- RFID
RFID關(guān)鍵技術(shù)
什么是RFID
什么是RFID主要包括產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)兩方面,其中RFID產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)主要包括: 標簽芯片設(shè)計與制造:例如低成本、低功耗的RFID芯片設(shè)計與制造技術(shù),適合標簽芯片實現(xiàn)的新型存儲技術(shù),防沖突算法及電路實現(xiàn)技術(shù),芯片安全技術(shù),以及標簽芯片與傳感器的集成技術(shù)等。天線設(shè)計與制造:例如標簽天線匹配技術(shù),針對不同應(yīng)用對象的RFID標簽天線結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù),多標簽天線優(yōu)化分布技術(shù),片上天線技術(shù),讀寫器智能波束掃描天線陣技術(shù),以及RFID標簽天線設(shè)計仿真軟件等。RFID標簽封裝技術(shù)與裝備:例如基于低溫?zé)釅旱姆庋b工藝,精密機構(gòu)設(shè)計優(yōu)化,多物理量檢測與控制,高速高精運動控制,裝備故障自診斷與修復(fù),以及在線檢測技術(shù)等。RFID標簽集成:例如芯片與天線及所附著的特殊材料介質(zhì)三者之間的匹配技術(shù),標簽加工過程中的一致性技術(shù)等。讀寫器設(shè)計:例如密集讀寫器技術(shù),抗干擾技術(shù),低成本小型化讀寫器集成技術(shù),以及讀寫器安全認證技術(shù)等。RFID應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)主要包括:RFID應(yīng)用體系架構(gòu):例如RFID應(yīng)用系統(tǒng)中各種軟硬件和數(shù)據(jù)的接口技術(shù)及服務(wù)技術(shù)等。RFID系統(tǒng)集成與數(shù)據(jù)管理:例如RFID與無線通信、傳感網(wǎng)絡(luò)、信息安全、工業(yè)控制等的集成技術(shù),RFID應(yīng)用系統(tǒng)中間件技術(shù),海量RFID信息資源的組織、存儲、管理、交換、分發(fā)、數(shù)據(jù)處理和跨平臺計算技術(shù)等。RFID公共服務(wù)體系:提供支持RFID社會性應(yīng)用的基礎(chǔ)服務(wù)體系的認證、注冊、編碼管理、多編碼體系映射、編碼解析、檢索與跟蹤等技術(shù)與服務(wù)。RFID檢測技術(shù)與規(guī)范:例如面向不同行業(yè)應(yīng)用的RFID標簽及相關(guān)產(chǎn)品物理特性和性能一致性檢測技術(shù)與規(guī)范,標簽與讀寫器之間空中接口一致性檢測技術(shù)與規(guī)范,以及系統(tǒng)解決方案綜合性檢測技術(shù)與規(guī)范等。
什么是RFID技術(shù)?
RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù),它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識別工作無須人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便。RFID是一種簡單的無線系統(tǒng),只有兩個基本器件,該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個詢問器(或閱讀器)和很多應(yīng)答器(或標簽)組成。
RFID的分類
RFID按應(yīng)用頻率的不同分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)、微波(MW),相對應(yīng)的代表性頻率分別為:低頻135KHz以下、高頻13.56MHz、超高頻860M~960MHz、微波2.4G,5.8G RFID按照能源的供給方式分為無源RFID,有源RFID,以及半有源RFID。無源RFID讀寫距離近,價格低;有源RFID可以提供更遠的讀寫距離,但是SRR110U UHF超高頻桌面讀寫器需要電池供電,成本要更高一些,適用于遠距離讀寫的應(yīng)用場合。
RFID的基本組成部分?
