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RFID頻率多元 企業如何選擇應用 RFID頻率特性與適合應用剖析

  • 劉麗惠台北

前言:RFID技術相當複雜,光是RFID種類就有好多種,每一種種類的RFID使用頻段以及特性各自不同,也導致適合的應用範圍各異,因此,企業在導入RFID時,必須對RFID種類有透徹的了解,才能用對工具建構最佳RFID應用系統。

企業決定要導入無線射頻辨識(Radio Frequency Identification;RFID)系統,其前提是要先了解企業究竟想要利用RFID解決什麼問題,才能在導入之際,掌握應該使用哪一個頻段的標籤種類,日本RFID硬體設備製造商歐姆龍(OMRON)工業用感應器部門RFID產品負責人Hiroshi Otsuka指出,如果企業只是為了使用RFID而導入RFID,而不知道要用RFID解決什麼樣的問題,通常會出現不知道如何選擇正確硬體設備的瓶頸。

RFID頻率使用特色頻率與適合應用範圍一欄表

RFID頻率使用特色頻率與適合應用範圍一欄表

不同頻段 功能特性大不同

「唯有徹底掌握企業為什麼要導入RFID,才能夠選則對正確的RFID標籤與設備。」國際電信聯合會(ITU)的規範,RFID共使用6種頻段,分別為<135KHz、400~530MHz、433KHz、860~930MHz、2.45GH以及13.56MHz。如歐姆龍在內的RFID硬體設備製造業者,則將RFID區分為6種,包括主動式RFID為1種,以及被動式RFID下的5種,這6大類RFID採用的頻段以及功能特色各異。

其中,主動式(Active)RFID,由於標籤內具備電磁,所以可主動發送訊息,主要使用433KHz頻段,傳輸距離最高可達200公尺。主動式RFID的特色包括低功耗、讀取距離長以及可自動調整讀取距離等。

至於不含電磁設備的被動式(Passive)RFID則有5種,分別為:

1、低頻(Low Frequency;LF)RFID:LF RFID使用小於135KHz的頻段,讀取距離最短,大約只有3cm~90cm,而且資料轉換速率(Data Rate)低、傳輸速率慢以及標籤尺寸較大,不過,Hiroshi Otsuka表示,LF RFID對於水的影響抵抗能力較強。

2、中頻(Medium Frequency;MF)RFID:MF RFID使用400~530頻段:Hiroshi Otsuka表示;MF RFID在日本被廣泛應用,由於其具備較佳的反射能力,對於噪音抵抗能力高,因此,因此MF RFID是工廠自動化應用的最佳選擇,但是,MF RFID的缺點在於溝通距離較短,大約只有10~15公分。

3、高頻(High Frequency;HF)RFID:使用13.56MHz頻段:HF RFID近幾年來非常盛行,HF RFID最大優點在於具備高穿透力,防禦水、金屬的干擾能力也強,但是,其缺點為讀取範圍較小、資料轉換速率低,不過,也由於其讀取範圍小,因此抵抗雜訊的能力相對較超高頻強,在價格上則比超高頻貴。

4、超高頻(UHF)RFID:使用860~960MHz以及433MHz這2種頻段:英特爾RFID營運策略市場負責人Donnelly Luke指出,UHF RFID具備標籤尺寸小、低功耗、高整合特性,Hiroshi Otsuka補充說,UHF RFID還具備資料轉換速率快、讀取距離遠以及價格便宜等優點,Hiroshi Otsuka舉日本UHF RFID的價格為例,每個UHF標籤的大約只要5日圓;但是其缺點有容易受水這類的外在物質干擾。

5、微波(Microwave)RFID:使用2.54GHz頻段。微波RFID的特性與UHF RFID雷同,對水的抵抗能力較弱,讀取距離也較長。

由於使用頻段各不相同,因此每一種類的RFID標籤也衍生出各自不同的特性,所以企業必須熟知每一種RFID種類的特性,才能選對正確的硬體設備,Hiroshi Otsuka以UHF RFID為例指出,由於UHF RFID規定使用頻段非常窄,在日本甚至只限於952~954MHz,因此有高度反射干擾,所以企業如果決定使用UHF RFID,在建置時便需要注意無線電波反射干擾問題。

不同頻段 適合應用模式各異

由於不同頻段的RFID各有其特性,因此其應用範圍也就大不同,Hiroshi Otsuka強調,企業應該根據應用模式,選擇最佳RFID頻段。以主動式RFID而言,由於其傳輸範圍大,並且具備主動發送訊號功能,通常可以被使用在人員定位、車輛控管以及倉庫的貨櫃管理上,舉例來說,一些國家針對罪犯進行追蹤,如果使用RFID技術,肯定是利用主動式RFID,又或者,恩主公醫院在其嬰兒室導入RFID應用,由於主要目的是為了達到追蹤嬰兒行蹤,避免嬰兒被抱錯或偷抱走,因此也是採用主動式RFID。

LF RFID由於發展時間較早,大約始於1980年,因此早就被廣泛應用在許多地方,最為大眾所熟知的應用就是悠遊卡,另外,包括門禁管制、動物識別等,也多採用LF RFID;至於HF RFID的發展期間較LF RFID晚了將近10年,應用範圍包括倉庫貨架感應、被動式人員識別則以HF RFID為主。

UHF RFID近來受到全球矚目,Donnelly Luke說,其應用將在全球起飛,尤其是在供應鏈管理(Supply Chain Management;SCM)上的各種應用,包括資產追蹤、製造業相關應用、機場行李運送、防偽、防竊等應用都適合使用UHF RFID,以及與感應器(sensor)結合及與手機結合的應用,都以使用UHF頻段為主。至於微波頻率則主要使用在藥品管理、醫院醫療器材管理等應用。

目前,許多RFID標籤與讀取器製造商,在生產設備時,通常會推出同時支援HF與UHF的設備,台灣NEC解決方案事業部經理紀駿德認為,每一種類的RFID應用確實各有不同,簡單區分,對事的識別傾向於使用UHF、對人的識別則通常採用HF頻段。

總而言之,現存RFID種類沒有誰最好、誰最差,端視應用不同而定,Hiroshi Otsuka一再強調,企業再倒入RFID時,最重要的中心思維是,確定企業要用RFID解決什麼問題,然後掌握應用範圍,再進而選定一個最佳的RFID頻段,才是根本之道。