无线辨识系统（RFID）的应用情形、标准化程度以及技术上的革新正在持续不断地改变当中。由于处于刚被采用的阶段，这项科技拥有许多不为广泛大众了解的特色。在此同时，无线辨识系统的技术也持续不断地创造出更大的内存容量、更广的读取范围，以及更高的运算处理速度。     一般都认为无线辨识系统极不可能完全取代条形码系统，理由是即使是面对生产原料必然的减少，再加上生产过程到达相当程度的经济规模，无线辨识系统所使用的询答器芯片，再怎么样都不能与生产条形码的高成本效益相比。尽管如此，无线辨识系统仍然拥有其特殊的利基，在条形码或其它光学技术无法发挥功效之市场中，持续地成长。     而且，若是在规格的标准化上再取得共识，使得各家厂商所制造的无线辨识系统能够相互地交替使用，那么这个市场的规模预计将呈指数成长。　 何谓无线辨识系统?   无线辨识系统的主要目的如下：透过一般称为卷标（TAG）的询答器来传递资料，并在适当的时间与地点，利用计算机可读的方式来撷取资料，以满足其产品应用的特定需求。而这个卷标内所储存的数据可以用来辨识许多物体，从尚在制造中的对象、运输中的货品、地点、车辆识别认证、动物以致于人类，都可以透过这个卷标来辨识。     其作法是在产品的询答器卷标上储存该产品的附加信息，之后只要该产品的卷标一被读取，就可马上得到产品支持用途、产品特殊信息或使用说明等产品相关的信息，例如车体在进入生产线上的喷漆区时需确认的烤漆颜色、弹性制造区内的生产设定指示、以及船运货品所附的清单等等。     除了以上所述的询答器卷标之外，无线辨识系统仍需要一个质问或辨读询答器资料的方式，以及与主机或信息管理系统间联络与传输资料的方法。另外，如果系统制造商没有在出厂前将资料烧入询答器的芯片中，使用者也需要某种装置来进行资料的输入或程序的设定。     在讨论无线辨识系统的时候，常常强调其中天线装置的重要性，程度足以让人认为天线装置是无线辨识系统中的一个独立的部分。事实上天线装置的重要性也在无线辨识系统的外观上表露无遗，因为在读取机以及询答器上都有这项装置，而其主要的功能是让两个装置能够互相沟通。    欲了解无线辨识系统的功能，进而体会其重要性，必须进一步地考虑该系统的组成组件，同时也需要了解影响系统选择的数据传输需求，和以空气为传输接口的实用性。透过对系统组件的认识，与了解该组件在信息传输的过程中所扮演的角色，才可能进一步地理解一些影响无线辨识系统有效应用的重要议题。     不过在开始介绍系统组件的设计之前，需要先简单地说明无线传输的运作方式，因为这项科技对于无线辨识系统的发展有非常重要的影响。　 无线通讯与空气接口 询答器和读取机之间是透过无线通讯来进行资料的传输。无线辨识系统的特殊之处在于所使用的两种方式，一种以近距离电磁或电感性耦合为基础，另外一种方法以电磁波传送为基础；这两个方法也被当作分类无线辨识系统时的基准。而利用天线架构所形成的耦合成为询答器与读取机一个不可缺的特征。一般来说，「天线」这个名词较适合用于电磁波传导系统中，但也能够约略地使用于电感系统中。　  　资料的传送不只受制于一些难以预测的变化，还受包括空气等的资料传递媒介、以及传递资料所用之频道的影响。在实务上的通讯频道中，电磁波的噪音、干扰、以及扭曲失真等现象是造成资料损坏的主要原因，如过要达成零误差的资料撷取，我们必需彻底地避免这些现象的产生。再者，不管是称为异步或异歨的数据传输过程，本质上都需要留意其资料传递的格式。这种以架构位串流的方式来因应数据传输需求的方法通常被称作「信道编码技术」。尽管这个编码的机制对无线辨识系统的使用者来说是察觉不到的，系统的规格仍然指明该系统所适用的编码系统。目前有许多不同的编码系统，而且每个系统的表现都呈现不同的特色。 为了在空气接口中或是两个通讯组件之间相隔的空间中有效地传递信息，资料必须重叠在一个呈周期变化（如正弦） 的场或载波上，这种重叠的技术称为「调幅」，而许多编码机制都是用来达成调幅的目的。尽管不同的机制，根据其实际用途的不同，有不同的特质与属性，这些机制的理论基础，都在于改变影响交流正弦波形之主要属性的值，如振幅、频率或是与位资料流一致的相位。我们可以将以此理论为基础的编码技术分为以下三种：振幅调变（ASK）、频率调变（FSK）、以及相位调变（PSK）的编码技术。      无线通讯除了属于非接触性的数据传输方式之外，更是不受视线直线距离（non-line-of-sight）限制的一种通讯方式。尽管如此，越高频的系统仍然会明显地提高天线的定向性，也可以透过恰当的天线系统设计，针对特定的需求进行修改。　 载波频率     在有线通讯系统中，物体以实体的线路相互连接，有效地将通讯联机与网络本身相互隔离。