Auto-ID中心及它的支持者正在努力開發柔性標簽和解讀器，以將硬件成本降低到RFID 可以用來追蹤單個產品的水平。并且我們也正在構建一個新型的，開放式的，全球性的網絡，這個網絡可以使公司從低成本的RFID標簽中獲益。下文，我們將更深入地詳述我們實現自動識別的關鍵要素。
電子產品碼
Auto-ID中心已經提出了一種新的電子產品碼，作為識別產品的下一代標準。我們的目標不是要取代現有的條形碼標準，我們是要為公司建立一條遷移的通路，幫助他們從現有的條形碼標準過渡到新型的電子產品碼，為了鼓勵這種發展，我們已經采用了全球貿易編碼（GTIN）的基本構架。我們不能保證電子產品碼將來會在世界范圍內廣泛應用，但我們的提議已經獲得了監管國際條形碼標準的兩大機構的支持，它們是統一編碼委員會和國際EAN組織。另外，我們還同其他國家和國際貿易團體和標準化組織有合作關系。
電子產品碼如何是工作的？
電子產品碼是一個由頭編碼和三個數據集組成的一個數字，如上圖所示。頭編碼用以識別電子產品碼的版本號，這使得以后可擴展電子產品碼為不同長度或不同的類型。第二部分是標識電子產品碼的管理者，最有可能是電子產品碼代表的產品的生產商，例如，可口可樂公司。第三部分，物品類別，指的是產品確切的類別，通常是存貨單位，如330毫升罐裝健怡可口可樂，美國。第四部分是序列號，每個商品都不相同，具體表示了我們指的是哪一罐健怡可口可樂。這使得迅速找出快要過期的產品成為可能。
電子產品碼的類別
Auto-ID中心提出了64位和96位兩種電子產品碼，最終可能還會更多。其中96位的電子產品碼是我們認為最常用的一種。我們是在確保所有產品具有獨一無二的編碼和降低標簽成本兩者之間作了權衡，從而選擇了96位。96位的電子產品碼可以為2.68億家生產商提供標識碼，每個生產商可以有1600萬個產品類別，每類可以有680億個產品序列號，足夠未來幾年世界范圍內所生產的所有產品使用。因為目前還沒有必要有那么多的序列號，所以我們提出了64位編碼作為過渡時期。較小位數的編碼在保證提供足夠的獨一無二的電子產品碼的同時，還可以保持RFID芯片的價格較低。
RFID標簽基本原理
一個RFID標簽由一個附在天線上的微芯片構成。在不同的應用場合，有不同種類的標簽，這一節我們將向大家介紹這方面的內容。使RFID能在追蹤單個商品中發揮作用的關鍵之一就是大大降低標簽的成本。本節下面部分將介紹我們如何計劃實施。
主動與被動
主動RFID標簽有一個電池，這個電池用來為微芯片的電路運轉提供電量，并向解讀器發送信號（同蜂窩電話傳送信號到基站原理相同）。被動標簽沒有電池，相反，它從解讀器獲得電能。解讀器發送電磁波，在標簽的天線中形成了電流。半主動標簽用一個電池為微芯片的運轉提供電能，但是發送信號和接受信號時卻是從解讀器處獲得能量。主動和半主
動標簽在追蹤高價值商品時非常有用，因為他們需要遠距離的掃描，比如在軌道上的列車，但這種標簽要耗費1美元或更多，這使得他不適合應用于低成本的商品上。Auto-ID中心正集中精力于被動標簽上，目前它的成本已經降至1美元以內。它們的掃描距離不像主動標簽那么遠，通常少于10英尺，而主動標簽可以達到100英尺，但它們比主動標簽便宜得多，而且不需要維護。另外，我們還研究開發出其他種類的標簽類型，在我們的系統中也可能采用它們。
讀寫與只讀
