RFID技術(shù)掃盲

    1.RFID 簡(jiǎn)介

    1)什么是RFID?

    RFID 是Radio FrequencyIdentififieation的縮寫(xiě)， 即射頻識(shí)別，也常稱為感應(yīng)式電子晶片或接近卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼， 等等。是一種通過(guò)無(wú)線電波傳遞信息和交換信息的混合技術(shù)。

    2)RFID 的工作原理

    閱讀器通過(guò)天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào)， 當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量， 發(fā)送出自身編碼等信息被讀取器讀取并解碼后送至電腦主機(jī)進(jìn)行有關(guān)處理。

    3)RFID 的組成

    RFID系統(tǒng)由三部分組成：標(biāo)簽(Tag)： 由耦合元件及芯片組成， 每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼， 附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；

    閱讀器(Reader)：讀取(有時(shí)還可以寫(xiě)入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式：天線(Antenna) 在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。天線的制作方法通常是：沖壓或蝕刻金屬線圈而形成。或者用鋁箔碾壓而形成，或者直接在片基上印刷導(dǎo)電油墨。導(dǎo)電油墨可用于連接標(biāo)簽的各組成部分，充當(dāng)傳感器或天線的作用。

    RFID 標(biāo)簽用的導(dǎo)電油墨是由細(xì)微導(dǎo)電粒子或其他特殊材料(如導(dǎo)電的聚合物等)組成， 印刷到承印物上后， 起到導(dǎo)線、天線和電阻的作用。如今，在高速印刷中使用導(dǎo)電油墨來(lái)制作RFID標(biāo)簽天線，優(yōu)勢(shì)突出。

    另外， 導(dǎo)電油墨從兩方面節(jié)約了RFID標(biāo)簽的成本。首先，從材料成本上， 油墨要比沖壓或蝕刻金屬線圈的價(jià)格低； 其次，從材料耗用量上說(shuō)， ；中壓或蝕刻要消耗大量金屬， 而導(dǎo)電油墨印刷天線或電路速度高， 成本低，效率高。

    4)RFID 標(biāo)簽分類

    RFID 標(biāo)簽分為被動(dòng)標(biāo)簽(Passive tags)和主動(dòng)標(biāo)簽(Activetags)兩種。主動(dòng)標(biāo)簽自身帶有電池供電，讀／寫(xiě)距離較遠(yuǎn)同時(shí)體積較大， 與被動(dòng)標(biāo)簽相比成本更高，也稱為有源標(biāo)簽。被動(dòng)標(biāo)簽由閱讀器產(chǎn)生的磁場(chǎng)中獲得工作所需的能量，成本很低并具有很長(zhǎng)的使用壽命， 比主動(dòng)標(biāo)簦更小也更輕， 讀寫(xiě)距離則較近，也稱為無(wú)源標(biāo)簽。

    3 RFID 標(biāo)簽的系統(tǒng)工作頻率

    RFID裝置具有一定的范圍，LF、HF、UHF對(duì)應(yīng)著不同頻率的射頻。LF代表低頻射頻，在125KHz左右，低頻標(biāo)簽比超高頻標(biāo)簽便宜，節(jié)省能量， 穿透廢金屬物體能力強(qiáng)，最適合用于含水成份較高的物體， 例如水果等：HF代表高頻射頻，在13．56MHz左右，廣泛應(yīng)用于公交、門(mén)禁、考勤、物流管理、電子存折等多個(gè)領(lǐng)域，此種形式的標(biāo)簽工作時(shí)間短，工作距離長(zhǎng)，應(yīng)用范圍廣：UHF代表超高頻射頻，在850～910MHz范圍之內(nèi)， 其作用范圍廣，傳送數(shù)據(jù)速度快，但是耗能大， 穿透力較弱，作業(yè)區(qū)域不能有太多干擾，適合用于監(jiān)測(cè)從海港運(yùn)輸?shù)絺}(cāng)庫(kù)的物品。

    在標(biāo)簽和包裝印刷中，低頻和高頻是兩個(gè)主要的工作頻段。然而，低頻和高頻限制了標(biāo)簽轉(zhuǎn)換裝置能提供的整合水平和附加操作范圍，這是由于天線的復(fù)雜性決定的。低頻和高頻要求非常高的傳導(dǎo)性， 事實(shí)上， 要求天線是固體金屬箔而不是導(dǎo)電油墨。在分配和運(yùn)輸過(guò)程中，由于成本、閱讀器的閱讀范圍、數(shù)據(jù)傳輸、標(biāo)簽尺寸和耐久，性因素， 當(dāng)前的RFID 發(fā)展主要集中在UHF標(biāo)簽方面。UHF將成為市場(chǎng)上R FID 的主要工作頻率， 不同于低頻和高頻的天線設(shè)計(jì)— — uHF的天線適合于常規(guī)印刷方式， 用導(dǎo)電銀油墨印刷， 其油墨的印刷厚度是3～5 U ino目前， 不同的國(guó)家使用的頻率也各不相同?，F(xiàn)在， 美國(guó)使用的UHF無(wú)線電頻段， 中國(guó)要采用仍有困難，歐洲使用的超高頻是868MHz，美國(guó)則是9l5MHz。

