技術名稱 突破物聯網的最後一哩:無晶片射頻辨識
計畫單位 國立臺北科技大學
計畫主持人 陳晏笙
技術簡介
本技術為科技部「年輕學者養成計畫——愛因斯坦培植計畫」的研究成果,曾發表於108年度的「YSF×WORLD 研究亮點分享」。傳統射頻辨識的標籤包含晶片與天線;一般而言,晶片的成本遠高於天線,而且晶片焊接需進行覆晶穿刺法等額外手續,因此標籤成本集中於晶片。為了降低系統成本,「無晶片式射頻辨識」的標籤不使用晶片,只一體成形地列印數個諧振器,以諧振/非諧振記錄二元資料。然而此技術存在多項難題:文獻的標籤容量未經實務檢驗可靠度、缺乏手持式讀取機天線設計、無法免除校正又同時讀取多個標籤、尚未分析通道衰落造成的讀取錯誤。目前文獻還未完成全面的實務系統,甚至連規格都還未標準化。
  本研究為國內、外首度實現無晶片式射頻辨識於特定應用,首創以無晶片式標籤記錄圖書館書籍的入藏號碼;如此一來,不僅系統建置成本遠比傳統射頻辨識低,尋書、盤點、流通的人力與時間成本也可縮減,管理效率反而大幅增加。本計畫首先以標籤、讀取機、信號處理、無線通道等四個面向進行分項研究,藉由多項原創的軟、硬體來提升系統效能,例如容量達25位元且分析實務可靠度的標籤、高指向性且高隔離度的微型化寬頻讀取機天線、一對多讀取且免除校正的時頻分析。接著,本研究整合四大議題,全面實施提案技術於臺北科大圖書館。本研究更首創「智慧圖書館」,整合資訊編碼以及智慧感測材料於一片無晶片式標籤,使書籍除了能提供入藏號碼,也能輸出閱覽環境的濕度、溫度,以及二氧化碳濃度。本技術也拓展至物聯網,為感測器網路、定位、票卷防偽、醫療衛生、食品安全等應用提供前瞻技術。
  本愛因斯坦培植計畫執行至今,團隊已發表16篇頂級國際期刊論文。另外,主持人共獲得3項IEEE國際學術榮譽(2019 & 2018 IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters “Outstanding Reviewers Award”、2019 IEEE Transactions on Antennas and Propagation “Outstanding Reviewers Award)、4個重要研究獎項(臺北科大108年度傑出研究獎、107年度Dr. Shechtman年輕學者研究獎,以及108、107連續兩屆電資學院年度傑出研究獎),本團隊也有13篇的國際會議論文,足見計畫成果受到國內、外學術組織的肯定。
科學突破性
本研究有五大學理的創新突破。首先,本研究提出標籤自動成形的技術。第二,本研究提出免除校正的散射場擷取技術。第三,本研究不僅能偵測單一標籤的ID,還能一次讀取多個標籤的資訊。第四,本研究提出的無晶片式標籤能夠以任意角度擺放。第五,本研究提出ISM頻段的無晶片式標籤。
產業應用性
本計畫不僅為圖書館提供低成本、高效率的管理方式,更可為國內RFID產業提供前瞻技術。臺灣的RFID製造商考量研發成本,尚未投入本技術,但chipless RFID極有潛力成為主流;本計畫成果使臺灣RFID產業與國際接軌,甚至領先國際。此外,本計畫提供智慧圖書館等物聯網技術,提升通訊產業的競爭力。
關鍵字 無線射頻辨識 物聯網 天線 圖書館管理 信號處理 可靠度 定位 第五代行動通訊 積層製造 偵測
備註
主持人五年內共發表26篇SCI國際期刊論文,且共同作者皆為國立臺北科技大學的學生,無其他博士級研究人員參與發表。主持人亦曾獲得下列榮譽:
1. 科技部愛因斯坦培植計畫獎勵
2. 2019 IEEE TAP Outstanding Reviewers Award
3. 2019 IEEE AWPL Outstanding Reviewers Award
4. 2018 IEEE AWPL Outstanding Reviewers Award
5. 2017 IEEE AWPL Outstanding Reviewers Award
6. 國立臺北科技大學108年度傑出研究獎
7. 國立臺北科技大學電資學院108年度傑出研究獎
8. 國立臺北科技大學107年度年輕學者研究獎
9. 國立臺北科技大學電資學院107年度傑出研究獎
10. 國立臺北科技大學107高品質論文獎
11. 國立臺北科技大學107師生研究論文獎
12. 2017 R. W. King Paper Award提名(IEEE TAP年度最佳論文獎)
13. 榮登IEEE TCPMT vol. 8, no. 12 期刊封面
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