[導(dǎo)讀]RFID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)。 RFID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)。作為條形碼的無線版本,RFID技術(shù)具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、讀取距離大、標簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲數(shù)據(jù)容量更大、存儲信息更改自如等特點,其應(yīng)用將給零售、物流等產(chǎn)業(yè)帶來革命性變化。 RFID技術(shù)具有很多突出的優(yōu)點:實現(xiàn)了無源和免接觸操作,應(yīng)用便利,無機械磨損,壽命長,機具無直接對最終用戶開放的物理接口,能更好地保證機具的安全性;數(shù)據(jù)安全方面除標簽的密碼保護外,數(shù)據(jù)部分可用一些算法實現(xiàn)安全管理,如DES、RSA、DSA、MD5等,讀寫機具與卡之間也可相互認證,實現(xiàn)安全通信和存儲;總體成本一直處于下降之中,越來越接近接觸式IC卡的成本,甚至更低,為其大量應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。如果RFID技術(shù)能與電子供應(yīng)鏈緊密聯(lián)系,那它很有可能在幾年以內(nèi)取代條形碼掃描技術(shù)。
一、RFID技術(shù)標準 目前RFID存在兩個技術(shù)標準陣營:一個是總部設(shè)在美國麻省理工學(xué)院的Auto-IDCenter,另一個是日本的UbiquitousIDCenter(UID)。前者的領(lǐng)導(dǎo)組織是美國的EPC(電子產(chǎn)品代碼)環(huán)球協(xié)會,旗下有沃爾瑪集團、英國Tesco等100多家歐美的零售流通企業(yè),同時有IBM、微軟、飛利浦、Auto-IDLab等公司提供技術(shù)研究支持。后者主要由日系廠商組成,有日本電子廠商、信息企業(yè)和印刷公司等,總計達352家。 日本UID標準和歐美的EPC標準在使用無線頻段、信息位數(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域等存在諸多差異。例如日本的RFID采用的頻段為2.45GHz和13.56MHz,歐美的EPC標準采用UHF頻段,如902MHz~928MHz;日本的電子標簽的信息位數(shù)為128位,EPC標準的位數(shù)為96位;日本的電子標簽標準可用于庫存管理、信息發(fā)送與接收以及產(chǎn)品和零部件的跟蹤管理等,EPC標準側(cè)重于物流管理、庫存管理等。 由于兩大陣營得到了不同的廠商支持,因而國際標準采納何種標準,勢必會影響各個廠商的市場份額,進而影響產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的積極互動合作。在RFID的規(guī)模應(yīng)用進程中,如何協(xié)調(diào)各大廠商利益,如何將分裂的各路諸侯納入到統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范中,肯定要比解決單純的技術(shù)問題復(fù)雜得多。 RFID的低頻系統(tǒng)主要用于短距離、低成本的應(yīng)用中,如多數(shù)的門禁控制、校園卡、煤氣表、水表等;高頻系統(tǒng)則用于需傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng);超高頻系統(tǒng)應(yīng)用于需要較長的讀寫距離和高讀寫速度的場合,其天線波束方向較窄且價格較高,在火車監(jiān)控、高速公路收費等系統(tǒng)中應(yīng)用。另外值得一提的是在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用,EPC Global規(guī)定用于EPC的載波頻率為13.56MHz和860MHz~930MHz兩個頻段,其中13.56MHz頻率采用的標準原型是ISO/IEC15693,已經(jīng)收入到ISO/IEC18000-3中。這個頻點的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。 而860~930MHz頻段的應(yīng)用則較復(fù)雜,國際上各國家采用的頻率不同:美國為915MHz,歐洲為869MHz,而我國由于被GSM、CDMA等占用,目前仍然待定。目前常用的RFID國際標準主要有用于對動物識別的ISO 11784和11785(表1),用于非接觸智能卡的ISO 10536(Close coupled cards)、ISO 15693(Vicinity cards)、ISO 14443 (Proximity cards),用于集裝箱識別的ISO 10374等。有些標準正在形成和完善之中, 比如用于供應(yīng)鏈的ISO 18000(表2)無源超高頻(860Mhz~930Mhz載波頻率)部分的C1G2標準不久會正式推出,我國自己的國家標準最快也將很快會出臺。
