圖1、裕隆車輛拖運上應用的主動式讀取器(左)與Tag(右)
圖2、主動式RFID系統透過RFID中介軟體可結合各產業應用AP
圖3、結合震動感應裝置(左)、閃光燈警示(中)、溫溼度偵測裝置(右)的主動式RFID標籤
SYRIS成立於1990年開始，從門禁控制器、門禁讀取器、電子打卡鐘開始等，也銷售到國外與中國各地。2005年開始，受到既有的客戶委託設計主動式RFID的產品，公司開始策略性投入研發人力在主動式RFID主軸上。由於RFID技術跟本公司原有產品不同，在經歷各項技術克服，例如不同頻段RF IC晶片需處理訊號與電路電容互相干擾的情形，而選擇不同的全向陶瓷天線，其設計的位置與發射功率等調整，都對於電池使用壽命有著很大的影響，再者RF IC在電壓不夠穩定之下，發射的電波與規格上的場型有顯著差異，導致讀取距離縮短與不穩定；要如何兼具發射功率、距離與電池使用，將是業者一大挑戰。本文僅就本公司研發心得提供業界參考之。
調整標籤回報以減少電池消耗一般人對於主動式RFID在讀取範圍上有著很高的期待，基本上可分成兩個角度來討論，第一：讀取距離，第二：讀取速度（讀取時間）；由於發射功率與電池耗用有著正比關係，距離要越遠代表著要用更大的能量去驅動發射RF電波，這也代表著電池容量消耗比較迅速，這可跟Zigbee 產品作為對照，換句話說必須在讀取距離與電池使用壽命兩者之間取得一個設計平衡點，而我們比較傾向在使用壽命因素為主。第二個問題在發射與讀取時間，造成所謂的讀取速度跟系統反應時間。舉個例子：五秒鐘點名一次、三秒鐘點名一次、一秒鐘點名一次，哪一種方式會比較快把全班30位同學點名完畢，我想大家不用思考也會回答一秒鐘一次，但各位有沒有想過，對於RFID的TAG而言，每一次的點名動作代表一種功率的消耗，時間間隔很短的方式來點名當然很好，但事實上會造成兩個系統負擔：資料量太過繁多與電力消耗過鉅，導致RFID標籤很快就沒電力，造成使用者的困擾。 本公司於裕隆車輛拖運案例中所所設計之主動式RFID技術，調整標籤以週期回報（Beacon Mode）的方式廣播其標籤識別碼。因為標籤的發射週期如果過短，就會造成電池銷耗過快。在該案例中，我們必須確保車輛在高速（60KM/hr）通過時，標籤還是要能在天線感應範圍內發報ID，所以我們採用這項作法。 根據我們的經驗，圖1的2.45 GHz的主動式RFID Tag在使用標準CR2032電池下，可以達到2年的使用時效，這點也因此獲得許多客戶很好的回應。 結合讀取器群作系列讀取
在大量卡片的讀取與時效上，我們認為在一定時間下，可以透過連續讀取器(reader)的讀取，簡單說好幾個讀取器來讀取，第一個讀取到90％，第二個90％，第三個90％，最後透過標籤 ID比對，便可達到100％的讀取率。但很多人都迷思在希望一個讀取器就可以讀取到100％，但這樣的系統環境與條件都是很難達到的，我們不建議這樣做，因為一旦沒達到100％就會被使用者認定為失敗的規劃。另外，也可透過系統整合廠商，來撰寫一套過濾機制，解決重複讀取到TAG ID的問題，這也是一般所謂的RFID Middleware中介軟體的功能。 由於RFID的架構屬於是通訊協定的架構，中介軟體在資料處理架構上屬於L7當中的第一層與第二層，但一般的使用者缺乏這樣的程式化能力，故需藉由中介軟體來處理這一段，而中介軟體本身已將RFID硬體本身的通訊協定定義溝通完成，透過主動式RFID結合感應器(Sensor)，使用者或系統開發者可藉由銜接RFID標籤所代表的訊號強度RSSI、標籤電力強度、標籤溫度、標籤濕度、標籤光感應、標籤震動等訊號進行判讀。 人員管制、物流管理、車輛管理、資產管理、溫度追蹤、閃光燈指引等應用，這些屬於成熟也屬於投資不高的方案，適合國內自製廠商可考慮推廣的方向。本公司有鑑於此，也提供一個中介軟體方案，使用者藉由專屬的Middleware銜接，便可輕易的進入到控制主動式RFID的能力，開始規劃RFID的資料庫儲存、系統溝通時間、事件管理、設備管理等功能。 三角定位更省建置成本
另外，國內所關注的RTLS（Real Time Location System）即時定位系統應用，在主動式的RFID架構上最強的效益就是在定位功能，一般而言，定位可以分成靜態與動態定位，市場上的定位產品皆以雙點定位為主；何謂雙點定位：透過遠端掃瞄後，再藉由進端掃瞄來確定方向，換言之先做所謂大區域的掃瞄，再進行小區域的掃瞄，最後得到定位的座標。這樣的方式已比一般的區域定位有很強的效果，但這樣的架構之下需部建較多的RFID設備來達成，整體的建置成本高出單點區域定位50%以上。 為克服此項，我們正在發展三角定位技術，這樣的技術並非創新的定位理論，早在基地台跟衛星定位皆有使用到三角定位，我們的作法是利用RFID三角定位結合運算週期，達到一秒、兩秒、三秒的運算週期，提供五米、十米、十五米的參數設計在專屬的Middleware上，未來將可提供給有需要的系統業者或使用者延續開發應用管理程式，在這樣的架構下佈建等同區域單點定位的成本較為經濟，也十分推薦給多數應用端業者參考。 未來結合感應器提高附加價值
主動式RFID結合感應器(Sensor)可以在一定範圍內取得標籤資訊，並可結合軟體應用於環境的光感偵測、震動偵測與溫濕度監控等，就我們的考慮點這些將為自製的主動式RFID產品提供更多附加價值，同時也建議政府相關公部門於擴大內需上能多採用國內自製的主動式RFID設備，藉以創造國內市場的成長與RFID應用發展。 資料來源: http://www.rfid.org.tw 2008/9/28
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