RFID技术与标准协定课件.ppt

1、RFID技術與標準協定技術與標準協定標準化對產品、過程或服務，就目前與潛在的問題訂出規定，提供共同遵守的語言，以利於技術合作，並防止貿易壁壘。越開放的系統，標準越重要使用習慣+市場壟斷 事實標準標準背後 利益與安全Agenda l辨識技術介紹 (從條碼到RFID)lEPCGloballRFID ISO標準介紹 (仍在進展)lEPCGlobal NetworkRFID標準標準l標示編碼規範l操作協訂規範l應用系統介面規範辨識技術介紹辨識技術介紹辨識技術的發展辨識技術的發展1.傳統條碼傳統條碼(2)自用編碼格式UPC(Universal Produt Code):美國&加拿大，通用產品代碼，12碼

2、EAN(European Article Number):歐洲&日本，國際物品編碼，13碼UCC/EAN-128：可記錄商品碼與商品資訊，目前物流使用條碼（Barcode）(1)國際編碼格式UPC & EAN2002年末，代表UCC的美國與加拿大一同加入EAN組織，使得主導物品編碼，推動電子商務的兩大國際組織達到真正合一，經過理事會2003年的協商，2004年規劃小組的策劃，2005年正式對外宣告統一化GS1全球標準組織。GS1-128 BarcodeGS1-128RFIDEAN.UCCEPCglobalAuto-IDUCC(統一編碼協會)：總部位於美國, UPC碼的發號機構Uniform C

3、ode Council EAN International (國際物品編碼協會)：總部位於布魯塞爾European Article Numbering2. RFID電子條碼電子條碼UCCUPCEANInternationalEAN1999麻省理工學院技研所創立EPC產品電子碼EPC系統Electronic Product Code總部位於美國波士頓Radio Frequency Identification明日之星3.傳統條碼與電子碼比較傳統條碼與電子碼比較(1)條碼：容易剝落、沾污、撕裂，影響讀取品質。 電子碼：Reader與Tag間，以無線電波提高讀取品質。2.條碼：物品外觀必須印上或貼上

4、條碼，才能識別。 電子碼：透過無線電波感應傳輸，不需再物品外觀顯現。3. 條碼：識別須藉由人力操作。 電子碼：識別不須人工操作，藉由系統完成管理作業。4. 條碼：須分開讀取。 電子碼：在讀取範圍就能識別，且可多筆同時讀取。4.EPC標準規格標準規格1.EPC標籤資料規格1.1版：射頻標籤資料編碼2.900MHz Class 0 射頻識別標籤介面規格3.13.56MHz ISM頻譜 Class 1射頻識別標籤介面規格4.860-930MHz Class 1射頻識別標籤介面規格5.讀碼器協定6.Savant伺服器規格7.PML(Physical Markup Language)實體標記語言核心規格

5、8.物件名稱服務系統規格 明日之星5.EPC編碼結構編碼結構HeaderGeneralManagerNumberObject ClassSerial NumberGeneral Identifier (GID-96)Header 8 bitsManufacture 28 bitsProduct 24 bitsSerial Number36 bitsGeneration 1編碼5.EPC編碼結構編碼結構1. 標頭：為EPC碼的第一部份，主要定義該EPC碼的長度、識別類型和該標籤的編碼結構。2. 一般管理者代碼：具有獨一無二的特性，為一個組織代號，也是公司代碼，並負責維護結構中最後兩組連續號碼。3

6、.物件類別碼：在EPC編碼結構的角色為辨識物件的形式以及類型，也具有獨一無二的特性。4.最後則是序列號：連續號也同樣具有單一的特性，賦予物件類別中物件的最後一層，使得同一種物件得以區分不同個體。EPCGlobalEPCglobal介紹介紹(1)lEPCGlobal Taiwanhttp:/www.epcglobal.org.tw/epcg/jsp/index.jspl源自於MIT 麻省理工學院一項關於自動化辨識系統(Automatic Identification)的研究。 lMIT於1999年成立 AUTO-ID Center，以零售業為出發點的構想下，成功研發EPC。 l2003年10月，