在RFID標簽中的芯片可以是讀寫或只讀的。使用讀寫芯片的話，當標簽在解讀器或查詢器的讀寫范圍內時，您可以給標簽添加信息或者覆蓋掉原有信息。讀寫標簽在一些特殊應用場合非常有用，但是因為它比只讀芯片貴得多，所以將它用于追蹤價格低廉的商品是不實際的。一些只讀微芯片包含著在生產過程中存儲的信息，在這樣的芯片上的信息永遠不能被改變。另一種方法是采用電可擦寫編程只讀存儲器，或稱EEPROM，運用特殊的電子過程，數據可以被覆蓋重寫。
Auto-ID中心說明
我們不是要創造RFID標簽，我們甚至不是要告訴供應商應生產哪種標簽。我們唯一關心的是這種標簽上包含著電子產品碼的信息，以一種開放式，標準化的方式交流信息，并且滿足一些最小的性能要求，這樣它可以在任何地點由解讀器讀取信息。然而，因為低成本標簽是我們系統的一個關鍵組成部分，我們已經在致力于芯片的設計，目的是設計出大批生產后成本約為5美分、并能在至少4英尺的范圍內讀取信息的芯片。我們開發的第一種標簽是超高頻率的，它以915MHZ的頻率工作，用的是EEPROM。這樣公司可以在商品生產和包裝時在標簽中寫入電子產品碼，但也可以利用其他存儲技術。
降低標簽的成本
RFID標簽的高成本已經成為這一技術大規模推廣的一個最大的障礙。目前，最便宜的RFID標簽大批量生產也要花費50美分。在Auto-ID中心，我們立志將每個標簽的成本降至5美分，為達到這一目標已經設計出多個策略。
簡單即最佳
在Auto-ID中心的計劃下，一個96位或者64位電子產品碼將是存儲在RFID標簽中的唯一信息。這是因為存儲量小的芯片成本低。想象一下一個單個的硅電路門——微芯片的基本組成結構，成本大約千分之一美分。Auto-ID中心成員一年生產超過5000億單位的產品，因此在標簽上每增加一個電門就要多耗費他們超過500萬美元的成本。
縮小芯片
降低被動和只讀標簽成本的一個關鍵就是所用微芯片的大小。8英寸的硅晶片的價格相對穩定，但把晶片割成小片，每一小片價格都會較低。目前，大部分晶片是用金剛石鋸切開的，這個方法可以產生最多15000塊微芯片，大小為1平放毫米。另有一種方法叫做蝕割，它能產生最多25萬塊芯片，大概每塊芯片150平方微米，或大概是人的頭發寬度的三倍。這個過程是將酸性液體倒在晶片上，然后腐蝕割開晶片。
較小的芯片比起傳統的微芯片便宜得多，但用這些芯片往往會有問題。即使使用機械機器人來處理大部分硅芯片，它也不能應付如此小的芯片。Auto-ID中心的支持者Alien科技，已經開發出一種制造工藝流程，名叫流體自組裝，將芯片裝在一個底座上，然后天線可以添加上去。因為酸性液體腐蝕硅晶片的原因，芯片有傾斜的邊。Alien構建了一種底座，有一些洞，看上去像是這些芯片的模具，然后成千上萬的微小芯片在上面流過。Alien將他們稱作”nanoblocks”，在底座上面的特殊液體中流動，有些會自動掉入相應的小洞中，剩余的會被收集并重新加以利用。底座用金屬薄片割成帶狀，以使天線可以裝配在芯片上，制成一個標簽。天線和芯片被兩個夾層夾著制成一個完整的標簽。當Alien的新的生產設備全面運轉時，它每年將生產800億芯片。其他組裝小型芯片的方法也在發展中，它們也是現有方法的改進。一種很有希望的方法是震動組裝，它是由MIT和Auto-ID中心的支持者PHILIPS半導體研究設計出來的。
新型天線
