siemens x
物聯(lián)網(wǎng)

深入了解RFID與NFC技術與應用 通往物聯(lián)網(wǎng)與電子商務的康莊大道

2025China.cn   2017年08月28日

 

  RFID與NFC都是短距離的物聯(lián)網(wǎng)通信技術,由于前者使用多種頻段,以及后者被開發(fā)出來應用于移動市場,使兩者的發(fā)展與應用領域也有所不同。RFID主打射頻辨識,可應用在物品的辨識上,如今RFID已廣泛應用在各行各業(yè);NFC則主打近場通訊,搭配移動裝置,以做到移動支付的應用。接下來深入了解RFID與NFC的技術與應用。

  RFID最早應用在敵我辨識 進而開發(fā)出更多應用

  RFID(Radio Frequency IDentification;射頻辨識)是利用無線射頻的技術,來做為標簽辨識的一種應用。其最早在二次世界大戰(zhàn)時期(1935~1950年)被開發(fā)出來,英國空軍首度應用在飛航安全領域。

 

  他們當時研發(fā)出一套IFF(Identify Friend of Foe;敵我辨識)系統(tǒng),在每架飛機上裝設Active(主動式)標簽,當?shù)孛胬走_發(fā)射并偵測訊號到飛機時,飛機上的標簽也會發(fā)出適時響應,以分辨飛機是敵是友,避免友方軍機被誤擊。

  到了1960年代,許多與雷達和RF相關的論文被發(fā)表出來,而不少公司也開始將RFID的技術商業(yè)化、普及化。RFID最早應用在商品的防盜機制,至今這種技術仍被廣泛使用:商家在產(chǎn)品包裝內(nèi)安裝一組被動式(Passive)卷標,里面僅有1位數(shù)據(jù)(代表開或關),當該產(chǎn)品有付費時,在結賬時就會把該位關閉,若沒付費的話,當這個人試圖挾帶該商品走出商店的話,店門口的讀取器就會偵測到,并發(fā)出響亮的警鈴聲。

  直到1973年,第一個申請到美國專利的Mario Cardullo,其主動式RFID卷標具備可擦寫內(nèi)存,可反復使用,成為當今RFID的開山鼻祖。同年,Charles Walton也獲得美國被動式RFID的專利,應用在門鎖產(chǎn)品上:在一張門卡上安裝轉發(fā)器,當門鎖上的讀取器偵測到正確的門卡時,就會開鎖。如今該技術被廣泛應用到飯店與住宅的門鎖上。

  RFID提升倉儲與物流效率 票務通行也更方便

  拜物聯(lián)網(wǎng)科技進步之賜,RFID發(fā)展至今,已具備輕薄、小型化,并可提供一對多的讀取,可重復使用,儲存容量高。免電池設計,使用壽命長,安全性高。免接觸,在一定距離內(nèi)即可感應并讀取到??傻挚垢鞣N惡劣環(huán)境,延展性高,可制作成各種包裝類型。因此RFID標簽最早被大量應用到倉儲、物流的自動化領域。到了2005年隨著百貨零售業(yè)者大量采用之后,加速RFID的市場迅速普及。

  如今RFID的應用范圍很廣,除了零售通路之外,如今包含物流倉儲、國防安全、公共領域、醫(yī)療照護、旅游休閑、金融服務、電信服務、交通運輸、營建行業(yè)、展覽會場、公司門禁、學校安全等等,都有RFID導入的應用案例。常見的有門禁系統(tǒng)、貨品管理、資產(chǎn)回收、物料管理、廢棄物處理、醫(yī)療應用、高速公路收費系統(tǒng)、商品防盜防偽、自動化控制、各式票證、動物識別、失智癥防走失等等。

  RFID技術與原理

  RFID產(chǎn)品主要分成:Tag(標簽)與Reader(讀取器或詢問器)。Tag依照設計可分成Passive(被動式)、Semi-Active(半主動式)、Active(主動式)的種類。這些標簽的共同點,就是內(nèi)部有一個微型芯片,具備少許內(nèi)存(主要儲存辨識信息)和無線電波收發(fā)器(Transceiver) 與天線。

  采用點對點(Point-to-Point)的溝通方式,當Tag靠近Reader時,便會接收到Reader發(fā)出來的詢問命令與電磁波,讓Tag內(nèi)部芯片導電并運作,讓其具有足夠的微弱電力來將Tag的各種信息(例如物料編號、生產(chǎn)日期、商品條形碼、房門編號、汽車編號等)發(fā)射回去,讓Reader接收到,便可將數(shù)據(jù)傳到后臺的計算機來進行后續(xù)的辨識與處理。

  Passive標簽需要接收到足夠的Reader電磁波,才有足夠電力驅動其內(nèi)部運作,因此反應和訪問速度較慢、距離需要較近。而Semi-Active標簽則是加入一小顆電池,即使在微弱Reader的訊號下依然能夠將信息發(fā)射回去,因此具備反應佳、速度快、距離更遠的特性。

