技术产业发展--无线射频辨识系统RFID（DOC 105页）

技术产业发展--无线射频辨识系统RFID第一章绪论本研究主要在探讨本世纪热门的重要技术RFID(RadioFrequencyIdentification无线射频辨识系统)之认识与应用。研究小组将研究结果以网页的方式呈现，简介无线射频辨识系统之功能和应用，经由网页连结提供关于无线射频辨识系统的最新消息，藉由讨论区及留言版讨论相关议题相互交流，增进研究小组对系统更多的了解。本章共分三节，第一节为研究背景，第二节为研究动机，第三节为研究目的，兹分述如下：第一节研究背景RFID(RadioFrequencyIdentification；无线射频辨识系统)这项技术诞生于第二次世界大战期间，但之后的50多年时间里，它的发展一直裹足不前。近年来，RFID应用技术环境日臻成熟，又异军突起，吸引了众多企业的关注。RFID直接继承了雷达的概念，并由此发展出一种新的RFID技术。1948年，哈里斯托克曼发表的「利用反射功率的通讯」奠定了RFID的理论基础。RFID技术的发展可按10年期划分如下：1941～1950年，雷达的改进和应用催生了RFID技术，1948年奠定了RFID技术的理论基础。1951～1960年，早期RFID技术的探索阶段，主要是实验室研究阶段。1961～1970年，RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。1971～1980年，RFID技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到加速。出现了一些最早的RFID应用。1981～1990年，RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。1991～2000年，RFID技术标准化问题渐渐得到重视，RFID产品被广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生活的一部份。2001年至今，RFID产品种类更加丰富，发展各式电子卷标，电子卷标成本不断降低，规模应用行业扩大。◆RFID产业的沿革图1-1RFID产业的沿革第二次世界大战期间约1940年代，英国军方首先发展非接触技术（ContactlessTechnology）与系统，以识别从欧洲大陆返回英国本岛的飞机是友机还是敌机；此系统称为IFF敌我办识（Identify：FriendorFoe）系统，也就是在英国飞机上装上一个询答机（Transponder）并产生一个信号，当飞机接近英国本岛时，若接收到此一信号，表示是友机，否则视为敌机；此一IFF敌我办识系统，也就成为首次使用的RFID射频辨识系统（RadioFrequencyIdentification），并且一直使用在今日的航空流量管制上。到了1977年，美国政府透过洛萨拉摩斯国家实验室（LosAlamosNationalLaboratory）发展非接触技术，并应用于各公立部门里；其后不久，该实验室亦着手尝试于牛只身上植入RFID电子卷标（Tag），以进行追踪牛只之实验。1980年代的早期，一些公司着力于减少射频技术的尺寸大小和成本，以便能将RFID技术嵌入员工卡之内，以取代传统钥匙的使用，并进行数据存取与实际的门禁管制应用﹔在当时，由于此一具有RFID技术的员工卡比一把新钥匙还便宜，因此减少了门禁管制的操作成本，并增加员工进出的便利性与安全性。随着硅芯片技术的发展与一些大厂如德州仪器（TI）于1989年的TIRISRFID系统组件之开发，RFID电子卷标与读取器（Reader）的成本已大幅滑落，也使得RFID系统的应用领域越来越广，如动物植入芯片、悠游卡的使用、门禁管制、商品防窃与盘点管理、货物生产与运输等等。RFID(RadioFrequencyIdentification；无线射频辨识系统)最近两年在国内外受到热烈的讨论，目前也延烧至台湾。