二、無線射頻識別技術(shù)與傳統(tǒng)條形碼、二維條形碼、藍牙技術(shù)的比較
傳統(tǒng)條形碼(亦稱一維條形碼)技術(shù)相對成熟,在社會生活中處處可見,在全世界得到了極為廣泛的應(yīng)用。它作為計算機數(shù)據(jù)采集手段,以快速、準確、成本低廉等諸多優(yōu)點迅速進入商品流通、自動控制、以及檔案管理等各種領(lǐng)域,也是目前我國使用最多的一種條形碼。但是由于傳統(tǒng)條形碼是一維的,它在垂直方向上不帶任何信息,信息密度低,而且不能夠顯示漢字,容易因為磨損或皺折而被拒讀,這在很大程度上限制了傳統(tǒng)條碼的應(yīng)用范圍。 20世紀70年代,在計算機自動識別領(lǐng)域出現(xiàn)了二維條形碼技術(shù),這是在傳統(tǒng)條形碼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種編碼技術(shù),它將條形碼的信息空間從線性的一維擴展到平面的二維,具有信息容量大、成本低、準確性高、編碼方式靈活、保密性強等諸多優(yōu)點。因此自1990年起,二維條形碼技術(shù)在世界上開始得到廣泛的應(yīng)用,經(jīng)過幾年的努力,現(xiàn)已應(yīng)用在國防、公共安全、交通運輸、醫(yī)療保健、工業(yè)、商業(yè)、金融、海關(guān)及政府管理等領(lǐng)域。 射頻識別技術(shù)改變了條形碼技術(shù)依靠"有形"的一維或二維幾何圖案來提供信息的方式,通過芯片來提供存儲在其中的數(shù)量更大的"無形"信息。它最早出現(xiàn)在20世紀80年代,最初應(yīng)用在一些無法使用條碼跟蹤技術(shù)的特殊工業(yè)場合,例如在一些行業(yè)和公司中,這種技術(shù)被用于目標定位、身份確認及跟蹤庫存產(chǎn)品等。射頻識別技術(shù)起步較晚,至今沒有制訂出統(tǒng)一的國際標準,但是射頻識別技術(shù)的推出絕不僅僅是信息容量的提升,它對于計算機自動識別技術(shù)來講是一場革命,它所具有的強大優(yōu)勢會大大提高信息的處理效率和準確度。 隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展和用戶需求的不斷增長,出現(xiàn)了許多的無線通信協(xié)議。在近距離無線通信領(lǐng)域,RFID、藍牙、WiFi、UWB和 Zigbee等吸引了很多人的眼球。各種近距離無線通信技術(shù)都極力爭取更多廠商的青睞而互相角逐。而RFID和藍牙,則被更多的拿來相提并論。 RFID和藍牙在使用頻段、傳輸速率和標準化方面都存在較大差異,RFID和藍牙的技術(shù)特點不同,使得其市場和應(yīng)用范圍也有較大區(qū)別。RFID易于操控,簡單且特別適合用于自動化控制,由于該技術(shù)很難被仿冒、侵入,使RFID具備了極高的安全防護能力。藍牙作為一種電纜替代技術(shù),具有低成本高速率的特點,藍牙技術(shù)的應(yīng)用主要有以下3類:語音/數(shù)據(jù)接入,外圍設(shè)備互連和個人局域網(wǎng)(PAN)。 由于藍牙芯片的價格仍居高不下,以及兼容性方面的一些問題,限制了其推廣。藍牙高端市場一部分已被802.11無線局域網(wǎng)所侵占,其低端市場又可能被Zigbee所蠶食。基于RFID技術(shù)的NFC近距離通訊也對藍牙造成了相當?shù)耐{。RFID和藍牙都有眾多的開發(fā)商、制造商、行銷商加入,用戶對其需求也比較旺盛,特別是RFID的應(yīng)用。由于RFID技術(shù)的特點非接觸式的自動識別、工作距離長、適于惡劣環(huán)境多目標識別、運動目標識別等特點,具有巨大便利性,使其必然成為未來的發(fā)展方向。
三、射頻識別技術(shù)RFID應(yīng)用