  而Active卷標則是具備電源供應器或容量大的電池,可利用自有電力在其周圍形成有效的活動區(qū),主動偵測周圍是否有讀取器,以便將ID訊息發(fā)送過去。

  至于RFID使用到的頻帶與種類,共有6種:LF(低頻,用在動物識別與工廠資料搜集)、HF(高頻,通常設計成卡片類,如MIFARE,ISO/IEC 14443規(guī)范,運用在公交卡等商品,也是NFC應用的頻段)、UHF(超高頻,搭配主動式標簽,應用在國防領域)、ISM頻段的歐洲與北美UHF頻(應用在EAN歐洲商品編碼,與各種規(guī)范)、ISM頻段的微波(即802.11 WLAN和藍牙的標準)、超寬帶(UWB,搭配半主動或主動式標簽)段的微波。速度從低速、中速、到高速,距離從10公分到最高200公尺都有。

  從RFID演變而來 NFC進攻移動裝置市場

  NFC(Near-Field Communication;近場通訊)技術系自RFID技術演變而來,由NXP(恩智浦)、Nokia和Sony共同研發(fā)、以RFID為基礎的一種互連技術,該技術已通過ISO/IEC IS 18092、EMCA-340、ETSI TS 102 190等國際標準,成為RFID的另一種衍生技術,專攻移動裝置市場。

 

  NFC采用HF(高頻,13.56MHz)的頻帶,讓兩種裝置能夠在20公分的距離內(nèi),以106Kbps、212Kbps、424Kbps等3種傳輸速度模式來進行信息互通。NFC類似藍牙的裝置認證技術,只不過藍牙需要先進行裝置“配對”才能互通,而NFC則不用,只要裝置近距離感應即可。因此NFC亦可當作藍牙技術的互補,以加速裝置間的互相認證。

  NFC瞄準移動裝置市場,目前以智能型手機為主。透過內(nèi)建NFC芯片,即可達到許多RFID的相關應用。NFC具備3種模式:卡片仿真模式(類似取代悠游卡)、讀取器模式(可主動讀取其他裝置所提供的信息)、點對點模式(可做為裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸),能應用到員工識別證、上下班打卡、門禁管理、電子票證、會員卡集點、計算機安全登入、大眾運輸票券、電子支付等領域。

  ICT大廠首先支持 金融產(chǎn)業(yè)也看好NFC技術

  NFC雖然2004年就出道,但礙于當時電子支付與相關法令尚未成氣候,使其發(fā)展受到限制。然進行在許多NFC大廠的推廣,與ICT大廠和軟件巨頭的紛紛支持之下,使得NFC近期的發(fā)展開始出現(xiàn)曙光。

  Google在Android 4.0版本內(nèi),便支持NFC功能,而微軟也在其Windows Phone 8與Windows 8,加入NFC的支持功能,此舉可讓內(nèi)建NFC芯片的Android手機/平板或WP8手機/Windows 8平板/筆電之間,在經(jīng)由NFC認證之后,便能打開藍牙功能,以便互相傳遞網(wǎng)址、Google/Bing地圖信息、聯(lián)絡人(vCard)與圖片。而三星推出的S Beam,則內(nèi)建在自家的手機內(nèi),其在NFC認證之后則是打開Wi-Fi Direct功能來進行高速傳輸,以便傳遞大容量的音樂、影片等檔案。NFC可協(xié)助手機,讓數(shù)據(jù)共享更加簡單,不需要再做繁復的設定。

  Android的NFC手機,依照其SE(Secure Element;安全組件)的配置方式,可分成內(nèi)建于手機、內(nèi)建于SWP SIM卡、內(nèi)建于SD卡等3種。為統(tǒng)一管理NFC卡片問題,GSMA聯(lián)盟定義了TSM(Trusted Service Management;信托服務管理)平臺,來滿足移動支付提供者在營運整合上的需求。

  然在蘋果部分,其iPhone 6/6 Plus手機也內(nèi)建NFC芯片,先應用在Apple Pay移動支付。搭配其Touch ID(指紋辨識)與NFC技術,消費者能夠在美國地區(qū)超過2.2萬個支持Apple Pay的在線商店或實體商店來結賬,不須拿出信用卡或簽名,該服務還會擴及到Apple Watch智能手表。因此NFC的流行,將改變消費習慣。

(轉載)

標簽:物聯(lián)網(wǎng) NFC技術 我要反饋 
2024世界人工智能大會專題
即刻點擊并下載ABB資料,好禮贏不停~
優(yōu)傲機器人下載中心
西克
2024全景工博會
專題報道
2024 工博會 | 直播探館 · 全景解讀
2024 工博會 | 直播探館 · 全景解讀

第二十四屆中國工博會于9月24日至28日在國家會展中心(上海)舉行,展會以“工業(yè)聚能 新質領航”為全新主題。 [更多]

2024世界人工智能大會
2024世界人工智能大會

WAIC 2024將于7月在上海舉行,論壇時間7月4日-6日,展覽時間7月4日-7日。WAIC 2024將圍繞“以共商促... [更多]

2024漢諾威工業(yè)博覽會專題
2024漢諾威工業(yè)博覽會專題

2024 漢諾威工業(yè)博覽會將于4月22 - 26日在德國漢諾威展覽中心舉行。作為全球首屈一指的工業(yè)貿(mào)易展覽會,本屆展覽會... [更多]