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RFID 資訊系統開發與應用

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RFID 資訊系統開發與應用

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  1. RFID資訊系統開發與應用 建國科技大學 資管系 饒瑞佶

  2. 為什麼要學 RFID資訊系統設計?

  3. RFID系統示意圖 RFID不能獨撐大局 需要有類似中介軟體、應用程式、資料庫、網路通訊等技術的幫忙

  4. RFID產業

  5. 台灣RFID產業尚在起步階段,2005年台灣RFID直接產值約台幣7億元,相對於韓國的RFID產業表現相對落後(2005年韓國RFID產值達US$2.6億)台灣RFID產業尚在起步階段,2005年台灣RFID直接產值約台幣7億元,相對於韓國的RFID產業表現相對落後(2005年韓國RFID產值達US$2.6億)

  6. 2006年硬體產值占71.99%、軟體與顧問服務占26.66%,但隨著系統整合與資料加值應用的需求升高,至2009年台灣RFID硬體產值將逐漸下降至62.01%,軟體與顧問服務則攀升至35.99%。2006年硬體產值占71.99%、軟體與顧問服務占26.66%,但隨著系統整合與資料加值應用的需求升高,至2009年台灣RFID硬體產值將逐漸下降至62.01%,軟體與顧問服務則攀升至35.99%。

  7. 市場主流在2007年以前以高頻(HF)為主,但是隨著EPC Gen2產品標準化後價格快速下降的影響,廠商預期UHF的成長增加,因此到2009年UHF的產品產值幾乎與HF產品產值相當,甚至在2010年以後UHF將成為市場產品主流

  8. RFID應用問題點

  9. RFID 目前在台灣的趨勢 • 公領域及私領域 • 公領域主要由政府推動 • 研究單位:工研院,建研所,食品所,農試所… • 教育部:學校單位,另有教育部RFID推動辦公室 • 其它:經濟部RFID推動辦公室,配合政府之工會推廣 • 目前成效較佳為大眾運輸(台北捷運及高雄捷運) • 私領域主要為民間之應用:最廣泛使用為門禁,停車管理,車道管控,資安巡邏…

  10. RFID系統開發

  11. RFID 系統規劃開發流程 • 了解各頻段之特色 • 創意發想(RFID+高跟鞋?+垃圾?) • 經濟效益分析 (ROI) • 確認硬體規格 • 取得開發工具 • 系統分析與規劃 • 網路架設、資料庫及應用程式開發 • 完工測試

  12. RFID應用發想 • RFID應用發想分為四種類型: • 傳統簡易型:(門禁,巡邏管理..) • 複雜網路型:(大眾運輸,物流配送..) • 回到未來型:(智慧冰箱,智慧廚房..) • 有趣創意型:(多媒體導覽,益智問答..)

  13. Pcb card wristband Glass tag Metal tag Key tag 先決定哪一個? ?

  14. Pcb card wristband Glass tag Metal tag Key tag 那你會怎麼開始?

  15. ROI • 投資回報率(Return on Investment; ROI) • 企業所投入資金的回報程度 • ROI的計算結果通常使用百分比來表示,百分比數字越高代表投資回報的程度也越高。

  16. ROI的計算公式 • ROI =(成本降低+收入增長)/ 總成本 • 總成本= IT成本+人力成本+流程成本 • 公式看起來很簡單,但是在今天這個複雜的企業環境下,實際的ROI計算是相當困難的。

  17. RFID硬體介面與 系統開發

  18. 設計RFID資訊系統需要的武器 • 系統分析與設計 • 資料庫系統規劃與建置 • 程式設計能力(WIN/WEB/PDA…) • RFID系統與硬體基礎知識 • 網路 • I/O控制 • 管理知識 ….等 可以先從模仿做起

  19. RFID系統組成 • 最基本的RFID系統由四部份組成: • 標籤(Tag):由耦合元件及晶片組成,標籤含有內建天線,用於和射頻天線間進行通訊。 • 讀取器(Reader):讀取(在讀寫卡中還可以寫入)標籤資訊的設備。 • 天線(Antenna):在標籤和讀取器間傳遞射頻訊號。 • 應用程式(AP) • 系統透過讀取器的RS232、USB或RS485介面與電腦連接,進行資料交換。

  20. RFID 使用考量因素 • 人體(水):13.56MHz以上影響最大 • 金屬(鐵有ferrite可以阻隔) • 擋風玻璃 • 資料備份問題(tag內的資料損毀時) • 環境溫溼度變化 (-20 ~ 80 °C) • 對象物多含水分(高頻較怕水) • 多數需要加上sensor • 尺寸大小與擺放方式(緊密度影響讀取率) • 可以設置的位置(豬、海鱺) • 管理問題(如何判斷好壞與維修) • Tag上要輔助有barcode或文字說明 …等

  21. CF Interface PCMCIA Interface RFID Printer RS232 Interface USB Interface Wiegand Interface Ethernet Interface RS232 Interface Reader 介面 ……

