貳、RFID相關知識
所謂的ＲＦＩＤ是英文：Radio Frequency Identification(無線電射頻辨識系統)的縮寫，是一種利用無線電波信號加上一些編碼技術來做辨識的技術，使用這種方法的系統與被辨識物之間不需要任何的實體或是光學上的接觸；這種技術是將一個微小的無線電電子射頻標籤(ＲＦＩＤ Tag)或是稱為應答器(Transponder)的電子零件附加在特定的物件上，透過ＲＦＩＤ讀取器(Reader)，以無線射頻非接觸的方式，將電子標籤上的資料傳回主控制系統端，以進行辨識、追蹤、驗證及管控的一種非接觸式自動辨識技術。如果讀者們有興趣可以上網路搜尋，或是到維基百科上應該可以找到不少相關的知識，筆者在此謹就一些比較重要的基本觀念為各位讀者做個說明。
如果要真正追溯ＲＦＩＤ的起源，應該可以回溯到二次大戰的時候，當時整個歐洲戰場除了英國因為有著英吉利海峽的天險屏障而得以倖存之外，整個歐洲大陸都落入了納粹德國的掌控，而英國之所以暫免於難的原因，除了地理因素之外，主要靠的就是強大的海軍及勉強尚可應付的空軍防衛武力；英國為了抵抗德國強大空軍武力的疲勞轟炸，不得不把少數的空軍兵力集中使用，以迎擊來襲的德軍，可是每當空戰告一個段落英軍的飛機要回航到自己的機場時，雖然說英國有雷達這種在當時算是最先進的科技裝備，可是對於所偵測到天空中數目龐大的機群還是無法辨別出孰敵孰友，因此英國軍方特地為此開發出一套敵我的識別系統(Identify Friend or Foe，簡稱為IFF)，而這個系統便是ＲＦＩＤ這項技術的起源。
ＲＦＩＤ無線辨識系統是現代電子工藝一個非常熱門的應用領域，在２００３年美國第一大科技資訊網站－ＣＮＥＴ便把它列為當代具有重大影響力的十大技術之一；由於ＲＦＩＤ無線辨識系統可應用範圍非常廣泛，當然市場價值就非常龐大，因此自然就會吸引各路人馬及有志之士投入資金與技術去開發它；從前面所說的敵我辨識系統一路演進而來，早期由於技術上的障礙及成本考量，再加上各方勢力各不相讓，因此導致缺乏國際性的統一標準，使得大家無所適從，以致造成一般民間無法大量的推廣應用。而後來ＲＦＩＤ這項技術所以能成為一項熱門的應用產品，真正且最重要的推手首推美國(或許該說是全世界)最大的零售系統業者－Ｗａｌ－Ｍａｒｔ(即沃瑪百貨公司)，因為它在２００３年６月於芝加哥的展覽會議上向它的供應商宣佈及要求，凡是該公司前１００大的供應廠商，必須從２００５年１月起，在供貨給沃瑪百貨公司的所有貨物運輸棧板及包裝紙箱上，都必須貼有ＲＦＩＤ標籤，而其他次要的協力供應商則必須在２００６年１２月達到這個要求才行。除此之外，很巧的同樣在２００３年美國國防部也向他們所屬約４萬３千家的軍備供應商宣佈，從２００５年起所有供應給美軍的軍品都必須使用ＲＦＩＤ系統。也就是因為這兩大助力的推動，才使得ＲＦＩＤ這項技術的應用有了蓬勃的發展。
接下來筆者就將ＲＦＩＤ這項技術的一些比較基礎的觀念與相關知識，提出來為讀者們作一個簡單的介紹。
二、１ ＲＦＩＤ技術推廣與標準制定單位
由於ＲＦＩＤ無線辨識系統牽涉到的市場與商機是如此的龐大，當然就會有很多有興趣的廠商想要進來，因為相關技術與規範的制定者就等於市場的主導者，當然也就等同於利益的擁有者，因此各路英雄好漢莫不摩拳擦掌，想要打進這個市場，好分得一杯羹(當然如果能獨占或是寡占市場，那對廠商來說是更好)；可是群雄並起的結果雖然可以讓消費者享受市場競爭所帶來的好處，可是當大家的規格都不相同又無法相容轉換使用時，反而會對使用者造成莫大的困擾。因此就有一些公益團體或國際性的組織便挺身而出，來主導相關技術的開發與重要規範的訂定，好讓這個近代重要的技術發展能有統一的標準可以遵循；這麼一來有興趣開發與製造的廠商便不會因為專利或規範等障礙而被排除在外，而消費者也可以由於有統一的標準及自由的競爭而得到便宜又好用的產品。
目前世界上為因應ＲＦＩＤ這項應用技術標準化的制定與推廣共可分成三個主要陣營，分別是聯合國底下的國際標準組織(即ＩＳＯ：International Organization for Standardization)、ＥＰＣglobal與日本的ＵＩＤ，接著筆者就舉一些比較有名且具影響力的單位及組織，為各位讀者作個簡單的介紹：
二、１－１ 美國的Auto-ID中心
這個中心在１９９９年便成立了，它的總部一開始時是設在美國麻省理工學院(即ＭＩＴ)，它成立的主要目的是進行有關電子商品編碼(簡稱ＥＰＣ：Electronic Product Code)的研究與發展，而除了美國的麻省理工學院之外，世界各國還有英國的劍橋大學、中國大陸的復旦大學、日本的慶應大學、澳大利亞的阿德雷德大學和瑞士的德聖加侖大學等學術機構參與(就是沒有看到臺灣的任何大學參與，真是令人有點沮喪)；所謂的電子產品編碼就是希望能為全球所有可能的商品建立一個唯一的識別號碼，而這些單位主要的研究目標就是為電子產品編碼技術提供一套全球通用的標準，好作為全世界所有商品供應鍊的倉儲、物流與管理之用。
Ａｕｔｏ－ＩＤ這個中心所研究的內容不在於ＲＦＩＤ無線辨識系統的硬體(例如ＲＦＩＤ讀寫器Reader或是標籤Tag)或是應用軟體上，而是專注發展一個可以自動辨識系統本身的所有事務，這其中包括ＲＦＩＤ系統硬體系統架構、所使用軟體的網路通訊協定及電腦解析物件的語言描述方法等；而這些事務發展完成後，將以免費的方式開放給所有對ＲＦＩＤ系統有興趣的團體或個人使用，以達到ＲＦＩＤ無線辨識系統規格的統一化、標準化與互通性的目的。
在２００３年時美國國家的統一代碼委員會(即ＵＣＣ：Uniform Code Council) 和國際物品編號協會(即ＥＡＮ International)一起共同收購了Ａｕｔｏ－ＩＤ中心的電子產品編碼(ＥＰＣ)技術部門，並在同年成立了”ＥＰＣglobal”這個國際性的組織，來專責來管理與推廣任何跟電子商品編碼(ＥＰＣ)有關的工作，以提高全球商品在物流監控與倉儲管理等供應鍊的運作效率及降低商品交易的成本。至此”Ａｕｔｏ－ＩＤ中心”失去了它的電子商品編碼(ＥＰＣ)技術部門，也同時改名為”Ａｕｔｏ－ＩＤ實驗室”，不過還是繼續提供和ＲＦＩＤ系統有關的技術支援給”ＥＰＣglobal”這個組織。
