射頻識(shí)別RFIDRadio Frequency Identification,即指應(yīng)用射頻識(shí)別信號(hào)對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行識(shí)別,是非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)識(shí)別工作無須人工干預(yù)可工作于各種惡劣環(huán)境。
RFID無線射頻識(shí)別系統(tǒng)被視為本世紀(jì)最重要的前十大技術(shù)之一,但是此技術(shù)存在已久,早在第二次世界大戰(zhàn)期間,軍方為了把敵人和自己人的飛機(jī)區(qū)分開來,就曾用到了這種RFID技術(shù);從20世紀(jì)70年代開始,美國聯(lián)邦政府就開始在核材料上貼上這種標(biāo)簽,以便跟蹤它們的下落;20世紀(jì)80年代,一些商業(yè)公司的倉庫也開始用它來確定集裝箱的位置;隨著時(shí)間的推移和RFID成本的降低,到1997年前后RFID技術(shù)才真正開始擺脫傳統(tǒng)的角色而被更多的行業(yè)廣泛采用。但直到Wal-Mart要求其百大供貨商必須全面將商品貼上RFID電子標(biāo)簽后,一場RFID的風(fēng)暴才就此展開。
1 RFID的原理和特性
最簡單的RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽Tag解讀器Reader和天線Antenna三部分組成,在實(shí)際應(yīng)用中,還需要其他硬件和軟件的支持其工作原理并不復(fù)雜:標(biāo)簽進(jìn)入磁場后,接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào),憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息,或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào);解讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。
①電子標(biāo)簽Tag,即射頻卡
它是RFID系統(tǒng)的真正的載體?被裝置于被識(shí)別的物體上,存儲(chǔ)著一定格式的電子數(shù)據(jù),即關(guān)于此物體的詳細(xì)信息?每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼,相當(dāng)于條形碼技術(shù)中的條形碼符號(hào),但不同的是必須能夠自動(dòng)或半自動(dòng)地把存儲(chǔ)的信息發(fā)射出去?電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽芯片組成?標(biāo)簽芯片是具有無線收發(fā)功能和存儲(chǔ)功能的單片系統(tǒng)S0C,其中存儲(chǔ)有約定格式的編碼數(shù)據(jù),用來唯一標(biāo)識(shí)所附著的物體?它是射頻識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體,具有智能讀寫及加密通信的能力。
②解讀器(Reader)
解讀器是負(fù)責(zé)讀取或?qū)懭霕?biāo)簽信息的設(shè)備，它能夠自動(dòng)以無接觸的方式讀取電子標(biāo)簽所存儲(chǔ)的電子數(shù)據(jù),是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。解讀器與電子標(biāo)簽之間存在著通信協(xié)議,彼此互傳信息。每當(dāng)黏附有電子標(biāo)簽的物體通過它的讀取范圍時(shí),就向標(biāo)簽發(fā)射無線電波,然后標(biāo)簽回送自身儲(chǔ)存的物體信息,整個(gè)過程是非接觸式的。典型的解讀器包含有控制模塊，射頻模塊，接口模塊以及解讀器天線。此外,許多解讀器還有附加的接口RS232?RS485以太網(wǎng)接口等,以便將獲得的數(shù)據(jù)傳給應(yīng)用系統(tǒng)或從應(yīng)用系統(tǒng)接收命令。
