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RFID感应网路更弹性且多元的回应
作者：EPCglobal Taiwan 张锦萍
来源：台湾经济部RFID应用推动办公室
日期：2009-04-13 11:03:07
摘要：RFID作为自动识别技术之一 ，透过标签所载物件编号可识别个别产品或物件，以主动式标签还能应用在长距离(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，能让标签所承载资料更多元，功能更丰富。
RFID作为自动识别技术之一 ，透过标签所载物件编号可识别个别产品或物件，以主动式标签还能应用在长距离(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，能让标签所承载资料更多元，功能更丰富。数年前，由美国军方Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)所进行smart dust专案，即已应用无线感应网路于农产与葡萄园监管。
RFID结合无线感应网路
以感应节点建构之RFID感应网路，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。不过，要能整合RFID与感应网路于一规模性运算网路，就需要：
。回应于讯息导向的中介软体(The corresponding message-oriented Middleware)。
。整合标准化的智能型感应装置与RFID读取器于该网路。
对于RFID与感应网路间主要资料流是从网路边界(Network Edge)上许多装置流向一些集中伺服器(server)，而非由中央伺服器流向网路上的应用端(client)，特别在有条件式维护感应网路与RFID网路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)，传输这些资料给中央伺服器作一些商业应用，应用业者得以回应这些input与安排相关回应活动，例如在精细元件失灵前先替换之，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资料或事件过滤、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体。而在销售点POS(points of sale)或门禁控制的即时流程控管上，RFID感应系统除了RFID读取器与感应器外，还需要能自动回应的驱动器(actuators)。
智能感应装置与网路的整合
对于RFID读取器与感应装置的组合，通常有三类：
I)第一类是实体感应器或RFID读取器加32位元微处理器，以有线通讯与网路连结；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即时流程控制。
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网路连结；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。
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位元)微处理器、很小记忆体与一个低电力、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电脑网路。
RFID感应网路运作机制
为取得可接受回应时间，RFID读取器或感应器可直接就最近的(edge)伺服器或感应控制器来做相关回应的决定；如果有必要让回应时间再缩短，可以在感应器/RFID控制器上安置能启动(Shifiting)智能与责任回应性(responsibility)的零件。
有些系统有远距(遥控)规格需要，遥控装置软体更新、系统诊治(包括感应器诊治)、网路可靠性与安定性，和基于主题(by-topic base)而非就每个装置(per -device)来存取资料，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-critical inputs以即时诊治与系统概览，包括是RFID产品电子码(EPC)、温度或其他参数等。因此，在特定应用情境下，智能型网路架构自动回应相关资料，同时还能兼顾到一定的网路可信赖度与安全性。
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路，其通信闸通常为一感应器或RFID控制器，再加上一个32位元的微处理器；不过，在不同情况下还是有所不同。
至于RFID感应网路中所需资料过滤、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记忆体，而没法在地(local)储存，变通方法是就网路中的感应单位直接连结于通信闸(参考IBM所提出的软体架构，如图1)，将部分资料整合与过滤动作在RFID Premises Sever内完成，至于进阶的资料累积与摘要，则透过RFID Integration Server与不同应用系统驱动来运作。
RFID感应网路除早期军方应用外，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感应网路先导计划，将主动式RFID标签贴附在储存在Hull petrochemical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。
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画，利用RFID感应节点或标签收集与传输资料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。
不过，若要做到端对端RFID感应网路解决方案，那么整合RFID技术与相对运算的网路架构就是关键之一 ，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，要能减少回应时间、资料集成与清除有问题资料(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。
RFID结合无线感应网路
以感应节点建构之RFID感应网路，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。不过，要能整合RFID与感应网路于一规模性运算网路，就需要：
。回应于讯息导向的中介软体(The corresponding message-oriented Middleware)。
。整合标准化的智能型感应装置与RFID读取器于该网路。
对于RFID与感应网路间主要资料流是从网路边界(Network Edge)上许多装置流向一些集中伺服器(server)，而非由中央伺服器流向网路上的应用端(client)，特别在有条件式维护感应网路与RFID网路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)，传输这些资料给中央伺服器作一些商业应用，应用业者得以回应这些input与安排相关回应活动，例如在精细元件失灵前先替换之，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资料或事件过滤、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体。而在销售点POS(points of sale)或门禁控制的即时流程控管上，RFID感应系统除了RFID读取器与感应器外，还需要能自动回应的驱动器(actuators)。
智能感应装置与网路的整合
对于RFID读取器与感应装置的组合，通常有三类：
I)第一类是实体感应器或RFID读取器加32位元微处理器，以有线通讯与网路连结；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即时流程控制。
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网路连结；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。
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位元)微处理器、很小记忆体与一个低电力、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电脑网路。
RFID感应网路运作机制
为取得可接受回应时间，RFID读取器或感应器可直接就最近的(edge)伺服器或感应控制器来做相关回应的决定；如果有必要让回应时间再缩短，可以在感应器/RFID控制器上安置能启动(Shifiting)智能与责任回应性(responsibility)的零件。
有些系统有远距(遥控)规格需要，遥控装置软体更新、系统诊治(包括感应器诊治)、网路可靠性与安定性，和基于主题(by-topic base)而非就每个装置(per -device)来存取资料，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-critical inputs以即时诊治与系统概览，包括是RFID产品电子码(EPC)、温度或其他参数等。因此，在特定应用情境下，智能型网路架构自动回应相关资料，同时还能兼顾到一定的网路可信赖度与安全性。
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路，其通信闸通常为一感应器或RFID控制器，再加上一个32位元的微处理器；不过，在不同情况下还是有所不同。
至于RFID感应网路中所需资料过滤、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记忆体，而没法在地(local)储存，变通方法是就网路中的感应单位直接连结于通信闸(参考IBM所提出的软体架构，如图1)，将部分资料整合与过滤动作在RFID Premises Sever内完成，至于进阶的资料累积与摘要，则透过RFID Integration Server与不同应用系统驱动来运作。
图1、由IBM所提出的RFID Software Solution Architecture将所感应资料分段处理
RFID感应网路除早期军方应用外，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感应网路先导计划，将主动式RFID标签贴附在储存在Hull petrochemical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。
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画，利用RFID感应节点或标签收集与传输资料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。
不过，若要做到端对端RFID感应网路解决方案，那么整合RFID技术与相对运算的网路架构就是关键之一 ，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，要能减少回应时间、资料集成与清除有问题资料(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。
