物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢與RFID應(yīng)用
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現(xiàn)在,如同當(dāng)年的互聯(lián)網(wǎng)革命所掀起科技和經(jīng)濟(jì)浪潮一般,物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things) 的崛起能否應(yīng)驗(yàn)“十五年周期定律”,相信大家都在屏息以待。
一、物聯(lián)網(wǎng)的起源
物聯(lián)網(wǎng)概念最早出現(xiàn)于1999年,由美國MIT Auto-ID Center 的 Ashton 教授在研究無線射頻識別技術(shù) (RFID) 時(shí)所提出的概念,乃運(yùn)用RFID結(jié)合Internet網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),讓PC to PC(P2P)架構(gòu)擴(kuò)展到Machine to Machine(M2M)架構(gòu)。它的定義是:把所有物品通過無線射頻識別等訊息,將感測設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)智能化的識別和管理。
后來,國際電信聯(lián)盟(ITU)在2005年發(fā)布的《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》中指出,無所不在的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代即將來臨,在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù),將可建構(gòu)一個(gè)覆蓋世界上所有事物的物聯(lián)網(wǎng)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,物品能夠自動識別,彼此進(jìn)行信息交流,而無需人為的干預(yù)。
并以Internet Of Things為名,正式提出物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),強(qiáng)調(diào)未來數(shù)字生活中互聯(lián)網(wǎng)將無所不在的發(fā)展趨勢。
IBM 前執(zhí)行官 Louis V. Gerstner 認(rèn)為科技發(fā)展每隔15年就會發(fā)生一次大的變革,1965年前后以大型主機(jī)為代表,1980年前后個(gè)人計(jì)算機(jī)普及帶動一波風(fēng)潮,1995年前后進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)的年代。
現(xiàn)在,如同當(dāng)年的互聯(lián)網(wǎng)革命所掀起科技和經(jīng)濟(jì)浪潮一般,物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things) 的崛起能否應(yīng)驗(yàn)“十五年周期定律”,相信大家都在屏息以待。
二、實(shí)現(xiàn)人類社會與實(shí)物系統(tǒng)的整合
過去的信息處理模式,往往是將物品設(shè)施和信息設(shè)備分開:一方面是機(jī)場、公路、建筑物、家電用品,而另一方面可能是計(jì)算機(jī)與寬帶網(wǎng)絡(luò)等,透過將物品設(shè)施抽象化的方式建置于信息系統(tǒng)之中,兩者并不能互相直接溝通。
物聯(lián)網(wǎng)是透過在物品上嵌入無線電子卷標(biāo)與傳感器,通過網(wǎng)絡(luò)的方式將其發(fā)送到訊息處理的平臺,而各訊息處理平臺可互相連結(jié)形成一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò),從而可對物品進(jìn)行跟蹤、監(jiān)控等智能化管理與分析的目的,實(shí)現(xiàn)人與物之間的訊息溝通。
在物聯(lián)網(wǎng)的整體架構(gòu)下,電冰箱、冷氣機(jī)、電燈等家電設(shè)備都可透過無線射頻技術(shù)、感測設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施,所有的人與機(jī)器以及機(jī)器之間的互動都會在上面進(jìn)行,然后將物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來,實(shí)現(xiàn)人類社會與實(shí)物系統(tǒng)的整合。
但相較于早期只是單純運(yùn)用各種感測裝置來記錄信息,現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)最大的不同是,運(yùn)用IT系統(tǒng)將這些收集來的信息串接起來,進(jìn)一步分析出更有價(jià)值的信息。
所以,現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的背后,不只是RFID、ZigBee、電力監(jiān)控機(jī)制、溫度傳感器等感測或識別機(jī)制而已,更重要的是后端IT系統(tǒng)的串連,將繁多傳感器提供的信息匯總,分析出有意義的營運(yùn)決策信息,甚至可以預(yù)測未來態(tài)勢來提高營運(yùn)調(diào)度的效率。這些技術(shù)的總和就是現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)。
而過去這樣龐大的感測系統(tǒng)和背后的IT系統(tǒng),只有像Wal-Mart、Tesco這種超大規(guī)模的企業(yè)才有能力建置。
