本文分享近期國立台北科技大學能源科技研究中心，將RFID（Radio Frequency

Identification）技術應用於生活「節能減碳」之創新發展，包括RFID結合LED進行便利

商店智慧照明系統控制、RFID通訊編碼實現低耗電量之無線感測器網路，以及 RFID結

合電子紙（Electronic-Paper）用於耗電量即時顯示等技術發展；除為RFID技術開拓創新

之應用領域外，更希望藉此對國家「節能減碳」之發展做出貢獻。

ThisarticlereportsthatEnergyTechnologyResearchCenter,NationalTaipeiUniversityofTechnologyhasrecentlyappliedRFIDtechnologytoinnovationanddevelopmentforlifereducedcarbonemissions,includingRFIDcombinedwithintelligentLEDlightingsystemscontrolforconveniencestores,RFIDcommunicationcodestoachievelowpowerconsumptionforwirelesssensornetworksandRFIDcombinedwithelectronicpaper for thepowerconsumptionofreal-timedisplaytechnology.InadditiontotheapplicationofRFIDtechnologyinnovationinthefield,thestatedevelopmentof"carbonreduction"canalsobecontributed..

技術於「節能減碳」之創新應用

RFIDTechInnovativeApplicationson“SavingEnergy&ReduceCarbon”文/台北科技大學能源與冷凍空調所 林良翰、李達生 By Liang-Han Lin & Da-Sheng Lee, Department of Energy and Refrigerating Air-ConditioningEngineering, National Taipei University of Technology

前言Preface

台灣地區地狹人稠，且自有能源稀少，從能源局所提

供的資料可知：台灣自有能源的比例不到百分之一，但台

灣的二氧化碳排放量約佔全世界的百分之一。為確保國家

能源使用安全且兼顧減少碳排放，善盡地球公民之責任，

國內能源工作研究者，除積極尋求更為清淨之替代能源

外，更為有效的做法，當是以科學技術之突破，幫助住商

建築進行節約能源之改善，立時可收減少二氧化碳排放效

果，又能暫時紓解能源短缺之困。

著眼於此，國立台北科技大學能源科技研究中心，近

來承接經濟部能源局與國家科學委員會等單位專案研究計

畫補助，積極投入節能科技之研發；尤為其中特色者，即

是將RFID技術用於智慧照明，結合LED燈光，使用於便利

超商。另外，運用RFID通訊技術，將讀取器傳送功率至遠

端Tag進行資料無線通訊讀取之特性，結合無線感測器網

路之發展，用於商業建築節能。再者，將RFID結合電子紙

的創新發展，實現智慧卡（Smart Card）上能有無需電源

得即時資訊顯示。以下將分別說明這三項創新應用，提供

企業參卓及運用。

LED進行便利商店智慧照明系統控制LEDIntelligentLightingSystemsControlforConvenienceStores

現今國內24小時便利超商年耗電量約17億度，其中冷

凍冷藏設備占整體耗能25%～30%（參1）。另外，必須

在兩分鐘內迅速滿足顧客需求，且同時注意到商家促銷的

商品（參2）。再者白熾燈泡的停產禁用，傳統燈管與LED

間的探討議題尤為重要。能源局估計：一旦住商部門全面

淘汰白熾燈，並且將交通號誌、建築和景觀照明、非主要

道路水銀燈以及一般照明全面汰換為LED燈，可在2025年

時，年節能總量達44.8億度電（參3）。

進行智慧照明流程係將讀取器（Reader）回傳資訊在

控制中心內做資料處理及比對動作，再經由軟體控制冷藏

櫃內LED重點商品提示照明設備之明滅區別，達成便利商

RFID

34 June. 201022

店LED重點商品提示。實驗設備架設如圖1所示，利用被動

式標籤透過RFID系統作為控制依據，控制冰櫃內LED燈條

做為商品展示重點照明。以LED明滅之別的反差效果，使

顧客能夠更加輕易得知商品的位置或店家今日促銷品。

設定由冷藏櫃距離兩公尺範圍內之偵測掃瞄為主，依

照環境需求，設定控制程式之間隔時間、電波發送次數、

RF衰減等參數後，再進行電量監測及照度之數據。兩種不

同燈具安裝於冷藏櫃中位置如圖2。

若以本校校內的便利超商使用之冷藏櫃進行RFID設備

安裝及燈管更換，其搭配日光燈與LED 耗能估算如表1。

燈管換置前後節電約達33%（參4、5），單就LED燈

具回收年限約為2.56年，加上RFID設備延長為25.6年，從

使用者角度評估，在提升顧客的滿意度仍需要取得一平

衡。除RFID智慧型照明應用外，團隊接續發展將RFID結合

無線感測器網路，企圖提升消費環境舒適度，同時達到能

源之節約。

圖1、RFID通訊結合重點展示智慧型照明系統示意圖

圖2、LEDLightBar與日光燈管安裝比較

表1、用於校內便利商店節能分析估算

June. 2010 23

>>>>無線射頻識別

RFID通訊結合無線感測器網路發展RFIDCommunicationCombinedwiththeDevelopmentofWirelessSensorNetworks

