物联网进步趋势下，深入研究RFID、NFC技术与应用

RFID与NFC都是短距离的物联网通信技术，由于前者使用多种频段，以及后者被开发出来应用于移动市场，使两者的发展与应用领域也有所不同。RFID主打射频辨识，可应用在物品的辨识上，如今RFID已广泛应用在各行各业;NFC则主打近场通讯，搭配移动装置，以做到移动支付的应用。接下来深入了解RFID与NFC的技术与应用。

 

RFID最早应用在敌我辨识 进而开发出更多应用

 

RFID(Radio Frequency IDentification;射频辨识)是利用无线射频的技术，来做为标签辨识的一种应用。其最早在二次世界大战时期(1935～1950年)被开发出来，英国空军首度应用在飞航安全领域。

 

 

被动式RFID标签的内部构造

 

他们当时研发出一套IFF(Identify Friend of Foe;敌我辨识)系统，在每架飞机上装设Active(主动式)标签，当地面雷达发射并侦测讯号到飞机时，飞机上的标签也会发出适时响应，以分辨飞机是敌是友，避免友方军机被误击。

 

到了1960年代，许多与雷达和RF相关的论文被发表出来，而不少公司也开始将RFID的技术商业化、普及化。RFID最早应用在商品的防盗机制，至今这种技术仍被广泛使用：商家在产品包装内安装一组被动式(Passive)卷标，里面仅有1位数据(代表开或关)，当该产品有付费时，在结账时就会把该位关闭，若没付费的话，当这个人试图挟带该商品走出商店的话，店门口的读取器就会侦测到，并发出响亮的警铃声。

 

直到1973年，第一个申请到美国专利的Mario Cardullo，其主动式RFID卷标具备可擦写内存，可反复使用，成为当今RFID的开山鼻祖。同年，Charles Walton也获得美国被动式RFID的专利，应用在门锁产品上：在一张门卡上安装转发器，当门锁上的读取器侦测到正确的门卡时，就会开锁。如今该技术被广泛应用到饭店与住宅的门锁上。

 

RFID提升仓储与物流效率 票务通行也更方便

 

拜物联网科技进步之赐，RFID发展至今，已具备轻薄、小型化，并可提供一对多的读取，可重复使用，储存容量高。免电池设计，使用寿命长，安全性高。免接触，在一定距离内即可感应并读取到。可抵抗各种恶劣环境，延展性高，可制作成各种包装类型。因此RFID标签最早被大量应用到仓储、物流的自动化领域。到了2005年随着百货零售业者大量采用之后，加速RFID的市场迅速普及。

 

如今RFID的应用范围很广，除了零售通路之外，如今包含物流仓储、国防安全、公共领域、医疗照护、旅游休闲、金融服务、电信服务、交通运输、营建行业、展览会场、公司门禁、学校安全等等，都有RFID导入的应用案例。常见的有门禁系统、货品管理、资产回收、物料管理、废弃物处理、医疗应用、高速公路收费系统、商品防盗防伪、自动化控制、各式票证、动物识别、失智症防走失等等。

 

RFID技术与原理

 

RFID产品主要分成：Tag(标签)与Reader(读取器或询问器)。Tag依照设计可分成Passive(被动式)、Semi-Active(半主动式)、Active(主动式)的种类。这些标签的共同点，就是内部有一个微型芯片，具备少许内存(主要储存辨识信息)和无线电波收发器(Transceiver) 与天线。

 

采用点对点(Point-to-Point)的沟通方式，当Tag靠近Reader时，便会接收到Reader发出来的询问命令与电磁波，让Tag内部芯片导电并运作，让其具有足够的微弱电力来将Tag的各种信息(例如物料编号、生产日期、商品条形码、房门编号、汽车编号等)发射回去，让Reader接收到，便可将数据传到后台的计算机来进行后续的辨识与处理。

 

Passive标签需要接收到足够的Reader电磁波，才有足够电力驱动其内部运作，因此反应和访问速度较慢、距离需要较近。而Semi-Active标签则是加入一小颗电池，即使在微弱Reader的讯号下依然能够将信息发射回去，因此具备反应佳、速度快、距离更远的特性。

 

而Active卷标则是具备电源供应器或容量大的电池，可利用自有电力在其周围形成有效的活动区，主动侦测周围是否有读取器，以便将ID讯息发送过去。

 

至于RFID使用到的频带与种类，共有6种：LF(低频，用在动物识别与工厂资料搜集)、HF(高频，通常设计成卡片类，如MIFARE，ISO/IEC 14443规范，运用在公交卡等商品，也是NFC应用的频段)、UHF(超高频，搭配主动式标签，应用在国防领域)、ISM频段的欧洲与北美UHF频(应用在EAN欧洲商品编码，与各种规范)、ISM频段的微波(即802.11 WLAN和蓝牙的标准)、超宽带(UWB，搭配半主动或主动式标签)段的微波。速度从低速、中速、到高速，距离从10公分到最高200公尺都有。