RFID標簽俗稱電子標簽,也稱應(yīng)答器(tag, transponder, responder),根據(jù)工作方式可分為主動式(有源)和被動式(無源)兩大類,本文主要研究被動式RFID標簽及系統(tǒng)。被動式RFID標簽由標簽芯片和標簽天線或線圈組成,利用電感耦合或電磁反向散射耦合原理實現(xiàn)與讀寫器之間的通訊。RFID標簽中存儲一個唯一編碼,通常為64bits、96bits甚至更高,其地址空間大大高于條碼所能提供的空間,因此可以實現(xiàn)單品級的物品編碼。當(dāng)RFID標簽進入讀寫器的作用區(qū)域,就可以根據(jù)電感耦合原理(近場作用范圍內(nèi))或電磁反向散射耦合原理(遠場作用范圍內(nèi))在標簽天線兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢差,并在標簽芯片通路中形成微弱電流,如果這個電流強度超過一個閾值,就將激活RFID標簽芯片電路工作,從而對標簽芯片中的存儲器進行讀/寫操作,微控制器還可以進一步加入諸如密碼或防碰撞算法等復(fù)雜功能。RFID標簽芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括射頻前端、模擬前端、數(shù)字基帶處理單元和EEPROM存儲單元四部分。讀寫器也稱閱讀器、詢問器(reader, interrogator),是對RFID標簽進行讀/寫操作的設(shè)備,主要包括射頻模塊和數(shù)字信號處理單元兩部分。讀寫器是RFID系統(tǒng)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施,一方面,RFID標簽返回的微弱電磁信號通過天線進入讀寫器的射頻模塊中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,再經(jīng)過讀寫器的數(shù)字信號處理單元對其進行必要的加工整形,最后從中解調(diào)出返回的信息,完成對RFID標簽的識別或讀/寫操作;另一方面,上層中間件及應(yīng)用軟件與讀寫器進行交互,實現(xiàn)操作指令的執(zhí)行和數(shù)據(jù)匯總上傳。在上傳數(shù)據(jù)時,讀寫器會對RFID標簽原子事件進行去重過濾或簡單的條件過濾,將其加工為讀寫器事件后再上傳,以減少與中間件及應(yīng)用軟件之間數(shù)據(jù)交換的流量,因此在很多讀寫器中還集成了微處理器和嵌入式系統(tǒng),實現(xiàn)一部分中間件的功能,如信號狀態(tài)控制、奇偶位錯誤校驗與修正等。未來的讀寫器呈現(xiàn)出智能化、小型化和集成化趨勢,還將具備更加強大的前端控制功能,例如直接與工業(yè)現(xiàn)場的其它設(shè)備進行交互甚至是作為控制器進行在線調(diào)度。在物聯(lián)網(wǎng)中,讀寫器將成為同時具有通訊、控制和計算(communication, control, computing)功能的C3核心設(shè)備。天線(antenna)是RFID標簽和讀寫器之間實現(xiàn)射頻信號空間傳播和建立無線通訊連接的設(shè)備。RFID系統(tǒng)中包括兩類天線,一類是RFID標簽上的天線,由于它已經(jīng)和RFID標簽集成為一體,因此不再單獨討論,另一類是讀寫器天線,既可以內(nèi)置于讀寫器中,也可以通過同軸電纜與讀寫器的射頻輸出端口相連。目前的天線產(chǎn)品多采用收發(fā)分離技術(shù)來實現(xiàn)發(fā)射和接收功能的集成。天線在RFID系統(tǒng)中的重要性往往被人們所忽視,在實際應(yīng)用中,天線設(shè)計參數(shù)是影響RFID系統(tǒng)識別范圍的主要因素。高性能的天線不僅要求具有良好的阻抗匹配特性,還需要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的特點對方向特性、極化特性和頻率特性等進行專門設(shè)計。中間件(middleware)是一種面向消息的、可以接受應(yīng)用軟件端發(fā)出的請求、對指定的一個或者多個讀寫器發(fā)起操作并接收、處理后向應(yīng)用軟件返回結(jié)果數(shù)據(jù)的特殊化軟件。中間件在RFID應(yīng)用中除了可以屏蔽底層硬件帶來的多種業(yè)務(wù)場景、硬件接口、適用標準造成的可靠性和穩(wěn)定性問題,還可以為上層應(yīng)用軟件提供多層、分布式、異構(gòu)的信息環(huán)境下業(yè)務(wù)信息和管理信息的協(xié)同。中間件的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫還可以根據(jù)一個或多個讀寫器的讀寫器事件進行過濾、聚合和計算,抽象出對應(yīng)用軟件有意義的業(yè)務(wù)邏輯信息構(gòu)成業(yè)務(wù)事件,以滿足來自多個客戶端的檢索、發(fā)布/訂閱和控制請求。應(yīng)用軟件(application software)是直接面向RFID應(yīng)用最終用戶的人機交互界面,協(xié)助使用者完成對讀寫器的指令操作以及對中間件的邏輯設(shè)置,逐級將RFID原子事件轉(zhuǎn)化為使用者可以理解的業(yè)務(wù)事件,并使用可視化界面進行展示。由于應(yīng)用軟件需要根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域的不同企業(yè)進行專門制定,因此很難具有通用性。從應(yīng)用評價標準來說,使用者在應(yīng)用軟件端的用戶體驗是判斷一個RFID應(yīng)用案例成功與否的決定性因素之一。