目前便利商店空調系統皆採回風口單點溫度感測作

為回授控制依據，此控制方法會因環境資料蒐集缺乏，乃

至機器無法對應整體室內條件作出最佳舒適度調整。不同

於此，本團隊係採用感測器網路方式，取得當前整體環境

條件後，再以無線傳輸方式將資訊回傳給機器，好讓設備

運轉調整。其無線感測器省略了配置信號線、控制線之不

便，利用現有光源即可產生電力回傳資料至空調機，大大

提升感測器網路的應用性。其中要特別提及舒適度量測方

式和所採用之無線感測器模組。

（一）舒適度量測

空調設備提供舒適環境給使用者，如何以量測技術來

量化舒適度，多數研究均指出採用多物理量量測並計入人

體狀況來決定舒適度等級，其中Fanger（參6）研究將人體

舒適度的調查結果與能量平衡關係建立完整的理論模式，

明確指出人體的熱舒適性受到溫濕度、風速、平均輻射溫

圖3、用於RFID通訊之無線感測器節點

度、人體活動量以及衣著量等六個參數的影響，如表2。

（二）無線感測器

感測器為一主動式標籤，以RFID技術序列的讀取感測

器量測資料，將感測器網路通訊能量消耗降至最低，保有

良好之通訊品質。該型號感測器量測溫度範圍介於-55°

C ～150°C ±1°C、濕度範圍在相對溼度20%～80% ±

3%、風速範圍0.05～0.3m/s±5.3%內，利用最大熵方法，

準確收集各點之溫濕度及風速，找出空調最佳控制設定，

以室內分布之感測器節點之舒適度指標作出控制回饋。其

感測器大小見圖3。

團隊與便利超商配合實驗，在超商內擺放四組、門口

一組共五組節點，建立一星狀網路，藉此方式讓量測數據

更加趨於整體空間環境，見圖4。

在盡可能提高環境溫度同時維持在舒適範圍內，從

圖5（a）可明顯得知，兩年舒適度皆介於-1至1間，相較

於耗電量（b）08年卻大幅減少，其研究成果亦發表於國

際期刊中（參7）。

此舒適度量測實驗，以感測器收集環境溫濕度及風速

等物理量較客觀方式判斷環境是否舒適，修改以往較主觀

表2、為表示PMV指標不同等級範圍代表之熱舒適感覺

圖4、超商內各感測器節點位置與RFID讀取器組成一星狀監測網路示意圖

34 June. 201024

結語Conclusion

綜括言之，節約能源的根本在於改變使用者的使用方

式！此一概念將RFID通訊與住商建築構成一緊密環節，不僅

僅是讓社會大眾更加熟悉節能而是以實際行動融入變成一種

生活的態度，真正達到「節能與人」之連結的重要性！

圖7、圖示為電子紙展示雛形用於未來結合RFID，進行智慧卡上資訊即時顯示

圖8、在電箱中內嵌數位式電錶以RFID傳輸方式將耗電量資訊顯示在螢幕上之雛型展示

參1. 能源報導2006/07、10

參2 .天下雜誌413期

參3 .經濟部能源局

參4. RFID系統結合LED進行冰櫃智慧照明之研究-台北科技

大學能源所碩士論文

參5. 台灣電力公司

參6. P. O. Fanger, Thermal comfort, New York: McGraw-

Hill,(1972)

參7. Lee, D.S., 2008,“Light powered sensor networks

development for thermal comfort measurement”Sensors,

8(10), pp. 6417-6432

參8. 佐藤誠、石田建一，使用HEMS 對家庭節能效應的驗

證(第二部分)空調節能效果的推算，日本建築學會大

會學術演講概要集D-2，2004.

參9. 國立台北科技大學能源科技研究中心

參考資料

圖5、分別為07、08兩年於同一期間內之（a）PMV與（b）耗電量比較圖

(a) (b)

圖6、 透過無線傳輸將用電資訊傳至顯示介面

的問卷方式調查。整體環境PMV值約落在0.4，控制前後耗

電量平均節省15%以上。

與電子紙結合，預期達到真正「節能與人之連結」CombinedwithElectronic-Paper, theReal“EnergyConservationAchieved”

眼見空調能源消耗量每年增加之趨勢，國內政策目標

希望在2010年節省658萬公秉的油當量；2020年更以節省

2400萬公秉油當量為目標。十年間若要達成節省將近四倍

耗能的政策目標，除了宣導節約能源之理念，更有賴國內

研究人員的積極投入，創新研發出得以提升能源使用效率

之民生系統等方能達成。針對關鍵機具進行改良或使用方

式調整，可立即提升使用效率10～20%，仍遠不及前述政

策目標，用電器具10～70%能源節約（參3）。故團隊提

出加強「節能與人連結」想法，日本政府亦實際以HEMS

（Home Energy Management System）導入，經測試可節省

13～30%之電力消耗（參8）。種種皆說明人的使用與妥

善操作，才是節能關鍵。

其概念想法為透過電表記錄用電情形，藉由RFID傳輸

方式至顯示介面得知目前用電情況，例目前累積使用多少

度電，如圖6、圖7、圖8。

June. 2010 25

>>>>無線射頻識別

EPCglobal Class-1 Generation-2 （以下簡稱Gen2）規格之 RFID 標籤，是目前RFID超高

頻被動式主流技術。本篇文章主要介紹Gen2標籤的記憶體架構，描述了大部分人不曾去

使用的區塊、方式與目的；再結合系統商的創意與技術，定能讓RFID滿足使用者更多

的需求與激發出更多的新應用。

EPCglobalClass-1Generation-2(hereinafterreferredtoasGen2)specificationoftheRFIDtagiscurrentlypassiveUHFRFIDmainstream.ThisarticleintroducestheGen2tagmemoryarchitecture,anddescribestheblock,meansandpurposeswhichthemajorityofpeoplehaveneverused;thecombinationwithsystemoperators’creativityandtechnologywillallowRFIDtomeettheusers’moredemandsandstimulatemorenewapplications.