7、Auto-ID Center 正式宣告結束，並移轉EPC給 EPCglobal Inc.，其所代表的意義為EPC正式由學術研究進入商業應用階段。EPCglobal介紹介紹(2)lEPCglobal Inc. 為 EAN International 和UCC所合資的非營利組織。lEPCglobal Inc.負責EPC的註冊、導向EPC發展成為全球通用標準，此外並管理、維護EPC編碼及網路。 EPCglobal標準標準(1)EPCglobal標準發展起於終端用戶的使用需求提出，透過EPCglobal Inc.組織下的行動小組(Action Group簡稱AG)收集並分工處理這些需求，行動小組下分成

8、商業行動組 (Business Action Group簡稱BAG)、技術行動組 (Technical Action Group 簡稱TAG)，其組成份子網羅終端使用者、以及供應鏈、策略發展和資訊科技專家。其中，終端使用者是針對特別產業的經營操作以及如何為其相關產業達成最佳EPC效益有深入了解的企業代表，根據他們的意見與TAG一同評估可能遭受的產業衝擊並提出因應觀點，連同小組的商業需求文件(Business Requirement Document)，作為下一階段WG(Working Group)的工作指示。EPCglobal標準標準(2)EPCglobal標準標準(3)(1) EPC標籤資料

9、規格標籤資料規格1.1版版(2) 900MHz Class 0 (唯讀唯讀) 射頻識別標籤規格射頻識別標籤規格(3) 13.56MHz ISM 頻譜頻譜 Class 1(讀多讀多/寫寫1) 射頻識別標籤介面規格射頻識別標籤介面規格(4) 860MHz-930MHz Class1射頻識別標籤之射頻與邏輯的通訊介面規格射頻識別標籤之射頻與邏輯的通訊介面規格(5) 讀碼器協定讀碼器協定(6) Savant規格規格(7) 實體標記語言（實體標記語言（Physical Markup Language簡稱簡稱PML）核心規格）核心規格(8) 物件名稱服務系統規格物件名稱服務系統規格http:/www.ep

10、cglobal.org.tw/epcg/jsp/a24.htmEPCglobal Tag標準標準Calss 0：唯讀：唯讀Calss 1：一次寫入，多次讀取：一次寫入，多次讀取Calss 2：多次寫入，多次讀取：多次寫入，多次讀取EPC與與ISO的整合的整合ISO對自動識別的分類審核架構對自動識別的分類審核架構IECISOJTC1TC23TC29TC104TC204SC17SC31SC19SC9SC4WG8WG4WG3WG2WG4識別卡及相關裝置非接觸式IC卡自動識別及商品管理RFID動物管理RFID貨櫃自動識別工作機械管理RFID自動識別車輛RFID名詞說明名詞說明nISO：Internat

11、ional Organization for Standarization，國際標準組織nIEC：International Electrotechnical Commission，國際電攻技術委員會nTC：Technical Committee，技術委員會nJTC：Joint Technical Committee，聯合技術委員會nSC：Sub Committee，分科委員會nWG：Working Group，工作小組與與RFID標準相關的標準相關的ISO標準標準lJTC 1/SC 31 Automatic Identification and Data Capture Techniques

12、lJTC 1/SC 17 Identification Cards and related devices lISO TC 104 / SC 4 Identification and communication lISO TC 23 / SC 19 Agricultural electronicslCEN TC 278 Road Transport and Traffic TelematicslCEN/TC 23/SC 3/WG 3 Transportable Gas Cylinders - Operational Requirements - Identification of cylind

13、ers and contentslISO/TC204 Transport Information and Control SystemslETSI European Telecommunications Standards InstitutelERO European Radiocommunications OfficelANSI American National Standards Institute ISO/IEC JTC 1/SC 31/WG 4/SG3自動識別及商品管理RFID (ISO 18000) ISO/IEC 18000-1 標準規範標準規範 ISO/IEC 18000-2

14、- 135 kHz以下以下 ISO/IEC 18000-3 - 13.56 MHz ISO/IEC 18000-4 - 2.45 GHz ISO/IEC 18000-6 - 860-960 MHz (Philips) ISO/IEC 18000-7 - 433.92 MHzISO 18000 (Air Interface)Why no ISO/IEC 18000-5?ISO/IEC JTC 1/SC 31/WG 2 & WG 4/SG 1Products CodeISO/IEC 15424 - Data Carrier/Symbology IdentifiersISO/IEC 15418 -