RFID的基本系統(tǒng)組成及功能
系統(tǒng)組成
中心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、種植養(yǎng)殖安全管理系統(tǒng)、安全生產(chǎn)與加工管理系統(tǒng)、食品供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、食品安全基礎(chǔ)信息服務(wù)系統(tǒng)等組成,通過種植養(yǎng)殖生產(chǎn)、加工生產(chǎn)、流通、消費的信息化建立起來的信息鏈接,實現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)過程的安全控制和對流通環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控,達到食品的追溯與召回。
各系統(tǒng)功能
1.系統(tǒng)管理及中心數(shù)據(jù) 1)數(shù)據(jù)備份恢復(fù) 2)用戶權(quán)限、口令管理 3)操作日志、痕跡保留 4)食品分類庫及樣品庫 5)食品生產(chǎn)單位屬性數(shù)據(jù)庫 6)食品安全標準與安全指標 7)食品生產(chǎn)與管理信息 8)食品安全監(jiān)測與檢測數(shù)據(jù) 2.場舍管理 種植養(yǎng)殖場的數(shù)據(jù)上傳管理中心,監(jiān)管部門可實時監(jiān)控。主要包括以下功能: 1)食品維護管理:對于本種養(yǎng)殖場或外購的畜禽、果蔬、漁類等建立基本信息檔案,并用電子標簽標識; 2)生長發(fā)育管理:根據(jù)標準參數(shù),判斷其發(fā)育及健康狀況,調(diào)整營養(yǎng)措施及飼養(yǎng)方法; 3)飼養(yǎng)管理:記錄各飼養(yǎng)情況,查看在不同生長發(fā)育階段的營養(yǎng)需求,選用合理的飼養(yǎng)配方; 4)繁殖管理:記錄家譜信息和繁殖信息; 5)疾病管理:根據(jù)相應(yīng)的管理標準,建立疫病檔案; 6)防疫管理:建立檢疫和免疫檔案,包括疫苗、喂藥等,將各種違禁藥物信息嵌入在系統(tǒng)中,用來防止動物等在休藥期內(nèi)出欄,杜絕源頭污染。 3.安全生產(chǎn)與加工 本系統(tǒng)主要為對種養(yǎng)殖場食品進行生產(chǎn)加工的管理,具體的來講,畜、禽、漁等肉類的屠宰與生產(chǎn)加工,果蔬谷物大米等食品的挑選加工、奶類生產(chǎn)與奶制品加工、飲料的生產(chǎn)等等。在生產(chǎn)與加工環(huán)節(jié)中,將種植養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中標簽所標識的信息傳遞入生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)信息鏈,按管理標準與規(guī)范采集生產(chǎn)加工不同節(jié)點上的信息,通過電子標簽唯一標識,并將該信息傳送到物流環(huán)節(jié)中。4.供應(yīng)管理 主要為倉儲與物流配送管理,通過條碼在生產(chǎn)加工及商店供應(yīng)鏈中建立可追溯系統(tǒng)。在物流上,貨品信息記錄在托盤或貨品箱的標簽上。這樣條碼系統(tǒng)能夠清楚地獲知托盤上貨箱甚至單獨貨品的各自位置、身份、儲運歷史、目的地、有效期及其它有用信息。條碼系統(tǒng)能夠為供應(yīng)鏈中的實際貨品提供詳盡的數(shù)據(jù),并在貨品與其完整的身份之間建立物理聯(lián)系,用戶可方便地訪問這些完全可靠的貨品信息。并通過條碼高效的數(shù)據(jù)采集,可以及時的將倉儲物流信息反饋到生產(chǎn)加工,指導(dǎo)生產(chǎn)。 5. 銷售管理 在食品進入最終端銷售時,可根據(jù)具體情況分析,采用現(xiàn)有的成熟的條碼技術(shù)。 6.檢疫監(jiān)控 不僅在種植養(yǎng)殖、生產(chǎn)加工過程進行檢驗檢疫,基于條碼的檢疫監(jiān)控系統(tǒng)還在道口實施使用,并將監(jiān)控鏈延伸到超市,監(jiān)控對象覆蓋各類食品。 7.基礎(chǔ)信息 本系統(tǒng)為統(tǒng)一的資源發(fā)布、食品安全數(shù)據(jù)信息共享服務(wù)網(wǎng),提供全方位的食品安全數(shù)據(jù)信息共享與服務(wù)。主要為各環(huán)節(jié)的信息查詢、食品安全監(jiān)測分析、事件預(yù)防等,并可部署到消費終端如超市。通過最終產(chǎn)品的電子質(zhì)量安全碼掃描,可以查詢到所購食品的各供應(yīng)環(huán)節(jié)信息,也可以向上層層進行追溯,最終確定問題所在,這種方法主要用于問題產(chǎn)品的召回。
RFID技術(shù)的基本工作原理是什么?
RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜:標簽進入磁場后,接收解讀器發(fā)出的射頻信號,憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag,無源標簽或被動標簽),或者主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag,有源標簽或主動標簽);解讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。一套完整的RFID系統(tǒng), 是由閱讀器(Reader)與電子標簽(TAG)也就是所謂的應(yīng)答器(Transponder)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個部份所組成, 其工作原理是Reader 發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給Transponder, 用以驅(qū)動 Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出,此時 Reader 便依序接收解讀數(shù)據(jù), 送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。以RFID 卡片閱讀器及電子標簽之間的通訊及能量感應(yīng)方式來看大致上可以分成, 感應(yīng)偶合(Inductive Coupling) 及后向散射偶合(Backscatter Coupling)兩種, 一般低頻的RFID大都采用第一種式, 而較高頻大多采用第二種方式。閱讀器根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同可以是讀或讀/寫裝置,是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和應(yīng)答器之間一般采用半雙工通信方式進行信息交換,同時閱讀器通過耦合給無源應(yīng)答器提供能量和時序。 在實際應(yīng)用中,可進一步通過Ethernet或WLAN等實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。應(yīng)答器是RFID系統(tǒng)的信息載體,目前應(yīng)答器大多是由耦合原件(線圈、微帶天線等)和微芯片組成無源單元。
是什么讓零售商如此推崇RFID?
據(jù)Sanford C. Bernstein公司的零售業(yè)分析師估計,通過采用RFID,沃爾瑪每年可以節(jié)省83.5億美元,其中大部分是因為不需要人工查看進貨的條碼而節(jié)省的勞動力成本。盡管另外一些分析師認為80億美元這個數(shù)字過于樂觀,但毫無疑問,RFID有助于解決零售業(yè)兩個最大的難題:商品斷貨和損耗(因盜竊和供應(yīng)鏈被攪亂而損失的產(chǎn)品),而現(xiàn)在單是盜竊一項,沃爾瑪一年的損失就差不多有20億美元,如果一家合法企業(yè)的營業(yè)額能達到這個數(shù)字,就可以在美國1000家最大企業(yè)的排行榜中名列第694位。研究機構(gòu)估計,這種RFID技術(shù)能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%。
RFID技術(shù)的典型應(yīng)用是什么?
1、產(chǎn)品性能:因大部分產(chǎn)品頻率覆蓋868MHz到915MHz,對系統(tǒng)中對應(yīng)的讀寫設(shè)備要求可以降低,對頻率偏差的敏感度降低。2、產(chǎn)品符合:EPC CLASS 1 GEN 2 及 ISO18000-6C。3、專業(yè)服務(wù):針對性地利用世界先進的產(chǎn)品經(jīng)驗,具體化的對常用產(chǎn)品做專門的考慮。4、適應(yīng)領(lǐng)域:物流和供應(yīng)管理、生產(chǎn)制造和裝配、航空行李處理、郵件、快運包裹處理、文檔追蹤、圖書館管理動物身份標識、運動計時、門禁控制、電子門票、道路自動收費.從大型遠距離UHF標簽到細小的UHF標簽。可以為客戶做定制化生產(chǎn),滿足各種要求。
RFID說明