而无线电通讯频道一般所采用的方式是透过波段的分配来进行隔离。波段的分配通常都是由政府立法来执行，将电磁波谱分段，分配给不同的目的使用。各国政府分配电磁波谱的方式，因对无线辨识系统应用上的考量不同而有所差异，而无线辨识系统标准化的目的就是在寻求排除这方面问题的可能性。     无线辨识系统通常使用三个波段，各为低、中、高频。以下的列表汇总了这三种波段所涵盖的范围，另外还包括了典型的系统特色与主要应用范围。  　                        　我们正在全球三大控管区中，针对载波频率的使用上寻求某种程度的一致性，其中包括第一区的欧洲和非洲、第二区的南北美洲、以及第三区的远东地区与澳洲。各国基本上都会依据这三区所提出的指导原则来划分波段。但是很不幸地，经过长时间的演变，各国的分段情形几乎是完全不一致，导致可用于这项科技的全球通用波段是少之又少。不过各国已被要求于公元2010年前达到某种程度的一致性，预期这种混乱的情形将会获得改善。125kHz、13.56 MHz以及2.45 GHz这三个波频，因分别代表低中高波段而最先受到注意，事实上全球的无线辨识系统所使用的波段共有八种，下表二列举了各个波段的应用。　   　上述的波段并不是在每个国家都开放使用，因为各国的政府可能将某波段分配给特定的使用者。且每个国家都会针对每个波段，以法令规定该波段所适用的用途，而这些规范所规定的项目可能包括功率的高低、电波干扰、以及调整频差等。　 数据传输率与频宽磁场或载波频率的选择是决定数据传输率的主要因素。更明确地说，影响数据传输率主要原因是载波的频率，或者是询答器与读取机之间用以传递信息且不断变化的磁场。一般说来，所使用的频率越高，所达到的数据传输率就越高，而此现象与通讯过程中可用的波谱频宽有高度密切的关系。数据传输信道的频宽起码要是应用系统所需之位传输率的两倍。而窄频对于数据传输率的限制，可能会是评估窄频应用时一个重要的考量。这个问题对于宽频应用来说当然就比较不严重，举例来说，若使用2.4到2.5 GHz的展频频宽，除了展频调变所提供的反干扰技术之外，每秒可传输的资料量可高达两兆位（2Mbit）；当波谱被延展的同时，所增加的频宽提高了可忍受的干扰程度，而每个讯号所接收的平均干扰量也会降低。既然每个无线的应用大多都会要求其讯号免受干扰影响，频宽在此处确实成为一个极重要的考量。　 传输范围与攻率高低无线辨识系统的通讯范围取决于以下几个因素：• 用以和询答器对话的读取机可使用之功率• 询答器本身可使用之功率• 周边环境的条件与架构，其中环境条件的影响在较高频的情形下更为显著，如讯号噪声比值（signal to noise ratio）虽然可使用功率的大小是决定通讯范围的主要因素，使用功率的方式与效率也会影响通讯范围的大小。天线所发射的磁场或无线电波，会以天线为中心扩展到其周围的空间，而这个磁场或电磁波的能量会随着距离的增加而减少。我们可以利用天线的设计，来决定其所形成磁场或波传导的形状，所以无线辨识系统的通讯范围也会受询答器与天线之间形成的正向角度影响。在一个无障碍的空间，或是在一个不具有任何会吸收电波之结构的空间当中，磁场的能量会以距离平方的比例减少；而当电波在一个空间区域中传导的时候，该空间的地面或障碍物都可能会造成反射的现象，造成能量减少的程度差异极大，减少的比例甚至可能高达距离的四次方。当以多种路径进行传导时，这个现象被称为「多路衰减」。另外在使用较高频率时，空气中的湿气会吸收电磁波，进而影响通讯范围。因此在许多应用当中必须考虑系统外在与内在的环境对通讯范围所造成的影响。然而在评估应用系统内部所使用的一些反射性金属「障碍物」的同时，不仅要考虑到这些障碍物的数目会随着时间而变化，更需要进一步地透过对环境的评估来建立这些改变可能带来的影响。一般来说，询答器所需要的功率远比读取机少，因为读取机需要高敏感度的侦测机制来处理回复的讯号。在某些系统当中，尤其是当上传连结（由发射机到询答器）的载波与下传连结（由询答器到读取机）的载波不同时，读取机本身单独构成一个接收器，与系统的质问机制或发射机相分离。尽管可以视应用系统的需求，来使用大小不同的功率，但是仍无法随心所欲地选择，因为可用功率就像载波频率一样，需要受到政府的规范。在提到无线辨识系统的功率时，通常是用100到500毫瓦这个数字，但是实际上的数字还是要跟应用系统所在国家的主管机关确认，而主管机关也能够提供能量传达的形式（脉冲波式或连续波式）以及其它的相关数字。下期预告在对于数据传输的参数与参数值有大概的了解之后，下次我们将进一步地了解构成无线辨识系统的主要组件、标准化及应用范围。

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