第四章 RFID標籤與讀取器 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

教學目標 瞭解什麼是標籤與讀取器 知道標籤與讀取器雙方間如何通訊 知道目前有哪些類型的應用 瞭解如何去選擇標籤與讀取器 4-3 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

大綱 RFID標籤 什麼是RFID標籤？ 標籤的組成元件 標籤的操作流程 標籤的類型 標籤的製造成本 標籤選用考量因素 RFID讀取器 什麼是讀取器？ 讀取器的組成元件 讀取器的操作流程 讀取器的類型 讀取器的製造成本 讀取器選用考量因素 小結 什麼是讀取器：介紹Reader的在系統中的角色及功能。功能：通信、識別、防碰撞、錯誤檢查。 讀取器的組成元件：分為硬體與軟體部分。硬體內部的功能有…。 讀取器的操作流程：讀取器從發送信號到接收Tag信號的過程。 讀取器的分類1.( 依照讀取器提供的介面 )：依照系統運用的場合提供不同介面。例：RS-232 or 無線網路。 讀取器的分類2.( 依照讀取器提供的頻段 )： 讀取器的考量因素：不同的應用場合有不同的讀取器，說明有哪些需要列入考量的因素。 讀取器的使用類型(以圖表示)：依照應用系統不同的場合及需求，及不同設備製造商的生產規格，有不同的結構及外觀。 讀取器的發展趨勢：1.解決目前的問題 2.其他應用 4-4 4 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器 4

RFID標籤 什麼是RFID標籤 標籤的組成元件 標籤的操作流程 標籤的類型 標籤的製造成本 標籤選用考量因素 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

什麼是RFID標籤？ RFID標籤是一個儲存數位識別資料的裝置 可以透過無線電波與讀取器之間互相傳遞資訊 被用以回應識別資料給讀取器，又稱為詢答器 (Transponder) 6 4-6 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

標籤的組成元件 標籤 RFID標籤主要由以下三者所組成 RFID晶片 天線 電力來源 電源控制電路 記憶體 IC 晶片 天 線 邏輯單元 調變電路 4-7 7 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

標籤的操作流程 1/3 標籤的操作流程（以被動式標籤為例） 遠端的讀取器傳送射頻電波給標籤 標籤的操作流程 1/3 標籤的操作流程（以被動式標籤為例） 遠端的讀取器傳送射頻電波給標籤 天線接收到讀取器傳送過來的射頻電波之後，再交給調變電路和電源控制電路 電源控制電路將讀取器傳送過來的交流電轉換成直流電，以提供其他元件的電力來源 8 4-8 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

標籤的操作流程 2/3 標籤的操作流程（以被動式標籤為例） (續) 標籤獲得電力後，邏輯單元會開始處理資料 標籤的操作流程 2/3 標籤的操作流程（以被動式標籤為例） (續) 標籤獲得電力後，邏輯單元會開始處理資料 處理完畢後，邏輯單元會將結果經調變電路調變之後，再透過天線回傳給遠端的讀取器 遠端的讀取器收到標籤的回應，並將資料轉交於後端的應用系統處理 9 4-9 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

標籤的操作流程 3/3 圖 4.2 RFID標籤操作流程 4-10 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

標籤的類型 1/2 卡片型 塑膠鈕 錶帶型 鑰匙環 試管型 電子標籤 貨櫃型電子鎖 (e-Seal) 智慧型標籤 (Smart Label) 11 4-11 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

標籤的類型 2/2 鈕扣型 試管型 鑰匙型 卡片型 錶帶型 智慧型標籤 電子標籤 貨櫃型電子鎖 4-12 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

標籤的製造成本 RFID電子標籤的製造成本包含了以下三部分，且三者約各占三分之一的成本 晶片 天線 封裝 當晶片製造完後，還無法發揮遠端存取的效果，必須與天線組裝完成才能夠與讀取器透過射頻電波互相通訊，最後還得依據標籤最終會使用的環境而封裝成各種類型的標籤 4-13 13 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器 13

標籤選用考量因素 1/2 標籤大小和形狀 耐久度 重複使用 可讀性 天線方向性 頻率 通訊距離 標籤選用考量因素 1/2 標籤大小和形狀 耐久度 重複使用 可讀性 天線方向性 頻率 通訊距離 14 4-14 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

標籤選用考量因素 2/2 周遭物質干擾 通訊標準和協定 儲存需求 標籤的效能 安全需求 存取需求 功能性 標籤選用考量因素 2/2 周遭物質干擾 通訊標準和協定 儲存需求 標籤的效能 安全需求 存取需求 功能性 4-15 15 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

RFID讀取器 什麼是讀取器 讀取器的組成元件 讀取器的操作流程 讀取器的類型 讀取器的製造成本 讀取器選用考量因素 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

什麼是讀取器？ RFID讀取器 又稱為詢問器(Interrogator)，此裝置可以透過無線電波的存取方式，讀取或寫入RFID標籤上的資料 有寫入功能的讀取器又稱為寫入器(Writer) 同時具備讀取與寫入功能的讀取器又稱為讀寫器 (Reader/Writer) 4-17 17 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器 17