③天線Antenna
天線在電子標(biāo)簽和解讀器間傳遞射頻信號(hào)，解讀器上連接的天線一般做成門框形式,放在被測物品進(jìn)出的通道口,它一方面給無源的電子標(biāo)簽發(fā)射無線電信號(hào)提供電能以激活電子標(biāo)簽;另一方面也接收電子標(biāo)簽上發(fā)出的信息，在每個(gè)電子標(biāo)簽上也有自己的微形天線,用于和解讀器進(jìn)行通訊。
2 RFID的優(yōu)點(diǎn)
與條形碼相比,RFID技術(shù)有不同的適用范圍，從概念上來說,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，兩者之間最大的區(qū)別是條形碼是“可視技術(shù)”,而RFID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線電波傳輸,數(shù)據(jù)的讀取無需光源甚至可以透過外包裝來進(jìn)行，除此之外,RFID技術(shù)與傳統(tǒng)的條形碼比起來,還具有識(shí)別速度快，數(shù)據(jù)容量大，使用壽命長，應(yīng)用范圍廣，標(biāo)簽數(shù)據(jù)可動(dòng)態(tài)更改，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)通信等優(yōu)點(diǎn)。
3 RFID標(biāo)簽在包裝防偽上的應(yīng)用
RFID技術(shù)可以應(yīng)用在零售業(yè)的付帳系paymentSystem想想在大賣場或是超市,最令人頭疼的莫過于結(jié)賬了,但是將RFID標(biāo)簽附在單項(xiàng)貨品上,消費(fèi)者可以大步流星推著購物車穿越RFID閱讀機(jī)后即可走出賣場,無需將貨品從購物車中一一取出,不需要任何條碼掃描,總價(jià)幾乎會(huì)立刻顯示在屏幕上，該技術(shù)還可以運(yùn)用在供應(yīng)鏈管理,幫助零售業(yè)者改善存貨管理,增加營運(yùn)效率。將RFID標(biāo)簽附在貨箱上,進(jìn)貨物關(guān)口裝設(shè)閱讀機(jī),便可自動(dòng)辨識(shí)進(jìn)貨的種類及數(shù)量,并可即時(shí)將此資訊傳到資料庫更新，此外利用RFID標(biāo)簽,可以更容易監(jiān)控貨架上的存貨水平,以便及時(shí)補(bǔ)貨。
但是RFID應(yīng)用領(lǐng)域絕非僅限于此,它的另一個(gè)智慧之處在于它的超強(qiáng)防盜功能,如果顧客在賣場里偷竊帶有RFID標(biāo)簽的商品,RFID標(biāo)簽就會(huì)自動(dòng)提醒保安?同時(shí),一旦RFID標(biāo)簽自然損壞,安全傳感器也會(huì)告知并非顧客入店行竊。
當(dāng)然,該技術(shù)最大的應(yīng)用當(dāng)數(shù)包裝的防偽領(lǐng)域,RFID技術(shù)可以有效地解決日益猖獗的產(chǎn)品防冒偽造現(xiàn)象。
在RFID防偽應(yīng)用中,常用的就是服裝防偽 服裝制造商將自己特有的RFID讀寫標(biāo)簽與生產(chǎn)出來的服裝同時(shí)放在紙箱中,每個(gè)紙箱都有自己獨(dú)有的ID碼。當(dāng)生產(chǎn)完畢至運(yùn)送流程時(shí),每個(gè)紙箱通過一個(gè)RFID標(biāo)簽閱讀器,所有紙箱的信息都會(huì)被讀取并傳輸?shù)絇C機(jī)里PC軟件系統(tǒng)將讀取到的實(shí)際信息與該紙箱的計(jì)劃運(yùn)送物品相比較后得出是否放行的判斷,同時(shí),如果紙箱放行,紙箱的ID號(hào)將會(huì)被寫入到每張標(biāo)簽的內(nèi)存并鎖定。