另一個構造低成本標簽的關鍵是降低天線成本。Auto-ID中心的一個支持者Rafsec，正在開發一種新型的天線，它將被用來加在Alien芯片上制作標簽，這種標簽在大批量生產下，可能耗費在5美分左右。目前，大多數RFID天線是利用酸去除銅和鋁這樣的導體金屬中的元素，再鍛造成型制成的。Rafsec是全球最大的打印紙生產商之一的芬蘭UPM-Kymmenc公司的附屬公司，它已經開創了高速電鍍技術，天線使用導體墨水繪制，然后將一層金屬印在它的頂部。利用這項技術，Rafsec在大批量生產天線的情況下，可以將天線成本控制在1美分左右，與用現有技術生產的普通天線的5到15美分的成本形成鮮明對比。另外，還有其他生產低成本天線的創新性方法正由Auto-ID中心的其他支持者開發。
硅的替代品
有幾家公司正獨立于Auto-ID中心來研究利用硅的廉價替代品生產RFID標簽的技術，甚至是純粹利用磁性的“無芯片標簽”。這種努力很可能成功，Auto-ID中心也非常支持它們。我們正在發展的這套系統不會排除這些技術或其他任何技術。我們憧憬的是這樣一個包羅萬象的世界，在這里，任何標簽，只要使用正確的語言，滿足基本的性能要求，無論硅或其他材料制作的，都能夠與任何解讀器交流信息。 利用人工聚合物或特殊晶片制作的芯片可能會比硅芯片便宜，并且它們可能有一些其它的應用方面，例如監測溫度和震動的傳感器。通過建立一個全球性的網絡，公司能夠利用它識別產品，我們也可以創造一個新的市場，在這里，這樣的革新技術將會繁榮發展起來。
對無線電波的理解
標簽利用無線電波與解讀器進行交流，在我們開始介紹解讀器工作原理之前，有必要介紹一點無線電波及其屬性的知識。無線電波是電磁波譜的一部分，而電磁波譜是一個很寬泛的定義，科學家用它來表示以波的形式發散的所有頻率的能量。在波譜的一端是低頻波，如AM收音機和海上船只通訊系統所用的無線電波。在頻率高端是X射線和伽馬射線。
政府規定
世界各國政府規定了許多電磁波譜的用途。例如，在美國，FM電臺無線電波頻率必須在88到108MHZ之間（如果您收聽91.5FM，意味著您的收音機已調頻至接受每秒重復9.15千萬次的無線電波）。利用RFID的一個問題就在于世界上各個國家已將不同的波段分作不同的用途了，ISM波段保留為工業，科學，醫療用途，除了這一特殊波段，世界上每個地方幾乎都已經沒有未經利用的波段了。這就意味著一個在某國家以915MHZ工作的標簽在另一個國家也許就不能被讀取，因為在這個國家，這個波段已被用作其他用途了。
單一頻率不能適應全部應用
即使在波譜中有一個波段在世界上任何一個國家都未被利用，通過限制RFID標簽只用這個波段，似乎能達到要求，但它仍可能產生不好的效果。因為不同頻率有不同的特征，使得他們是用于不同的應用。例如，低頻標簽比超高頻標簽貴，用的能量少而且能更好地穿越非金屬物質。它們在近距離掃描富含水分的物質是比較理想，如水果。UHF頻率通常范圍更廣，且數據傳輸率較快，不過他們耗用更多電能而且不太可能穿透物體。由于UHF頻率更具方向性，因此它們需要在標簽和解讀器間有一條清楚的通道。UHF標簽可能在掃描通過卸貨門到倉庫的貨物時效果較好。
水與金屬
許多人都知道無線電波能被水吸收，被金屬扭曲，這使得RFID在追蹤富含水分和金屬容器包裝的產品時顯得無用武之地。這一情況確實使得追蹤金屬產品或富含水分的產品成為一個大問題，但我們已經找到良好的系統設計方法和工程來克服RFID的這些缺點。這就是為什么我們的方法不限制供應商或用戶使用僅有一個頻率的系統的原因之一。我們的目標就是建立一個系統，在這個系統當中，任何標簽只要其中包含電子產品碼，用我們已經建立的基本的交流標準進行交流，它就能用來識別一個產品。
解讀器
