RFID 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

辨識技術介紹 ( 從條碼到 RFID)EPCGlobalRFID ISO 標準介紹 ( 仍在進展 )EPCGlobal Network

RFID標準

標示編碼規範操作協訂規範應用系統介面規範

辨識技術介紹

辨識技術的發展

1. 傳統條碼1. 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 & EAN

2002 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 Barcode

GS1-128

RFID

EAN.UCC EPCglobal

Auto-ID

UCC( 統一編碼協會 ) ：總部位於美國 , UPC 碼的發號機構 Uniform Code Council EAN International ( 國際物品編碼協會 ) ：總部位於布魯塞爾European Article Numbering

2. RFID 電子條碼2. RFID 電子條碼

UCCUPCUPC

EANInternational

EANEAN

1999 麻省理工學院技研所創立

EPC產品電子碼

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3. 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4.EPC 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8.物件名稱服務系統規格

明日之星

5.EPC 編碼結構5.EPC 編碼結構

HeaderHeaderGeneralManagerNumber

GeneralManagerNumber

Object ClassObject Class Serial NumberSerial Number

General Identifier (GID-96)

Header 8 bits

Manufacture 28 bits

Product 24 bits

Serial Number36 bits

5.EPC 編碼結構5.EPC 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. 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。

EPCGlobal

EPCglobal介紹 (1)

EPCGlobal Taiwan– http://www.epcglobal.org.tw/epcg/jsp/index.jsp

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。

MIT 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 。

2003 年 10月， 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 (2)

EPCglobal Inc. 為 EAN International 和 UCC 所合資的非營利組織。

EPCglobal 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 (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 (2)

EPCglobal標準 (3)

(1) EPC 標籤資料規格 1.1 版(2) 900MHz Class 0 ( 唯讀 ) 射頻識別標籤規格(3) 13.56MHz ISM 頻譜 Class 1( 讀多 / 寫 1) 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(5) 讀碼器協定(6) Savant 規格(7) 實體標記語言（ Physical Markup Language 簡稱 PML ）核心規格(8) 物件名稱服務系統規格

http://www.epcglobal.org.tw/epcg/jsp/a24.htm

EPCglobal Tag標準

Calss 0 ：唯讀Calss 1 ：一次寫入，多次讀取Calss 2 ：多次寫入，多次讀取

EPC 與 ISO 的整合

ISO 對自動識別的分類審核架構

IEC

ISO

JTC1

TC23

TC29

TC104

TC204

SC17

SC31

SC19

SC9

SC4

WG8

WG4

WG3

WG2

WG4

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

ISO ： International Organization for Standarization ，國際標準組織IEC ： International Electrotechnical Commission ，國際電攻技術委員會TC ： Technical Committee ，技術委員會JTC ： Joint Technical Committee ，聯合技術委員會SC ： Sub Committee ，分科委員會WG ： Working Group ，工作小組

與 RFID 標準相關的 ISO 標準

JTC 1/SC 31 Automatic Identification and Data Capture Techniques JTC 1/SC 17 Identification Cards and related devices ISO TC 104 / SC 4 Identification and communication ISO TC 23 / SC 19 Agricultural electronics CEN TC 278 Road Transport and Traffic Telematics CEN/TC 23/SC 3/WG 3 Transportable Gas Cylinders - Operational Re

quirements - Identification of cylinders and contents ISO/TC204 Transport Information and Control Systems ETSI European Telecommunications Standards Institute ERO European Radiocommunications Office ANSI 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 ISO/IEC 18000-2 - 135 kHz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 MHz

ISO 18000 (Air Interface)

Why no ISO/IEC 18000-5?

ISO/IEC JTC 1/SC 31/WG 2 & WG 4/SG 1Products Code

ISO/IEC 15424 - Data Carrier/Symbology Identifiers ISO/IEC 15418 - EAN.UCC Application Identifiers and ASC MH 10

Data Identifiers ISO/IEC 15434 - Syntax for High Capacity ADC Media ISO/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; Unique identification - Part 5: Returnable transport items;

ISO/IEC 15961 - Data protocol: Application interface ISO/IEC 15962 - Protocol: Data encoding rules and logical memory

functions ISO/IEC 15963 - Unique ID of RF Tag

UHF

UHF Class 1 Gen2 (C1G2) 在 ISO 的申請現況

Gen 2 於 2005 年 1月向 ISO (SC31) 提出申請

3個月後經大多數表決同意，完成草案2006/2: 草案修正完成進行第二次投票2006/3: Gen 2 正式成為 ISO/IEC 18000-6c

RFID 標準介紹

RFID標準

標示編碼規範操作協訂規範應用系統介面規範

Tag

Reader

Air InterfaceAir Interface

Air Interface ProtocolThis specification is a fundamental component of the EPC system

RFID 讀取頻率分類 (Air Interface)