    RFID閱讀器具有讀／寫(xiě)接收器的功能， 和我們聽(tīng)的收音機(jī)道理一樣，射頻標(biāo)簽和閱讀器也要調(diào)制到相同的頻率才能工作。

    3 RFID 的靜電消除

    隨著射頻識(shí)別技術(shù)的異軍突起，射頻標(biāo)簽已進(jìn)入了紙制品加9-行業(yè)。

    在包裝和紙制品加工的過(guò)程中， 靜電是一個(gè)老生常談的問(wèn)題。例如：裁切、印刷和涂布等過(guò)程都與靜電有關(guān)。

    對(duì)于RFID 標(biāo)簽生產(chǎn)， 靜電釋放(ESD)是最危險(xiǎn)的， 當(dāng)高電壓從ESD被引入穿過(guò)復(fù)雜微型電路時(shí)， 芯片極易被損壞。但在連接天線后芯片就能受到保護(hù)，由于電路的載入， 在天線被安裝入標(biāo)簽結(jié)構(gòu)中后， RFID 芯片是很安全的。

    在當(dāng)今紙制品加工領(lǐng)域表現(xiàn)最為活躍的射頻產(chǎn)品就是壓敏標(biāo)簽。現(xiàn)在， 它的生產(chǎn)過(guò)程已經(jīng)變得非常緩慢了，當(dāng)芯片從卷筒紙架轉(zhuǎn)移到承印物上時(shí)， 運(yùn)轉(zhuǎn)速度僅為l5～45m／min。有一些制造商們會(huì)把射頻芯片的生產(chǎn)過(guò)程嵌入它們的紙制品加工過(guò)程，或者有一些小型標(biāo)簽加工廠會(huì)把一些預(yù)先組裝的射頻芯片轉(zhuǎn)移到印刷好的標(biāo)簽上。在這兩種情況下，無(wú)論他們使用的插入設(shè)備是非常成熟的名牌產(chǎn)品還是自己組裝的加工機(jī)器，都容易產(chǎn)生靜電。

    卷筒紙印刷機(jī)和紙制品加工機(jī)械是最易產(chǎn)生靜電荷的， 在空氣干燥的情況下，對(duì)于薄膜材料(高絕緣體)靜電釋放是最高的，所以對(duì)于卷筒紙印刷機(jī)，在其上安裝靜電消除器非常重要，它能保持相對(duì)的電離平衡，而且也能夠中和在特定條件下(速度，材料種類等等)應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生的電荷。

    4 RFID 與條形碼的區(qū)別

    從概念上來(lái)說(shuō)， 兩者很相似， 目的都是快速準(zhǔn)確地確認(rèn)追蹤目標(biāo)物體。主要區(qū)別如下：有無(wú)寫(xiě)入信息或更新內(nèi)存的能力。條形碼的內(nèi)存不能更改。射頻標(biāo)簽不像條形碼， 它特有的辨識(shí)器不能被復(fù)制。射頻標(biāo)簽的作用不僅僅局限于視野之內(nèi)，因?yàn)樾畔⑹怯蔁o(wú)線電波傳輸， 而條形碼必須在視野之內(nèi)。由于條形碼成本較低， 有完善的標(biāo)準(zhǔn)體系， 已在全球廣為應(yīng)用，所以已經(jīng)被普遍接受，從總體來(lái)看， 射頻技術(shù)只被局限在有限的市場(chǎng)份額之內(nèi)。

    射頻技術(shù)與條形碼是兩種不同的技術(shù)， 有不同的適用范圍，有時(shí)會(huì)有重疊。兩者之間最大的區(qū)別是：條形碼是“可視技術(shù)”，掃描儀在人的指導(dǎo)下工作， 只能接收它視野范圍內(nèi)的條形碼。相比之下，射頻識(shí)別不要求看見(jiàn)目標(biāo)，只要在接受器的作用范圍內(nèi)就可以被讀取。條形碼本身還具有其他缺點(diǎn)， 如果標(biāo)簽被劃破，污染或是脫落，掃描儀就無(wú)法辨認(rèn)目標(biāo)。條形碼只能識(shí)別生產(chǎn)者和產(chǎn)品， 并不能辨認(rèn)具體的商品，貼在所有同一種產(chǎn)品包裝上的條形碼都一樣，無(wú)法辨認(rèn)哪些產(chǎn)品先過(guò)期。而射頻標(biāo)簽的芯片內(nèi)存有該產(chǎn)品的詳細(xì)信息： 產(chǎn)品的名稱、產(chǎn)地、材料、批次、生產(chǎn)日期， 以及產(chǎn)品有效等信息。