滿足國際ISO15693、ISO18000-6B、EPC G2等多種標準,采用不同的天線設(shè)計和封裝材料可制成多種形式的標簽,如車輛標簽、貨盤標簽、物流標簽、金屬標簽、圖書標簽、液體標簽、人員門禁標簽、門票標簽、行李標簽等??蛻艨筛鶕?jù)需要選擇或定制相應(yīng)的電子標簽。Inlay可封裝成多種形式的電子標簽。應(yīng)用于標簽轉(zhuǎn)化商和OEM客戶的標簽生產(chǎn),以及大批量的... Label剝離底紙直接粘貼于紙質(zhì)包裝箱上,實現(xiàn)“即貼出貨”的過程。適用于物流、供應(yīng)鏈管理等...標準卡PVC層壓的標準卡,持在手中或掛于胸前。主要應(yīng)用于人員管理、圖書管理和車輛管理等... 金屬標簽,可直接粘貼于帶金屬外殼的設(shè)備上。主要適用于機箱、板卡等資產(chǎn)管理領(lǐng)域。...車輛標簽直接粘貼于汽車擋風(fēng)玻璃上部內(nèi)表面或插于標簽卡座內(nèi)。主要適用于汽車管理等領(lǐng)域。...吊牌標簽吊附在待識別物品上。主要應(yīng)用于高檔服裝管理和資產(chǎn)管理。... 動物標簽使用專用動物耳標鉗,將標簽裝與牲畜的耳朵上。主要用于種畜繁育、疫情防治、肉類檢疫...托盤標簽使用時直接插入塑料托盤隙孔中或用釘子穿過定位孔將標簽固定于木質(zhì)托盤正中央。主要適...門票標簽持在手中或掛于胸前。適用于會議出入證明及門票管理等領(lǐng)域。...行李標簽剝離底紙直接粘貼于被識別物體上。主要適用于航空行李管理、郵政包裹管理、物流跟蹤管...圖書標簽直接粘貼于書內(nèi)。主要應(yīng)用于圖書館、書店等場所。...珠寶標簽使用時將各類珠寶掛到標簽的環(huán)上,即可正常使用,便于珠寶行業(yè)對各類珠寶產(chǎn)品的管理。
RFID讀寫設(shè)備
只有當(dāng)有讀寫設(shè)備時,RFID才能發(fā)揮其作用。RFID讀寫設(shè)備有RFID讀卡器,rfid閱讀器RFID讀寫模塊等,目前市面上性價比比較高的有CY-TZB-203、CY-TZB-208、YW-201和YW-601U和YW-601R等。這些設(shè)備可以將RFID的數(shù)據(jù)讀取或?qū)懭耄⑶易龅胶芎玫募用?。遠距離的有CY-RFS-205、CY-RFS-209、WV-CID1500,WV-VID1500距離能夠達到1.5公里。RFID應(yīng)用據(jù)創(chuàng)羿科技市場分析師估計,在射頻識別( RFID )技術(shù)領(lǐng)域,主要有低頻、高頻、超高頻,其中高頻和超高頻應(yīng)用較廣。高頻( HF )讀寫機具,一般都能符合 ISO18000-3 、 ISO15693 、 ISO 14443A /B 等多項國際標準,可以廣泛應(yīng)用于開放式門禁、開放式考勤、會議簽到、無障礙通道、貴重物品管理、數(shù)字化景區(qū)門票管理、數(shù)字化圖書館圖書管理、醫(yī)藥管理、產(chǎn)品防偽、物流及供應(yīng)鏈等多種領(lǐng)域。射頻打印機( RFID 打印機)具有在電子標簽表面實時打印明文信息,讀 / 寫標簽中的電子數(shù)據(jù)的功能,可同時方便地機器識讀與人工識讀,可廣泛應(yīng)用于物流、交通、生產(chǎn)線自動化、醫(yī)療保健、圖書管理及畜牧業(yè)管理等領(lǐng)域。RFID系統(tǒng)至少包含電子標簽和閱讀器兩部分。RFID閱讀器(讀寫器)通過天線與RFID電子標簽進行無線通信,可以實現(xiàn)對標簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌5湫偷拈喿x器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。 RFID讀寫大致分為以下幾種 低頻閱讀器 、高頻讀寫器 、超高頻讀寫器 、雙頻讀寫器 、433MHz有源讀寫器。 RFID的工作原理: 射頻識別系統(tǒng)中,電子標簽又稱為射頻標簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體;閱讀器又稱為讀出裝置,掃描器、通訊器、讀寫器(取決于電子標簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù))。電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的空間(無接觸)耦合、在耦合通道內(nèi),根據(jù)時序關(guān)系,實現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。 發(fā)生在閱讀器和電子標簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種。 (1)電感耦合。變壓器模型,通過空間高頻交變磁場實現(xiàn)耦合,依據(jù)的是電磁感應(yīng)定 律,如右圖所示。 (2) 電磁反向散射耦合:雷達原理模型,發(fā)射出去的電磁波,碰到目標后反射,同時攜帶回目標信息,依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律。 電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識別系統(tǒng)。典型的工作頻率有:125kHz、225kHz和13.56MHz。識別作用距離小于1m,典型作用距離為10~20cra。 電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠距離射頻識別系統(tǒng)。典型的工作頻率有:433MHz,915MHz,2.45GHz,5.8GHz。識別作用距離大于1m,典型作用距離為3—l0m。