二、１－２ ＥＰＣglobal組織
ＥＰＣglobal是一個國際性的中立且非盈利性的標準化推行組織，成立於２００３年９月，屬於ＧＳ１(Global Standard One)這個國際組織裏專門為發展及訂定和ＲＦＩＤ系統有關的標準與規範的一個次級團體，負責跟電子產品編碼(ＥＰＣ)相關標準推廣及編碼管理的工作，前面已提過，它是由美國國家的ＵＣＣ和歐洲的ＥＡＮ(European Article Number)在合併了Ａｕｔｏ－ＩＤ中心的電子商品編碼(ＥＰＣ)技術部門後所成立的。ＥＰＣglobal這個組織目前旗下的成員有美國的Wal-Mart及英國的Tesco等100多家歐美大型零售流通企業，它們計劃建立一個龐大的全球物連網(Internet of Things)，這個網路是專門用來管理物品流通的編碼網路，其內容是網內各點之管理伺服器與現有的通訊網路組合而成，藉此提高全球商品在物流監控與倉儲管理等供應鍊的運作效率，以降低商品交易的成本。
ＥＰＣglobal這個組織由主要的研究方向是如何為各種商品提供一個全球唯一的辨識碼訂定一個標準通用的『電子商品編碼』(ＥＰＣ)，以便使用於全球商品的供應鍊管理，這個標準通用的『電子商品編碼』所包涵的範圍有供應鍊物流管理所需的標籤識別(Identity)、資料擷取(Capture)及資訊交換(Exchange)等全方位的標準。
ＥＰＣglobal主要的技術來源除了它所合併的Ａｕｔｏ－ＩＤ中心(現已改名為Ａｕｔｏ－ＩＤ實驗室)之外，同時還有德州儀器(ＴＩ)、飛利浦(Philips)、ＩＢＭ及Microsoft等歐美電子資訊大廠，一起提供相關的技術支援。而這些大廠也會願意提供技術支援就可以看出ＲＦＩＤ無線辨識這個領域的商機有多大了。
二、１－３ 日本Ubiquitous ＩＤ中心
日本的Ubiquitous ID(ＵＩＤ)中心成立於2003年3月，由日本總計共352家主要的電子公司、資訊廠商與印刷公司等相關業者所組成，是以Ｔ－Ｅｎｇｉｎｅ論壇架構為主，目標為建立及推廣自動辨識技術標準，以實現一個稱為『無所不在網路』或是泛環境運算(Ubiquitous Computing)的目的。
Ubiquitous ID中心所制定的ＵＩＤ識別碼又稱為泛在識別碼(Ｕｃｏｄｅ)，其資料格式的長度為１２８位元(bit)，主要用在產品和零組件的運輸追蹤、倉儲管理與訊息的接收、發送等。他們的最終目的是賦予現實世界中所有的物件(不只是商品而已)都擁有一個唯一的識別碼；這樣的訴求聽起來有些天方夜談不切實際，可是我們可以來算一算，長度為１２８位元(bit)的二進制碼如果換成１０進制則 ＝＞
２１２８ ≒ ２５６Ｘ１０１２
這個數字要真的要唸起來還真不容易(好像是２５６仟億)，不過應該可以算是一個天文數字了，所以他們的目標好像還不是隨便說說而已，還真的有可能實現呢！
除此之外，這個泛在識別碼(Ｕｃｏｄｅ)還可以用１２８位元為單位的方式倍數向上擴充到２５６位元、３８４位元，最高乃至５１２位元的大小，也就是說這個泛在識別碼(Ｕｃｏｄｅ)可以相容目前世界上所有的編碼體系，例如ＩＳＢＮ碼、ＩＰｖ６網路位址碼、ＵＰＣ碼與ＪＡＮ等碼，甚至所有的電話號碼都可以包含進去，其企圖心與雄心壯志不可謂不大！
Ｕｃｏｄｅ使用的編碼標籤具有許多不同的形式，除了本文所使用ＲＦＩＤ無線射頻標籤之外，還包括條碼、智慧卡及主動式晶片等，也就是說ＵＩＤ的識別碼Ｕｃｏｄｅ內容所涵蓋的技術範圍很廣，不是只侷限於ＲＦＩＤ無線射頻技術方面的應用而已；由於這個Ubiquitous ID(ＵＩＤ)中心是由日本所成立，主要是針對日本國內廠商需求所訂定，在很多方面就有它的局限性，因此普及性及推廣的狀況就遠不及前面提到的ＥＰＣ碼，也就是說雖然日本在電子及資訊產業的實力很強大，可是還是無法成為世界通用的標準規範，所以筆者就不再著墨於它了。
二、１－４ ＩＳＯ國際標準組織
目前世界上許多重要且通用的技術標準或規範幾乎都是由ＩＳＯ國際標準組織(ＩＳＯ：International Organization for Standardization)，這個世界上最有公信力國際組織透過轄下的國際電工委員會(即ＩＥＣ：International Electrotechnical Commission )所制定與公佈，而像ＲＦＩＤ無線射頻辨識這麼重要的技術，他們當然也不會缺席，也由於他們的努力，所以使得ＲＦＩＤ無線射頻辨識技術的應用與開發有極大的進展。目前ＩＳＯ／ＩＥＣ所公佈和ＲＦＩＤ無線射頻辨識技術有關的標準有四種，分別是ＩＳＯ１４４４３Ａ、ＩＳＯ１４４４３Ｂ、ＩＳＯ１５６９３與ＩＳＯ１８０００，接下來讓我們看看它們大概的內容：
１．ＩＳＯ１４４４３Ａ
這個標準主要是界定近場藕合(Proximity coupling)ＩＣ卡的一些動作原理與相關參數的一種標準，屬於超短非接觸式的辨識技術，其感應讀取的距離界定在７～１５公分左右，工作頻率為１３.５６ＭＨｚ，資料傳輸速率為１０６Ｋbit／sec，主要用在大眾運輸票價卡或儲值卡；這項技術標準目前有兩大鎮營，一是由荷蘭的飛利浦(Philips，現在已改名為恩智浦ＮＸＰ)和德國的英飛凌(Infineon)所共同開發的ＭＩＦＡＲＩ卡，另一邊則是法國Inside Contactless公司所發展的PicoPass A卡。而本次製作的標的『ＭＩＦＡＲＩ』卡便是屬於這項標準。
２．ＩＳＯ１４４４３Ｂ
本項技術與上面的ＩＳＯ１４４４３Ａ用途很類似，工作頻率及資料傳輸速率也相同，但比ＩＳＯ１４４４３Ａ技術進步，除了編碼的方式不同之外(ＩＳＯ１４４４３Ａ使用Manchester方式編碼，ＩＳＯ１４４４３Ｂ則使用NRZ方式編碼)，它的調變深度(Modulation Depth)只有１０％，使得ＩＳＯ１４４４３Ｂ技術具有較高的資料傳輸速率、能量不中斷和抗干擾能力較強的優點；此外它也沒有專利上的問題，所以逐漸成為讀取器生產廠商傾向採取的標準。目前美國日本與中國大陸都採用這個標準，而中國大陸的第二代電子身分證便是使用這種協定的ＩＣ卡，代表性的廠商有Motorola及ＮＥＣ等世界級大廠。