RFID與條形碼相比優(yōu)勢(shì)非常明顯：

    ·不需要光源， 甚至可以透過(guò)外部材料讀取數(shù)據(jù)：

    ·使用壽命長(zhǎng)， 能在惡劣環(huán)境下工作；

    ·能夠輕易嵌入或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上；

    ·讀取距離更遠(yuǎn)：

    ·可以寫(xiě)入及存取數(shù)據(jù)， 寫(xiě)入時(shí)間相比打印條形碼更少：

    ·標(biāo)簽的內(nèi)容可做動(dòng)態(tài)改變；

    ·能夠同時(shí)處理多個(gè)標(biāo)簽；

    ·標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存取有密碼保護(hù)，安全性更高；

    ·可以對(duì)RFID標(biāo)簽所附著的物體進(jìn)行追蹤定位。

    有分析指出，該技術(shù)可節(jié)省人力及自動(dòng)控制庫(kù)存，也可改善商品斷貨及因盜竊或供應(yīng)鏈被搞亂引起的商品損耗問(wèn)題，估計(jì)每年可為沃爾瑪節(jié)省83．5億美元。

    5 RFID 的應(yīng)用

    1)在零售業(yè)中， 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的運(yùn)用使得數(shù)以萬(wàn)計(jì)的商品種類、價(jià)格、產(chǎn)地、批次、貨架、庫(kù)存、銷售等各環(huán)節(jié)被管理得井然有序；

    2)采用車輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，使得路橋、停車場(chǎng)等收費(fèi)場(chǎng)所避免了車輛排隊(duì)通關(guān)現(xiàn)象，減少了時(shí)間浪費(fèi)，從而極大地提高了交通運(yùn)輸效率及交通運(yùn)輸設(shè)施的通行能力；

    3)在粉塵、污染、寒冷、炎熱等惡劣環(huán)境中，遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用改善了卡車司機(jī)必須下車辦理手續(xù)的不便；

    4)在公交車的運(yùn)行管理中，自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)準(zhǔn)確地記錄著車輛在沿線各站點(diǎn)的到發(fā)站時(shí)刻， 為車輛調(diào)度及全程運(yùn)行管理提供實(shí)時(shí)可靠的信息。

    6 RFID 的市場(chǎng)進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)

    RFID 是一個(gè)不斷進(jìn)化的標(biāo)簽市場(chǎng)， 每天發(fā)生的改變都會(huì)影響RFID 的發(fā)展。新的GEN2芯片技術(shù)， 新的導(dǎo)電油墨技術(shù)，新的RFID使用理念和我們不斷縮小的全球市場(chǎng)對(duì)這個(gè)變化的市場(chǎng)都有影響。

    盡管RFID 標(biāo)簽具有以上種種優(yōu)點(diǎn)， 但對(duì)于是否投資RFID標(biāo)簽仍存在許多不能回答的問(wèn)題，如：

    在全球使用RFID 標(biāo)簽?zāi)艹蔀楝F(xiàn)實(shí)嗎?

    相對(duì)于市場(chǎng)滲透和需求，什么時(shí)候RFID標(biāo)簽的價(jià)格才能被人們所接受?

    什么時(shí)候投資RFID 標(biāo)簽市場(chǎng)才是最好時(shí)機(jī)? 什么時(shí)候投資會(huì)太晚?

    對(duì)于我們的顧客什么才是最好的技術(shù)， 或者說(shuō)我投資的這個(gè)技術(shù)適合我的顧客需求嗎7我的投資能及時(shí)地得到回報(bào)嗎？

    RFID標(biāo)簽尚未普及的因素式多方面的，其最大障礙就是成本， 現(xiàn)在每張RFID 標(biāo)簽的價(jià)格是0．25美元，量少的話，每張需0．5～0．75美元， 對(duì)比一年前每張1美元， 價(jià)格下調(diào)不少， 高價(jià)位產(chǎn)品如電器、音像等產(chǎn)品尚可承擔(dān)0．5美元的標(biāo)簽成本，但低價(jià)位商品， 如：紙巾、牙刷等日用品也貼上標(biāo)簽的話， 勢(shì)必提高整體成本，最終削弱產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。所以，對(duì)大多數(shù)消費(fèi)品而言，成本仍是過(guò)高。

    有人士認(rèn)為，一旦RFID也能像電腦一樣普及，那成本自然會(huì)降低，但電腦與RFID不一樣，電腦有很多品牌，百花齊放，品牌的競(jìng)爭(zhēng)必會(huì)驅(qū)使價(jià)格下調(diào)，但目前擁有RFID芯片的制造技術(shù)的供應(yīng)商， 寥寥可數(shù)，全世界也只有五六家， 如供應(yīng)商不降價(jià)， 標(biāo)簽價(jià)格自然不可能下調(diào)。

    另外，RFID 也有自己的天敵， 如遇金屬、電波干擾等情況， 無(wú)線電波無(wú)法輕易穿透金屬， 以至閱讀器無(wú)法解讀電子標(biāo)簽的有關(guān)資料。試想， 在超市里， 有多少產(chǎn)品是不含金屬的呢?

    此外， 由于RFID設(shè)備目前制定的標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，故硬件設(shè)備問(wèn)的兼容仍有問(wèn)題。

    所以， 有專家預(yù)測(cè)，在未來(lái)10年內(nèi)，RFID均不能發(fā)展至成熟階段，在未來(lái)20-25年里， 電子標(biāo)簽與條形碼還會(huì)長(zhǎng)期并存。