RFID解讀器利用許多方式與標簽交互信息，近距離讀取被動標簽中信息最常用的方法就是電感式耦合。只要貼近，解讀器的盤繞的天線與標簽的盤繞的天線之間就形成了一個磁場。標簽就是利用這個磁場的能量發送返回的電磁波給解讀器。這些返回的電磁波被轉換為數據信息，就是標簽的電子產品碼。
價格合理的靈敏解讀器
目前，一個解讀器成本大約為1000美元甚至更多，而且大多數只能讀取單一頻率芯片中的信息。Auto-ID中心已經設計了靈敏解讀器的參考詳細規格說明，這種解讀器能夠讀取不同頻率芯片中的信息。通過這種途徑，公司能夠在不同的情況下利用不同種類的標簽，且不必為每一種頻率的標簽都購買一個解讀器。因為公司將需要購買許多解讀器以覆蓋他們運營的各個領域，所以解讀器價錢一定要能夠為他們所接受。我們的規格說明將使得生產商在大批量生產的情況下生產出成本大約100美元的靈敏解讀器。
避免解讀器沖突
利用RFID解讀器遇到的一個問題就是，從一個解讀器發出的信號可能與另一個覆蓋范圍重疊的解讀器發出的信號互相干擾。這種現象叫做解讀器沖突，Auto-ID中心利用一種叫做時分多路訪問（TDMA）的機制來避免沖突。簡而言之，就是解讀器被指示在不同時段讀取信息，而不是在同一時刻都試圖讀取信息，這保證了他們不會互相干擾。但是這意味著處
于兩個解讀器重疊區域的任何一個RFID標簽都將被讀取兩次信息，因此我們已經開發出了一套刪除冗余信息的系統。
避免標簽沖突
另一個解讀器遇到的問題就是在同一范圍內要讀取許多芯片的信息，當在同一時刻超過一個芯片向解讀器返回信號，這樣標簽沖突就發生了，它使解讀器不能清晰判斷信息。Auto-ID中心已經采用了一個標準化的方法來解決這個問題。解讀器只要求第一位數符合它所要求的數字的標簽回應解讀器。從本質上來講，就是，解讀器提出要求：“電子產品碼以0開頭的標簽回應解讀器。”如果超過一個標簽回應，則解讀器繼續要求：“電子產品碼以00開頭的標簽回應解讀器。” 這樣操作直到僅有一個標簽回應為止。這一過程非常迅速，一個解讀器在1秒之內可以讀取50個標簽的信息。
讀取距離
讀取信息的距離取決于解讀器的能量和解讀器與標簽用來交流的頻率。通常來講，高頻率的標簽有更大的讀取距離，但是他們需要解讀器輸出的電磁波的能量更大。一個典型的低頻標簽必須在一英尺內讀取，而一個UHF標簽可以在10到20英尺的距離內被讀取。 在某些應用情況下，讀取距離是一個需要考慮的關鍵問題，例如當列車車廂下軌道時辨別他們就需要較長的讀取距離。但是較長的讀取距離并不一定就是優點，如果你在一個足球場那么大的倉庫里有兩個解讀器，你也許知道有哪些存貨，但是解讀器不能幫你確定某一個產品的具體位置。對于供應鏈來講，最好有一個網絡型的許多解讀器在倉庫中，它們能夠準確地查明一個標簽的確切所在地點。Auto-ID中心的設計是一種在4英尺距離內可讀取標簽的靈敏解讀器。
SAVANT
如果世界上每個物品都有一個RFID標簽，那么解讀器會收集到連續不斷的電子產品碼的信息，如何管理和傳送所有這些數據是一個難題，并且為了使全球性的RFID網絡更有用，這個困難必須被克服。Auto-ID中心已經設計了一個軟件技術，名為Savant, 它將作為整個網絡的神經系統。
分布式結構
Savant不同于大多數的企業管理軟件，它不是一個拱形結構的應用程序。他是利用了一個分布式的結構，以層次化進行組織，管理數據流。Savant將被利用在商店，分銷中心，地區辦公室，工廠，甚至有可能在卡車或貨運飛機上應用。每一個層次上的Savant系統將收集、存儲和處理信息，并與其他的Savant系統進行交流。例如，一個在商店運行的Savant系統可能要通知分銷中心需要更多的產品，在分銷中心運行的Savant系統可能會通知商店的Savant系統一批貨物已于一個具體的時間出貨了。下面是Savant系統需要完成的一些任務。
