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1、世新大學資訊傳播學系 余顯強 副教授圖書館應用圖書館應用圖書館應用圖書館應用RFIDRFID技術技術技術技術之實務性研究之實務性研究之實務性研究之實務性研究附註：本簡報部分內容曾發表於RFID校園智慧圖書館座談會(玄奘大學，2007/3/23)余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有2識別系統Auto-ID光學文字辨識(OCR)條碼Barcode生物辨識智慧卡Smart CardRFID指紋辨識聲紋辨識RFIDRFID余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有3條碼系統n包含數字與文字包含數字與文字n可使用雷射、紅外線掃描器判讀可使用雷射、紅外線掃描器判讀n種類種
2、類超過超過225種種以上以上n最普及為最普及為EAN碼碼(European Article Number)n n19761976由由UPC(Universal Product Code)UPC(Universal Product Code)發展發展n n世界第一套商業用條碼世界第一套商業用條碼n n包含包含13 digitals13 digitalsuuCountry id*2,Company id*5,manufactureCountry id*2,Company id*5,manufacture s item No.*5 and check digital*1s item No.*5 an
3、d check digital*1n基於基於EAN，衍生多種編碼，衍生多種編碼n nCode Codabar:medical/clinical applicationCode Codabar:medical/clinical applicationn nCode 2/5 interleaved:automotive industry,goods storage,heavy industryCode 2/5 interleaved:automotive industry,goods storage,heavy industryn nCode 39:processing industry,logi
4、stics,universities and librariesCode 39:processing industry,logistics,universities and librariesn二維條碼二維條碼n n可包含中、英文、數字、記號、字型、空白等可包含中、英文、數字、記號、字型、空白等n n尺寸自由選擇，印刷方面，不只在白紙上印黑字，也可以彩色印刷尺寸自由選擇，印刷方面，不只在白紙上印黑字，也可以彩色印刷余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有4智慧卡n晶片式電子資料儲存與運算系統晶片式電子資料儲存與運算系統n最早出現於最早出現於1984年電話預付卡年電話預付卡智慧卡
5、智慧卡智慧卡智慧卡各種各種Card OSCard OSRSADES傳統卡片開放式平台JavaMutolsWinCard余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有智慧卡家族(依ISO標準分類)5ISO 7810Chip cadISO 7816ContactlessChip cardsMemorycardProcessorcardProcessorcardMemorycardProcessorcardMemorycardClose couplingISO 10536ProximityISO 14443Vicinity couplingISO 15693CombiCard-ICombi
6、Card-II余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有6各種識別系統比較項目項目BarcodeOCRBiometrySmartcardRFID systemTypical data quantity(bytes)1-1001-10016-64k16-64kData DensityLowLowHighVery highVery highMachine readabilityGoodGoodExpensiveGoodGoodReadability by peopleLimitedSimpleDifficultImpossibleImpossibleInfluence of dirt
7、/dampVery highVery highPossibleLowInfluence of coveringTotal failureTotal failurePossibleLowInfluence of direction and positionLowLowContactsMediumPurchase cost/reading electronicsVery lowMediumVery highLowMediumOperating costsLowLowNoneMediumNoneUnauthorized copying/modificationSlightSlightImpossib