15、EAN.UCC Application Identifiers and ASC MH 10 Data IdentifiersISO/IEC 15434 - Syntax for High Capacity ADC MediaISO/IEC 15459 - Unique identification - Part 1: Transport units; Part 2: Registration procedures; Part 3: Common rules; Part 4: Unique Item identification for supply chain management; Uniq

16、ue identification - Part 5: Returnable transport items; ISO/IEC 15961 - Data protocol: Application interfaceISO/IEC 15962 - Protocol: Data encoding rules and logical memory functionsISO/IEC 15963 - Unique ID of RF TagUHFUHF Class 1 Gen2 (C1G2) 在在 ISO的申請現況的申請現況lGen 2 於2005年1月向 ISO (SC31) 提出申請l3個月後經大多

17、數表決同意，完成草案l2006/2: 草案修正完成進行第二次投票l2006/3: Gen 2 正式成為 ISO/IEC 18000-6cC1G2 ISO 18000-6Cl屆時Gen2可促使ISO、EPC等標準協定統一，讓所有Tag、Reader皆可在同一protocol下運作lGen2較Gen1協定提供了更開放的互通性標準，更快速密集的讀取率、更高的穩定度、更好的讀寫能力 C1G2 ISO 18000-6CEPC Gen2已通過測試，年底前確定可公佈成一標準已通過測試，年底前確定可公佈成一標準 Gen1Gen2Tag產品特性：產品特性：1.Class0：唯讀2.Class1：讀多次，寫一次1

18、.Class2：讀寫(具大容量記憶體)2.Class3：提升電池效能下進行讀寫成本：1.2005年採同一製程2.1晶片中12,000個電晶體3.尺寸小、便宜成本：1.2005年採同一製程2.1晶片中40,000個電晶體3.尺寸大、較貴4.未來業者擬採先進製程使尺寸降為Gen1晶片80%，價格較Gen1晶片便宜20%Reader產品特性：1.無法同時讀Class0/1協定 Tag2.傳輸率：80140k/bs3.編碼長度96 bits產品特性：1.未來可讀ISO、EPCGen1/Gen2所有協定Tag2.傳輸率：640k/bs3.可透過H/W、F/W升級讀取Gen2 Tag4.兼具單一、多重、密

19、集三種讀取模式5.編碼長度256 bits資料來源：工研院IEK(2005/10)只有只有EPC嗎嗎?l美國/歐洲的EPC(Electronic product code) l日本的Ubiquitous ID Center標準 日本日本UIDl日本Ubiquitous ID Center(uID Center)所提出的編碼體系稱為unique ubiquitous identification code(ucode)，lUcode資料長度為128bits，視需求可擴展至256、384、或512bits等長度 RFID標準介紹標準介紹RFID標準標準l標示編碼規範l操作協訂規範l應用系統介面規範

20、TagReaderAir InterfaceAir Interface ProtocolThis specification is a fundamental component of the EPC systemRFID讀取頻率分類讀取頻率分類 (Air Interface)頻段頻段RFID應用頻率應用頻率感應距離感應距離部分部分RFID廠家廠家我國使用現況我國使用現況低頻 (LF, Low Frequency)125 KHz135 KHz 1.5 mHP117.6126: 已指定業務分配但尚未使已指定業務分配但尚未使用用固定(主),水上行動(主),無線電協航(主)129160:已分配但未使

21、用同上高頻 (HF, High Frequency)6.78 MHz (HP),13.56 MHz (Pretide) 1.5mHPSAVI864.1868.1: Low-Tier870890: 3G895915, 940960: GSM2.45 GHz 1.5mHP2.45 0.05GHz:供工,科,醫用設備使用極高頻 (SHF, Super High Frequency)5.8 GHz 1.5mHP5.8 0.075GHz: 供工,科,醫用設備使用已分配使用已分配使用MHzFCC開放RFID頻段中華電信up link中華電信down link RFID9159289229108959409