金屬及液體環(huán)境對RFID的影響
RFID超高頻(UHF)標簽因電磁反向散射(Backscatter)特點,對金屬(Metal)和液體(Liquid)等環(huán)境比較敏感,可導(dǎo)致這種工作頻率的被動標簽(Passivetag)難以在具有金屬表面的物體或液體環(huán)境下進行工作,但此類問題隨著技術(shù)的發(fā)展已得到完全解決,例如,韓碩(SONTEC)標簽公司即研發(fā)出能夠在金屬或液體環(huán)境下進行完好讀取應(yīng)用的被動標簽產(chǎn)品,以方便在上述環(huán)境或應(yīng)用情形下部署RFID。
無源電子標簽和有源電子標簽的區(qū)別
據(jù)創(chuàng)羿科技市場分析師估計,目前市場上80%為無源電子標簽,不到20%為有源電子標簽。電子標簽可以分為有源電子標簽(Active tag)和無源電子標簽(Passivetag)。有源電子標簽內(nèi)裝有電池,無源射頻標簽沒有內(nèi)裝電池。對于有源電子標簽來說,根據(jù)標簽內(nèi)裝電池供電情況不同又可細分為有源電子標簽(Active tag)和半無源電子標簽(Semi—passive tag)。工作原理 有源電子標簽又稱主動標簽,標簽的工作電源完全由內(nèi)部電池供給,同時標簽電池的能量供應(yīng)也部分地轉(zhuǎn)換為電子標簽與閱讀器通訊所需的射頻能量。半無源射頻標簽內(nèi)的電池供電僅對標簽內(nèi)要求供電維持數(shù)據(jù)的電路或者標簽芯片工作所需電壓的輔助支持,本身耗電很少的標簽電路供電。標簽未進人工作狀態(tài)前,一直處于休眠狀態(tài),相當(dāng)于無源標簽,標簽內(nèi)部電池能量消耗很少,因而電池可維持幾年,甚至長達10年有效;當(dāng)標簽進入閱讀器的讀出區(qū)域時,受到閱讀器發(fā)出的射頻信號激勵,進人工作狀態(tài)時,標簽與閱讀器之間信息交換的能量支持以閱讀器供應(yīng)的射頻能量為主(反射調(diào)制方式),標簽內(nèi)部電池的作用主要在于彌補標簽所處位置的射頻場強不足,標簽內(nèi)部電池的能量并不轉(zhuǎn)換為射頻能量。無源電子標簽(被動標簽)沒有內(nèi)裝電池,在閱讀器的讀出范圍之外時,電子標簽處于無源狀態(tài),在閱讀器的讀出范圍之內(nèi)時,電子標簽從閱讀器發(fā)出的射頻能量中提取其工作所需的電源。無源電子標簽一般均采用反射調(diào)制方式完成電子標簽信息向閱讀器的傳送。特點 1.主動標簽自身帶有電池供電,讀/寫距離較遠(約在100米~1500米),體積較大,與被動標簽相比成本更高,也稱為有源標簽, 一般具有較遠的閱讀距離,能量耗盡后需更換電池。例如:CY-RMZ-206、CY-RMZ-208、CY-RMZ-210 2. 無源電子標簽在接收到閱讀器發(fā)出的微波信號后,將部分微波能量轉(zhuǎn)化為直流電供自己工作,一般可做到免維護,成本很低并具有很長的使用壽命,比主動標簽更小也更輕,讀寫距離則較近(約在1mm~30mm),也稱為無源標簽。例如:CY-RMZ-209 相比有源系統(tǒng),無源系統(tǒng)在閱讀距離及適應(yīng)物體運動速度方面略有限制。
RFID在中國的發(fā)展現(xiàn)狀
RFID的基本技術(shù)原理起源于二戰(zhàn)時期,最初盟軍利用無線電數(shù)據(jù)技術(shù)來識別敵我雙方的飛機和軍艦。戰(zhàn)后,由于較高的成本,該技術(shù)一直主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,并未很快在民用領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。直到上世紀八 九十年代,隨著芯片和電子技術(shù)的提高和普及,歐洲開始率先將RFID技術(shù)應(yīng)用到公路收費等民用領(lǐng)域。到二十一世紀初,RFID迎來了一個嶄新的發(fā)展時期,其在民用領(lǐng)域的價值開始得到世界各國的廣泛關(guān)注,特別是在西方發(fā)達國家,RFID技術(shù)大量應(yīng)用于生產(chǎn)自動化、門禁、公路收費、停車場管理、身份識別、貨物跟蹤等民用領(lǐng)域中,其新的應(yīng)用范圍還在不斷擴展,層出不窮。