RFID超高頻被動式主流技術的善巧運用

認識 標籤記憶體架構與空間配置PassiveUHFRFIDTechnology,SkillfulUseofMainstreamUnderstandingofMemoryArchitectureofEPCglobalGen2TagsandSpaceAllocation文/瑞賦科技（股）總經理 蔡宗易By T.Y. Tsai, General Manager of Rifartek Technologies Co., Ltd.

EPCglobal Class-1 Generation-2 （以下簡稱Gen2）規

格之 RFID 標籤，是目前RFID超高頻被動式主流技術；除

了耳熟能詳的96-bit 產品電子碼外，還有其他三個可用空

間。本篇文章將介紹這些記憶體空間的配置，以及如何充

分利用這五美分的Gen2標籤來創造各式各樣的應用。

EPCGen2的記憶體區塊EPCGen2MemoryBank

一顆標準的Gen2晶片具有四塊記憶體空間：「EPC區

塊」負責儲存可識別編號；「TID區塊」負責儲存晶片類

圖1、C1G2記憶體配置

EPCglobal Gen2

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型代碼；「User 區塊」則是額外的記憶體空間，端看晶片

規格是否有提供；而「Reserved區塊」是用來儲存密碼，

包含摧毀標籤用的Kill命令密碼，以及負責安全存取的

Access命令密碼（參見圖1）。大部分的C1G2標籤都具備

有96-bit EPC區塊以及64-bit TID區塊的空間；規格等級較

高的晶片會同時擁有512-bit User區塊空間。

唯一識別碼UniqueCode

在RFID應用上，最常見的需求就是唯一識別碼，也就

是讓每一個物品在貼附RFID標籤後，都有獨一無二的編號

以供識別與追蹤。晶片內，可以透過EPC、TID、User三個

區塊提供識別碼功能。當然，最常使用的還是96-bit EPC

區塊，因為這是最正規的標籤使用方式，而且EPC還具有

CRC檢核功能，更能保障資料的正確性。所以常見的物流

倉儲應用都是利用晶片上的EPC碼，配合讀取器快速及大

量讀取功能來收集所有EPC碼。例如：當堆高車通過讀取

閘門時，棧板上四、五十張的Case-Tagging標籤能夠在短

短兩、三秒內被識別。然而在某些應用上，EPC的空間總

是稍嫌不足。舉例來說，把ERP的料號塞到RFID裡面，這

樣的需求簡單明瞭但卻又強人所難。因為料號長，而且總

是出現英文字母。若當作ASCII儲存，怎樣都超過96-bit的

空間。這時可能就會有人把腦筋動到User Bank上，每張標

籤多花個幾塊錢買512-bit的空間來省掉這些麻煩。

把User Bank拿來儲存唯一識別碼，暫時撇開沒有CRC

的保護，難道沒有別的問題嗎？有！兩大問題。第一，耗

電；第二，速度。耗電的部分因為筆者不是專業晶片製造

商，所以無法給明確數據。那速度呢？存取EPC（96）、

TID（64）、User（512）的時間有差異嗎？恐怕與讀取器

的能力有很大的關係。以下我們做了個測試，分別選擇兩

種不同的RFID設備，「廠牌A」提供能同時讀取EPC、TID、

User區塊的能力，而「廠牌B」僅能用「Read Bank」 的方

式，來取回其他記憶體區塊的內容。測試的條件如下：

■ 總共 25 張標籤，使用 NXP晶片；

■ 讀取器僅啟動一隻天線，EIRP為4W；

■ Middleware 平台：ARM/UNIX/C++ ；

■ EPC Bank：隨機 96-bit；

■ User Bank：隨機 512-bit。

這個數據並非一定，除了自身電腦設備的負載外，

一切都是防碰撞（Anti-Collision）的機率問題，但差異通

常不超過20%。從這裡可以看出，「廠牌A」在讀取其他

記憶體區塊似乎不受影響，只要完成防碰撞手續後，傳輸

512bits資料對於Data Rate具有 640kbps的Gen2標籤來說影

響不大。而「廠牌B」雖然本質上就有些差異，但是在TID

與User的讀取時間則是長了許多。這中間主要的差異是在

讀取的實作上，「廠牌B」僅提供「Read Bank」的功能，

當要讀取全部標籤的User資料時，必須先取得EPC碼，然

後再一個一個藉由個別指定Filter的方式，將所有標籤的

User資料讀回來。

由此可知，想要把User Bank當作是唯一碼的儲存區用

途，並非不可行。除了沒有CRC的保護，以及成本高一點以

外，這樣的解決方法會比讀到96bit EPC區塊後，再去資料

庫查詢EPC與料號的對應關係方式，更容易、快速一些。

無法複製碼Anti-Clone

另外一個需求是編號無法複製的需求。通常這樣的需

求會用在防偽的應用上，例如陽澄湖大閘蟹，從雷射標籤

到塑膠扣環，當然就有人腦筋動到RFID上。對於防偽應

用，晶片要慎選。若選Gen2，以前有人提倡防偽資料庫，

在產品出廠時產生隨機編號寫入EPC區塊，並儲存到資料

庫內。因此要對產品驗明正身的時候，就要拿讀取器讀取

EPC碼，然後連線到資料庫搜尋是否有存在這個編號，以

及是否被銷售過等等。除了需要連線到資料庫的缺點外，

這種方法的抵抗力有兩項重點：第一，隨機編號被猜出來

的機率，第二則是當編號一樣時，誰是正統的標籤。針對

第一項，雖然猜對的機率很低，但Gen2提供了我們很好作

表1、Gen2標籤不同區塊之讀取時間

讀取25張標籤不同區塊的時間 廠牌A 廠牌B

EPC96bits 1.2 秒 2.1 秒

TID64bits 1.3 秒 9.8 秒

UserData512bits 1.3 秒 10.1 秒

June. 2010 27