數據校平
處在網絡邊緣的Savant系統，直接與解讀器進行信息交流，它們會進行數據校平。并非每個標簽每次都會被讀到，而且有時一個標簽的信息可能被讀取錯誤，利用算法，Savant系統能夠校正這些錯誤。
解讀器協調
如果從兩個有重疊區域的解讀器或的信號，它們可能讀取了同一個標簽的信息，產生了相同且多余的電子產品碼。Savant的一個任務就是分析讀取的信息并且刪掉這些冗余的產品編碼。
數據傳送
在每一層次上，Savant系統必須要決定什么樣的信息需要在供應鏈上上傳或向下傳遞。例如，在冷藏工廠的Savant系統可能只需要傳送它所儲存的商品的溫度信息就可以了。
數據存儲
現有的數據庫不能在一秒鐘內處理超過幾百條事務，因此Savant系統的另一個任務就是維護實時存儲事件數據庫(RIED)。本質上來講，系統將取得實時產生的電子產品碼并且智能地將數據存儲，以便其他企業管理應用程序有權限訪問這些信息，并且保證數據庫不會超負荷運轉。
任務管理
無論Savant系統在層次結構中所處的等級是什么，所有的Savant系統都有一套獨具特色的任務管理系統(TMS)，這個系統使得他們可以實現用戶自定義的任務進行數據管理和數據監控。例如，一個商店中的Savant系統可能通過編寫程序實現一些功能，當貨架上的產品降低到一定水平時，會給儲藏室管理員發出警報。
對象名稱服務
Auto-ID中心對于一個開放式的，全球性的追蹤物品的網絡的構想需要一些特殊的網絡結構。因為只將電子產品碼存儲在了標簽中，計算機還需要一些將電子產品碼匹配到相應商品信息的方法。這個角色就由對象名稱服務(ONS)擔當，它是一個自動的網絡服務系統，有點類似于域名解析服務(DNS),DNS是將一臺計算機定位到萬維網上的某一具體地點。 當一個解讀器讀取一個RFID標簽的信息時，電子產品碼就傳遞給了Savant系統（參看前文）。Savant系統然后再在局域網或因特網上利用對象名稱服務找到這個產品信息所存儲的位置。對象名稱服務給Savant系統指明了一個服務器、關于這個產品的文件存儲在這臺服務器上。接著這個文件就能夠在Savant系統中找到，并且在這個文件中關于這個產品的信息將會被傳遞給公司的庫存和供應鏈的應用。
特殊要求
對象名稱服務將處理比萬維網上的域名解析服務更多的請求，因此，公司需要在局域網中有一臺ONS服務器，它存取信息速度比較快。因此一個計算機生產商可能將他現在的供應商的ONS數據存儲在自己的局域網中，而不是每次一批貨物到達組裝工廠，都需要到萬維網上去尋找這個產品的信息。這個系統也會有內在的冗余。例如，當一個包含某種產品信息的服務器崩潰了，ONS將能夠引導Savant系統找到另一臺服務器，同樣存儲著這種產品的信息。
物理標示語言語言
電子產品碼識別單個的產品，但是所有關于產品有用的信息都用一種新型的標準的計算機語言物理標示語言（PML）所書寫，PML是基于為人們廣為接受的可擴展標注語言（XML）發展而來的。因為它將會成為描述所有自然物體、過程和環境的統一標準，PML的應用將會非常廣泛，并且進入到所有行業。我們的目標就是以一種簡單的語言開始，鼓勵采用新技術。PML隨著時間還會發展演變，就像互聯網的基本語言HTML一樣，它現在已經演變為比剛引入時復雜得多的一種語言了。
