電子標籤（RFID）的技術及發展狀況 

在我們的日常生活中及社會生產活動中，條碼在各個領域的應用非常廣泛。我們在超級市場中購買的每一件貨品都已印製了條碼。每一個條碼表示了貨品的生產國（地區）、貨品的類別等等資料。在生產活動中，我們可以通過條碼的讀入來控制生產的加工流程。這些應用技術已相當成熟及可靠。以超級市場購物為例，通過閱讀條碼，在後端電腦的支援下，每個貨品的價格馬上可以在收銀處的終端顯示設備上顯示出來，其出錯率幾乎等於零。再舉個例子，在物流的流程中，也用條碼技術來作一些物品的流向追蹤。這些應用有優點也有不足之處，優點這裏不再述，缺點是條碼技術追不上時代需求的“快”和“準”。

就“快”而言，超級市場需要逐件貨品“過機”。就“準”而言，以整個物流業的操作來看，條碼不能提供全部的流程資料和信息。有些環節幾乎不能讀取資料。就條碼技術本身而言，資料只能一次“編入”，而不能隨意“刪減”和“增加”。為了適應現代物流業的發展，為客戶提供一個更全面、更快、更有效的方法，電子標籤（或電子識別）引入到我們社會生產活動中。 

電子標籤（或電子識別）Radio Frequency Identification 

它是利用無線電射頻技術對目標物進行自動的識別和追蹤控制。RFID它是一項基於現代電子學和無線電射頻的整合應用。由於其製造成本越來越低，用完即棄已變得可能。技術上，它和條碼有本質的不同，它既可支持只讀工作模式，也可以支持讀寫工作模式，它不需要接觸式瞄準目標物指定的位置，只要目標物在指定的範圍內（空間內）出現，即可對目標物進行讀寫。

通過設計，它可以在比較惡劣的環境下工作，也可以將密碼技術應用在RFID中，使它難以仿冒、入侵，所以它具有極高的安全防護能力。

從概念上來講，如在超級市場上貨品的應用，RFID就類似於條碼技術。RFID的讀入裝置向附著於目標貨上的電子標籤（Tag）發出無線信號，Tag再將獲取的無線電能量轉變成工作能量，再向讀入裝置發回信號，完成一個讀入動作。（見圖1）

RFID技術所使用的射頻頻率為50KHZ～5.8GHZ。如上圖所示一個最基本的RFID系統包括：

1） 一個載有目標物相關信息的RFID標準（RFID Tag）

2） 在讀寫器及RFID標籤間傳送射頻信號的天線

3） 一個產生射頻信號的射頻收發器（RF transceiver）

4） 一個接收從RFID單元上返回的射頻信號並將之解碼送到電腦上的讀寫器。
 

1．標籤（Tag）

一般而言，標籤可以分為主動式（Active type）和被動式（Passive type）。主動式的內置電源，被動式是無電源的，主要是吸收由讀寫器天線傳送過來的射頻能量，使之轉換成工作能量。不管是主動式或是被動式，標籤都載有可用於認證、識別有別於其他目標物的特徵數據和其他信息資料。標籤可以是只讀（Read only）、讀/寫一次（Read/Write once），或讀寫（Read/Write）多次的種類。從內部結構來看，它由下列部份組成：

1） 能量開關 —— 與天線一起接收或傳遞射頻信號

2） 整流器 —— 將射頻信號轉變成工作電壓

3） 微控器 —— 微控制電腦

4） 貯儲器 —— 存放數據資料單元

5） 時脈 —— 向微控器提供工作頻率 

2．天線 （Antenna）

任何一個RFID系統至少應包含一個天線來發射和接收射頻信號，有一些RFID系統用一個天線來完成發射和接收。但也有一些RFID系統用二個或以後的天線來組成收發天線，發射和接收是分開天線的。天線的使用情況是由系統要求及設計要求決定。 

3．射頻收發器（RF Transceiver）

射頻收發器是射頻能量的產生器件，它產生射頻信號及射頻能量，激活並支持被動式標籤 （Passive tag）的工作。一般而言，它安裝於讀寫器內。也可以裝於讀寫器外。它除了產生射頻能量之外，也對發射的信號進行解碼和調碼，也作一些信號放大的處理工作。 

4．讀寫器（Reader）

讀寫器的主要工作是控制射頻收發器的射頻信號發射。通過射頻收發器接收來自標籤上的已編碼的射頻信息，對標籤進行解碼認證和識別。並將得到的信息數據到上位主機進行處理。一般系統讀寫器應用的不同，設計上特別是軟體設計上有所不同；例如在電子收費系統中，讀寫器中還包括了控制和檢測電路。

電子貨品編碼      EPC（Electronic Product Code）

正如前文所說，條碼（Bar code）技術廣泛應用於各行各業。特別是過去二十幾年來零售業使用條碼取得了可觀的回報，生產力和效率都取得有效的改善。但它只能提供靜態的數據。要取得更大的經濟效率和動態數據，讓客戶能追蹤從貨物的生產到最終的零售中每一個環節，很顯然，條碼不能滿足市場的需求。科學家和相關的前沿零售商(Wal-mart等)已經考慮在物流業引入電子貨品編碼（EPC）。

電子貨品編號是一個全新的電子貨品的編碼標準。為貨品由生產線下“線”時，由生產商安排一個EPC碼給這個貨品，編碼將由96 bit組成。每件貨品有一個無重複的EPC碼。EPC允許貨物流程中每家公司在其特定的位置追蹤貨品。

EPC將被設計在RFID存放。並希望每件貨品的EPC標籤成本非常低。但就製造成本來說，目前還無法與條碼相比，可以預見，將來的製造成本是可以負擔起的，到2005年底，估計價錢將會低於0.3港元。

由於沃爾瑪（Wal-Mart）已要求它們的美國主要供應商明年（2005年）開始所有提供的貨品至少在裝箱等級上提供無線標籤來鑒別貨品。眾所周知，沃爾瑪是全世界最大的零售商，這一要求將引起整個物流工業的變革，由貨品生產（Manufacturer），物流（Logistics）到零售（Retailer）；整個貨品供應鏈（Supply chain）都將引起革命。目前歐美的廠家已投入大量的資源，從事電子標籤的開發、應用和生產控制及物流控制。眾廠家都想在這一市場上搶佔一個地盤、搶佔先機。在有限的將來，如果貨品沒有RFID，就有被市場淘汰的可能。

香港生產力促進局作為向產業界提供技術支援和技術服務的工業支援機構，已因應世界潮流和產業界發展的需要，成立了RFID專責小組，小組集合了本局各類專業人士的技術；包括，電子應用、微電腦、射頻技術應用、微軟體開發、生產流程控制和網路應用開發。同時也和本港和國外的科研機構取得了技術聯盟，共同組成了專家團隊。團隊提供低成本RFID入門方案（PILOT）、 專家顧問服務、RFID產品應用、RFID生產流程控制解決方案及物流控制解決方案的服務。特別是我們在生產流程控制中，應用RFID或其他高端應用技術積累了一定的經驗。如需更進一步瞭解或諮詢，請致電852 - 2788 5707，或傳真 852 - 2788 5413 或電郵 luihw@hkpc.org。

香港生產力促進局CEPA業務發展及產品知識產權部  潘永生、呂慶華

文章來源：「珠三角現代產業」2004年7月
                  
感謝香港生產力促進局數碼出版組提供
網站： http://www.hkiol.org/emag  

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