本世紀初,RFID已經(jīng)開始在中國進行試探性的應(yīng)用,并很快得到政府的大力支持,2006年6月,中國發(fā)布了《中國RFID技術(shù)政策白皮書》,標志著RFID的發(fā)展已經(jīng)提高到國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略層面。到2008年底,中國參與RFID的相關(guān)企業(yè)達數(shù)百家,已經(jīng)初步形成了從標簽及設(shè)備制造到軟件開發(fā)集成等一個較為完整的RFID產(chǎn)業(yè)鏈, 據(jù)專家估計,2008年中國RFID相關(guān)產(chǎn)值達到80億元左右,并將在未來5-10年保持快速發(fā)展。目前,RFID在中國的很多領(lǐng)域都得到實際應(yīng)用,包括物流、煙草、醫(yī)藥、身份證、奧運門票、寵物管理等等,但就我們?nèi)粘I罡惺芏裕孟馬FID還是離我們很遠。除了二代身份證,我們還很難經(jīng)常感受到RFID在我們生活中的存在。這到底是什么原因呢?其實道理很簡單,盡管RFID正快速在各個領(lǐng)域得到實際應(yīng)用,但相對于我們國家的經(jīng)濟規(guī)模,其應(yīng)用范圍還遠未達到廣泛的程度,即便在RFID應(yīng)用比較多的交通物流產(chǎn)業(yè),也還處于點分布的狀態(tài),而沒能達到面的狀態(tài)。往往是產(chǎn)業(yè)中的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)為保持其競爭地位而率先嘗試采用這種新技術(shù),而更多的企業(yè)還抱著觀望和猶豫的態(tài)度。還是以物流產(chǎn)業(yè)為例,應(yīng)用RFID技術(shù)可以大幅提高物流運作效率,如加快貨物出入庫時間,減少現(xiàn)場操作人員,實現(xiàn)快速而精確的庫存盤點,實現(xiàn)貨物準確定位跟蹤等,但時至今日,在中國真正實施RFID技術(shù)的物流企業(yè)還屈指可數(shù)。經(jīng)濟危機爆發(fā)以來,很多業(yè)內(nèi)人士也開始對RFID產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展產(chǎn)生懷疑和失望,那么到底是什么因素阻礙了這一新興產(chǎn)業(yè)在我國的發(fā)展呢?首先,是我國企業(yè)總體信息化水平不高,阻礙了RFID充分發(fā)揮其作用。RFID作為一種信息技術(shù)手段,其基本功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的精準快速采集。這些數(shù)據(jù)采集后,必須經(jīng)過進一步的對比分析處理,才能達到提高效率、降低總體成本的作用。也就是說,RFID的實施,往往需要企業(yè)信息化達到一定水平,使RFID系統(tǒng)與企業(yè)既有的ERP、CRM等信息集成在一起,才能充分發(fā)揮其作用。其次,RFID實施成本還比較高,使很多企業(yè)望而卻步。不僅僅對中國企業(yè),即便對西方企業(yè),RFID的高成本也是一個巨大障礙。正如前文所言,RFID的基本技術(shù)原理在60幾年前就產(chǎn)生了,但直到上世紀后期,RFID的應(yīng)用才逐步推廣到民用領(lǐng)域,正是高成本阻礙了RFID技術(shù)的實際應(yīng)用。目前在國內(nèi),一張RFID標簽一般都在1元以上,ETC的車載單元要400多元,高成本使得RFID的投資回報具有很大風(fēng)險,使其應(yīng)用大多局限于高價值或高利潤商品領(lǐng)域。再次,行業(yè)標準尚未統(tǒng)一,貿(mào)然實施會帶來不確定風(fēng)險。盡管RFID起源很早,但目前還沒有形成全球統(tǒng)一的技術(shù)標準,中國在標準制定領(lǐng)域起步較晚,由于關(guān)乎各國經(jīng)濟利益,相信標準之爭還會持續(xù)一定時間。在這種情況下,貿(mào)然投入,必然給企業(yè)經(jīng)營帶來很大風(fēng)險。藍光獲得DVD標準之爭的勝利,給HD-DVD陣營帶來的巨大傷害,是處于標準之爭產(chǎn)業(yè)里的企業(yè)不得不慎重考慮的問題,這也是很多企業(yè)對實施RFID抱觀望態(tài)度的原因。最后,我國產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈發(fā)展還處于初級階段,也阻礙了RFID的實際應(yīng)用。與西方企業(yè)相比,由于技術(shù)和管理處于劣勢地位,我國大多行業(yè)都存在過度競爭,價格成為市場競爭的主要手段,這就使得很多制造企業(yè)利潤率維持在相當(dāng)?shù)偷乃?,產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的上下游企業(yè)之間往往博弈大于合作。