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RFID技术感应网路更弹性且多元化的回应

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RFID作为自动识别技术之一,透过卷标所载对象编号可识别个别产品或对象,以主动式卷标还能应用在长距离(1公尺以上)追踪与定位资产;进一步利用内嵌感应器的RFID标签,加上感应与控制(Control)机制,能让卷标所承载数据更多元,功能更丰富。(参1)数年前,由美国军方DefenseAdvancedResearchProjectsAgency(DARPA)所进行smartdust项目,即已应用无线感应网络于农产与葡萄园监管。(参2)

RFID结合无线感应网络

以感应节点建构的RFID感应网络,在技术上可以透过动作(motion)、图像(image)来驱动归类,同时根据所建逻辑估计标的物行动方向与速度可进行相关协合作业,具有运算、感应与无线通讯能力。(参1)不过,要能整合RFID与感应网络于一规模性运算网络,就需要:

·响应于讯息导向的中介软件(Thecorrespondingmessage-orientedMiddleware)。

·整合标准化的智能型感应装置与RFID读取器于该网络。(参2)

对于RFID与感应网络间主要数据流是从网络边界(NetworkEdge)上许多装置流向一些集中服务器(server),而非由中央服务器流向网络上的应用端(client),特别在有条件式维护感应网络与RFID网络在制造商与集散中心应用时。在这些系统中,感应器或RFID读取器侦测到特定事件(event),传输这些数据给中央服务器作一些商业应用,应用业者得以响应这些input与安排相关响应活动,例如在精细组件失灵前先替换之,或在销罄前下新增订单。为了能处理从感应器或RFID读取器所取得的大量数据或事件过滤、集成(aggregation)与摘要(Abstraction),以加速新应用的执行,就需要一个具有弹性且自动化发展的软件。而在销售点POS(pointsofsale)或门禁控制的实时流程控管上,RFID感应系统除了RFID读取器与感应器外,还需要能自动应答的驱动器(actuators)。(参2)

智能感应装置与网络的整合

对于RFID读取器与感应装置的组合,通常有三类(参2):

I)第一类是实体感应器或RFID读取器加32位微处理器,以有线通讯与网络连结;主要是感应单位与通信闸或RFID读取器与RFID控制器,这类系统应用可见于工业自动化的实时流程控制。(参2)

II)第二类是移动式(类PDA)有电池驱动的手持装置,以无线通讯于backone网络连结;这类系统应用可见于RFID-base存货管理、人员智能感应器系统(例如医疗控管)与远距条件式(可能一天内只启动1或2次)的维护系统,在前两者应用时,则需考虑到电池寿命。(参2)

III)第三类是电池驱动、非常低电力、低performance的智能感应单位,这些装置包括实体感应器加上低效能(通常只有8位)微处理器、很小内存与一个低电力、近距的无线射频通讯范围。相较于第二类的使用,在本类中电池寿命可以更长,因为相关系统在99.9%时间下都处于『睡眠(sleep)』mode。这些感应单位需要一通信闸来连结到一般计算机网络。(参2)

RFID感应网络运作机制

为取得可接受响应时间,RFID读取器或感应器可直接就最近的(edge)服务器或感应控制器来做相关响应的决定;如果有必要让响应时间再缩短,可以在感应器/RFID控制器上安置能启动(Shifiting)智能与责任响应性(responsibility)的零件。(参2)

有些系统有远距(遥控)规格需要,遥控装置软件更新、系统诊治(包括感应器诊治)、网络可靠性与安定性,和基于主题(by-topicbase)而非就每个装置(per-device)来存取数据,特别是在大规模装置架设时,很多装置都架离IT人员很远,这种情形下,要能有效提供mission-criticalinputs以实时诊治与系统概览,包括是RFID产品电子码(EPC)、温度或其它参数等。因此,在特定应用情境下,智能型网络架构自动应答相关数据,同时还能兼顾到一定的网络可信赖度与安全性。(参2)

利用感应器单位或RFID读取器连结于通信闸(gateway)与驱动单位之有线或无线网络,其通信闸通常为一感应器或RFID控制器,再加上一个32位的微处理器;不过,在不同情况下还是有所不同。(参2)

至于RFID感应网络中所需数据过滤、整合与摘要动作,本来通信闸是第一优先点,但在考虑通信闸效能可能受限于电力与相关内存,而没法在地(local)储存,变通方法是就网络中的感应单位直接连结于通信闸(参考IBM所提出的软件架构,如图1),将部分数据整合与过滤动作在RFIDPremisesSever内完成,至于进阶的数据累积与摘要,则透过RFIDIntegrationServer与不同应用系统驱动来运作。

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图1、由IBM所提出的RFIDSoftwareSolutionArchitecture将所感应数据分段处理(参3)

未来,更多的可能

RFID感应网络除早期军方应用外,近期也见诸报章更多元的报导,例如在2006年6月,BP石油集团在英国的petrochemical厂所展开的RFID感应网络先导计划,将主动式RFID标签贴附在储存在Hullpetrochemical厂的化学货柜,藉由RFID科技为其改善其油料管理,提升存货可见度与强化库存安全管理。(参4)

最新应用则可见美国太空总署NASA与国家科学基金会NSF于南极洲所进行的温度与空气压力监控计划,利用RFID感应节点或卷标收集与传输数据给远在美国的研究中心,让研究人员得每个节点上唯一识别码、环境与内容(包括形式与数量)作远距监控。(参5)

不过,若要做到端对端RFID感应网络解决方案,那么整合RFID技术与相对运算的网络架构就是关键之ㄧ(参1),另外,RFID与WSN相关技术所组构的无线感应系统,也代表着新应用的可能。如何在不同系统阶层(level)中,定义出摘要、工程(engineering)准则与沟通概念?以及如何让跨层级(cross-layer)互动更有效?而为求协合作业得以实现,要能减少响应时间、数据集成与清除有问题数据(cleaning)、意外管理等,如何强化back-end与让该系统更具规模性?值得业界持续观察之。(参6)

参考数据:

1.2007-10-10EPCSensorNetwork&E-martApplication,DaeyoungKim

2.RFIDandSensorNetworks-FromSensor/ActuatortoBusinessApplication,RolfClaubergofIBMResearch,ZurichResearchLaboratory,Switzerland

3.2007年IBMWebSphereRFIDDataCapturePartnerEnablementWorkshop

4.2006-06-21(RFIDJournal)BPTestsRFIDSensorNetworkatU.K.Plant

5.2008-06-12(RFIDJournal)RFIDSensorsHelpNASAtoMonitorConditionsinAntarctica

6.2007-11-01CoBIs,CollaborativeBusinessItems,Chapter7OutlookandSummary

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