３．ＩＳＯ１５６９３
這項標準是一種疏藕合式ＩＣ卡的標準，又稱為鄰近距離卡(Vicinity Card)，它的讀取距離較遠可達１.５公尺左右，工作頻率同樣也是１３.５６ＭＨｚ，它的設計簡單，所以讀取器的成本遠比前面兩種標準低；而且採用輪詢機制來防止多個電子標籤同時出現在感應距離內的碰撞問題，所以很適合使用在門禁管制與差勤管理系統上；不過缺點就是傳輸速度較慢，只有２６Ｋbit／sec而已，是前兩項標準的１／５左右，這是它還有待改進的問題。
４．ＩＳＯ１８０００
本項標準主要是用在物流與供應鏈的管理上，這也是ＥＰＣglobal組織正在致力發展的部份；ＩＳＯ特別委由ＩＳＯ／ＩＥＣ、ＪＴＣＩ／ＳＣ３１等小組規劃了一系列的ＩＳＯ１８０００的標準，相關內容如表一所示；不過和ＥＰＣglobal標準不同的是ＩＳＯ所訂定的標準並不涉及資料處理部份，而是比較上階的讀取器與電子標籤之間的無線電通訊協定。此外ＩＳＯ／ＩＥＣ還於２００６年通過ＥＰＣglobal組織所提出的ＥＰＣ ＵＨＦ Class １ Gen ２規範的認證，並發佈新的ＩＳＯ１８０００－６Ｃ標準：『ＲＦＩＤ for Item Management Air Interface- Parameters for Air Interface at ８６０～９６０ＭＨｚ』以作為ＥＰＣ ＵＨＦ Class １ Gen ２的標準，也就是說從此以後全球在ＵＨＦ ＲＦＩＤ技術方面就有了ＩＳＯ／ＩＥＣ與ＥＰＣglobal這兩個組織共同統一的標準，這麼一來對ＵＨＦ頻段的ＲＦＩＤ產業與相關產品的開發便有著莫大的幫助。
表一、ＩＳＯ１８０００系列相關標準規範及其用途
二、２ ＲＦＩＤ所使用之無線電波與頻帶
由於ＲＦＩＤ是使用無線電波作為資料傳輸的媒介，或許有些非電子本科出身的讀者們對無線電這個領域會感到陌生，筆者就先介紹一下有關無線電波的一些基本概念。在自然界中有許多形式的能量存在著，如重力場等，其中一種由電子運動所形成的就是所謂的電磁波，而電磁波最主要的特徵便是具有所謂的波長(反之也就是所謂的頻率)；不同波長(或者頻率)的電磁波在自然界中以不同的物理現象出現，如熱、光、幅射線等；一般來說電磁波的頻譜分為七段，如果以頻率來分，由低頻至高頻依序為：(１)無線電波，頻率範圍為３０Ｈｚ～３ＧＨｚ，也就是電磁波中較低頻率(即波長較長)的部份，(２)微波，頻率範圍為３ＧＨｚ～３００ＧＨｚ， (３)紅外線，頻率範圍為３００ＴＨｚ～４２８ＴＨｚ， (４)可見光，頻率範圍為４２８ＴＨｚ～７５０ＴＨｚ， (５)紫外線，頻率範圍為７５０ＴＨｚ～３０ＰＨｚ，(６)χ射線，頻率範圍為３０ＰＨｚ～３０ＥＨｚ，(７)γ射線，頻率範圍為３０ＥＨｚ～３０００ＥＨｚ。
而ＲＦＩＤ主要是使用無線電波及微波頻帶低頻(５.８ＧＨｚ以下)的部份，後面我就針對這個部份作說明與介紹。
二、２－１ 無線電波頻帶範圍與用途
嚴格來說，在自由空間中傳遞的電磁波其頻率從３Hz～３００ＧHz的我們便稱為無線電波，而更高頻率的電磁波就進入所謂的遠紅外線乃至見光了。不過即使是無線電波，一般來說太低或太高的頻率都是屬於特別領域的範圍，平常很少會用到，一般常用到的頻率範圍主要從３０ＫHz～３０ＧHz，表二所示便是我們對不同頻率範圍(即頻帶：Frequency Band)所給予的名稱及它們主要被使用的領域。從表二中還不能看出ＲＦＩＤ系統所使用的範圍，不過由於不同的頻帶的無線電波有不同的物理特性，所以我們的ＲＦＩＤ系統也會根據不同的需求而使用不同的頻帶，也就是說ＲＦＩＤ系統並不是使用單一頻帶，但也不是所有頻帶都使用到。
表二、常用無線電波頻帶範圍與用途
二、２－２ ＲＦＩＤ所使用之無線電波頻帶
以目前所有已經列入國際標準規範的ＲＦＩＤ系統來說，所使用的頻帶主要分佈在低頻(ＬＦ)、高頻(ＨＦ)與超高頻(ＵＨＦ)三個頻帶，如表三所示即這三個頻帶的ＲＦＩＤ系統所具有的特性，一般來說頻率較低者系統的成本比較便宜，不過資料傳輸的速度比較慢，且感應的距離也比較近，當然功能上也就比較差；而越高的工作頻率系統性能越高，資料傳輸的速度越快，不過成本也就隨之提高了。
表三、ＲＦＩＤ系統所使用之無線電波頻帶範圍與特性
二、２－３ ＲＦＩＤ系統實際使用之頻率
由於無線電波頻帶是一種珍貴的資源，任何的電子及通訊產品絕對不可能任意的佔用，除此之外在全世界大部份的國家在使用特定的頻道作為商業用途時，除了要提出申請之外，有些頻道如現在最熱門的３Ｇ／４Ｇ行動通訊頻帶，每一張營業執照還必須付出高昂的權利金及年費(一般都是以百億來計)；不過雖說如此，各國為了公益及社會福利，對於一些輸出功率較低傳輸距離比較近的工業、科學及醫學研究(這三種領域的英文名稱為Industrial、Scientific、Medical，所以又簡稱ISM頻帶)等方面應用，還是保留一些特定頻段不用申請就可以使用，當然基本上發射的功率就不能太強。而表四中”所屬頻帶”欄位裏用括弧標示的”(ISM)”簡寫便是這些頻段，我們可以發現許多種的ＲＦＩＤ系統都是使用這些免申請的頻段。
表四、ＲＦＩＤ系統實際使用之無線電波頻率與特性
在表四中所列的頻率是目前已經被普遍使用的工作頻率，每一種頻率都有它們的特色：
１．１２５ＫＨｚ～１３５ＫＨｚ低頻頻段：這個頻段在大部份的國家都是列入開放頻段，不需要申請也不用執照，因此廣被使用，而且硬體成本也很低；不過傳輸速度很慢，而且傳輸的距離也最短，一般都不超過１０ＣＭ，目前主要用在低階的門禁管制系統及動物晶片上面。
２．１３.５６ＭＨｚ高頻頻段：這個頻率ＲＦＩＤ系統傳輸速度中等，傳輸距離約為１０ＣＭ～１Ｍ，可說是目前最熱門的頻段，同樣的也是屬於開放的ＩＳＭ頻段，本次製作的主題Mifare卡／悠遊卡就是使用這個頻率；此外中階的門禁管制系統、票證系統、機票及閘口管制等近距離非接觸的卡片系統都是使用這個頻段；且連目前行動電話上最新最夯的近場通信功能(即ＮＦＣ：Near Field Communication)也是使用這個頻率。