但近1、2年來,相關(guān)感測技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸成熟,相較于2005年時(shí)Wal-Mart采用的技術(shù),感測網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的能力比起過去至少提高了10倍,從過去幾百個(gè)小區(qū)域的端點(diǎn)鏈接,到現(xiàn)在單一控制端點(diǎn)能夠連結(jié)上千或是上萬個(gè)傳感器,感測網(wǎng)絡(luò)也從只能鏈接同類物體,到現(xiàn)在能夠同時(shí)串連異質(zhì)性的物體,讓物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用能夠更具規(guī)模,更容易搜集不同類型的信息,所收到的數(shù)據(jù)也更有價(jià)值。
三、技術(shù)發(fā)展方向
以前信息化的思考,總要想著如何來將具體世界抽象化,然后想著用哪種模型來呈現(xiàn)問題的解決方案,雖然強(qiáng)調(diào)“所有的東西都是對象” ( Everything is an Object),但總是有著具體化的隔閡。
隨著信息通訊技術(shù)的推陳出新,物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)提供了一個(gè)新的維度。
除了過去人與人之間可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)交換與處理信息外,現(xiàn)在更增添了任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、可加入任何物體的信息溝通與處理分析的角度。
根據(jù) ITU 和歐洲物聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃小組等機(jī)構(gòu)針對物聯(lián)網(wǎng)的定義與概念,物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)主要可分為三層:
最下層為感知層,由各種信息擷取、識別的感知組件所組成;
中間為網(wǎng)絡(luò)層,即各類傳輸技術(shù);
最上層為應(yīng)用層,即物聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用領(lǐng)域。
無疑地,物聯(lián)網(wǎng)是技術(shù)積累到一定程度后的重要改變,它的架構(gòu)預(yù)告了信息和通訊的未來發(fā)展,然而它的發(fā)展也依賴于一些重要領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展下,無線射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù) (transducer)、智能嵌入技術(shù)、云計(jì)算技術(shù) (cloud computing)、納米技術(shù)將更加廣泛的應(yīng)用。
目前物聯(lián)網(wǎng)重要技術(shù)的發(fā)展方向,可概分為下列各項(xiàng):
1、物品識別:利用無線射頻識別技術(shù)隨時(shí)隨地獲取物體的識別;
2、感測傳遞:透過傳感器的感測 (sensor) 與觸動執(zhí)行 (actuator),將訊息得以透過與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合方式實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳送與接收;
3、運(yùn)算分析:利用云計(jì)算對龐大的數(shù)據(jù)和訊息進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析和處理。
除此之外,在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢下,所有的對象都必須要具備接受、傳遞與處理信息的能力,因此嵌入式技術(shù)的發(fā)展更顯相得益彰;
納米材料技術(shù)可使得體積越來越小的物體能夠進(jìn)行交互和連接,也是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)議題。
物聯(lián)網(wǎng)的建構(gòu)將會融合上述技術(shù),來提供一個(gè)完全可交互溝通、可提供回饋、可實(shí)時(shí)處理分析的服務(wù)環(huán)境。
以下,針對與信息通訊相關(guān)的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r,再進(jìn)一步說明如下:
1、無線射頻識別技術(shù) (RFID, Radio Frequency IDentification)
使用無線電波來識別物體的無線射頻識別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的中樞。就物聯(lián)網(wǎng)來看,RFID的應(yīng)用與技術(shù)有:
物體本身要與其他物體溝通,本身的識別是最基本的因素,一套簡單易用并有效的物體識別系統(tǒng)是相當(dāng)重要的。
物體本身收到事件經(jīng)過捕捉與查詢處理,可觸發(fā)動作并做本身或相關(guān)物體狀態(tài)的改變。
EPCglobal致力于全球標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)造與應(yīng)用,成功地推動RFID標(biāo)準(zhǔn)化。產(chǎn)品電子碼 (EPC, Electrical Product Code) 是透過RFID卷標(biāo),應(yīng)用在識別實(shí)體對象。而標(biāo)準(zhǔn)化的EPC卷標(biāo)編碼數(shù)據(jù)報(bào)括可獨(dú)一無二辨識各別對象的EPC號碼,及有效區(qū)分品項(xiàng)類別和品項(xiàng)序號的過濾值等,EPCglobal近期已公告1.5版的卷標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) (Tag Data Standard)。