8、lePossible(voice)ImpossibleImpossibleReading speed(including handling of data carrier)Low4 secLow3 secVery low 3-10 secLow4 secVery fast 0.5 secMaximum distance between data carrier and reader0-50 cm 1 cm(Scanner)Direct contact0-50 cm(voice)Direct contact0-5 m,microwave余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有7C
9、opyright:余顯強功能性功能性成本磁條、化學藥劑被動式標籤主動式標籤RFID與Barcode比較RFIDBarcode容量容量大大(數數bytes數數Kbytes)小小讀取範圍讀取範圍無線通信無線通信同時讀取多筆同時讀取多筆(201200items/sec)光罩、雷射掃瞄可及範圍光罩、雷射掃瞄可及範圍運算能力運算能力包含運算包含運算/認證認證/加解密能力加解密能力 無無讀寫功能讀寫功能分為分為read,write once,read/write三種三種僅能讀取僅能讀取價位價位高高(依通訊頻率不同依通訊頻率不同)極低極低陳年老酒RFID舊技術的新生命余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強
10、副教授 版權所有9RFIDn無線射頻辨識系統無線射頻辨識系統n nRFIDRFID，Radio Frequency IdentificationRadio Frequency Identificationn n小於小於2 2公厘見方，有如芝麻顆粒般大小的無線通信公厘見方，有如芝麻顆粒般大小的無線通信ICIC和天線所構成的組件通稱和天線所構成的組件通稱 余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有10RFID系統架構圖電源標籤晶片讀寫器訊號標籤訊號讀寫器天線射頻模組控制模組Copyright:余顯強nRFID 系統系統n n讀寫器讀寫器(Reader)(Reader)n n詢答器詢答
11、器/標籤標籤(Transponder;Tag)(Transponder;Tag)：常設計成貼標：常設計成貼標(label)(label)狀狀uu晶片晶片uu天線、線圈和金屬箔片天線、線圈和金屬箔片-耦合元件耦合元件(Coupling element)Coupling element)uu封膜封膜(Housing)Housing)余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有11RFID類型-依頻率分頻率頻率優點優點缺點缺點應用應用低頻低頻125134KHz部署廣泛部署廣泛金屬干擾低金屬干擾低讀取範圍小讀取範圍小(1.5m內內)動物識別；容器管理；動物識別；容器管理；防竊系統防竊系統高
12、頻高頻13.56MHz部署廣泛部署廣泛溼溼氣影響低氣影響低讀取範圍小讀取範圍小(1.5m內內)易受金屬干擾易受金屬干擾圖書館應用；存取控制；圖書館應用；存取控制；行李管理；零售商品追蹤行李管理；零售商品追蹤超高頻超高頻860960MHz部署廣泛部署廣泛通信範圍高於其他標準通信範圍高於其他標準易受易受溼溼氣影響氣影響Tag太近時，易太近時，易產產生頻差生頻差(detuning)貨櫃、容器追蹤；貨櫃、容器追蹤；貨車追蹤貨車追蹤微波微波2.45GHz讀取範圍高讀取範圍高普及率不高；實作複雜；普及率不高；實作複雜；未完全標準化未完全標準化ETC125kHz134kHz13.56MHz860MHz930
13、MHz 2400MHz2483.5MHz余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有工作原理讀寫器讀寫器天線天線1.包含AC電能的電波(Continuous Wave,CW)及時脈訊號透過天線發送標籤標籤2.標籤天線將AC電能轉成DC供給標籤晶片運作的電源，並將接受訊號中的時脈截取出來3.標籤模組將接收的訊號解碼，並將運作後的資料傳回給讀寫器的天線4.讀寫器將接收到標籤回傳的訊號解碼並取得資料余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有13RFID類型-依結構分RFID種類種類特徵特徵應用應用成本成本讀取專用型讀取專用型只能讀取資料。由數十只能讀取資料。由數十bits構
14、成的構成的特定特定ID編號編號製程管控製程管控物流系統物流系統防止偽造防止偽造行李管理行李管理低低可寫入資料型可寫入資料型內內建數建數bytes數數Mb記憶體記憶體(EEPROM、FeRAM等等)，可讀寫，可讀寫資料資料低低中中內內建微處理器型建微處理器型內內建微處裡器，使用建微處裡器，使用內內建建ROM儲儲存之存之OS運作，用於提高安全性的運作，用於提高安全性的用途用途電子結帳電子結帳出入管理出入管理會員卡務會員卡務高高含有感應器型含有感應器型以以內內建溫度、壓力感應器為主流建溫度、壓力感應器為主流動物識別動物識別輪胎管理輪胎管理高高所有物品都成為通信對象1店頭倉庫即時庫存耐污、熱性強不需拆
15、箱即可同時讀取多筆資料讀取器讀取器橘色參考書一本藍色字典一本灰色小說一本余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有15同時讀取理論n可通訊範圍可通訊範圍內內多個多個RFID，對，對reader發出的訊發出的訊號會一起回應，而發生衝突號會一起回應，而發生衝突n解決方式解決方式n nTime slotTime slot方法：依方法：依據據RFIDRFID之之IDID錯開錯開response timeresponse time1234ID 00 11 01 00ID 10 01 01 00ID 10 10 00 00ID 10 10 11 00符合前兩bit者回應回應回應衝衝衝衝突突突