３．４３３ＭＨｚ及８６０ＭＨｚ～９６０ＭＨｚ超高頻頻段：一般來說工作頻率越高傳輸速率也就越快，使用的天線越小，且傳輸的距離更遠，所以這個頻段的ＲＦＩＤ系統具有極佳的通訊品質，感測距離可到１０Ｍ以上；主要用在較高階的應用場合，例如倉儲管理與運輸供應鏈監控等，不過相對的硬體成本也就比較高。
４．２.４５ＧＨｚ極高頻頻段：這個頻段已經是數於微波頻段了，它的傳輸距離可到１００Ｍ，不過頻率太高電波信號反而容易被一些物質吸收，所以穿透性較差，目前主要用在車輛電子收費系統(ＥＴＣ)或及時定位系統上。
二、３ ＲＦＩＤ系統基本概念
一個ＲＦＩＤ系統如圖１所示基本上是由三個單元所構成，即：
讀取器(Reader)或感應器
天線(Antenna)
電子標籤(Tag)
圖１、ＲＦＩＤ系統結構示意圖
其中天線這個單元一般來說並不是獨立存在，雖然說天線也是ＲＦＩＤ系統中重要的一個單元，可是由於一般的應用場合常希望整個系統能小型化，所以天線部份都是和另外兩的單元合併製造在一起；尤其是電子標籤(Tag)的部份，天線不是直接做在標籤的電路板上(例如圖１右方的標籤就是利用電路板上的銅泊繪製成彎彎曲曲的形狀後當成天線來用)，就是使用小型且圈數少的線圈繞組；也就是說整個ＲＦＩＤ系統在實際的應用上，幾乎都只看得到ＲＦＩＤ讀取感應器和電子標籤(Tag)兩個單元而已。
ＲＦＩＤ系統和一般無線電的通訊系統原理上是一樣的，只是ＲＦＩＤ系統的通訊或是感應距離比較短，使用的無線電發射功率也比較低，一般操作的距離從幾公分到最大約１５０公尺左右。ＲＦＩＤ讀取器又稱為感應器，整個ＲＦＩＤ系統的運作是由ＲＦＩＤ讀取感應器所主導，ＲＦＩＤ感應器在工作時會透過天線持續的發出無線電射頻信號，當ＲＦＩＤ電子標籤(Tag)上的天線進入感應範圍時就會回應訊息給感應器；如果是所謂的被動式電子標籤(Tag)，還會利用其天線感應到的電流信號作為它的電力來源。當電子標籤(Tag)感應到讀取器發出的信號後，便會把本身的資料傳回給讀取器，而讀取器便可以依該系統應用的方式不同，或是直接處理，或是上傳到電腦端作更進一步的應用。
由於大部份的ＲＦＩＤ讀取感應器本的功能有限，有時候為了更高階及更複雜的應用範圍，我們會把ＲＦＩＤ系統和電腦等資訊系統連接在一起，構成一個功能更強的系統，這樣的系統我們稱為”ＲＦＩＤ資訊系統”，也就是說把上面三個單元再加上後端可高階處理資料的電腦及連接兩者的中介電路(一般來說都是透過ＲＳ－２３２介面)，組合而成一完整的”ＲＦＩＤ資訊系統”，本次製作的硬體系統架構，由於有使用到個人電腦及其中的程式設計，所以也算是一個”ＲＦＩＤ資訊系統”。
電子標籤(Tag)是整個系統中最小但也是種類最多應用最廣的單元，當然也是資料主要的儲存位置，一般內建於電子標籤(Tag)的資料最少可從一個位元開始到幾十ＫByte，依使用的場合不同而異；而這些資料有可分成只能讀取的(一般由唯讀記憶體ＲＯＭ構成)或是可讀取及重覆寫入(主要是ＥＥＰＲＯＭ構成)兩大類，此外如果以標籤 本身是否具備電源供應來分的話，又可分為不具電源的被動式電子標籤(Passive Tag)，與有內建電池電源的主動式電子標籤(Active Tag)及半主動式電子標籤(Semi-Passive Tag)兩種。因限於篇幅，筆者在後面再對電子標籤的種類作比較詳細的分析與說明。
二、４ ＲＦＩＤ系統感應方式
ＲＦＩＤ讀取器與ＲＦＩＤ電子標籤的通信方式，或者說兩者之間的資料感應與傳輸方式主要有兩種，一是所謂的電磁感應藕合(Inductive Coupling)，另一種則是射頻共振的反向散射藕合(Backscatter Coupling)。接下來我們看看這兩種藕合方式的內容與差異。
二、４－１ 電磁感應藕合(Inductive Coupling)
這種藕合的方式一般用在低頻的ＲＦＩＤ系統上，且感應的對象主要是所謂被動式電子標籤(Tag)，也就是本身不具備電源，其工作所需的能源完全靠ＲＦＩＤ讀取感應器的天線所發出的無線電射頻信號所供應的一種電子標籤(Tag)。在這種系統中ＲＦＩＤ讀取器的天線所產生的電磁波主要是使用磁場部份的能量，當ＲＦＩＤ電子標籤的天線進入磁場的範圍時，天線的線圈便會產生感應電流，這個電流便成為該ＲＦＩＤ電子標籤上ＩＣ晶片的電力來源，而ＩＣ晶片便會啟事內建的ＲＦ收發機制將其內部記憶體所儲存的電子產品碼(ＥＰＣ: Electronic Product Code)以ＲＦ的形式回傳給ＲＦＩＤ讀取器，使得ＲＦＩＤ讀取器可以開始進行資料的讀取或資料的傳輸。
目前使用這種藕合方式的ＲＦＩＤ系統主要的工作頻率集中在１３５ＫHz及１３.５６ＭHz兩個頻段上，由於採用的是磁場感應，ＲＦＩＤ感應器的天線就必須產生很強的磁場，因此受限ＲＦＩＤ感應器所能產生的磁場傳輸距離，ＲＦＩＤ感應器與電子標籤之間的感應距離就比較短，一般工作的範圍約在１０ｃｍ以內，主要應用在辨識與票券系統上，例如市面上常可見到的識別證、門禁管制系統，或悠遊卡、學生證及會員卡等。
二、４－２ 反向散射藕合(Backscatter Coupling)
當ＲＦＩＤ系統需要工作在較遠的感測距離時(一般來說指超過１０公尺以上的距離)便會使用這種藕合模式，而且使用的工作頻率也比較高，一般都採用ＵＨＦ頻帶的８６８ＭＨｚ(歐洲)與９１５ＭＨｚ(美國)乃至微波頻段的２.４５ＧＨｚ及５.８ＧＨ，且需配合主動式電子標籤(Tag)，所謂的主動式電子標籤便是有自備電池的電子標籤，這種電子標籤為了避免不必要的電力消耗，平時是處在耗電極小的省電狀態(Power Down)，等到進入感應器天線的有效偵測範圍時才會轉為備用模式(Stand-By)，以恢復正常的操作。
雖然說主動式電子標籤有自備電池，一般來說除了需要較長的感應距離，否則這個電池是只供應電子標籤內ＩＣ晶片工作所需的電力，並不會提供標籤與感應器之間的資料傳輸之用；而兩者之間資料傳輸所需的電源，主要還是靠從感應器所發出的電磁場能量感應而來，這樣一來才能達到省電的目的。
二、５ ＲＦＩＤ系統的讀寫器／感應器
