RFID是什麼?應用、原理介紹 悠遊卡與ETC都靠它

2019.12.06 05:11PM
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無論是悠遊卡、高速公路電子收費ETC、圖書館借還書、還是結帳櫃台,RFID的名字雖然不常聽見,但其實非常廣泛地被應用在日常生活裡。RFID主要使用在身分識別上,只需要「嗶」一下就能完成訊息傳遞,節省大量人力,也減少了非常多的時間。RFID也是NFC的基礎之一,本篇介紹RFID的原理、應用,以及與傳統條碼、NFC的差異,讓更多人認識RFID的相關知識。

RFID(Radio Frequency IDentification):無線射頻辨識

RFID是針對接觸式系統的缺點而來,最早可追溯於第二次世界大戰時,機場用來辨認敵我戰機,以免誤傷己方。RFID以「辨識」為主要功能,後來美國零售商Wal-Mart率先導入RFID系統,用以管理貨品進出,此舉讓RFID頓時成為各大商城的新寵。

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▲RFID結帳櫃台。只要把東西放進去就可以感應,結帳,不需要每個商品人工掃碼。

RFID的優勢包含遠距離讀寫、一對多讀取、可重複使用、高度耐污性、穿透性等等。和傳統的條碼相較而言,RFID的讀取範圍要寬廣許多,它不需要一個一個近距離掃條碼,而就算被皮革遮住或處在惡劣的環境,RFID一樣都可以讀取,它也不容易損壞。

條碼裡的資料在印刷後就無法更改了,但RFID的電子標籤(如悠遊卡)卻能不停更新,像悠遊卡儲值消費一樣,裡面的資料可以無限制地更改。RFID的應用範圍比條碼要更多、更廣,處理的速度也非常快,因此成為趨勢之一。

RFID原理:通過無線電訊號識別目標並讀寫數據

那麼RFID的原理到底是什麼呢?RFID是一種「無線通訊技術」,它的訊號以無線的方式傳送,不需要接觸也能夠傳遞資訊。可能會有人疑惑,悠遊卡內部明明沒有電池,為什麼能夠傳遞資訊呢?那是因為悠遊卡與讀卡機內部都含有線圈,而讀卡機藉由內部的「天線」產生交流磁場,讓卡片與讀取器產生電流,再借由電磁感應,傳遞訊號。換句話說,悠遊卡本身雖然沒有電,但電力卻能從讀卡機身上得到。

▲悠遊卡內部。由於RFID不需要插讀卡機,靠感應運作,因此只要晶片接上感應線圈即可使用,不必拘泥於「卡片」的外形。

完整的RFID系統包含3大部分,分別是電子標籤(如悠遊卡)、讀取器(讀卡機)、應用程式資料庫(後端電腦)。透過無線通訊技術,電子標籤將資料傳給讀取器,讀取器再將資料傳遞到資料庫裡,讓電腦進行下一步的動作。因此電子標籤與讀取器的功用在於「識別」,也就是找到對應的電子標籤ID,讓電腦把對應的資訊叫出來。

RFID應用:悠遊卡、高速公路收費、物流與圖書館

除了悠遊卡之外,RFID也常用在門禁系統、汽車防盜器、文檔管理、生產線自動化、停車場管制等等。因為RFID不需要實際接觸,也能夠進行高速移動讀取,因此高速公路電子收費(ETC)就是使用RFID。當裝有電子標籤的車輛經過時,上方的讀取器接收,回傳資料,不需要人力收費就能完成紀錄。

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▲高速公路電子收費(ETC)。目前實施路段包括國道1號、汐五高架、五楊高架、國道3號、國道3號甲線、國道5號等等。(圖片來源:Wiki)

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▲RFID可以應用在商品販售上,以感應的方式取代傳統條碼掃碼。

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▲RFID貼式辨識。RFID讀取器一次可以讀取上百個電子標籤。

RFID的電子標籤常應用在物流管理上,它可以附著於生產線上的物品,藉此來掌握各項物品的位置,追蹤包括生產時間、地點、顏色、到達地點等等。至於圖書館的應用,除了一對多感應能直接確認讀者借還書目之外,書籍盤點也能快速讀取,簡化工作時間。而因為RFID具有穿透性、耐污性,不會因為紙張、油墨而無法接收傳送訊號,能夠將標籤至於書頁之中,減少損毀機率。當然防盜與門禁系統也是RFID的重要應用之一。

RFID是NFC技術基礎 不過RFID無法讓資訊互通

NFC(Near-field communication),又簡稱近距離通訊、近場通訊,它是一套通訊協定,能讓兩個電子裝置在短距離之內進行通訊。隨著智慧型手機、電子錢包興起,RFID的討論度漸漸不及NFC,然而事實上,NFC可以說是從RFID演變而來。

RFID是NFC的基礎,他們都屬於一種無線通訊方式,不過最大的差異在於,RFID無法讓2個電子設備互相通訊,但NFC可以。可以這麼說,RFID的電子標籤端只能讓讀卡機辨識ID,由後端進行資料修改,而NFC可說是融合電子標籤與讀卡機為一體,能夠透過近距離感應的方式,讓2個電子裝置不須經過配對,即能互相讀取,並進行資料交換。

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▲NFC能夠同時滿足幾項功能,包括資料儲存、身份識別、取代條碼。圖示為一部內置NFC的手機在與Smart Poster(智慧型海報)通信。(圖片來源:Wiki)

RFID仍有隱私安全上的缺點需要克服

RFID讓生活更加便利,但同時也存在著隱私權與資料安全上的疑慮,如果RFID除了清除資料之外,沒有其他安全保護措施的話,那麼任何持有讀取器的人,都能夠讀取到標籤持有者的資訊。舉例來說,RFID有遠距離讀寫的特性,如果消費者在離開商場後,RFID還沒有失效,則有心人士便能透過讀取器,遠距離讀取消費者的購物習性。同樣的狀況也可以應用在停車場,如果停車證使用RFID的話,那麼就能夠藉由RFID讀取,掌握車主的行蹤。

在科技日新月異的現代,雖然RFID在物流方面因為成本較高,廣泛程度不如傳統條碼,但在交通、消費等日常生活中,已佔有一席之地。RFID給生活帶來許多方便,但同時也需要更完善的細節規範,或許未來會有更多發展,值得期待。

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