射頻識別技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢,逐漸的被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化和交通運輸控制管理等領(lǐng)域。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的進步以及生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大,射頻識別產(chǎn)品的成本將不斷的降低,其應(yīng)用將越來越廣泛。 射頻識別技術(shù)在國外發(fā)展非常迅速,射頻識別產(chǎn)品種類繁多。在北美、歐洲、大洋洲、亞太地區(qū)及非洲南部,射頻識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領(lǐng)域:汽車、火車等交通監(jiān)控;高速公路自動收費系統(tǒng);停車場管理系統(tǒng);物品管理;流水線生產(chǎn)自動化;安全出入檢查;倉儲管理;動物管理;車輛防盜等。而在中國,由于射頻識別技術(shù)起步較晚,應(yīng)用的領(lǐng)域不是很廣,除了在中國鐵路應(yīng)用的車號自動識別系統(tǒng)外,主要應(yīng)用僅限于射頻卡。在我國,射頻卡主要應(yīng)用于公共交通、地鐵、校園、社會保障等方面。上海、深圳、北京等地陸續(xù)采用了射頻公交卡。在未來的一、兩年,我國射頻卡應(yīng)用最大的項目將是第二代公民身份證。
表3列舉了射頻識別技術(shù)幾個典型的應(yīng)用。
四、射頻識別技術(shù)RFID的發(fā)展 RFID技術(shù)已擁有較長的應(yīng)用歷史,但數(shù)字信息技術(shù)在各行業(yè)的廣泛深入,為RFID技術(shù)提供了更廣闊的發(fā)展前景。將來,RFID一旦在零售、醫(yī)療等行業(yè)甚至在政府部門等應(yīng)用領(lǐng)域普及開來,各廠商的產(chǎn)品之間的標準化問題也會得到相應(yīng)解決。另外,隨著RFID技術(shù)在安全性和成本方面的全面進展,其潛在的商用價值將被逐漸發(fā)揮出來。 據(jù)美國的楊基集團(Yankee Group)對無線IC(RFID)基礎(chǔ)設(shè)施市場的調(diào)查結(jié)果,到2008年RFID基礎(chǔ)設(shè)施市場的銷售額將達42億美元。隨著導(dǎo)入RFID規(guī)模的擴大,提供RFID標簽、讀取設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)裝置等的廠商將明顯受益。另外,數(shù)據(jù)庫、企業(yè)應(yīng)用、企業(yè)間通信、系統(tǒng)集成等領(lǐng)域也將出現(xiàn)無限商機。
我國政府在1993年制定的金卡工程實施計劃及全國范圍的金融卡網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的10年規(guī)劃,是一個旨在加速推動我國國民經(jīng)濟信息化進程的重大國家級工程。由此各種自動識別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用十分迅猛。現(xiàn)在,射頻識別技術(shù)作為一種新興的自動識別技術(shù),也將在中國很快地普及,可以說、我國射頻識別產(chǎn)品的市場是十分巨大的,我國射頻識別技術(shù)應(yīng)用狀況還處于初級階段,市場前景非常廣闊。不久的將來,我國射頻識別技術(shù)應(yīng)用將在生產(chǎn)線自動化、倉儲管理、電子物品監(jiān)視系統(tǒng)、貨運集裝箱的識別以及畜牧管理等方面有所突破。實現(xiàn)射頻識別技術(shù)在我國成熟、全面的應(yīng)用將是一個長期的過程,需要業(yè)內(nèi)人士共同的努力。 總而言之,射頻識別技術(shù)未來的發(fā)展中,在結(jié)合其它高新技術(shù),比如GPS、生物識別等技術(shù),由單一識別向多功能識別方向發(fā)展的同時,將結(jié)合現(xiàn)代通信及計算機技術(shù),實現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)應(yīng)用;我們有理由相信RFID的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?,它的前景非常誘人,也將是未來一個新的經(jīng)濟增長點。 |
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