ＲＦＩＤ讀取器分類的方式主要依照它們工作的頻率來區分，一般共分為低頻(LF：Low Frequency)、高頻(HF：High Frequency)、超高頻(UHF：Ultra High Frequency)與微波(Micro Wave)等四種頻段，不同的頻段有不同的特性與應用場合，接著我們來看看這四種ＲＦＩＤ讀寫器的功能與特性。
二、５－１ 低頻(ＬＦ)ＲＦＩＤ讀取器
所謂的低頻指的是頻率介於30KHz ~ 300KHz的電磁波信號，一般的低頻ＲＦＩＤ讀取器主要使用１２５ＫＨｚ和１３５ＫＨｚ這兩個頻率，而這兩種頻率在大部份的國家都是數於不受管制的頻道；由於工作頻率較低，所以傳輸資料速度也比較慢，且感應的距離也最短(一般小於１０ｃｍ)，一般都是使用電磁感應藕合的方式作為通訊的方法；這種系統所使用的電子標籤都是屬於價格便宜的被動式標籤，儲存的資料量也比較少，很適合近距離、低速度、低成本且資料量較少的識別應用系統，例如大樓的門禁管制，動物標誌及賣場商品防盜等。
二、５－２ 高頻(ＨＦ)ＲＦＩＤ讀取器
這種頻段的ＲＦＩＤ讀取器主要使用的工作頻率為１３.５６ＭＨｚ，同樣使用電磁藕合的感應方式，也就是說所使用的標籤同樣也是被動式的電子標籤，感應距離約在５ｃｍ～１０ｃｍ，在某些特別的應用場合會把讀取器的天線加大，讓感應的距離可以擴充到１.５公尺左右；這個頻段的ＲＦＩＤ系統可說是目前最被廣為使用的產品，由於它的傳輸速度較快(通信速率最高可達106Kbit/Sec)，具有較高的安全機制，且可以儲存較大的資料量，所以被廣泛的使用在高階的辨識系統及票證系統上，例如許多公司行號或機關的識別證，學校學生的學生證，及台北捷運的悠遊卡與高雄捷運卡等。
由於這種ＲＦＩＤ系統所使用的頻率較高，所以標籤端的天線圈數就可以減少許多，也因此成本並不會提高多少，加上許多的標籤都製造成卡片的形式，所以我們也常用讀卡機來稱呼這種頻段的ＲＦＩＤ讀取器；本次製作的目標—Ｍｉｆａｒｅ卡就是屬於這種規範的系統，除此之外現在最新的智慧型手機上有所謂的近場通信功能(NFC：Near Field Communication)，也是使用這個頻帶作為無線電感應與通信之用。
二、５－３ 超高頻(ＵＨＦ)ＲＦＩＤ讀取器
超高頻的讀取器它們主要的工作頻率介於８６８ＭＨｚ～９５０ＭＨｚ之間，且感應的距離可以到１５公尺左右，不過要能達到這樣的距離，讀取器端天線的發射功率就必須有１瓦左右；這種頻段的讀取器主要使用在貨物的供應鏈管理上，如包裝的紙箱、貨品堆放的棧板及倉儲管理等；有些使用內建電池的主動式電子標籤的系統，感應距甚至可達５０公尺以上，就可以用在公路的車道電子收費系統或是特定人員的監控等用途上。
這種系統擁有高速資料傳輸的特性與較遠的感應距離，算是功能很強的一個產品，不過整個系統的建置成本很高，且所使用的電子標籤也不便宜，所以都是使用在一些高階的應用上。此外由於感應距離遠，在有效的範圍內很容易就同時感應到許多的電子標籤存在，因此就必須採用所謂的「防碰撞」技術，以便能正確無誤的將所有的電子標籤都讀取到，所以一個超高頻的讀取器的品質高低主要就看「防碰撞」的能力是否夠好。
二、５－４ 微波(Microwave)ＲＦＩＤ讀取器
提到微波(Microwave)當然也就代表它們的頻率已經到ＧＨｚ以上了，而這種頻段的讀取器它們主要的工作頻率為２.４５ＧＨｚ，所以也是屬於ＩＳＭ頻段之一；目前來說這種的讀取器都是作比較長距離(有些會到１００公尺以上)感應偵測之用，例如高速公路的車輛電子收費系統(即ＥＴＣ：Electronic Toll Collection)或人員物體的及時定位(ＲＴＬ：Real-Time Locating)等應用。對這種頻段的讀取器來說如果要達到１００公尺以上的感應距離並不是什麼難的事，可是對使用電子標籤來說就是一個問題，如果使用的是所謂的被動式電子標籤就根本不可能實現，一定要採用主動式電子標籤，而且還必須是全主動式的，也就是說傳回通訊感應資料的電力來源是靠電子標籤本身內建的電池，而不再能夠只依賴讀取器天線所發出的無線電波能量。所以如何降低電子標籤內部電池電力的消耗、提高感測距離，及延長使用時間的技術是主要決定這種讀取器品質的關鍵因素
二、６ ＲＦＩＤ系統的電子標籤(Tag)
ＲＦＩＤ的電子標籤是由很小的IC晶片與配合的天線單元所組合而成，而每一個電子標籤內的IC晶片上都包含有一個唯一的認證碼，或是稱為電子產品碼(ＥＰＣ：Electronic Product Code)的序號碼，這個序號碼就像每個人的身分證號碼一樣，是唯一且不會重複，可以用來代表這個電子標籤的身份與特性。由於ＲＦＩＤ電子標籤它是感應到讀寫器所發出的無線電信號後，依接收到的資訊內容再將對應的資料回傳給讀寫器，類似一問一答的方式，所以ＲＦＩＤ的電子標籤又稱為應答器(Transponder)；因為使用的場合不一，所以種類很多，且功能的差異性也很大。
一般電子標籤的類型主要依標籤內部是否內建電池電源來區分，沒有內建電池電源的稱為被動式電子標籤(Passive Tag)，而自備電池的則為主動式電子標籤(Active Tag)兩種；而如果依標籤傳回資料時所使用的發射能量來源去區分的話，主動式電子標籤又可以分為半被動式電子標籤(Semi-Passive Tag)和全主動式電子標籤(Active Tag)兩種。此外有些是以電子標籤所使用的工作頻率來分類，有些則是以電子標籤內部資料讀取或寫入的能力與等級來區分，接著就讓我們來看看這些分類的內容。
１．被動式電子標籤(Passive Tag)：這種電子標籤的內部沒有電池在裏面，它所有的電路及IC晶片工作及傳回資料所需的電力全靠天線去感應讀取器所發出的電磁波能量而來，想當然爾這種標籤工作感應的距離就不可能太遠；不過由於所需的零組件很少，所以成本就低，而且可以作成很小體積產品(例如卡片、手環帶、鑰匙圈或鈕釦型標籤)，便於攜帶使用，一般來說耐用度與使用壽命也比較長，這也就是目前市面上可見的ＲＦＩＤ的電子標籤幾乎都是這種標籤的原因。