應(yīng)用層事件 (ALE, Application Level Events) 為一EPCglobal軟件標(biāo)準(zhǔn)的名稱,這標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了客戶端應(yīng)用程序欲與來自不同源頭、已過濾、篩選過的EPC相關(guān)數(shù)據(jù)產(chǎn)生互動所需要的軟件接口。換句話說,ALE提供了便利的方式供應(yīng)用程序和RFID讀取設(shè)備互動,進(jìn)行RFID標(biāo)簽的讀取或?qū)懭雱幼?。EPCIS位于EPCglobal Network最頂層之位置,位于卷標(biāo)及讀取器還有中間件之上,由于每個(gè)企業(yè)內(nèi)部的IT環(huán)境大不相同,為了達(dá)到企業(yè)間EPCIS數(shù)據(jù)分享的目的,EPCIS (EPC Information Service) 比起EPC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)底層的成員更為復(fù)雜及多樣化,抽象數(shù)據(jù)模型定義所有EPCIS型式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與特性、相關(guān)性,以及使用規(guī)則;數(shù)據(jù)定義層定義了EPCIS核心事件數(shù)據(jù)型態(tài),目前已有Object Event、Aggregation Event、Quantity Event、和Transaction Event共四種型態(tài); EPCIS服務(wù)層提供兩項(xiàng)核心服務(wù),借助Capture Interface捕捉在真實(shí)世界發(fā)生的EPC Event,由Query Interface負(fù)責(zé)處理EPCIS的查詢請求并回傳相關(guān)數(shù)據(jù); Bindings的目的在于鏈接數(shù)據(jù)定義層與服務(wù)層的組件好讓 EPCIS 具有數(shù)據(jù)分享的能力。
2、智能傳感技術(shù) (Smart Transducer)
傳感器具備探測和記錄物體物理狀態(tài)改變的能力,也可觸發(fā)周圍環(huán)境的變化。一般而言,傳感器和執(zhí)行器是常見到的傳感器。傳感器在連接物理世界和信息虛擬世界上有界接的作用,傳感器從環(huán)境中收集數(shù)據(jù)、生成信息,并提高對周圍環(huán)境的意識;執(zhí)行器使得物體能夠?qū)χ車锢憝h(huán)境的改變做出反應(yīng)。傳感器的范圍廣泛,包含溫濕度計(jì)等感應(yīng)裝置、指紋與聲紋生物本身識別特質(zhì)、GPRS等位置感測技術(shù)等。未來透過納米技術(shù),甚至如灰塵這樣的微粒都能被識別并納入物聯(lián)網(wǎng),在環(huán)境中處處嵌入智慧,刺激更多創(chuàng)新產(chǎn)品和服務(wù)的誕生。就物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到的智能傳感技術(shù)而言,
物品本身與外界溝通,常具有探測物體物理狀態(tài)改變與觸發(fā)執(zhí)行的能力。這部分可透過 TIM來與外界實(shí)際連結(jié)。
物體中的嵌入式智能能夠通過在網(wǎng)絡(luò)邊界轉(zhuǎn)移信息處理能力而增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的威力,提供更高的數(shù)據(jù)處理能力和網(wǎng)絡(luò)彈性。這部分可借助 NCAP (Network Capable Application Processor) 來達(dá)成。
傳感器的應(yīng)用包含制造業(yè)、工業(yè)控制、汽車、航天、建筑及生物科技等,而這些傳感器也朝低價(jià)位、多用途、網(wǎng)絡(luò)及無線訊號傳輸?shù)姆较?,發(fā)展智能傳感器。由于每家傳感器制造商的界面標(biāo)準(zhǔn)不同,使得傳感器制造商要去制造一個(gè)可以支持所有的界面標(biāo)準(zhǔn),是相當(dāng)困難、且耗費(fèi)時(shí)間、及增加成本,這也使得智能傳感器的開發(fā)受到重視的主因。
IEEE 1451系列標(biāo)準(zhǔn)是很好的依循準(zhǔn)則。IEEE1451.1標(biāo)準(zhǔn)定義了網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立的信息模型,使傳感器通過具備網(wǎng)絡(luò)能力應(yīng)用系統(tǒng)處理器NCAP連接到控制網(wǎng)絡(luò);IEEE1451.2標(biāo)準(zhǔn)定義了一個(gè)智能傳感器接口模塊STIM (Smart Transducer Interface Module),主要包括電子數(shù)據(jù)表單TEDS (Transducer Electronic Data Sheet) 和與傳感器無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)接口TII (Transducer Independent Interface)。IEEE 1451.5標(biāo)準(zhǔn)定義著無線傳輸?shù)南嚓P(guān)規(guī)范,包含Blue Booth、WiFi、ZigBee等。
3、云計(jì)算技術(shù) (Cloud Computing)
云計(jì)算技術(shù)是個(gè)帶有浪漫色彩的名詞,只是在名詞的背后很少人能夠明白清楚這朵“云”所蘊(yùn)含的玄機(jī)。記得當(dāng)年的Grady Booch在繪制類別圖的那朵“云”,也記得繪制互聯(lián)網(wǎng)時(shí)所代表的一片“云”,或許云端意指的便是深不可測的網(wǎng)絡(luò)世界吧!