>>>>無線射頻識別

弊的機會，只要拿著讀取設備偷讀這些標籤，連猜都不用

猜。加上標籤寫入成本低，因此這種方法反而讓先售出的

偽造標籤捷足先登，做賊的喊抓人。

若唯一序列號的數量不多，可以考慮使用TID。目前

有相當多的晶片提供唯讀的64-bit TID編號。因為這些編

號是出廠時寫入並無法更改，因此相當適合做為防偽編號

的用途。而產品資料或者是有意義的編號（如料號、車牌

號碼等）可以儲存在EPC或者是User區塊，在TID確認產品

真偽後再讀取這些內容。當然，TID序號無法更改是優點

也是缺點，因為該序號對應用系統來說通常是無意義的，

因此還是需要有序號合法性對應關係的機制（如上述所說

的防偽資料庫）。

資料防竄改Lock

上述的防偽機制仍是有漏洞，儲存在EPC或者是User

區塊的資料仍是可能遭到破壞。這部分就簡單多了。透過

Access Password的機制，我們可以為每個標籤建立一組存

取密碼，然後用這個密碼將資料鎖起來。

所謂的「鎖 (Lock)」，是將記憶體區塊鎖定成唯讀狀

態，因此整個Gen2標籤的記憶體都可以鎖定而無法更改

資料。所以倘若要讓大閘蟹無懈可擊（喔，還真的是無蟹

可擊），每一隻螃蟹在繫上RFID標籤後，需要執行TID讀

取、寫入User資料、產生並更新密碼、鎖定記憶體、更新

資料庫等。大部分想要採取離線的RFID應用，假若有資料

竄改的隱憂，都可以考慮這樣的流程。這個方法的缺點在

於耗時，需要兩次的記憶體更新動作。以目前仍大多採用

EEPROM為記憶體核心技術的RFID晶片來說，只能說好加

在螃蟹走路很慢，而且反正大閘蟹還是無法進口，是我想

太多了。

Kill命令與認證讀取KillOderandReadAuthorization

好吧！也許有機會到大陸嘗嘗大閘

蟹，而也有人真的把Gen2標籤

繫到螃蟹上。Acc e s s

Password的防護機制

仍是有限。資料雖

然經過鎖定無法更

改，但一般的讀取器

仍是可以在沒有密碼的情況下讀取內容。倘若這些資

料被讀出來，仿冒業者也依樣畫葫蘆弄了一模一樣

的標籤，就只剩TID不在認證資料庫裡面，一般人

也搞不清楚差別在哪。所以資料都顯露出來有時

候會是個問題，起碼國稅局光明正大讀取這些資

料來確認販賣數量，抽稅，想多賣個幾隻都要考慮幾分。

因此，資料能夠被讀取雖然看起來無傷大雅，但是這對於

一些應用來說會有潛在的隱私權疑慮。而且資料看光光就

能Copy，恩典牌就順勢而出。

當然一想到隱私權的問題，馬上會搬出來的是Kill命

令。一旦標籤被下達Kill命令，而且密碼正確的話，這個

標籤就會進入完全封閉的狀態，對於任何Gen2的命令都不

再回應，形同於好像消失了的樣子。然而這個Kill命令是

永久式的，一旦進入到這樣的狀態後就無法回頭了。這對

於RFID應用來說是很可惜的一件事情。再舉大閘蟹為例好

了，當我買回家後，我們家的冰箱有IP、有RFID Reader，

在放入大閘蟹的同時還會建議冰箱有魷魚、花枝，一次讓

膽固醇升個夠。因此，當大家都還在找RFID的殺手級應用

時，且RFID標籤還是那麼貴的情況下，既然都已經花重本

貼下去了，我們應該讓標籤能夠應用在更多地方，讓多個

應用效益去攤這個成本。

因此，除了Kill命令外，這個問題在EPCglobal的規劃

內，屬於Class2標籤要解決的問題，也就是讀取者認證的

問題（Read Authorization）。所謂的讀取認證，就是要讀

東西得要給正確的密碼。在新的標準還沒出來之前，已經

有一些晶片製造商在開始卡位，推出能夠解決這個問題的

特殊功能晶片。這類晶片大都會利用Access Password來

當作啟動、關閉防護機制的鑰匙，並提供特殊命令來完成

這樣的工作。一旦記憶體區塊利用特殊指令防護起來後，

針對這些記憶體區塊執行讀取動作時，晶片並不會回應內

容。所以唯有具備正確密碼的RFID Reader才能存取這些被

鎖定的資料，進而達到保護資料隱密性的問題。剩下的就

是如何讓讀取器知道各個標籤的存取密碼，這就有很多方

式可以達到了。

結論Conclusion

現在的Gen2標籤越來越便宜，卻也提供更多的功

能。同樣都是花一樣的硬體成本，充分利用其提供的功能

來滿足使用者需求，也是提升RFID應用系統效益的好方

法。本篇文章介紹Gen2標籤的記憶體架構，描述了大部

分人不曾去使用的區塊、方式與目的，再結合系統商的創

意與技術，定能讓RFID滿足使用者更多的需求與激發出更

多的新應用。

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隨著科技進步與資訊發達，現今醫療產業可藉由「主動式無線射頻辨識系統」解決方

案，在醫療技術、服務模式及管理制度上進行改良與強化，全面提升醫療服務品質，降低不

可回復的失誤等；進而營造令病人與其家屬安心且更趨健全的醫療環境。

Astechnologyadvancesandinformationdeveloped,thecurrenthealthcareindustrycanimproveandstrengthenby"activeRFIDsystems"solution,inmedicaltechnology,servicemodelandmanagementsystem,comprehensivelytoenhancethequalityofmedicalservices,reducetheirreversibleerrors,etc.;andthenitalsocancreateapeaceofmindforpatientsandtheirfamiliesinthehealthcareenvironment.