２．主動式電子標籤(Active Tag)：雖然說這種電子標籤的內部有配建電池，不過這個電池主要是供應標籤本身內部的電路，及晶片或感測器等零組件使用，一般並不會用於將資料回傳給讀取器的無線電波能量上，這些回傳所需的電力，主要還是靠從讀取器所發射的詢答電磁波所感應到的能量。由於省掉了標籤本身所需消耗的電力，所以實際工作時能感應的距離就比被動式電子標籤來的遠；由於有內建電池所以感應距離較遠、資料的傳輸速率更高，且抗雜訊的能力也更好；不過也因為受限於電池的壽命，所以使用時間就有限制，且標籤的體積較大，產品的成本也就隨之提高許，因此一般都是使用在比較高階的應用場合，一般都用在人員、大型裝備或高價物品的即時定位(ＲＴＬＳ：Real-Time Locating Systems)上面。
３．半被動式電子標籤(Semi-Passive Tag)：這種電子標籤的內部同樣有配建電池在裏面，可是平時是處在低消耗功率的休眠狀態，只有在進入讀取器所發射的詢答電磁波信號範圍時，才會啟動標籤本身的電路，以回應讀取器的查詢及進行相對應的資料傳輸動作；這種半被動的電子標籤因為平時不會隨便起動，所以可以節省電池的電力，而達到延長使用時間的目的，算是主動式電子標籤的改良版。此外這種電子標籤也常會內建一些感測器，並設定為定時起動操作的模式，這樣標籤平常可以依特定的時間甦醒，在記錄周圍環境的一些物理量，如溫度、濕度或大氣壓力的數值後再回到休眠的狀態，等到使用者有需要時再用讀取器去蒐集這些記錄的資料。
由於不同用途或不同工作環境之下會使用不同的電子標籤，因此有時候我們會以標籤本身工作頻率的不同來區分標籤的種類；由於前面已經有提到過一些內容，所以筆者就把它們的相關資料整理成表五的內容，讓讀者們自行參考閱覽。
表五、不同工作頻率之電子標籤及其應用範圍
由於ＲＦＩＤ相關產業是一個非常龐大的市場，各路英雄好漢都想進來分一杯羹，除了想要搶佔市場之外，當然也會排斥其他的競爭者進入，所以一開始時許多的製造廠商都自訂規範使用自己所開發制定的通訊協定；可是這樣一來不同廠商的電子標籤便無法互相通用，對消費者來說是一件很不利的事。有鑑於此，一些國際性的公益團體或組織便出面訂定一些跟ＲＦＩＤ相關的規範與協定，讓大家可以參考與遵守；而對於ＲＦＩＤ電子標籤，美國的自動辨識中心(Auto-ID Center)便依電子標籤內部資料讀寫的能力，區分成表六的六個等級(即Class 0 ～ Class 5)，好讓所有的ＲＦＩＤ相關開發廠商及業者可以依循。
表六、美國自動辨識中心(Auto-ID Center)所訂定之電子標籤六個等級內容
二、７ Ｍｉｆａｒｅ卡相關知識介紹
雖然說目前在國際上已經列入標準規範ＲＦＩＤ系統有很多，不過現在在國內大家接觸最多也最熟悉的應該就是所謂的悠遊卡這種ＲＦＩＤ卡，一般又稱為”Mifare”卡，主要是由飛利浦(現在該公司已經改名為恩智浦簡稱NXP)開發出來的，”Mifare”目前已經獨立出來成為一個子公司。悠遊卡的功用各位讀者應該耳熟能詳，不用筆者再多作說明，除此之外很多作為門禁或識別用的卡也都是這種Mifare卡，而這也是筆者這次製作想以為它製作標的原因。Mifare卡在國際上的標準是ISO-14443A，其規範的定義是一種『近距離非接觸式智慧卡』，使用的工作頻率是13.56MHz，而感應的距離＜10 CM。此外另一家國際級的半導體大廠英飛凌(Infineon)也有一個產品系列叫作SLE44R35卡，也同樣支援ISO-14443A這種規範，所以也可以算是Mifare卡家族的成員之一。
Mifare卡是一種內含非揮發性記憶體(一般為EEPROM)的單晶片微電腦晶片，由於據有運算與加／解密的功能，所以算是一種智慧卡；目前飛利浦公司在市面上所推出的Mifare卡種類依功用與內部記憶體容量的不同分為Mifare - UltraLight、Mifare - 1、Mifare - ProX等三種主要的規格，而Mifare - 1又稱為Mifare – Classic或Mifare - Standard。表七所示便是這些卡的主要特性，其中的UltraLight卡是記憶容量最小的一個，只有512 bits／64 bytes，扣掉4 bytes的卡片序號實在是存不了什麼東西，所以一般都是使在簡單的標示、認證及電子車票方面。UltraLight卡內部記憶體的使用規劃方式是以位元(bit)為單位，一個完整有意義的資料單位稱為頁(Page)，一頁是由32 bits所組成，而一張卡共有16頁(16 * 32=512)，由於這種卡並非我們這次製作的主題所以就不再多言。
表七、Mifare卡族系之種類與特性
至於Mifare – 1或是稱為Mifare – Classic或Mifare – Standard的族系則包括了Mifare-S20～Mifare-S70等三種卡，基本上除了記憶體容量不一樣之外功能都差不多，不過這三種卡除了可以儲存較多的資料之外，還具有電子錢包的功能，所以在內部記憶體的使用規劃方面也和前面的UltraLight卡有所不同；基本上它們是以位元組(byte)為單位，不過當使用在資料的儲存或是設定為電子錢包的功能時則是以區塊(Block)為單位，每一個區塊(Block)是16 bytes所組成，不管是資料的讀取或是寫入，都必須以區塊也就是16 bytes為單位來進行，無法針對單一的位元組(byte)來處理。此外有些應用(例如電子錢包功能)則是集合４個區塊(Block)成為一個稱為區段(Sector)的單位來使用。次製作的標的雖然說名稱是『Mifare』卡，但主要還是針對目前國內已經普遍使用的捷運悠遊卡，或是一般學校學生所使用的學生證卡，它們都是屬於Mifare卡家族中的Mifare-S50這個型號，所以後面筆者就只對這種型號的卡的內部資料儲存結構與特性加以說明。
從表七中我們可以知道Mifare卡家族中Mifare-S50這個型號卡的內部共有１ＫBytes或者說１０２４Bytes的非揮發性記憶體(EEPROM)可用來儲存資料，這些資料是以區塊(Block)為單位來使用，而每一個區塊(Block)是16 bytes所組成，所以在Mifare-S50卡內部共有：