22、55960902遠傳 down 遠傳up891.4937892增頻增頻國內RFID頻段RFID(UHF BAND)與與GSM 900鄰頻干擾鄰頻干擾各國開放供各國開放供RFID使用之使用之UHF頻段頻段頻段範圍頻段範圍(MHz)頻段範圍頻段範圍(MHz)國別國別國別國別歐盟南非美加澳洲紐西蘭日本韓國我國869.4869.65865.6867.6869.4869.65915.2915.490292891892686486890595691091492292893.6.21大部同意開放922928MHz頻段供無線射頻辨識系統(RFID)使用RFID 具有地域性lU.S.more focus on

23、EPC(902-928 MHz)more focus on active RFIDl歐洲more focus on Animal ID(125K)EPCLibrary & NFC Card (Metro future store)l日本More focus on NFC-SmartCard (UID)l台灣/中國Diversifiedl新加坡More focus on Library & EPCRFID依標籤系統分類依標籤系統分類Products Code標籤型態讀寫距離讀寫距離特點特點被動式半被動式主動式100m沒有電池，最便宜有電池，被動讀取，有效讀取，精確度較高有電池，效率高有成本問題標

24、籤基本構造及分類標籤基本構造及分類天線調變電路編碼器微處理器記憶體電源被動式標籤具有AC to DC電路，將讀取器發射之射頻訊號轉成DC電源，經大電容儲存能量，再經穩壓電路提供穩定的電源。級別級別性質性質特點特點零級一級二級三級四級五級被動識別被動識別較一級增加功能內有電池主動標籤可讀取其他標籤只可讀可讀取，可寫入一次可重複讀寫，具加密二級功能，較長通信距離三級功能，主動溝通四級功能，可當讀取器讀取器讀取器一個讀取器可讀取多個不同標籤。讀取器在於傳送資料和能量，然後激化標籤並讀取標籤資料。讀取器激化標籤程序： 讀取器由系統頻率產生器產生工作頻率，接著微處理器產生 要送至標籤的訊號給調變電路，調

25、變電路把訊號調變成載波 ，送給射頻功率晶體，最後由天線將無線信號發給標籤。天線接收標籤所回覆的資料後，傳送至接收器解碼後，再送 至上層的控制器，由控制器將解碼後的資料傳給資料庫及電 腦等外部裝置，若屬加密的系統，也一併作加解密處理。RFID 應用狀況應用狀況EPCGlobal NetworkEPCGlobal NetworknEPCglobal Network 利用 Electronic Product Code (EPC) 和無線射頻辨識技術，為產品資訊交換提供了世界性的標準架構n利用目前的網際網路架構，發展出有效率的自動化物件追蹤技術，以增進供應鏈上下游廠商資訊的能見度與共同的資訊分享標準

26、架構。nEPCglobal Network 所制訂的架構，將掃除過去各家發展獨立運行的 RFID 應用系統而導致無法交換資料的瓶頸，此標準架構將降低合作夥伴間的訊息溝通障礙，逐漸達成供應鏈即時物品資訊追蹤的理想境界。EPCGlobal Network組成組成1.EPC2.ID System (RFID Tags and Readers)3.EPC Middleware(Savant) 4.Discovery Services(ONS)5.EPC Information Services (EPCIS)EPC Middleware(Savant)-1EPC 中介軟體處理中介軟體處理 RFID 讀

27、取器的資料讀取，讀取器的資料讀取，和企業現有應用系統間的資料交換，並依照設定和企業現有應用系統間的資料交換，並依照設定好的商業邏輯來處理各個讀取事件好的商業邏輯來處理各個讀取事件(reading event)，以及進階的分析運用。中介軟體並負責，以及進階的分析運用。中介軟體並負責即時讀取事件所應誘發的提醒功能，管理讀取資即時讀取事件所應誘發的提醒功能，管理讀取資料和料和 EPCIS (EPC Information Service)、以及現、以及現有企業應用系統間的溝通介接。有企業應用系統間的溝通介接。（1）資料校對）資料校對處在網絡邊綠的Savant系統，直接與讀碼器進行資訊交流，它們會進行

