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物联网为嵌入式应用带来机遇

http://cn.newmaker.com 10/29/2010 4:35:00 PM 佳工机电网

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展厅 6	数据采集/无线通讯展厅通讯卡, 数据采集卡, 无线通讯模块, 远程监控系统, RFID, 信号隔离器, 转换器...

挟着数量为10的12次方设备量的庞大市场商机，物联网(Internet of Things)无疑是嵌入式应用的机会与未来。

物联网为人、机、物等3种对象的智慧型整合网路，强调个别物件的识别、定位、跟踪、监控与管理。物联网重视感、知、行三要素，藉由资讯採集、资讯阐述、资讯处理，进一步完成人与物、物与物间的智慧型沟通与控制。物联网首先涉及的是自动识别技术，主要係以无线射频识别 (Radio Frequency Identification；RFID)技术为主。RFID具标签体积小、式样多、寿命长、安全性高等特色，其记忆体容量可达128Kbit，具可穿透式读写、多标签同时读写、可重複读写等非接触式电子标签识别功能。

AWID执行长廖大颖表示，现行RFID应用系统架构多採用单一RFID读写器连接一至多个天线，以分时多工方式，读写电磁波覆盖范围内的RFID标签。由于RFID读写器运算能力有限，不具资料分析及储存能力，所读写的标签资讯皆由后端伺服器提供服务及处理。在物联网环境下，由于所需处理的资料量与服务形态将呈指数倍增，集中式后端伺服器将无法应付即时标签读写及大量计算等需求。考量整体系统效能及稳定性，物联网宜採用以专用或特殊设计为目的之嵌入式RFID架构，最为可行。嵌入式RFID系统可直接于本地端完成複杂的标签读写、杂讯排除、错误更正、资料暂存等工作，仅将所需的格式化资讯透过网路传送至伺服器端处理，有效降低网路与伺服器负担，大大提高物联网整体效能及稳定性。

嵌入式RFID应用一般是将RFID读写器(模组)包含在产品或系统中，以增加该产品或系统的RFID读写功能，如捷运票卡感应匣门、图书馆自动化借书柜台、超市商品查询机等。在物联网的应用上，将出现许多整合温度、湿度、压力等环境参数的嵌入式RFID系统，如自动检测胎压及引擎温度的智慧型车机系统。将RFID标签嵌入感测器中，可用于监测不同位置的物理或环境状况(如声音、振动、移动或污染物等)。

廖大颖指出，嵌入式RFID感测器所形成的感测器网路，更可应用于智慧型电表、影像监视、交通监控、家居照顾和工厂自动化等范畴。将RFID功能嵌入于全球定位系统(GPS)或其他行动装置(如手机)，可针对个别物件进行识别、定位与追踪，提供即时、在地、个性化的特殊服务与应用。在物联网中，嵌入式RFID的创新应用，商机庞大，充满无限想像空间。

在RFID应用系统架构中，介于RFID读写器与上层应用程式间，会使用EPCglobal ALE所定义的中介软体，提供上层应用程式对于读写器接收到标签之内容资料，进行数据计算、资料过滤、资料聚合等工作，以减少后端伺服器的运算负荷。目前市场上的RFID中介软体，体积过于庞大，无法直接移植至嵌入式RFID产品或系统中。嵌入式RFID开发者必须依其产品设计目的及功能目标，选择或自行开发轻型且易于移植的中介软体作为其系统应用。

除了产品多功能、低功耗、微型化的要求外，嵌入式RFID开发者所面临的挑战来自RFID端的设计与现场应用。不同于一般数位系统设计，RFID电路对于讯号杂讯处理及元件品质要求较高。RFID天线设计与製作，亦是嵌入式RFID产品或系统成败的关键之一。RFID读写器于现场应用时可能受到其他杂讯源，如日光灯、无线电话、手机等干扰，造成读写效果不佳。RFID读写器与标签间的通讯亦可能受到环境中多重路径影响，无法正常读写。

廖大颖认为，由于自行培养RFID开发团队所费不眦，嵌入式系统开发者多选择购买现成RFID模组、或委外开发其产品中RFID功能部分。在选择RFID合作伙伴时，应选择产业领导品牌的产品设计，以确保该嵌入式RFID产品之可靠度、价性比及功率效能等成功因素。好的RFID伙伴必须能提供完善的RFID开发套件，包括所有开发原型所需的软/硬体套件，并使用嵌入式系统熟悉的开发工具，如C或.net。RFID供应商应提供现成或客製化天线，以因应不同应用需求。其所提供的RFID读写器功能应能支持多项产业标准及专用协定，可读写所有主流RFID标签，并能依据每张标签的特性，使其读写效能达到最佳。

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