Wal-Mart宣布该公司从2005年1月1日开始，要求Wal-Mart主要的100个供货商将RFID电子卷标应用在栈板与纸箱上，届时进货、盘点、销售可节省大量人力成本，不仅Wal-Mart每年可节省85亿美元成本，对消费者也是一大便利。欧美多个国际机场也正在评估用RFID取代条形码，来管理庞大的货运及行李托运；空运公司DHL也将在短时间内采用此一新科技。日本政府甚至准备将原本给行动通讯业使用的UHF频段，开放其中950MHz~956MHz给RFID使用。RFID被许多媒体评为未来的明星产业，究竟它的魅力何在，可以从其具备的特性来窥探一二。RFID自动识别科技可以突破条形码须人工扫瞄、一次读一个的限制；也可以在恶劣的环境下作业、长距离的读取、同时读取多个标签等。另外还具有实时追踪、重复读写内容及高速读取的优势，应用范围之广让人对它充满了期待。第二节研究动机无线射频识别系统RFID是本世纪重要的技术，这是人类在科技发展上之重大进展，改变人类消费方式与习惯的新兴科技，其所具备的优越特性，已渐渐地受到各国重视与应用，它的发展状况成为各界瞩目的焦点。无线射频辨识系统提供非接触式读取，有数据可更新、储存数据的容量大、可重复使用、同时间可读取多个辨识卷标、数据安全性佳等优点，为人类生活带来另一番新的感受。RFID是非接触式感应，同时无线电发射的距离可由线圈的多寡来控制；而一次可以辨识多达数百笔数据，是传统条形码永远无法跟上的。目前广泛使用的条形码，由于纯粹由数字组合成，数目相当有限，预期再经过2年的时间，所有的条形码即将全数用完，亟需其它功能更强的产品来替代。市调公司Frost&Sullivan估计，2004年全球RFID卷标与读取器市场规模达40亿美元，2006年则可望突破70亿美元。AlliedBizIntelligence公司预计，2007年全球RFID芯片销售额将达11亿欧元。目前全球主要信用卡组织万事达、威士、美国运通，都已经开始测试信用卡以RFID取代磁条。不过目前RFID还没有保密设计，资料可以任意读取，只要能够解决的保密性问题，未来可能会被全面性采用。随着RFID应用日渐广泛，它引起的关于安全、隐私等争论也愈来愈多。RFID的问世代表整个社会是可以迈入「完全控制」的时代，但显然，关于道德方面的争论很难有定论，RFID成为本世纪一项极为重要，却饱受争议的技术。根据美国EvansData公司一份RFID技术使用调查报告，「安全」将是RFID的首要应用领域，其它范围还包含仓储库存管理、资产管理以及商品追踪用途。目前到量贩店购物，结帐的时候，必须把东西一件件拿出来，一一读取条形码加总金额后完成结帐，再将物品一件件搬回购物车内，可能要花掉10几分钟。未来这一切都可以免了，只要将购物车推过读取机，2秒钟完成计算，结帐只需1分钟，这就是RFID便利的地方，相较于现行商品上使用的条形码，RFID标签不但可以容纳更多的信息，透过无线自动传输信息，不再需要花时间一个个扫瞄产品。它可以长距离读取数据、可以一次读取数百笔数据，节省大量时间，并且可以无限扩充，功能远远强过目前使用的条形码与金属磁条。全球化时代的来临，使得金流、物流及信息流三者格外显得重要，供应链管理（SupplyChainManagement）的目的在于改进信息的透明度、决策的品质，以及作业的协调，提升整个价值链的反应速度与运作弹性。而在物流领域中，应用RFID改善供应链的效率，提升供应链信息整合功能，致使改善物流效率及降低物流成本，发挥上中下游整合能力，并藉由产业间联盟的设立及互动，建构更加紧密完整的供应链体系，强化产品输配送的服务效率与国际运筹之竞争力。RFID将为物流与供应链管理，带来新一波的革命，一场取代条形码的物流革命，正在加速当中。第三节研究目的由于RFID技术所带来之产业效益相当大，相关整合应用包含生产自动化管控、航空行李监控、仓储管理、供应链管理、运输监控、保全管制、图书管理，以及医疗管理…等，俨然成为科技产业的明日之星，RFID已被认为是未来必然趋势。信息产业及无线技术发展迅速，几十年前就存在的技术在近几年被重视，各行各业机关团体已有先见之明投注庞大资金及人力来研究发展RFID，用来提升效率，让资料的传递更迅速准确。