Champtek注入簡易管理程序活水

為醫療業開立智慧型E化管理處方"ActiveRFIDSystem"fortheMedicalIndustry,OpenedanIntelligentE-ManagementofPrescription文/阿丹電子企業（股）技術行銷經理 王正誼By Jon Wang, Technical Support Manager, Champtek Incorporated

前言Preface

隨著科技進步與資訊發達，現今已有許多資訊系統或

是新科技可以取代或是輔助人工作業，以增加工作效率及

降低錯誤率，特別是在醫療產業的應用領域。本文將說明

阿丹電子（Champtek）「主動式無線射頻辨識系統」解決

方案，於使用RFID技術在醫療產業的應用先導計劃，成

功地達到維護病人健康的基本權力、提高民眾就醫的信賴

度、降低醫療糾紛與事故發生、簡化醫護人員繁重的工作

內容、提升醫療作業管理效率、優化管理流程等等。

「主動式無線射頻辨識系統」解決方案在醫療技術、

服務模式及管理制度上的改良與強化，全面提升醫療服務

品質，降低不可回復的失誤等，進而營造令病人與其家屬

安心且更趨健全的醫療環境。

醫療業所面臨的管理難題與瓶頸ChallengesandBottlenecksintheManagementFacedbyHealthCareIndustry

現 代 醫 療 院 所 大 部 分 皆 已 具 備 醫 院 訊 息 系 統

（Hospital Information System，HIS），提供醫生診療、病

人就醫及照護過程的自動化標準流程，這確實已經簡化傳

統醫生對病人診療等相關作業。雖然如此，現今的自動化

程度，仍然有若干流程運行間的資訊聯結，必須由人工作

業來完成，而人工作業流程中，就極有可能產生疏失。因

此醫院的作業流程對於病患而言，仍充斥著許多不對稱訊

息的灰色地帶，病人總是無法確認該診療行為是否得當，

因此糾紛仍然頻傳。

一般來說，若病患於診療期間發生了不當的處置，

往往會造成病人不同程度的傷害，或者造成醫療資源的浪

費。根據統計資訊指出：現今的醫療照護體系正以不同的

形式造成病人傷害，這或許有些誇大，但在某些先進國家

的統計數據指出：每年因醫療疏失而死亡的人數，甚至比

死於交通事故、乳癌或愛滋病的人數還要更多。

如何適當地利用現代科技，使之融入醫療系統而建立

一個穩定、安全且低成本的醫療基礎環境，使病患能夠安

心的就診並獲得適當的治療呢？以一個經常存在於醫療院

所的普遍現象為例：

June. 2010 29

「主動式無線射頻辨識系統」

>>>>無線射頻識別

1.對醫護人員而言：

■ 病患在哪裡？醫護人員經常得去找尋病患；甚至有時病

患已經離開了院區，卻沒有警示。

■ 這病患就是他嗎？醫護人員總是擔心地一再確認病患的

身分，因為等一下病患就要進開刀房了。

2.對病患而言：

■ 醫護人員在哪裡呢？當我不舒服時，醫護人員是否可以

即時地幫助我？

以上是一個經常會發生的情境，因此我們建議：應當

將醫療照護的核心回到基本面，也就是病患的身上。如何

為病患提供安全的醫療環境？也就是說，我們可以將「病

患安全」視作目前醫療發展上必須被解決的首要基礎；而

不是嘗試去改善管理或系統上的所有問題，而忽略了病患

本身的感受與需求。

應用「主動式無線射頻辨識系統」達成最佳管理方案Applicationof"ActiveRFIDSystem"toAchievetheBestManagementProgram