28、資料校對並非每個標籤每次都會被讀到，而且有時一個標籤的資訊可能被誤讀，Savant系統能夠利用運算法校正這些錯誤（2）讀碼器間協調）讀碼器間協調如果從兩個有重疊區域的讀碼器讀取信號，它們可能讀取了同一個標籤的資料，產生了相同多餘的產品電子代碼，Savant的一個任務就是分析己讀取的資訊並且刪掉這些冗餘的產品代碼（3）資料傳送）資料傳送在一個層次上，Savant系統必須決定什麼樣的資訊需要在供應鏈上向上傳遞或向下傳遞例如，在冷藏工廠的Savant系統可能只需要傳送它所儲存的商品溫度資訊就可以了（4）資料儲存）資料儲存現在的資料庫不具備在一秒鐘內處理超過幾百條事件的能力，因此Savant系統的另一

29、個任務就是維護實時儲存事件資料庫，本質上來講，系統取得實時產生的產品電子代碼並且智能地將資料儲存，以便其他企業管理的應用程序有權訪問這些資訊，並保證資料庫不會超負荷運轉（5）任務管理）任務管理無論Savant系統在層次結構中所處的等級是什麼，所有的Savant系統都有一套獨具特色的任務管理系統(TMS)，這個系統使得它們可以實現用戶自己定義的任務來進行資料管理和監控例如，一個商店中的Savant系統可以通過編寫程序實現一些功能，當貨架上的產品降低到一定水平時，會給倉庫管理員發出警報 Discovery Services(ONS)-1定位類似網際網路上的搜尋引擎，定位類似網際網路上的搜尋引擎，E

30、PC Discovery Service 整合各個整合各個EPCIS上所記錄的上所記錄的 EPC 資料，提供資料，提供 EPC 物件物件Track & Trace的的追蹤，提供跨越整體供應鏈、擁有連續產品資追蹤，提供跨越整體供應鏈、擁有連續產品資料之多元料之多元 EPCIS 之查詢服務。之查詢服務。EPC Discovery Service 延伸的加值服務，可包含延伸的加值服務，可包含 EPC 物件相物件相關資訊的蒐集、分類和提供類似商品的推薦廠關資訊的蒐集、分類和提供類似商品的推薦廠商資訊和市場價格比較等等。商資訊和市場價格比較等等。Discovery Services(ONS)-2（1）從

31、標籤上判讀一個資料字串EPC代碼（2）讀碼器將此字串EPC代碼發送到本地伺服器；（3）本地伺服器對EPC代碼資料進行適當排陣，過濾，將EPC代碼發送到本地ONS運算器；（4）本地ONS運算器利用格式化轉換字符串將EPC比特位編碼轉變成EPC域前綴名，再將EPC域前綴名與EPC域后綴名結合成一個完整的EPC域名，ONS運算器再進行一次ONS查詢，將EPC域名發送到指定ONS伺服器基礎架構，以獲得所需要的資訊（5）ONS基礎架構給本地ONS運算器回饋EPC域名對應一個或多個PML伺服器IP地址（6）本地ONS運算器再將IP地址回饋給本地伺服器；（7）本地伺服器再根據IP地址聯繫正確的PML伺服器，

32、以獲取所需的EPC資訊Discovery Services(ONS)-3EPC Information Services (EPCIS)EPCIS 是是 EPC 資訊的檔案櫃，主要提供合作伙資訊的檔案櫃，主要提供合作伙伴間交換伴間交換 EPC 相關資料的服務，扮演著相關資料的服務，扮演著 EPC Network 資訊閘道的角色。資訊閘道的角色。EPCIS 應用系統從中應用系統從中介軟體端接到讀取的各類介軟體端接到讀取的各類 EPC 資料，將之轉成資料，將之轉成 PML (Product Markup Language) 格式後，儲存格式後，儲存在資料庫內，以作為追蹤查詢服務的基礎。同時，在資料庫內，以作為追蹤查詢服務的基礎。同時，EPCIS 也負責特定也負責特定 EPC 物件的資訊查詢核心。物件的資訊查詢核心。EPCIS 可比擬網際網路架構當中，提供訊息的各可比擬網際網路架構當中，提供訊息的各式網頁。式網頁。 EPCGlobal Network架構圖架構圖EPC Code使用示意圖使用示意圖(1)F127.C238.DF1B.17CCRFID Tag產品EPC電子編碼RFID電子標籤產品internetRFID ReaderEPC Code使用示意圖使用示意圖(2)RFID TagERPRFID TagSavantinternetDMSONSEPCISONSEPCIS