發布日期：2022-05-20 點擊率：23
對于負責執行RFID建置專案的工程師必然面臨的一個問題，那就是該采用何種廠牌的產品(如Reader 、 Tag及Antenna)?工程師在做出抉擇之前，通常會先收集相關產品的規格與資料，再針對專案的應用情境，選用功能符合需求之產品。但是就我個人觀察國內RFID產品供應商，對其產品的規格描述不夠清楚，有時候不容易從廠商提供的資料中確定其性能是否符合專案應用需求。因此這種情況下，工程師為了不浪費時間，會優先選擇規格描述比較完整的產品，進行樣品采購及測試。
也許目前RFID是處于尚在發展中的產業，在產品規格描述方式還沒有共通的模式標準。但是一個規格描述明確完整的產品肯定吸引工程師的興趣，產品被優先試用測試的機會當然相對增加，這也是值得RFID廠商重視的問題。以下是以一個工程師的立場希望看到的RFID廠商對其產品規格的描述方式。
標簽(Tag)規格
一、頻率響應(Frequency Character)
RFID在物流應用中，標簽可能會隨著空運或海運作業跨國旅行，而國際間對于RFID頻率使用管制都不盡相同。工程師必須確定所采用標簽在不同頻率下使用都有平衡的特性，標簽廠商最好能提供標簽的頻率響應曲線。圖1是某國外廠商提供的標簽頻率響應曲線圖，從曲線中可以看到高低頻率之間只有1dB的感度落差。
圖1、標簽于空氣中頻率響應曲線圖
二、方向性敏感度(Sensitivity &Orientation)
為了達到理想的100%讀取率，工程師必須分析物流動線及倉儲作業現場環境，決定讀取器及感應天線的安裝地點位置。再根據物品材質與形狀，研究標簽應該貼在物品表面或是紙箱的哪個位置，才能對RFID天線產生最佳之感應信號。所以標簽廠商最好能提供標簽的敏感度或方向性等等相關資料，讓工程師了解該產品的最佳使用角度。從圖2例子中可以清楚看到標簽感度與X 、 Y 、 Z三軸角度關系。
圖2 、標簽于各方向角之感度曲線圖
三、有效讀取距離(Reading Distance)
RFID標簽的讀取距離也是工程師最感興趣的規格，通常是以標簽最佳的感應角度在無干擾的環境下，來測得讀取距離；但是讀取距離，實際上又跟讀取器的功率與頻率設定，及所搭配的天線增益有關。工程師希望知道若使用該型標簽，要達到預定的讀取距離，所必須搭配的讀取器與天線之性能需求。圖3規格是描述讀取器設定輸出功率為1w狀態，在使用6dBi旋波天線條件下，所得到之不同頻率的有效讀取距離。從圖3可以知道該標簽在60MHz~960MHz之間，不同頻率的讀取距離，存在有約0.5公尺差異值；但是在900MHz~930MHz之間的有效讀取距離，則相當平坦。
圖3、標簽于不同頻率之讀取距離曲線圖
四、頻寬或Q值(Bandwidth & Q )
本項規格需求，主要是針對LF與HF頻道之RFID標簽。 HF頻道標簽與UHF標簽之工作原理不同，它是以磁場感應方式接收/回應讀取器信號，此標簽內部的天線主要是以繞線圈方式構成諧振電路。諧振電路的Q值會影響到標簽的頻寬及讀取距離，有些廠商會刻意提高線圈的Q值，達到更遠的讀取距離。但是Q值太高的標簽與不同廠牌之讀取器搭配使用時，會產生不同的讀取距離差異，而且容易受周圍金屬物及溫度變化，造成諧振頻率偏移現象。所以如果廠商能提供標簽內部的線圈頻寬或Q值，會有助于工程師評估該產品在使用環境中的相容性與穩定度。由圖4范例可以看到，Q值低的標簽在半功率(-3db)處的頻寬比Q值高的標簽還要寬，若與不同廠牌讀取器搭配使用時，讀取距離的相對誤差容忍度會比Q值高的標簽較佳。
圖4、HF標簽天線于不同Q值之頻寬曲線圖
五、外形尺寸(Dimension)
工程師針對不同外形與體積之物品表面來選擇適用的標簽，所以廠商在其產品規格文件中，提供標簽照片及相關長、寬、厚度等基本外型尺寸描述是必要的。圖5中除了長、寬、厚度外，連彎角及內邊空白Inla y ，都有詳細參考資料。
圖檔來源： Alien Technology Corporation
圖5 、標簽外形尺寸圖
六、遵循國際標準
目前RFID依據標準有EPC及ISO兩大主流國際標準，相同技術內容各有對應的標準編號。在圖6中描述該產品設計所依循的EPC及ISO標準，在RFID標準文件中，定義許多技術參數(Parameter)與通訊協定(Protocol)等專業名詞。 RFID廠商在產品規格描述時，最好能使用國際標準文件所定義的專業名詞，讓工程師易于了解。臺灣GS1在三年前，開始接受經濟部標準檢驗局委托，透過國內專家學者，將EPC標準及ISO標準原文翻譯成中文，國內RFID廠商可以洽詢臺灣GS1 。
圖檔來源： Alien Technology Corporation
圖6、標簽遵行國際標簽規格
七、工作環境與應用限制
任何工業產品都有其使用環境限制及不允許的異常使用方式， RFID標簽應用環境的規格，除了一般的溫濕度描述外，工程師關心的資訊還有標簽的黏性及彎曲度限制描述。因為很多物品表面，并非平坦光滑；而且很多材質并不容易黏貼標簽。在實際應用中，常常發現標簽貼上物品后，不久就開始翹邊，甚至有脫落現象。此外，標簽使用彎曲度過大時，也會造成天線特性改變，影響標簽有效讀取距離。因此，如果廠商在標簽的黏性及彎曲度方面，能有明確的描述，將有助于工程師解除使用上的疑慮。圖7的規格例子中，已經提供標簽彎曲度與膠合劑材質的資料。雖然從資料描述中，無法解決工程師想知道的標簽持久黏性問題，但是至少已交代一些使用環境溫度限制。
圖檔來源： Alien Technology Corporation
圖7、標簽適用環境與使用限制
總結
工程師從一家廠商產品規格的資料表現方式，就可以看出該公司為了描述產品規格所發費的人力及測試時間，也同時代表該公司的品質形象。工程師對所選用的產品是否合適，可以從廠商提供的規格描述是否嚴謹詳細，在心理層面早就有自己的主觀印象及定數。
（文/資策會網路多媒體研究所 張茂榮經理）
1
下一篇： PLC、DCS、FCS三大控
上一篇： 可回收容器導入RFID標