目前市面上一些主要的信息服務(wù)業(yè)者,如Google、IBM、Microsoft、Amazon等,大力推動并提供強(qiáng)大云計(jì)算能力與完善的應(yīng)用服務(wù)環(huán)境。云計(jì)算是Google提出的分布式計(jì)算技術(shù),讓開發(fā)人員很容易開發(fā)出全球性的應(yīng)用服務(wù),云計(jì)算技術(shù)可以自動管理大量標(biāo)準(zhǔn)化(非異質(zhì)性) 計(jì)算機(jī)間的溝通、任務(wù)分配和分布式儲存等。然而以企業(yè)本身而言,姑且不論這朵云的功能如何強(qiáng)大,單就安全面來考慮,內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全性與管理權(quán)限的掌握都是非常大的問題。
以物聯(lián)網(wǎng)來看,提出千千萬萬的物體來做實(shí)時(shí)溝通與訊息處理,是一個(gè)很大的課題。單單的識別與感知并無法為我們帶來太多具體的成果,如果接收到的訊息能透過云計(jì)算來做進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理與訊息解析,這將會是一個(gè)不一樣的世界。
四、市場應(yīng)用趨勢
ITU在2005年的報(bào)告中描繪物聯(lián)網(wǎng)年代到來時(shí)的場景:
▲當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車會“自動報(bào)警”;
▲公文包會“提醒“主人忘帶了什么東西;
▲衣服會“告訴”洗衣機(jī)對顏色和水溫的要求等等。
物聯(lián)網(wǎng)可以把新一代信息通訊技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中,近年來 RFID 被認(rèn)為是影響未來全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展之重要識別技術(shù),目前在商業(yè)市場中應(yīng)用最多的有貨物管理、物流運(yùn)輸系統(tǒng)、物料控制管理、門禁管制,還有其它的包括運(yùn)動休閑賽會計(jì)時(shí)計(jì)測、醫(yī)療應(yīng)用、交通運(yùn)輸、防盜應(yīng)用等。
智能傳感技術(shù)可以應(yīng)用的范圍包括:汽車、居家照護(hù)、醫(yī)療保健、安全監(jiān)控等,隨著技術(shù)的提升與單價(jià)的下跌,建置的數(shù)量將會明顯的增加。
在物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來后,可預(yù)期會存在能力超級強(qiáng)大的云計(jì)算處理群,來智能化的整合與管控整體網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人與物。這些應(yīng)用可包含:產(chǎn)品開發(fā)流程管理、生產(chǎn)履歷管理、個(gè)人健康促進(jìn)、智能安全監(jiān)控等。
五、面臨問題與挑戰(zhàn)
在上述許許多多美好的想象的背后,會有哪些問題是我們逐步走向物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代必須面對的呢?