  22. 從硬變軟 • 先了解Interface形式 • Driver安裝(USB) • 有標準用標準(RS232, 485, 422, usb) • 沒標準找OCX, DLL等API (設備廠商要提供) • 注意資料格式(前後是否有特殊字元)

  23. 標準Interface 可以使用裝置管理員 & 超級終端機來測試

  24. RFID系統開發 • 寫程式與硬體(Reader/Converter)溝通,進行資料讀寫與控制作業 • 寫程式與資料庫溝通 • WIN/ WEB/ PDA Base • 整合現有POS, ERP, SCM等系統

  25. Tag Internet Converter PDA RDA Reader AP OCX, DLL web查詢 RFID系統開發示意圖 DB + Agent

  26. RFID EasyReader 設計軟體

  27. 在台灣,德河貿易透過微軟技術中心 (MTC) 與資策會南部創新應用中心的協助,領先全球首度將微軟 RFID 解決方案應用於活體水產。微軟 BizTalk Server 2006 R2 RFID 解決方案 在全球已成功完成在各種不同產業之解決方案及成功案例。

  28. MIFARE(HF) • ISO 14443A • 荷蘭PHILIPS公司製造 • MIFARE 1 • MIFARE UltraLight • MIFARE ProX • 可進行彩印 • 13.56 MHz • 傳輸106 K bit/sec 白卡(ISO 7810) 86 mm x 54 mm x 0.66 mm

  29. MIFARE 1 • MIFARE Standard • S50:1K Byte EEPROM • 分成16 Sector • 每個Sector有4個Block (16 Byte) • 每個Sector內有控制欄(Sector Trailer),存放兩組金鑰 • S70:4K Byte EEPROM • 分成40 Sector • 其中32個Sector分成16個Block • 剩下8個Sector分成16個Block • 每個Sector內有控制欄(Sector Trailer),存放兩組金鑰 • 適用於多種不同領域應用功能

  30. 記憶體 Block x 3 Sector Trailer 1 Sector1 Block x 3 Sector Trailer 2 Sector2 . . . Block x 3 Sector Trailer 15 Sector15 Block x 3 Sector Trailer 16 Sector16 MIFARE 1

  31. 記憶體 Block x 4 Sector Trailer 1 Sector1 Block x 4 Sector Trailer 2 Sector2 . . . Block x 4 Sector Trailer 15 Sector15 Block x 4 Sector Trailer 16 Sector16 MIFARE 1

  32. MIFARE 1絕對編號 記憶體 Block00 Block01 Block02 Block 03 Sector00 Block04 Block05 Block06 Block 07 Sector01 Block08 Block09 Block10 Block 11 Sector02 . . . 1個Sector大小為64 (1024/16) Byte 1個Sector可以存取的資料為48 Byte Block56 Block0957 Block58 Block 59 Sector14 Block60 Block61 Block62 Block 63 Sector15

  33. ISO 15693(HF) • 一個區塊的大小是4bytes,區塊內可以填8個16進位的數字,一共有64個區塊(0~63)。 • 前面兩個區塊有鎖住,只能讀取,不能寫入,後面的區塊都可讀可寫。

  34. EPC C1G2(UHF) 每個區塊為32WORD,一個WORD為2個Bytes S0+S1+S2+S3=256Bytes

  35. Header General Manager Number Object Class Serial Number Header 8 bits Manufacture 28 bits Product 24 bits Serial Number 36 bits EPC編碼結構 General Identifier (GID-96)

  36. 確認系統樣式 確認資料庫與OS平台 找一個開發工具跟他好好相處

  37. 系統分析與設計 SA/SD • ERD • DFD • Flow Chart • Gant Chart… 使用者需求 程式設計師語言

  38. DFD-資料流程圖 意義? 符號? 常見錯誤? 「財產盤點系統」環境圖

  39. DFD-資料流程圖 第零階資料流程圖

  40. DFD-錯誤表示

  41. ERD-實體關聯圖 意義? 符號?

  42. 正規化 第一階正規化 (1NF)的要求是:關聯表沒有重複出現的欄位且每一屬性中只能存放單一的資料值。在此條件之下,一個滿足1NF的關聯不能有多值屬性或複合屬性的存在

  43. 正規化 第二階正規化 (2NF)的要求是:滿足1NF且關聯表中的每一個非主要屬性必須完全功能相依於主鍵。因此在2NF的處理過程中,主要在於消除非主要屬性與主鍵之間的部分功能相關性

  44. 正規化 第三階正規化 (3NF)的要求條件是:滿足2NF且每一個非主要屬性都不能遞移相依於主鍵。因此在3NF中,必須依序對非主要屬性進行檢驗,若發現存在非要屬性是遞移相依於主鍵則屬於NON_3NF,必須進行3NF的正規化

  45. 資料庫綱要

  46. 資料庫關聯關係圖

  47. 系統流程圖