG)為不同的應用。我們的目標是建立一個系統,任何標籤(TAG)可用於識別產品,只要它有一個電子產品代碼,使用基本的通信和通信標準。

智慧型腕帶是由一個 RFID晶片(一個獨特的序列編號工廠嵌入序號)以及天線密封在一個不可轉讓的安全腕帶。