所以，让研究小组想要更了解RFID究竟是什么？其魅力何在？在本研究中，除了了解RFID的定义、特性、功能原理及应用、供应链管理、未来趋势以外，并以网页的方式呈现研究结果，提供关于RFID的各项信息与相关产品的介绍。希望透过本研究的研究成果，作为日后想了解无线射频辨识系统的各界人士简单的参考依据与方向。第二章文献探讨本研究之目的在于了解RFID(RadioFrequencyIdentification无线射频辨识系统)的定义与构成及特性，以及应用在供应链管理和目前使用状况，并探讨未来趋势。本章共分五节，第一节为RFID之定义，第二节为RFID之构成，第三节为RFID之特性，第四节为RFID之供应链管理，第五节为RFID之应用与未来趋势，兹分述如下：第一节RFID之定义RFID是RadioFrequencyIdentificationSystem的缩写，就是无线射频识别系统，常称为感应式电子芯片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子卷标、电子条形码等等。是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，利用无线电波来传送识别数据的系统。它是一种先进的无线辨识技术，利用无线电扫瞄器监视每一个芯片的状态，以无线通讯方式传输数据，透过商品上的微芯片「卷标」，每个卷标都会发射出独特的ID码，透过无线传输，不须实体接触即可进行数据交换，且数据交换时亦无方向性之要求，提供充足的产品信息，将信息连至计算机网络里，用以辨别、追踪、排序和与确认，管理各式各样的对象状态，甚至人与动物亦可被加以辨识。RFID系统由Reader与Transponder两部份组成，其动作原理为由Reader发射一特定频率之无限电波能量给Transponder，用以驱动Transponder电路，将内部之IDCode送出，此时Reader便接收此IDCode。以最常见的门禁系统为例，Reader端便是固定在门边的识别装置，该装置是用判别、管制及记录人员的进出，Transponder端便是人员所随身携带的磁卡，磁卡中纪录着持有人的相关资料。如图2-1所示。图2-1辨识器Reader与卷标Transponder动作原理第二节RFID之构成一套完整的RFID系统，是由读取器（Reader）与电子卷标（Tag）也就是所谓的应答器（Transponder）及应用程序数据库计算机系统(ApplicationSystem)三个部份所组成，其动作原理为：利用无线电波发送的磁场（Field），进行无线数据辨识及撷取的工作，达到身份及物品内容识别的功能。由Reader发射一特定频率之无线电波能量给Transponder，用以驱动Transponder电路将内部之IDCode送出，此时Reader便依序接收解读此IDCode，送给应用程序数据库系统做应用。RFID的构成，主要可分为以下三大部分（如上图2-2所示）：◈电子卷标（Tag）：主要是由具有模拟(Analog)、数字(Digital)与内存(Memory)功能的芯片，以及依不同频率、应用环境而设计之天线（Antenna）所组成。分为主动与被动两种（主动式：可擦写并重复使用；被动式：只读，不可重复使用），主要负责储存被识别物的相关信息，如品名、品号、规格等。电子卷标如果透过电池作动，一般称之为ActiveTag（主动式电子卷标），主动式电子卷标可提供较远的读取距离，但唯一的缺点为价格较昂贵，而且每隔3～5年需更换电池；电子卷标如果是以读取器所提供的能量作为本身操作所需的能源，靠内感电耦作动，则称之为PassiveTag（被动式电子卷标），被动式电子卷标当其尚未进入读取器的感测范围时，它是完全静止的；只有等到标签进入感测范围时才会转为启动的状态。被动式电子卷标可以达到体积小、价格便宜较具竞争力以及使用寿命长等目的。◈读取器（Reader）：主要是由无线电模块（传送器与接收器）、模拟控制（AnalogControl）、数字控制（DigitalControl）、中央处理单元（单芯片或单板计算机）以及读取