1、標(biāo)準(zhǔn)的訂立與推動:標(biāo)準(zhǔn)化對任何技術(shù)的大規(guī)模部署都是必要的,如何制定一套大家愿意依循的規(guī)范是很大的課題。
2、技術(shù)發(fā)展的適用性:相關(guān)技術(shù)發(fā)展的期程與本身的適用性也會是一個(gè)必須注意的因素。
3、資料泛濫的問題:實(shí)體世界中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)入后會開始出現(xiàn)數(shù)據(jù)泛濫的問題,如何分析并產(chǎn)生“有效的信息”是物聯(lián)網(wǎng)的重要課題
4、使用者抗拒的心態(tài):無論推動哪種改變,個(gè)人的隱私與數(shù)據(jù)安全都會是個(gè)議題。在追蹤用戶位置變化,收集用戶興趣等應(yīng)用都將產(chǎn)生這類的例子。
除了上述的議題與挑戰(zhàn)外,在可以預(yù)見的將來,這些議題會因物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的接近而逐漸發(fā)酵,但是也可以樂觀地預(yù)估這些問題也終將迎刃而解。
附錄1、RFID應(yīng)用(一)
─ EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)與供應(yīng)鏈管理
無線射頻辨識 (RFID) 技術(shù)是一種非接觸式的射頻辨識技術(shù),利用讀取器 (reader) 讀取貼附于物體上的卷標(biāo) (tag) 上編碼。每一個(gè)卷標(biāo)上的編碼都是唯一的,因此可以有效辨識環(huán)境中的對象。RFID逐漸取代需接觸讀取的條形碼 (barcode) 技術(shù),成為辨識科技領(lǐng)域的主流,現(xiàn)今已廣泛的應(yīng)用在許多不同的領(lǐng)域中,例如:供應(yīng)鏈管理、醫(yī)療照護(hù)、門禁監(jiān)控等。尤其在供應(yīng)鏈管理上,RFID技術(shù)已經(jīng)廣泛的導(dǎo)入,顯著提升了貨品追蹤與追溯的效率,增加企業(yè)的營益,更進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)了企業(yè)間跨國的協(xié)同合作與全球運(yùn)籌管理。
隨著RFID技術(shù)的普及化,為了達(dá)到全球化供應(yīng)鏈訊息交換,需要有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式做為溝通的橋梁。因此,美國麻省理工學(xué)院于公元1999年成立Auto- ID實(shí)驗(yàn)室,致力于制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)卷標(biāo)的卷標(biāo)編碼─電子產(chǎn)品碼 (EPC),及其相關(guān)的技術(shù)。公元2003年,由美國統(tǒng)一代碼委員會 (UCC) 和歐洲商品條形碼 (EAN) 組織收購EPC技術(shù),并成立國際標(biāo)準(zhǔn)化組織EPCglobal,全力推動EPC及其相關(guān)技術(shù),并致力推廣,以建立一個(gè)可以隨時(shí)隨地自動識別任何對象的開放性全球網(wǎng)絡(luò)─ EPCglobal Network。
【圖】EPCglobal Network
上圖為EPCglobal Network的示意圖。透過EPCglobal Network,在跨國供應(yīng)鏈上的合作企業(yè),可以完全的透視貨品在供應(yīng)鏈上運(yùn)輸?shù)那樾危蓪?shí)時(shí)掌握物流的動態(tài)。在EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用上,最著名的是全球最大的零售商沃瑪 (Wal-Mart)。為了有效管理其供應(yīng)鏈上的貨品,沃瑪于2005年導(dǎo)入了EPC技術(shù),讓其供應(yīng)鏈上流動的商品貼附 EPC的標(biāo)簽,使整體貨品從生產(chǎn)、運(yùn)輸、庫存、銷售上,都能有效的控管,顯著的節(jié)省了管理上的成本及提升了企業(yè)的利潤?,F(xiàn)在,更逐步要求其合作的供貨商,在其所生產(chǎn)的商品貼上EPC標(biāo)簽。
現(xiàn)今,全球的官產(chǎn)學(xué)界都陸續(xù)的導(dǎo)入EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)于產(chǎn)業(yè)中,或投入相關(guān)技術(shù)的研究,而中國也正積極的參與其中,積極的推動產(chǎn)學(xué)上的發(fā)展。而 EPCglobal組織也正逐步的將其技術(shù)推廣至更多的應(yīng)用領(lǐng)域,并整合其他新興的通訊科技,例如:近場通訊 (Near Field Communication, NFC),期待將RFID技術(shù),由現(xiàn)今的全球運(yùn)籌管理上,延伸為物聯(lián)網(wǎng) (Internet of Thing),帶動一波新的科技革命。