１０２４ Bytes ／１６ bytes ＝ ６４ Block
而一個區段(Sector)由４個區塊(Block)所組成，所以它的內部共有：
６４ Block ／４ Block ＝ １６ Sector
圖２、Ｍｉｆａｒｅ １ Ｓ５０卡內部記憶體資料結構
圖２所示即為Mifare １ S50卡的內部記憶體資料結構，其中區段(Sector)的編號是由Sector 00～Sector 15，而區塊(Block)的編號是由Block 00～Block 63，當我們在使用這些內部的記憶體時都必須以絕對的編號(如Block 63)來指定位置。在Mifare – 1族系中記憶體的使用的單位並不是位元(Bit)或是位元組(Byte)，基本上是以區塊為基本單位，而且不同編號或位址的區塊功能也不相同，這些不同編號或位址的區塊共分成三種的特性；一般來說如果單純拿來作資料儲存之用就是以區塊為單位，可是大部份的功能由於還須使用到認證用的密碼金鑰匙，所以是以區段(Sector)也就是４個區塊(Block)為單位。接著就讓我們看看這些不同編號或位址區塊的功能與特性：
二、７－１ 廠商識別區塊(Manufacturer Code)
在Mifare – 1族系中的Mifare-S20～Mifare-S70等三種卡的第一個區塊，也就是在Sector 00中編號為Block 00的便是這個區塊；在這個區塊中記錄了每一張卡片的識別碼和一些特定的資料，而這些特定的識別碼和資料是由發卡廠商在卡片製造完成時就已經寫入，一般的ＲＦＩＤ讀寫器(ＲＦＩＤ Reader/Writer)只能讀取這個區塊，是無法寫入或改變其中任何內容的。這些識別碼資料包括了該卡片的序號、卡片類型(即Mifare-S20～Mifare-S70)，製造日期及發卡廠商的相關資料；所謂卡片的序號，長度為４ Bytes，位於該張卡片的最前面，也就是Block 00這個區塊的最前面四個位元組，也等於就是這張卡片的身分證字號一樣，也就是說全世界每一張Mifare卡都有它唯一且不會重複的序號碼，這個序號就是這張卡片的識別碼，有時我們就簡稱為卡號。
由於Mifare – 1卡是一種安全性很高的卡，所以當要讀取Mifare – 1族系中所有卡片內部的資料時，都必須使用所謂的金鑰匙密碼才行，可是唯獨只有編號Block 00的這個區塊不用所謂的金鑰匙密碼，就可以直接使用ＲＦＩＤ讀取器把資料讀出來；由於編號Block 00的這個區塊便包含了這張卡片唯一且不會重複的識別碼，所以很多應用如差勤管理或門禁管制系統，都是直接使用這部份的資料就可以；在以後的製作中筆者就會以本次所使用的ＲＦＩＤ讀取器模組，配合不同系列的單晶片微電腦，設計一些相關的專題如門禁管制系統或電子錢包管理器等應用讓讀者們參考。
二、７－２ 密碼認證控制區塊(Sector Trailer)
前面已經說過，當我們單純拿Mifare卡來作資料儲存之用時是以區塊(Block)為單位，可是大部份的功能由於還須使用到認證用的金鑰匙密碼，所以是以區段(Sector)也就是４個區塊(Block)為單位；這是因為在Mifare卡中每一個區段(Sector)的最後一個個區塊(Block)存放的是該區段認證用的金鑰匙密碼，也就是說前３個作為資料儲存用區塊會共用這個認證用的金鑰匙密碼區塊，這麼一來一個區段可以儲存資料的空間實際上只有３Block X １６Byte = ４８ Byte而已，這個存放金鑰匙密碼的區塊便是所謂的密碼認證控制區塊(Sector Trailer)。
密碼認證控制區塊內的 16 Bytes資料內容與分配狀態
Key A Access Bits Key B
每個區段內的最後一個區塊
：
：
圖３、Mifare卡內部區段與密碼認證控制區塊內容示意
如圖３所示即為Mifare卡內部區段與密碼認證控制區塊相關位置與內容的示意圖，由其中我們可以看到這個存放金鑰匙密碼的密碼認證控制區塊(Sector Trailer)的１６Bytes還分成了三個部份，即兩組金鑰匙密碼Key A與Key B以及密碼存取控制位元(Access Bits)，由於Mifare卡是一種高度注重安全性的卡，為了提高安全保護，所以提供兩組密碼供使用者採用，兩組密碼可單獨也可同時合併使用，如果同時使用還可以選擇先用Key A或Key B，而這些金鑰匙密碼使用的選擇便是由密碼存取控制位元的內容來決定。其中Key A與Key B各使用了６Bytes，而密碼存取控制位元則佔用４Bytes。
基本上Mifare卡內部的資料除了Block 00這個區塊之外，其他的區塊都是可以讓使用者讀取或是寫入資料(當然要通過金鑰匙密碼的認證)的，包括這個存放金鑰匙密碼的密碼認證控制區塊也不例外，而且它讀取或是寫入的方法和其他的區塊都一樣，只是使用者在寫入或者說更改密碼認證控制區塊的金鑰匙密碼時一定要注意，否則一不小心把密碼弄亂掉了就可能導致這張Mifare卡無法再使用了。
二、７－３ 資料區塊(Data Block)
經由前面的說明讀者們應該有個概念，就是在Mifare卡內除了Block 00這個區塊及每一個區段(Sector)的最後一個用來存放該區段認證用的金鑰匙密碼的密碼認證控制區塊(Sector Trailer)之外，其他都可以用來儲存資料；不過以Mifare卡的功能來說，這些區塊依功能及應用方式的不同還可以分成兩種類型，一是單純作資料儲存用的『一般資料區塊』，及作數值儲存用途的『數值資料區塊』(Value Block)；前者單純就是把Mifare卡內的區塊當成一般可以儲存像中文、英文碼或數字碼等資料的記憶體儲存空間，使用者可以任意的對它們作讀取或寫入的動作，而後者則是執行像電子錢包的功能，只可以對儲存在內部的數值進行加值或減值的動作，此外這些動作還只能透過下指令的方式讓卡片本身的晶片去執行，讀寫器本身是不負責儲存值的加減動作。
至於要使用那一種的資料儲存功能在Mifare卡的規範上並沒有強制的規定或是指令來區分，必須由使用者自己規劃與訂定，讀者們如果真的有機會設計一個跟Mifare卡有關的應用系統時，一定要把握原則，不要把兩種不同屬性的資料放在同一個區塊內，以免天下大亂，讓系統無法正常動作了。
