無處不在的RFID｜星島教室
2023-09-21 16:26 
相信大家上班、上學都要拍卡作出勤紀錄，每天也都用八達通付費，又或者到過香港公共圖書館借書，但你知道它們背後所用的技術嗎？原來它們都是用「射頻識別技術」（Radio Frequency IDentification，簡稱RFID）。究竟甚麼是RFID？
RFID原理
RFID是一種利用無線電波來識別和跟蹤物體的技術，由3個主要組件：RFID標籤、RFID閱讀器和後端數據庫系統組成。
「RFID標籤」是一種小型電子設備，包含唯一標識符和天線。它可以附着或嵌入產品、動物甚至人類等物體上。運輸署今年推出的「易通行」車輛貼（下圖）亦用上RFID技術，車輛貼就是一條清晰可見的RFID標籤。 「唯一標識符」存儲在標籤的存儲器中，並且可以由RFID閱讀器無線讀取。
「RFID閱讀器」（下圖）包含天線、收發器和解碼器，是一種發射無線電波並接收其範圍內的RFID標籤訊號的設備。當RFID標籤進入閱讀器的範圍時，閱讀器會發送無線電訊號，為標籤供電並提示其將其「唯一標識符」傳輸回閱讀器。然後閱讀器捕獲訊號，對其進行解碼，並將訊息發送到「後端數據庫系統」進行處理。
RFID種類
RFID技術能有效地跟蹤和管理庫存，提高無數行業的安全性和效率，徹底改變了我們生活的各個方面。原來RFID系統可按其工作頻段分類，本文以低頻、高頻和超高頻3種作區分。
1. 低頻（LF）RFID︰頻段涵蓋30KHz至300KHz的頻率。該頻段提供10厘米的短讀取範圍，讀取速度較高頻率慢，但對無線電波干擾不是很敏感。例子：牲畜跟蹤。
2. 高頻（HF）RFID︰頻段涵蓋3MHz至30MHz的頻率，讀取範圍是10至100厘米。系統對干擾的敏感性中等，通常用於票務、支付和數據傳輸。例子：八達通。
3. 超高頻（UHF）RFID︰典型工作頻率為433.92MHz、860~960MHz、2.45GHz及5.8GHz，標籤分為「有源標籤」和「無源標籤」，讀取範圍是3至10米，以及更遠距離。UHF RFID常用於自動追蹤，當中無源UHF系統的讀取範圍更可長達12米，而且比LF或HF有更快的數據傳輸速率。
圖書館應用
RFID圖書館管理系統基本由附有RFID標籤的館藏（如書籍、CD和VCD）、RFID閱讀器、電腦網絡和軟件組成。近年除公共圖書館外，已有越來越多學校認識到它的優點而開始採用，以管理及優化圖書館的運作，甚至推廣閱讀。
RFID標籤可用於處理館藏的借閱、歸還、分類、標記等工作，而RFID閱讀器可一次過感應多本借閱或歸還的圖書，大幅節省時間，支援自助完成；讀者便可盡用時間在館內享受閱讀，而圖書管理員亦可有更多空間與讀者溝通，協助他們尋找合適的閱讀資源。
如果有讀者把「未借閱」的館藏帶離圖書館，位於出入口或在借閱機上設置的RFID閱讀器便可即時感應到書籍中的RFID標籤，把相關資訊同步傳給館員以作跟進，加強了圖書館的館藏安全。
通過電腦網絡和軟件安裝，配合智能圖書櫃使用，RFID系統還能打破時空的限制，延伸了圖書館借還服務的時間。學生就算未能在圖書館的開放時間內趕至，卻仍可以在位於圖書館外，甚至幾層樓距離的智能圖書櫃繼續借還圖書。想看就看，自主借閱，這都有助營造更理想的閱讀氛圍，培養學生的閱讀興趣。
小思考，大智慧
1. 根據以上資料，運輸物流過程中涉及哪幾種RFID？
2. 雖然RFID技術帶來了眾多好處，但也存在私隱和安全方面的考慮。在RFID標籤中存儲重要資料，可能會被不法之徒盜取，所以必須採取適當的安全措施來保護敏感訊息。你知道我們如何減低使用RFID的潛在風險嗎？
參考答案
1. 運輸物流：運輸集裝箱、托盤和單個包裹可以配備RFID標籤，使公司能夠監控它們在整個供應鏈中的位置和移動情況，有助於高效跟蹤、減少錯誤並增強整體物流營運。
運輸物流系統會在不同運作階段用不同種類的RFID。庫存管理和貨物跟蹤會用強RFID，因為過程中需要從遠處準確地讀取和跟蹤物品，而且需要應付很多高干擾的環境。例如在倉庫中多個標籤會很接近，亦可以準確地單一讀取。因此，在庫存管理和貨物跟蹤的過程中需要強RFID。
如果某些應用能夠滿足其特定要求並且更具成本效益，那麼它們可能會選擇讀取範圍較短或功能較低的較弱的RFID系統。最具體的是貨物進入倉庫，需要以讀取器讀取時，就會應用低頻RFID。
2. 物理保護：將RFID閱讀器和標籤放置在物理受控的區域內，以限制未經授權的訪問。這可以通過防護罩、閉門或其他物理安全措施實現。
加密：採用加密技術對RFID數據進行保護，確保只有經過授權的讀取器才能夠解讀和處理數據。這可以防止攻擊者從未經授權的RFID標籤中讀取敏感訊息。
文：中華基督教會蒙黃花沃紀念小學校長、教育評議會副主席鄭家寶，及中華基督教會蒙黃花沃紀念小學圖書館老師譚麗萍
本欄逢周四刊登，由教育評議會邀請資深中小學老師、校長及大學講師撰稿，旨在為學生提供多元化的STEAM學習材料，引發學生探求知識的興趣，將學習融入生活，培養學生的世界觀、敏銳的觸覺、積極學習的態度。
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