目前，許多自動識別系統和技術皆已應用於醫療領域

中，例如：條碼、影像辨識、無線射頻標籤等，多是用來取

代傳統的人工作業及避免所可能帶來的疏失，建立更安全的

圖1、主動式無線射頻辨識系統組成元件

醫療環境。以下筆者將以「醫院開刀房」為例，說明如何應

用「主動式無線射頻辨識系統」，達成最佳管理方案。

依照「主動式無線射頻辨識系統」的基礎核心功能，

我們建議的最適管理方案，為以病患為基礎之系統結構，

如圖1所示。系統以病患標籤、護理人員標籤、無線射頻

接收器組及中介軟體等，組成最基本且可靠的主動式無線

射頻辨識系統（見參1）。

（一）病患手術之登錄及標籤配戴

在病人住院後至手術前，需登錄相關資料以便系統提

供相關服務。系統自醫院現有病歷系統中擷取相關資料，

同時將資料輸入RFID管理系統中，以作為辨識資料存取以

及查詢之用。

當系統完成病人資料登錄後，管理人員需將由系統配

發的RFID手環交給病患配戴（或協助配戴）。此時，除

了管理人員需在工作站中針對此開始服務的手環進行測試

後，該位病患將由RFID管理系統以及相關模組功能，進行

全程監控及流程所在位置狀況的顯示（見圖2）。

（二）手術前準備及進入開刀房

在病人配戴RFID手環時，整體系統已經開始進行流程

狀況監控。再藉由RFID管理系統向醫院相關系統擷取相關

病人資料，並可依實際需要，經由相關資料的整合，提供

醫護理人員在病患進入手術室前，運用手持機讀取病人資

訊進而獲得相關病歷，並適時、適度給予病人手術前須知

資訊或心理建設（見圖3）。

當病人進入手術室後，進行一系列的手術前確認作

業，包括：確認病人身份、確認手術原因、醫護理人員與

手術病人配對認證，以及通知RFID管理系統手術開始。

在未來系統服務擴充時，本階段可以加入具備生理訊號的

RFID手環模組，直接針對病人在手術過程中的生理情形，

進行相關監控作業。

圖2、病人資料登錄（查詢）

圖3、手術前狀態追蹤

34 June. 201030

（三）手術完成後至恢復室

RFID管理系統將持續針對病人現階段所在的位置以及

狀況，進行監控及顯示作業。當手術結束後，系統通知手

術結束，並由醫護理人員針對病人的流程位置，作進一步

的確認；並藉由手持機以及無線網路，回傳至RFID管理系

統（見圖4）。

（四）恢復室及返回病房

當病人在恢復室階段，所需要的注射藥劑、點滴或服

用藥劑等，都可由醫護人員藉由手持機掃瞄病人RFID手

環，來取得詳細藥品及劑量等資訊。這樣的方式，可以減

少藥品浪費以及病人休養作業時的人為錯誤發生。在未來

的服務擴充中，藥劑使用可以結合RFID標籤，運用藥品上

具備RFID標籤中的編號來對應特定病人，如果藥劑無法符

合病人病歷中所記載應使用的名稱時，系統會發出警訊提

醒藥劑人員或現場醫護理人員進行處理。

另外，透過無線射頻標籤也能監控病房之溫、濕度，

提供病患舒適的照護環境。再者，對貴重資產包含移動式

醫療設備、病患貴重物品，及點滴狀態等，都能進行自動

監控，使病患能夠非常安心、舒適地接受治療（見圖5）。

結語Conclusion

以上案例是以病患及醫護人員為應用核心，提供病患

及醫護人員一個安全的管理環境。阿丹電子（Champtek）運

圖4、手術後至恢復室狀態追蹤 圖5、管理輔助元件

用無線射頻辨識技術的導入來改善醫療作業，尤其是技術研

發團隊著力於避免開刀作業流程中可能因人為疏忽而產生的

錯誤，以達到一般產業中所謂的「流程透明化」目的。

綜言之，藉由RFID技術將作業流程中所有步驟之狀

態電子化且更趨於透明化，所以相關執行作業及管理人員

可以迅速的獲得相關資料。同時，在現有的作業流程中，

RFID技術更能運用無需接觸的特性來提升相關作業的準確

性，進而縮短相關步驟的作業時間。另外，管理人員更可

在第一時間掌握病患的狀況，像是病患離開監控範圍，或

需即時瞭解病患及其位置時，管理人員也可在最短時間內

做出即時反應。

參1. 阿丹電子（Champtek）所研發生產的主動式RFID具有

以下幾項優勢：

■ 偵測距離範圍可以無限寬廣（搭配智慧型路由

器），讀取穩定度高，可即時定位與掌握所在的區

域；

■穿透性佳，抗環境干擾強；

■破壞性價格優勢。

需更多參考資訊，敬請參卓全球資訊網：www.

champtek.com.tw。

參考資料

June. 2010 31

>>>>無線射頻識別

Near Field Communication（NFC，近場通訊）和EPCglobal同屬於RFID標準，發展以

來有各自的應用領域。NFC朝向行動通訊應用，EPCglobal則專注於供應鏈效率之改

善；兩者在物件身分識別和資料處理有共通之處。對於近期熱門之物聯網（Internet

of Things, IoT），AutoID實驗室指出：NFC和EPCglobal之合用可相輔相成，進而實踐其

物物相連概念。

NearFieldCommunication(NFC)andEPCglobalarebothRFIDbasedtechnologiesandhavingdifferentindustryapplications.WhileNFCfocusesonmobilepaymentandmobileticking,EPCglobalconcentratesonimprovingsupplychainefficiency.AutoIDLabssuggestthatthesetwocanprovidewaystoretrievetheproductinformationwhichcanbecompatibletocreatetheinternetofthings.