二、８常見的Ｍｉｆａｒｅ卡讀取器與標籤
俗語說『工欲善其事，必先利其器』，筆者在每次的專題製作之前除了會盡可能蒐集相關的技術資料之外，對於會使用到的設備或零組件也是在經費許可的情形之下儘量的去取得，以便能詳細及完整測試過；而本次的製作也不例外，筆者可是砸下重金買了不少和Mifare卡相關的器材與設備，希望編輯的小姐先生們能多多體諒，稿費千萬不要給太少。接著就讓我們來看看筆者從網路上買來的一些使用在Mifare卡系統的讀卡機，與各式各樣的卡片與電子標籤：
二、８－１ Ｍｉｆａｒｅ卡讀取器
照片１、三種不同介面功能的Mifare卡讀卡機
在照片１中所看到是筆者所購買的三種Mifare卡讀卡機，在左邊的兩款外觀看起來一模一樣，這兩個機型都是只有讀卡的功能，也就是所謂純粹的讀取器(Reader)，只可以從Mifare卡中讀取資料(而且幾乎都只能讀取Mifare卡的序號而已！)，但是不能將任何的資料寫入Mifare卡裏面，當然更無法執行電子錢包的功能了！
不過兩台機器的內部硬體構造及與電腦連接的介面並不相同，筆者特地把這兩台機器接上和電腦的連接線後再照了一張照片來比對說明，在照片２左邊的那一台是直接使用ＵＳＢ介面連接線和電腦連接，而在電腦端會將它視同一個標準的人機介面裝置(即ＨＩＤ，例如鍵盤或滑鼠)，所以也不用再灌任何的驅動程式；以筆者實際測試的結果，這台讀卡機應該是設計成類似ＵＳＢ鍵盤的功能，所以當使用者將Mifare卡靠近它到足夠的感應距離時，它就會自動的以ASCII碼的形式將Mifare卡的４個位元組(Byte)序號值透過ＵＳＢ介面送給電腦，只要是能接受ASCII碼的軟體例如記事本或Word都可以看到這個序號的內容，而這台機器也就只有這個功能。至於要作什麼用？就全憑使用者自己的想像與能力了！不過很多ＲＦＩＤ／Mifare卡的應用好像也只使用到它的４個位元組(Byte)的序號值而已，例如門禁管制或差勤管理系統。
至於照片２右邊的那一台讀卡機如果讀者們仔細一點看的話可以發現，它與電腦連接的連接線組除了有一個標準的ＵＳＢ插頭之外，還有一個比較大９Ｐｉｎ的ＲＳ２３２接頭，也就是說這台讀卡機是用ＲＳ２３２介面和電腦連接，至於那多出來的標準的ＵＳＢ插頭，只是用來連接電腦的ＵＳＢ插座，然後借用電腦ＵＳＢ介面上的５Ｖ電壓，以作為這台讀卡機電源供應之用，這種節省電源供應器成本的做法在很多電腦周邊裝置都可以看到。
照片２、兩台外觀與形態相同的Mifare卡讀卡機
而最後照片１右邊的那一機器則是具備完整讀取／寫入功能的Mifare卡讀寫器(Reader/Writer)，使用ＵＳＢ介面連接線和電腦連接，不過到了電腦端則是以串列通訊埠亦即我們習慣稱為ＲＳ２３２的介面出現，也就是說這台機器內建了ＵＳＢ-To-ＲＳ２３２轉換晶片，所以在使用時必須灌原廠所附的驅動程式；當筆者在實際測試使用時，從讀寫器包裝盒上的標籤發現，這款Mifare卡讀寫器的型號為『ＹＨＹ６３２Ａ』，生產廠商是北京的” EHUOYAN”(中文名稱好像是”易火眼”)公司，居然跟本次製作筆者打算使用的Mifare卡讀寫器模組之一(從不同地方買來的)是同一家公司的產品，也算巧合吧！雖然這台Mifare卡讀寫器的功能很完整，可是原廠所提供程式庫是Java語言為主，而且價格高了一些(在二仟元左右)，因為筆者打算要作為以後上課之用，假如大批購買就會佔用到許多的經費，所以最後筆者還是決定使用價格只要１／３左右的讀寫器模組來做為本次製作所使用的設備，這麼一來除了可以節省一些經費之外，也可以讓學者學到更多技術與知識。
二、８－２ Ｍｉｆａｒｅ卡之電子標籤
在照片３中所陳列的是筆者所蒐集到的各式各樣的Mifare－Ｓ５０電子標籤，由於目前Mifare卡電子標籤使用最多的地方是像悠遊卡、會員卡、學生證或門禁管制及識別證等應用，因此是以像信用卡卡片型式出現的機率最高；而這些卡片有些是做成最陽春的所謂”白卡”的型態，也就是像照片３右方與中央下方完全空白沒有任何印記在上面的卡片，這種卡片價格最便宜(約在台幣10~20元之間)，一般使用在公寓大樓等較低階的門禁管制系統上；雖然說最便宜，可是卡片功能卻一點也不少，一樣也是完整的Mifare－Ｓ５０卡。除此之外照片３左邊中央那張有魚的圖案的卡則是一張多功能卡，它是筆者所使用晶片型信用卡(這也是它左邊有一塊接觸式晶片接點區的原因)，卡片右上方的『MasterCard』Logo代表了信用卡的種類，而卡片右下方的四色方形Logo則表示這張卡片具有台北捷運悠遊卡的功能；此外卡片右方的『Pay Pass』Logo還代表這張卡具有小額付款的功能，至此可見這張卡有多強的功能。
照片３、各種不同外觀與形態的Mifare卡電子標籤
除了做成卡片的形式之外，Mifare－Ｓ５０電子標籤最常出現的形態就是鑰匙圈的樣子了，照片３右下方便是兩種不同形狀的鑰匙圈，它們一般用在公寓大樓的門禁管制系統，或是汽車中控防盜系統等應用。至於最右下方兩個看起來只有線圈加晶片的物品，則是Mifare－Ｓ５０電子標籤最原始的形態，也就是我們在前面圖１的ＲＦＩＤ系統說明中所提過，將ＲＦＩＤ電子標籤晶片與天線結合在一起實際的產品裸形；雖然說在照片中它們的大小尺寸和旁邊的鑰匙圈差不多，不過它們並不是專門作為鑰匙圈之用。
在照片３上方是兩條使用在醫療院所等病人身上的身份識別用腕帶，這種識別用腕帶除了可以標示佩帶者的身份之外，還可以儲存該員的一些相關資料，如身高、體重、年齡、血型、血壓、病症．．．等等；筆者特地將它們和照片３右下方線圈加晶片的裸形電子標籤放在一起拍成照片４來做比較，讀者們如果仔細看可以發現中間那條白色的識別用腕帶中，隱約可以看到呈長方的物體，中央還有一個黑色的小點，其實它們就是照片４右方裸形電子標籤的一種應用，只要使用者發揮想像力與創意，就可以把電子標籤設計成不同的外觀，應用在不同的地方了！
照片４、兩種較特殊的Mifare卡標籤
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