描述物品的標準
PML將提供一種通用的方法來描述自然物體，它將是一個廣泛的層次結構。例如，一罐可口可樂可以被描述為碳酸飲料，它屬于軟飲料的一個子類，而軟飲料又在食品大類下面。并不是所有的分類都如此的簡單，為了確保PML受到廣泛的接受，我們大量依賴于標準化組織已經做的一些工作，比如國際重量度量局，和美國國家標準和技術協會。
PML數據的種類
除了那些不會改變的產品信息（如物質成分）之外，PML將包括經常性變動的數據（動態數據）和隨時間變動的數據（時序數據）。在PML文件中的動態數據包括船運的水果的溫度，或者一個機器震動的級別。時序數據在整個物品的生命周期中，離散且間歇地變化，一個典型的例子就是物品所處的地點。通過使所有這些信息統過PML文件都可得到，公司將能夠以新的革新型的方法利用這些數據。例如，公司可以設置一個觸發器，以便當有效期將要結束時，降低產品的價格。第三方物流提供者有可能提供服務水平合同，表示貨物在運輸過程中始終保持一個恒定的溫度。
PML服務器
PML文件將被存儲在一個PML服務器上，一個專用的計算機將被配置，為其它計算機提供他們需要的文件。PML服務器將由制造商維護，并且儲存有這個制造商生產的所有商品的信息文件。
控制
一旦Auto-ID數據通過網絡與相應的PML信息連接起來，下一步最重要的問題就是在這些信息基礎上，決定下一步應該做什么，和推進運行的行動可能被影響的程度。它是否在生產階段，分銷階段，零售階段或者家庭使用階段？調節運營條件以滿足希望達到的要求就叫做控制。例如，在生產中，這可能指的就是機器人采用最優的方法，為包裝線取得最優的包裝順序。
Auto-ID中心的構想是這樣的一個世界，智能型的產品在沒有人工參與的情況下能夠和機器進行交流，因此能夠影響它被生產，移動，出售和使用的方式。例如，未來的智能型洗衣機可以讀取縫在襯衫衣領中的標簽里的信息，然后從網上得到信息，了解到這件襯衫是由精細的織物做成，因此洗衣機會調整水流的循環和決定相應肥皂的類別和用量。Auto- ID 將會促成一個新的高度分布式的智能的控制系統的產生。然而，為了達到這一天，必須要有正式的過程。
決策
當然，第一步是計算機和其他機器識別出這個物品。我們的核心技術，包括電子產品碼，對象名稱服務，物質標注語言文件等，使這成為可能。PML文件也可能包含一些關于如何洗滌這件襯衫的用法說明，或規則。但是必須有一系列的協議要遵循，以便襯衫和機器能夠有效的“交談”。例如，洗衣機有可能不能執行某一項指令，因為它沒有這種特殊的功能，或者同時有其他衣服正在洗滌。協議能夠提供一系列的步驟以得到一個決策，甚至在必要時在襯衫和機器之間提供一種“協商”。
執行
這指的是機器以適當的方式執行一系列用戶自定義的指令的能力。回憶前文，機器可能在此時要洗的不僅是一件襯衫。這里有兩種基本要素影響著控制執行的有效性，它們是物理控制和物理操作。物理控制是指在現實世界中，計算機控制硬件和執行決策所需的軟件，物理操作是指將數據指令變為真實世界的動作的部分。物理操作可以包括倉庫運輸車，工廠機器人和智能型設備。
神圣的使命
Auto-ID中心在劍橋大學的控制研究組正致力于關于控制的基本問題的研究，并且正考慮在庫存管理，生產控制，家庭使用，產品分銷等方面加入各種新穎的應用。為決策的產生和執行創建一些標準的規則、協議和指導方針，這將使軟件工程師開發出一種新型的企業管理軟件，這一軟件允許管理者設置一些基本的參數，并且使機器能夠在這些參數的基礎上自動運行。