附錄2、RFID應(yīng)用(二)
─移動計(jì)算的應(yīng)用
隨著嵌入式技術(shù)的成熟,將微電腦架構(gòu)于小型移動設(shè)備已經(jīng)逐漸普及化,相關(guān)應(yīng)用更是如雨后春筍般的不斷呈現(xiàn),且持續(xù)的推陳出新。透過無線通信的傳輸,將移動設(shè)備所收集的數(shù)據(jù)交給遠(yuǎn)程的服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)算,完成請求的服務(wù)。由于移動設(shè)備讓使用者可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算的工作,在計(jì)算機(jī)科學(xué)里,我們稱為移動計(jì)算。RFID也在這波行移動計(jì)算的革命里,占有一席之地,透過嵌入于移動設(shè)備的微型讀取器,讀取目標(biāo)的標(biāo)識符,并利用無線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)送至遠(yuǎn)程的服務(wù)服務(wù)器,透過服務(wù)器的計(jì)算完成所需的服務(wù)。
近場通訊(Near Field Communication, NFC)是由RFID以及無線網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)的整合而成的新移動計(jì)算技術(shù)。將NFC功能嵌入于小型的移動設(shè)備,如手機(jī)、PDA、數(shù)字相機(jī)等。透過RFID非接觸讀取的特性,使用者可以簡易地讀取所需辨識的卷標(biāo)數(shù)據(jù),比起傳統(tǒng)的條形碼更為便利。目前智能手機(jī)的主要廠商N(yùn)okia、Sony、和Philips等 公司組成了名為NFC Forum的業(yè)界團(tuán)體,致力于推動NFC應(yīng)用市場的普及化。M. Burden對于NFC的應(yīng)用,提出了以下五種類型:
接觸通過 (Touch and Go):常應(yīng)用在物流管理、門禁管理、門票檢驗(yàn)等,當(dāng)NFC設(shè)備通過裝有讀取器的閘口時(shí)即被讀取。
接觸支付 (Touch and Pay):電子貨幣包即為一應(yīng)用,將NFC設(shè)備接近有交易任務(wù)的讀取器,即可完成交易。
接觸連接 (Touch and Connect):兩個(gè)NFC通訊設(shè)備可以相互進(jìn)行傳輸與交換資料。
接觸瀏覽(Touch and Explore):用戶可將NFC設(shè)備接近貼附標(biāo)簽的文件或廣告牌,進(jìn)而獲得關(guān)聯(lián)的信息。
下載接觸(Load and Touch):用戶可以透過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字認(rèn)證下載作為檢查,應(yīng)用在門禁管理與身份驗(yàn)證上。
目前NFC技術(shù)已經(jīng)在歐美國家被廣泛地推廣與應(yīng)用,而中國也積極地參與其中,相信未來在移動服務(wù)上將帶來更多的商機(jī)。同時(shí),RFID技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織EPCglobal,也正積極推動移動RFID的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn),以及與NFC整合 的相關(guān)研究。下圖為Auto-ID實(shí)驗(yàn)室發(fā)表的一個(gè)移動服務(wù)研究案例。
在使用者的身上有一臺整合型的PDA,嵌入具有RFID讀取器、GPS定位機(jī)、與可收集溫度的感測數(shù)據(jù)。當(dāng)衣服上的體溫傳感器將過高的體溫傳到PDA后,驅(qū)使PDA上的讀取器讀取使用者身上的識別卡ID,透過WiFi通訊協(xié)議將識別的ID、定位信息、及體溫傳給后端的服務(wù)服務(wù)器。服務(wù)服務(wù)器可以依據(jù)傳送來 的訊息,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間啟動使用者家里的空調(diào),在使用者回家前即可調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。
移動服務(wù)將為人類生活帶來更多的便利,而RFID在這波熱潮內(nèi)將扮演重要的角色。未來,將會有更多的相關(guān)研究與應(yīng)用推出,且普及于我們的日常生活之中。我們中國也不會在這波熱潮中缺席,在官產(chǎn)學(xué)界,都已經(jīng)積極的參與,以我們國內(nèi)信息科技的雄厚實(shí)力,未來必定在全球RFID相關(guān)的移動計(jì)算上占有一席之 地。