物聯網新時代的解決方案SolutionsfortheNewAgeofInternetThings

手機使用在全球市場的高普遍度，已經讓手機成為

日常生活中的重要用品。根據研究機構ABI預估：在2012

年，市面手機具有NFC（Near Field Communication，近場

通訊）功能將大幅提升，市佔率達20%；也就是3億支具

RFID讀取功能之手機。NFC之普及，相對於EPCglobal在全

球供應鏈的發展也不容小覷，持續大規模應用在物流運輸

和消費性產業中，兩者各有其優勢。EPCglobal 的Auto ID

實驗室提出：於NFC手機加附EPC標籤，將成為物聯網之

解決方案。

NFCv.s.EPCglobalNFCv.s.EPCglobal

目前NFC和EPCglobal仍有許多差異性，由構成原理

看起，在行動通訊裝置上加附NFC功能，即是把RFID讀取

裝置和標籤放在其整合的電路裡；因此行動通訊裝置可送

出訊號也是個接收端，以建立點對點的近距離通信。而

EPCglobal是將實體物件貼上RFID標籤，透過環境中讀取點

佈署收集物件資料，規劃分別使用超高頻（UHF）和高頻

（HF）頻段，目前HF空中介面標準尚未公布。當物件於供

應鏈移動時，一或多個

標籤在快速移動的情境

裡，可以透過讀取器一

次完整地蒐集多個EPC

號碼。

由 此 可 以 得 知 ，

NFC之所以合適行動付

費和票務以及點對點資

料傳輸，諸如消費性資

訊接收等應用模式，與

其構成原理有很大的關

係。至於EPCglobal，

相對受到大型零售通路

商的青睞，如Wal-Mart、Metro等，同時能夠處理大量標籤

資料（參考表1）。

NFC和EPCglobal兩者間雖存在明顯差異，唯在物件/產

品資料方面，皆能進行記錄並提供查詢。有鑑於此，Auto

ID實驗室提出：NFC和EPCglobal Gen2標籤兼容之方案，使

用者可於零售點簡單透過NFC裝置，讀取貼附EPC標籤之

商品，獲得商品額外的資料，如商品詳細的成份、正偽、

產品履歷資料等（如圖1）。

結合 短訊通訊應用趨勢TrendsofEPCCombiningwithNFCMessagingApplication文/GS1 Taiwan專業服務部專案經理 溫嘉瑜By Carrie Wen, Project Manager of Professional Service Dept., GS1 Taiwan

EPC NFC

34 June. 201032

EPCglobal NFC

標準規格UHF EPC C1 Gen2

(ISO 18000-6C)

HF EPC C1 Gen2

（尚未公布）ISO18092 ISO14443 A/B ISO15693

適用頻率 UHF HF HF

產業應用 供應鏈Item Tagging 行動付費、行動票務以及點對點資料傳輸

會員組成消費性產品製造商 40.6%、軟硬體業者

35.4%以及醫療藥品業者5.6%等設備製造商37%、研究機構14%以及行動網路業者13%等

表1、EPCglobal與NFC比較表

圖1、消費者可於零售點簡單透過NFC裝置讀取貼附EPC標籤之商品，獲得商品相關資訊

圖2、NFC和EPC科技兼容的商業模式，可以提升顧客滿意度和維

持長期忠誠度

NFC和EPC科技兼容的商業模式NFCBusinessModelCompliantwithEPCTechnology

儘管NFC和EPC 科技在技術面和應用面有很多的差異

性，但透過結合可使兩者延伸至各自所欠缺的境界。以零

售商而言，消費者在賣場可透過手機獲得商品額外資料；

零售商也可以改善並提升其服務品質，無需耗費成本在店

內佈建硬體設備。

AutoID實驗室認為：NFC與EPC標籤兼容方案，消費性

產品製造商可由此方案獲得好處。消費者藉由行動裝置讀

取貼標產品，產品製造商可多方利用這種直接的方式與潛

在和實際的消費者溝通，其產品訊息可影響購買決定；與

產品相關的服務，也可以提升顧客滿意度和維持長期的使

用依賴習慣（參考圖2）。

結論Conclusion

目前NFC和EPC有各自的組織管理、不同的應用領域

和幫助企業增加營收的方式。就技術面而言，也在不同的

頻段操作，尚未相容不能相互運作溝通。只有EPCglobal底

定其HF Gen2標準，與NFC技術才會有兼容的可能。

另外，AutoID實驗室認為：NFC組織內和EPCglobal

之間有27個成員重疊，分別占NFC23.8%、EPCglobal2%

的會員，這樣的會員組成其實是有助於導向兩者往兼容

的境界邁進。不過，未來NFC和EPCglobal之間的發展，

AutoID實驗室認為：除了在標準發展會影響這個兼容性

之外，成本和獲利模式也是重要的議題，將直接影響將

來發展走向。

June. 2010 33

>>>>無線射頻識別

悠遊卡服務影響行動通訊及商務的發展，近距離無線行動通訊技術（Near Field

Communication）應用將更加普及。GS1所推動的MobileCom行動商務等應用概念範圍，

將包括延伸產品訊息、數位內容購買及下載、行動折價券、驗證系統、自動採購系統

（Mobile EDI）及行動購物及付款等。

ThegoaloftheGS1MobileCominitiativeistogiveallconsumersaccesstotrustedproductinformationandrelatedservicesviatheirmobilephones.IturgesallstakeholderstouseGS1standardstomakethispossibleandindoingsotoensureinteroperable,scalableandcost-effectiveapplications.Ingeneral,itseeksthatcollaborativeMobileCommerceapplicationsareenabledbyanopeninfrastructure.CombinewithTaiwan’s4Gtechnologies,whetherWiMAXorLTE,GS1willplayabigroleinMobileCommerce.