頻段 RFID 應用頻率 感應距離 部分 RFID 廠家 我國使用現況

低頻 (LF, Low Frequency)

125 KHz

135 KHz< 1.5 m HP

117.6~126: 已指定業務分配但尚未使用 [固定 ( 主 ),水上行動 ( 主 ), 無線電協航 ( 主 )]

129~160:已分配但未使用 [ 同上 ]

高頻 (HF, High Frequency)

6.78 MHz (HP),

13.56 MHz (Pretide)

< 1.5 mHP

Pretide

134.1~157 M: 已指定業務分配但尚未使用但 13.56 0.007: 供工 ,科 ,醫用設備使用

特高頻 (VHF, Very High Frequency)

33.92 MHz,

40.68 MHz (HP),

433 MHz (SAVI)

-HP

SAVI30.01~37.5 M: 已指定業務分配 [固定 ( 主 ), 行動 ( 主 )], 但尚未使用

超高頻 (UHF, Ultra High Frequency)

860-950 MHz, > 1.5mHP

SAVI

864.1~868.1: Low-Tier

870~890: 3G

895~915, 940~960: GSM

2.45 GHz > 1.5m HP2.45 0.05GHz: 供工 ,科 ,醫用設備使用

極高頻 (SHF, Super High Frequency)

5.8 GHz > 1.5m HP5.8 0.075GHz: 供工 ,科 ,醫用設備使用

已分配使用

MHz

FCC 開放 RFID頻段FCC 開放 RFID頻段

中華電信up link中華電信up link

中華電信down link

中華電信down link

RFID RFID

915 928922910895 940 955 960902

遠傳 down 遠傳 down

遠傳up遠傳up

891.4

937892

增頻增頻

國內 RFID頻段國內 RFID頻段

RFID(UHF BAND) 與 GSM 900 鄰頻干擾

各國開放供 RFID 使用之 UHF 頻段各國開放供 RFID 使用之 UHF 頻段

頻段範圍 (MHz) 頻段範圍 (MHz)國別 國別

歐盟

南非

美加

澳洲

紐西蘭

日本

韓國

我國

869.4~869.65865.6~867.6

869.4~869.65915.2~915.4

902~928

918~926

864~868

905~956

910~914

922~928

93.6.21 大部同意開放 922~928MHz 頻段供無線射頻辨識系統 (RFID) 使用

RFID 具有地域性 U.S.

–more focus on EPC(902-928 MHz)–more focus on active RFID

歐洲–more focus on Animal ID(125K)–EPC–Library & NFC Card (Metro future store)

日本–More focus on NFC-SmartCard

台灣 /中國–Diversified

新加坡–More focus on Library & EPC

RFID 依標籤系統分類Products Code

RFID 依標籤系統分類Products Code

標籤型態 讀寫距離 特點

被動式

半被動式

主動式

< 4m

10 m

>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 性質 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。

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

EPCGlobal Network

EPCGlobal Network

EPCglobal 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

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架構。

EPCglobal 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

1.EPC2.ID System (RFID Tags and Reader

s)3.EPC Middleware(Savant) 4.Discovery Services(ONS)5.EPC Information Services (EPCIS)

EPC Middleware(Savant)-1

EPC 中介軟體處理 RFID 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。中介軟體並負責即時讀取事件所應誘發的提醒功能，管理讀取資料和 EPCIS (EPC Information Service) 、以及現有企業應用系統間的溝通介接。

（ 1 ）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， EPC Discovery Service 整合各個 EPCIS 上所記錄的 EPC 資料，提供 EPC 物件 "Track & Trace" 的追蹤，提供跨越整體供應鏈、擁有連續產品資料之多元 EPCIS 之查詢服務。 EPC Discovery Service 延伸的加值服務，可包含 EPC 物件相關資訊的蒐集、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。

Discovery Services(ONS)-2

（ 1） 從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，以獲取所需的 EPC 資訊

Discovery Services(ONS)-3

EPC Information Services (EPCIS)

EPCIS 是 EPC 資訊的檔案櫃，主要提供合作伙伴間交換 EPC 相關資料的服務，扮演著 EPC Network 資訊閘道的角色。 EPCIS 應用系統從中介軟體端接到讀取的各類 EPC 資料，將之轉成 PML (Product Markup Language) 格式後，儲存在資料庫內，以作為追蹤查詢服務的基礎。同時， EPCIS 也負責特定 EPC 物件的資訊查詢核心。 EPCIS 可比擬網際網路架構當中，提供訊息的各式網頁。

EPCGlobal Network 架構圖

EPC Code 使用示意圖 (1)

F127.C238.DF1B.17CC RFID Tag產品

EPC電子編碼 RFID電子標籤

產品 internet

RFID Reader

EPC Code 使用示意圖 (2)

RFID Tag

ERP

RFID TagSavant internet

DMS

ONS EPCIS

ONS

EPCIS