16、突符合次兩bit者回應回應回應衝衝突突符合後兩bit者回應依binary code先後次序回應先3後4余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有圖書館應用n門禁安全管理門禁安全管理n n防止未經授權情況攜出館外防止未經授權情況攜出館外n(自助自助)流通借還流通借還n n自動自動/批次借還作業批次借還作業n盤點作業盤點作業n n尋書、順架、盤點尋書、順架、盤點n自動分類自動分類16余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有圖書館應用優點n減少流通出納負荷減少流通出納負荷n降低圖書館員工作，增加與讀者之互動降低圖書館員工作，增加與讀者之互動n擴增圖書館擴增圖書館內內部安
17、全部安全n降低館藏處理與管理成本降低館藏處理與管理成本n提供點收、移送、上架自動化提供點收、移送、上架自動化n容易找出錯放狀況容易找出錯放狀況17實作研究(計畫編號：NSC 95-2413-H-128-001-CC3)18余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有研究步驟19余顯強 編製計劃內容場地環境分析產品測試硬體設備選擇架構設計讀寫器實測讀寫器網路連結系統整合壓力測試系統使用評量評估發展佈署余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有圖書館應用之分析n(自助自助)流通借還流通借還n安全管理安全管理n盤點順架盤點順架&尋書尋書n自動自動分類分類應用無線感應原理應用
18、無線感應原理n n優點優點uu非接觸非接觸式，無磨損、可回收式，無磨損、可回收uu瞬間瞬間自動讀取大量自動讀取大量標籤，加快作業效率標籤，加快作業效率uu內內建資訊儲存空間，提供主動式資訊服務建資訊儲存空間，提供主動式資訊服務n n缺點缺點uu單位裡館藏須全面安置標籤單位裡館藏須全面安置標籤uu感應失誤率高於感應失誤率高於磁條磁條uu投入成本投入成本不不低低uu電磁輻射疑慮電磁輻射疑慮20余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有研究應用目標n協尋與定位協尋與定位n n自動記錄館藏資料自動記錄館藏資料被使用的動線與自動記錄館藏資料自動記錄館藏資料被使用的動線與最後出現的位置，可結
19、合資料採礦軟體，分析館藏利最後出現的位置，可結合資料採礦軟體，分析館藏利用與使用者行為分析用與使用者行為分析n取取閱閱率率計量計量n n透過上架與離架的時間差，記錄開架式透過上架與離架的時間差，記錄開架式(不外借不外借)館藏館藏的使用次數，提供圖書館核心期刊使用率調查，以及的使用次數，提供圖書館核心期刊使用率調查，以及採購的參考依據採購的參考依據n書架導覽書架導覽服務服務n n導覽資料來源完全依據自動化系統統計之資料，完全導覽資料來源完全依據自動化系統統計之資料，完全不需增加館員額外處理導覽資料的負荷不需增加館員額外處理導覽資料的負荷21余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有
20、流程說明22余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有執行說明23余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有問題與採用方案n1.標籤型式標籤型式n n主動主動式標籤具備自有電池，依電池決定使用壽命式標籤具備自有電池，依電池決定使用壽命n n感應距離過遠感應距離過遠(over 5100m)(over 5100m)n n體積體積大大n n價格價格高高n採用採用被動式被動式標籤標籤24余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有問題與採用方案n2.頻率頻率n n13.56MHz13.56MHz感應距離過短感應距離過短n n2.45GHz2.45GHz尚未標準化
21、尚未標準化n採用採用900MHz，提供，提供1.5m的感應範圍的感應範圍(實測實測)25余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有問題與採用方案n3.讀寫器設備讀寫器設備n n天線與讀寫器成本不低天線與讀寫器成本不低n n天線角度與距離影響感應效率天線角度與距離影響感應效率n n多個天線多個天線降低感應之失誤降低感應之失誤率率n採用多重收發器採用多重收發器天線RF晶片標籤標籤讀寫器外接天線讀寫器讀寫器RF模組控制模組讀寫器讀寫器控制模組RF模組RF模組RF模組余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有問題與採用方案n4.橋接方式橋接方式n n現有方式為現有方式為RS
22、232RS232或或USBUSB為主為主n n距離距離短短&需與電腦直接連接需與電腦直接連接n n移動不便移動不便n採用採用TCP/IP橋接橋接27天線RF晶片標籤標籤讀寫器讀寫器控制模組RF模組RF模組RF模組TCP/IPRS232應用系統余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有實務問題與困難n感應準確性感應準確性n nA A天線供電，標籤回應，天線供電，標籤回應，B B天線先感應天線先感應n輻射輻射強度強度n n距離與輻射成正比距離與輻射成正比n設備穩定性設備穩定性n n離成熟產品尚須努力離成熟產品尚須努力28News余顯強專用簡報世新大學資訊傳播學系余顯強副教授 版權所有29問題與討論