RFID技術開創多元消費模式RFIDTechnologytoCreateAdiversifiedConsumptionPatterns

國內悠遊卡小額消費服務已於今年4月1日正式

啟動後，終於將邁入小額消費階段。從原本單純

的交通電子票證，變成多用途的電子票證，提供

民眾更多便利服務並強化交易安全，同時拓展

交通及小額消費使用範圍，達到「一卡在手，

悠遊全台」的目標。

悠遊卡服務影響行動通訊及商務的發展，近距

離無線行動通訊技術（Near Field Communication）應用將

更加普及。藉由這塊RFID晶片可延伸出多元的消費模式，

不但可用來刷卡買車票、電影票等小額付費，由於NFC技

術開創出多元行動商務模式，故晶片商、手機製造商與軟

體業者紛紛投入這塊市場，積極地發展技術與應用模式。

GS1MobileCom商務應用架構GS1MobileComBusinessApplicationFramework

在傳統B2C行動商務生態系統裡，牽涉到的主要角色

分別為消費者、網路平台供應商/營運商，及資料庫廠商等

三大部份；由這三個主要角色所形成的商業交易模式即為

B2C行動商務的生態系統。其中最重要的角色為網路平台

供應商/營運商，由於這個角色需提供整套生態系統的主要

軟體部份，包括各角色所需要的人性化介面程式、整合各

項服務用及供後台資料庫程式連結至前台

應用程式的中介軟體，所以網路平台供應商/營運商往往扮

演行動商務生態能否成功的關鍵角色。

不過，由於GS1開始建立MobileCom標準，預備在近

期內導入至目前的B2C行動商務生態系統裡，因此未來

任何產業在建置B2C行動商務生態系統時，可依照GS1的

MobileCom標準白皮書來建置，其優點為廠商可省去大部

份系統開發費用，消費者則可以透過手持式裝置將一維或

二維條碼輸入，再透過網路平台供應商/營運商，及資料庫

廠商所提供的服務，到資料庫擷取相關的資料，包括產品

延伸資料、電子折價券等。

於行動商務應用RFIDApplicationsinMobileCommerce文/逢甲大學資訊工程學系教授 黃秋煌、GS1 Taiwan專業服務部經理 彭永新合撰By Prof. Chua-Huang Huang, department of Information Engineering and Computer Science, Feng Chia University, and James Perng, Manager of Professional Service Dept. GS1 Taiwan

RFID

34 June. 201034

行動計算的應用MobileComputingApplications

隨著嵌入式技術（Embedded Technology）的成熟，

將微電腦架構於小型行動設備已經逐漸普及化，相關應用

更是如雨後春筍般的不斷呈現，且持續的推陳出新。透過

無線通訊的傳輸，將行動設備所收集的資料交給遠端的伺

服器進行運算，完成請求的服務。由於行動設備讓使用者

可以在任何時間、任何地點進行運算的工作，在電腦科學

裡，我們稱為行動計算 （Mobile Computing）。RFID也在

這波行動計算的革命裡，佔有一席之地；透過嵌入於行動

設備的微型讀取器，讀取目標的識別碼，並利用無線通訊

技術將資料送至遠端的服務伺服器，透過伺服器的計算完

成所需的服務。

近場通訊（Near Field Communication, NFC）是由RFID以

及無線網路互連技術的整合而成的新行動計算技術。將NFC

功能嵌入於小型的行動設備，如手機、PDA、數位相機等。

透過RFID非接觸讀取的特性，使用者可以簡易地讀取所需辨

識的標籤資料，比起傳統的條碼更為便利。目前智慧型手機

的主要廠商Nokia、Sony、和Philips等公司組成了名為「NFC

Forum」的業界團體，致力於推動NFC應用市場的普及化。M.

Burden對於NFC的應用，提出了以下五種類型：

1. 接觸通過（Touch and Go）：常應用在物流管理、門禁

管理、門票檢驗等，當NFC設備通過裝有讀取器的閘口

時即被讀取。

2. 接觸支付（Touch and Pay）：電子錢包即為一應用，將

NFC設備接近有交易任務的讀取器，即可完成交易。

3. 接觸連接（Touch and Connect）：兩個NFC通訊設備可

以相互進行傳輸與交換資料。

4. 接觸瀏覽（Touch and Explore）：使用者可將NFC設備接

近貼附標籤的文件或看板，進而獲得相關聯的資訊。

5. 下載接觸（Load and Touch）：使用者可以透過無線網

路將數位認證下載作為檢查，應用在門禁管

理與身份驗證上。

目前NFC技術已經在歐美國家被廣泛地

推廣與應用，而台灣也積極地參與其中，主

要的電信業者，例如：中華電信、台灣大哥

大，都有推出相關的行動服務方案；相信未

來在行動服務上，將帶來更多的商機。

同 時 ， R F I D 技 術 的 國 際 標 準 組 織

EPCglobal，也正積極推動行動RFID的技術

與標準，以及與NFC整合的相關研究。圖2

為Auto-ID實驗室發表的一個行動服務研究案

例，在使用者的身上有一台整合型的PDA，

嵌入具有RFID讀取器、GPS定位機、與可收

集溫度的感測資料。當衣服上的體溫感測器將過高的體溫

傳到PDA後，驅使PDA上的讀取器讀取使用者身上的識別

卡ID，透過WiFi通訊協定將識別的ID、定位資訊、及體溫

傳給後端的服務伺服器。服務伺服器可以依據傳送來的訊

息，在適當的時間啟動使用者家裡的空調，在使用者回家

前即可調節室內的溫度。

圖1、GS1所主張的B2C行動商務生態系統（B2CMobileEcosystem）

圖2、結合RFID的行動服務

來源：Auto-ID實驗室

結語Conclusion

在通訊與IT緊密結合後，用戶可利用行動通訊平台，

達到更多目的，包括GS1所推的MobileCom或其它更多的

行動商務等應用。行動服務將為人類生活帶來更多的便

利，而RFID在這波熱潮內將扮演重要的角色。

未來，將會有更多的相關研究與應用推出，且普及

於我們的日常生活之中。台灣不會在這波熱潮中缺席，在

產、官、學界，都已經積極的參與，以國內資訊科技的雄

厚實力，未來必定在全球RFID相關的行動計算上佔有一席

之地。

June. 2010 35

>>>>無線射頻識別