而RFID技術(shù)只有在整個供應(yīng)鏈上協(xié)同實施,實現(xiàn)供應(yīng)鏈信息透明和分享,才能最大程度發(fā)揮出RFID的作用,這在目前情況下還很難做到。另外,實施RFID的一個主要益處是節(jié)省人工成本,沃爾瑪稱RFID每年為其節(jié)省數(shù)十億美元的人力成本開支,而中國較低的工資水平也使得很多企業(yè)沒有積極性去實施RFID技術(shù)。盡管中國企業(yè)目前信息化程度還較低,但中國企業(yè)前進的步伐相當(dāng)快。今年中國已有40多家企業(yè)闖入世界500強,更多本土企業(yè)正迅速成長為跨國經(jīng)營企業(yè),日益復(fù)雜的管理要求這些企業(yè)必須迅速推進信息化建設(shè),在這一點上中國企業(yè)具有一定的后發(fā)優(yōu)勢,而企業(yè)信息化必然給RFID帶來良好的發(fā)展機遇。隨著中國企業(yè)信息化的進程,RFID的應(yīng)用將會由點到面,逐步拓展到更廣的領(lǐng)域。而RFID的實施成本,必然隨著RFID應(yīng)用的推廣和市場的擴大而逐步降低,RFID的應(yīng)用將會從目前的托盤或整箱的貨物跟蹤逐步擴展到單品貨物跟蹤的水平。最后,從產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈角度看,國家目前提倡的產(chǎn)業(yè)升級,就是要使中國企業(yè)多生產(chǎn)高技術(shù)、高附加值、高利潤產(chǎn)品,而這些領(lǐng)域,正是RFID用武之地。產(chǎn)業(yè)升級將帶動中國企業(yè)提升市場競爭能力,逐步由單體企業(yè)競爭上升為產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的競爭。今后幾年,一批國產(chǎn)RFID企業(yè),如:創(chuàng)羿科技、遠望谷、上海華虹、維深集團....迅速發(fā)展壯大.在未來幾年,我們會看到,RFID的實施將擺脫僅僅由單個企業(yè)實施的窘境,而展現(xiàn)為企業(yè)所在整個供應(yīng)鏈的協(xié)同實施,RFID的益處將會得到最大程度的發(fā)揮。凡此種種,我們還會懷疑RFID在中國的發(fā)展嗎?
RFID與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things),指的是將各種信息傳感設(shè)備,如射頻識別(RFID)、二維碼、全球定位系統(tǒng)等與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò),方便識別和管理,RFID電子標簽是核心技術(shù)。一條完整的RFID產(chǎn)業(yè)鏈包括標準、芯片、天線、標簽封裝、讀寫設(shè)備、中間件、應(yīng)用軟件、系統(tǒng)集成等,其中最關(guān)鍵的技術(shù)是芯片的設(shè)計與制造。通用芯片的設(shè)計和制造技術(shù)掌握在國外飛利浦(Phillips)、德州儀器(TI)、Amtech公司等公司。
RFID的應(yīng)用正在從閉環(huán)市場到開環(huán)市場,類似互聯(lián)網(wǎng)初期的局域網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng)的過程。RFID可以應(yīng)用的領(lǐng)域很多,標簽成本是推廣的主要障礙,RFID還在尋找新的盈利模式。沃爾瑪是物流與供應(yīng)鏈行業(yè)RFID發(fā)展的強有力推動者。RFID提高供應(yīng)鏈效率,成本由供應(yīng)商承擔(dān),并最終受益。中國目前還是政府和大型企業(yè)推動,應(yīng)用領(lǐng)域還比較狹窄。
RFID 與開源項目
開源軟件無線電技術(shù)對無線電的行行業(yè)業(yè)影響頗深,RFID 也不例外。GNU Radio 是免費的軟件開發(fā)工具套件。它提供信號運行和處理模塊,用它可以在易制作的低成本的射頻(RF)硬件和通用微處理器上實現(xiàn)軟件定義無線電。這套套件廣泛用于業(yè)余愛好者,學(xué)術(shù)機構(gòu)和商業(yè)機構(gòu)用來研究和構(gòu)建無線通信系統(tǒng)。GNU Radio 的應(yīng)用主要是用 Python 編程語言來編寫的。但是其核心信號處理模塊是C++在帶浮點運算的微處理器上構(gòu)建的。因此,開發(fā)者能夠簡單快速的構(gòu)建一個實時、高容量的無線通信系統(tǒng)。盡管其主要功用不是仿真器,GNU Radio 在沒有射頻 RF 硬件部件的境況下支持對預(yù)先存儲和(信號發(fā)生器)生成的數(shù)據(jù)進行信號處理的算法的研究。
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