讀取器的組成元件 1/2 讀取器由以下元件組成 收發器(Transceiver) 微處理器 記憶體 天線 控制器 電源 通訊介面 讀取器的組成元件 1/2 讀取器由以下元件組成 收發器(Transceiver) 微處理器 記憶體 天線 控制器 電源 通訊介面 http://designer.mech.yzu.edu.tw/article/articles/technical/(2006-07-24)%20RFID%E5%8E%9F%E7%90%86%E8%88%87%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E4%BB%8B%E7%B4%B9.htm http://www.ibmpressbooks.com/articles/article.asp?p=413662&seqNum=2&rl=1 18 4-18 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器 18

讀取器的組成元件 2/2 記憶體 收發器 微處理器 電源 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器 讀取器的組成元件 2/2 微處理器 電源 收發器 記憶體 http://designer.mech.yzu.edu.tw/article/articles/technical/(2006-07-24)%20RFID%E5%8E%9F%E7%90%86%E8%88%87%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E4%BB%8B%E7%B4%B9.htm http://www.ibmpressbooks.com/articles/article.asp?p=413662&seqNum=2&rl=1 4-19 19 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器 19

讀取器的操作流程 後端的應用系統經由通訊介面對讀取器下達命令 收發器發送讀取器的訊號給在通訊範圍內的所有標籤 遠端的標籤收到訊號之後回傳識別資訊給讀取器 讀取器透過天線接收標籤的回應後轉給收發器 收發器將接收到的類比訊號傳送給微處理器 微處理器進行解碼和錯誤檢查 完成之後，透過讀取器的通訊介面將通訊資料傳給後端的應用系統處理 4-20 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

讀取器的類型 1/3 根據讀取器提供的通訊介面可以分為下列二種 序列埠型讀取器(Serial Reader) 網路型讀取器(Network Reader) http://www.khepa.tw/bus/index_e03.htm http://www.ibmpressbooks.com/articles/article.asp?p=413662&seqNum=2&rl=1 21 4-21 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器 21

讀取器的類型 2/3 根據讀取器的移動能力可分為下列三種 固定式讀取器 (Stationary Reader) 掛載式讀取器 (Mounted Reader) 手持式讀取器(Handheld Reader) 4-22 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

讀取器的類型 3/3 輸送帶讀取器 堆高器讀取器 拱門型讀取器 手持式讀取器 具讀取器功能的手機 智慧型書架 23 4-23 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器 23

讀取器的製造成本 目前受限於硬體設計，讀取器的成本依然居高不下，各界廠商紛紛投入研究期望開發出低成本的讀取器 讀取器的相關議題 需具備其他功能，如讀取條碼的功能 性能，如讀取效能 電力持續性 天線的設計 需具備其他功能： 由於RFID尚處於萌芽階段，因此短期內仍會與條碼並存，因此在很多的情況下，除了RFID的資料外，還需要同時讀取條碼資料進行比對 電力持續性： 由於RFID讀取器必須持續發送與接收無線電波，因此相對一般行動設備的外接模組更為耗電，在設計上就必須針對電力做更為妥善的規劃，提供更為持久與穩定的電源。 性能： 由於行動設備的硬體規格（CPU時脈、記憶體空間）往往不若一般的桌上型電腦，因此在RFID大量資料被讀取時，更需注重資訊的過濾以避免其必須做複雜的資料處理，否則不但會增加硬體的負荷，在程式執行效率上也會大打折扣。 天線的設計： 使用外接式讀取器，有時天線必須外露而缺乏防護，而現在的讀取器模組多半所費不貸，形成使用上的一大隱憂，現在大多的工業用RFID PDA在機構設計上都會著重對天線部分的保護，以避免其因為震盪或衝撞而受到傷害或脫離。 資料來源： GS1 Taiwan http://www.gs1tw.org/twct/gs1w/pubfile/2007-12-p26-33.pdf 24 4-24 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器 24

讀取器選用考量因素 1/2 天線 與標籤的通訊能力 （標準與協定） 頻率 環境 連接方式 讀取器選用考量因素 1/2 天線 與標籤的通訊能力 （標準與協定） 頻率 環境 連接方式 25 4-25 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

讀取器選用考量因素 2/2 管理需求 升級能力 控制功能 成本 效能 4-26 26 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器

小結 在這章我們對RFID系統中的標籤和讀取器做了一個詳細的介紹，不單說明了標籤和讀取器之間的通訊原理和運作流程，也介紹各種類型的標籤和讀取器，讓讀者們對於標籤和讀取器的功能更為熟悉 在最後我們也列出了許多項在安裝標籤和讀取器時應該要考量的因素，可供讀者能在實際的場合中選擇符合有關系統需求的元件 4-27 RFID概論 Chapter 4 RFID標籤與讀取器