附錄3、RFID應(yīng)用(三):RFID與碳足跡
溫室氣體排放量已成為企業(yè)排污量的重要指標(biāo),企業(yè)需要更高整合性的排放量計(jì)算和優(yōu)化系統(tǒng)。當(dāng)企業(yè)擴(kuò)大的溫室氣體超出其內(nèi)部營運(yùn),他們必須與供貨商合作,并 把二氧化碳排放量作為額外的優(yōu)化指針,而產(chǎn)品的碳足跡就成為整個(gè)供應(yīng)鏈的環(huán)境指標(biāo)。
產(chǎn)品直接與間接產(chǎn)生的碳排放量,即是所謂的“碳足跡”。一般使用產(chǎn)品的生命周期評估來測量碳足跡,生命周期評估 (life cycle assessment, LCA) 屬于系統(tǒng)分析方法之一,其為『對產(chǎn)品系統(tǒng)自原物料的取得,到最終處置的生命周期中,投入和產(chǎn)出及潛在環(huán)境沖擊之匯整與評估。” (source: ISO14040) 在這所謂“產(chǎn)品系統(tǒng)”,不僅包括實(shí)體產(chǎn)品,亦包括服務(wù)系統(tǒng)。而需考慮之環(huán)境沖擊包括資源使用、人體健康及生態(tài)影響等。
EPCglobal網(wǎng)絡(luò)
產(chǎn)品電子碼 (Electronic Product Code, EPC) 是 EPCglobal 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的 RFID 標(biāo)簽辨識碼,用來辨識不同型態(tài)對象所發(fā)展的編碼規(guī)范,例如:產(chǎn)品、棧板、貨柜等。EPC訊息服務(wù) (EPC Information Services, EPCIS) 提供儲存、查詢和擷取EPC卷標(biāo)相關(guān)產(chǎn)品信息所需的服務(wù)。EPC搜尋服務(wù) (EPC Discovery Services, EPCDS) 用來找出EPCIS中特定EPC碼的相關(guān)信息。
EPCglobal 網(wǎng)絡(luò)不只使用于全球運(yùn)籌的供應(yīng)鏈管理與產(chǎn)品追蹤,也可用來記錄及追蹤產(chǎn)品的碳排放量。
EPCglobal網(wǎng)絡(luò)支持的效益
因?yàn)楫a(chǎn)品在不同情況下,會產(chǎn)生出不同的碳足跡,EPC網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算動態(tài)的碳足跡上有三個(gè)重要影響:
提供企業(yè)在它們的程序中有更高的能見度,使他們了解哪些潛在的因素,使其產(chǎn)品的碳足跡變化。
讓企業(yè)能夠?qū)崟r(shí)做決策,降低運(yùn)作成本、改善操作環(huán)境。
提供消費(fèi)者更多的信息。消費(fèi)者可以參考產(chǎn)品碳足跡,發(fā)揮其市場力量。
應(yīng)用 EPC網(wǎng)絡(luò)之碳足跡追蹤
我們使用一個(gè)簡單的例子說明EPC網(wǎng)絡(luò)使用于整個(gè)供應(yīng)鏈中碳排放量的動態(tài)追蹤,如下所示:
簡易供應(yīng)鏈
當(dāng)制造商從供貨商取得附有 EPC 卷標(biāo)的組件,此時(shí)組件已透過供貨商的環(huán)境管理信息系統(tǒng) (Environmental Management Information Systems, EMIS) 計(jì)算出目前碳足跡總量,制造商再將其碳足跡量記錄于自己的 EPCIS 中。制造商也透過自己的 EMIS 計(jì)算其產(chǎn)品制造過程中排放的碳總量。同時(shí),制造商會發(fā)布一個(gè) EPC 聚合事件 (aggregation event) 將產(chǎn)品碳足跡聚集。此階段相同的產(chǎn)品可能因?yàn)椴煌墓┴浬桃延胁煌奶甲阚E量。
當(dāng)制造商生產(chǎn)完成后,產(chǎn)品運(yùn)送至配送中心,考慮不同運(yùn)輸?shù)念愋汀⑷剂鲜褂玫?,我們可以?jì)算運(yùn)輸過程中所造成的碳排放量。當(dāng)貨物離開配送中心,同樣可以計(jì)算 出產(chǎn)品儲存時(shí)間及相對應(yīng)的碳排放量,包括冷凍倉庫的貨物等。當(dāng)產(chǎn)品運(yùn)送到不同的零售商,可能產(chǎn)出不同的碳足跡,例如:不同的運(yùn)輸距離和不同的冷卻時(shí)間等。配送及銷售過程的碳足跡也將分別被記錄于配送中心與零售商的 EPCIS。最后,當(dāng)消費(fèi)者要追蹤一個(gè)產(chǎn)品的碳足跡時(shí),可以透過 EPCDS 查詢該產(chǎn)品在整個(gè)供應(yīng)鏈中各個(gè)碳排放量紀(jì)錄之EPCIS地址,再繼而查詢該產(chǎn)品的碳總排放量。