无处不在的RFID｜星岛教室
2023-09-21 16:26 
相信大家上班、上学都要拍卡作出勤纪录，每天也都用八达通付费，又或者到过香港公共图书馆借书，但你知道它们背后所用的技术吗？原来它们都是用「射频识别技术」（Radio Frequency IDentification，简称RFID）。究竟甚么是RFID？
RFID原理
RFID是一种利用无线电波来识别和跟踪物体的技术，由3个主要组件：RFID标签、RFID阅读器和后端数据库系统组成。
「RFID标签」是一种小型电子设备，包含唯一标识符和天线。它可以附着或嵌入产品、动物甚至人类等物体上。运输署今年推出的「易通行」车辆贴（下图）亦用上RFID技术，车辆贴就是一条清晰可见的RFID标签。 「唯一标识符」存储在标签的存储器中，并且可以由RFID阅读器无线读取。
「RFID阅读器」（下图）包含天线、收发器和解码器，是一种发射无线电波并接收其范围内的RFID标签讯号的设备。当RFID标签进入阅读器的范围时，阅读器会发送无线电讯号，为标签供电并提示其将其「唯一标识符」传输回阅读器。然后阅读器捕获讯号，对其进行解码，并将讯息发送到「后端数据库系统」进行处理。
RFID种类
RFID技术能有效地跟踪和管理库存，提高无数行业的安全性和效率，彻底改变了我们生活的各个方面。原来RFID系统可按其工作频段分类，本文以低频、高频和超高频3种作区分。
1. 低频（LF）RFID︰频段涵盖30KHz至300KHz的频率。该频段提供10厘米的短读取范围，读取速度较高频率慢，但对无线电波干扰不是很敏感。例子：牲畜跟踪。
2. 高频（HF）RFID︰频段涵盖3MHz至30MHz的频率，读取范围是10至100厘米。系统对干扰的敏感性中等，通常用于票务、支付和数据传输。例子：八达通。
3. 超高频（UHF）RFID︰典型工作频率为433.92MHz、860~960MHz、2.45GHz及5.8GHz，标签分为「有源标签」和「无源标签」，读取范围是3至10米，以及更远距离。UHF RFID常用于自动追踪，当中无源UHF系统的读取范围更可长达12米，而且比LF或HF有更快的数据传输速率。
图书馆应用
RFID图书馆管理系统基本由附有RFID标签的馆藏（如书籍、CD和VCD）、RFID阅读器、电脑网络和软件组成。近年除公共图书馆外，已有越来越多学校认识到它的优点而开始采用，以管理及优化图书馆的运作，甚至推广阅读。
RFID标签可用于处理馆藏的借阅、归还、分类、标记等工作，而RFID阅读器可一次过感应多本借阅或归还的图书，大幅节省时间，支援自助完成；读者便可尽用时间在馆内享受阅读，而图书管理员亦可有更多空间与读者沟通，协助他们寻找合适的阅读资源。
如果有读者把「未借阅」的馆藏带离图书馆，位于出入口或在借阅机上设置的RFID阅读器便可即时感应到书籍中的RFID标签，把相关资讯同步传给馆员以作跟进，加强了图书馆的馆藏安全。
通过电脑网络和软件安装，配合智能图书柜使用，RFID系统还能打破时空的限制，延伸了图书馆借还服务的时间。学生就算未能在图书馆的开放时间内赶至，却仍可以在位于图书馆外，甚至几层楼距离的智能图书柜继续借还图书。想看就看，自主借阅，这都有助营造更理想的阅读氛围，培养学生的阅读兴趣。
小思考，大智慧
1. 根据以上资料，运输物流过程中涉及哪几种RFID？
2. 虽然RFID技术带来了众多好处，但也存在私隐和安全方面的考虑。在RFID标签中存储重要资料，可能会被不法之徒盗取，所以必须采取适当的安全措施来保护敏感讯息。你知道我们如何减低使用RFID的潜在风险吗？
参考答案
1. 运输物流：运输集装箱、托盘和单个包裹可以配备RFID标签，使公司能够监控它们在整个供应链中的位置和移动情况，有助于高效跟踪、减少错误并增强整体物流营运。
运输物流系统会在不同运作阶段用不同种类的RFID。库存管理和货物跟踪会用强RFID，因为过程中需要从远处准确地读取和跟踪物品，而且需要应付很多高干扰的环境。例如在仓库中多个标签会很接近，亦可以准确地单一读取。因此，在库存管理和货物跟踪的过程中需要强RFID。
如果某些应用能够满足其特定要求并且更具成本效益，那么它们可能会选择读取范围较短或功能较低的较弱的RFID系统。最具体的是货物进入仓库，需要以读取器读取时，就会应用低频RFID。
2. 物理保护：将RFID阅读器和标签放置在物理受控的区域内，以限制未经授权的访问。这可以通过防护罩、闭门或其他物理安全措施实现。
加密：采用加密技术对RFID数据进行保护，确保只有经过授权的读取器才能够解读和处理数据。这可以防止攻击者从未经授权的RFID标签中读取敏感讯息。
文：中华基督教会蒙黄花沃纪念小学校长、教育评议会副主席郑家宝，及中华基督教会蒙黄花沃纪念小学图书馆老师谭丽萍
本栏逢周四刊登，由教育评议会邀请资深中小学老师、校长及大学讲师撰稿，旨在为学生提供多元化的STEAM学习材料，引发学生探求知识的兴趣，将学习融入生活，培养学生的世界观、敏锐的触觉、积极学习的态度。
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