RFID技術(shù)也有助于葡萄酒業(yè)產(chǎn)品的偽造問題,今天,隨著葡萄酒生產(chǎn)商和銷售商逐漸將目光投向射頻識(shí)別技術(shù),這種神奇的液體除了浪漫之外,似乎又增添了幾分“智慧”另外,葡萄酒制造商在不斷尋找新途徑推廣他們的產(chǎn)品,在五彩繽紛的包裝營銷中,RFID將逐漸成為新寵,在實(shí)現(xiàn)追蹤功能的同時(shí),還有助于提高消費(fèi)供應(yīng)鏈的產(chǎn)品安全,并且對(duì)于長期糾纏葡萄酒業(yè)的產(chǎn)品偽造問題,RFID對(duì)之也大有裨益。
除此以外,藥品、證件、票務(wù)、物流等諸多方面也受到了該防偽技術(shù)的青睞,不過防偽原理大致相同:將商品識(shí)別號(hào)(ID)寫在RFID芯片中,這個(gè)ID在生產(chǎn)，銷售等所有環(huán)節(jié)中是唯一的,芯片被制作成電子標(biāo)簽,電子標(biāo)簽被附加在商品上,使它成為商品不可分割的一部分，當(dāng)電子標(biāo)簽“被迫”與商品分離時(shí),商品的“完整性”被破壞,商品被認(rèn)為已被“消費(fèi)”,防偽結(jié)束。在上述環(huán)節(jié)中,通過各種技術(shù)手段保證此ID驗(yàn)證過程是不可偽造和篡改的?如果驗(yàn)證機(jī)制被偽造,則會(huì)出現(xiàn)偽造的商品;如果驗(yàn)證過程被篡改,則導(dǎo)致真品被“證偽”從而擾亂市場?這樣,在商品從生產(chǎn)，流通到消費(fèi)的全過程中,都只有一個(gè)被唯一ID標(biāo)識(shí)的擁有唯一驗(yàn)證手段的商品存在,從而達(dá)到防偽的目的。
4 RFID技術(shù)不斷得到優(yōu)化
RFID技術(shù),受到應(yīng)用需求驅(qū)動(dòng)的同時(shí)又反過來極大地促進(jìn)了應(yīng)用需求的擴(kuò)展。從技術(shù)角度說,RFID技術(shù)的發(fā)展得益于多項(xiàng)技術(shù)的綜合發(fā)展,所涉及的關(guān)鍵技術(shù)大致包括:芯片技術(shù)，天線技術(shù)，無線收發(fā)技術(shù)，數(shù)據(jù)變換與編碼技術(shù)，電磁傳播特性。
①RFID電子標(biāo)簽方面,電子標(biāo)簽芯片所需的功耗更低,無源標(biāo)簽，半無源標(biāo)簽技術(shù)更趨成熟，其作用距離將更遠(yuǎn),無線可讀寫性能也將更加完善,并且能夠適合高速移動(dòng)的物體識(shí)別,識(shí)別速度也將更快,具有快速多標(biāo)簽讀寫功能,一致性更好，與此同時(shí),在強(qiáng)場下的保護(hù)能力也會(huì)更加完善，智能性更強(qiáng)，成本更低。
②RFID解讀器方面,多功能讀寫器,包括與條形碼識(shí)別集成，無限數(shù)據(jù)傳輸?脫機(jī)工作等功能將被更多地應(yīng)用。讀寫器會(huì)朝著小型化、便攜式、嵌入式、模塊化方向發(fā)展,成本將更加廉價(jià),應(yīng)用范圍更加廣泛。
③RFID天線方面,經(jīng)過美國麥安迪德州儀器等十幾家公司5年的合作和開發(fā),在麥安迪柔性版印刷機(jī)上實(shí)現(xiàn)了印刷天線和封裝的聯(lián)線生產(chǎn),完全商業(yè)化,在北美已經(jīng)有十幾條線在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，用印刷導(dǎo)電油墨代替腐蝕銅天線的方法和聯(lián)線封裝,不但降低了RFID智能標(biāo)簽成本,同時(shí)為將來高效和大量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ),因此RFID標(biāo)簽在未來的發(fā)展有著巨大的空間。
④RFID系統(tǒng)種類方面,低頻近距離系統(tǒng)將具有更高的智能，安全特性;高頻遠(yuǎn)距離系統(tǒng)性能將更加完善,成本更低;2.45GHz和5.8GHz系統(tǒng)也將更加完善;無芯片系統(tǒng)逐漸得到應(yīng)用。
⑤RFID標(biāo)準(zhǔn)化方面,與RFID標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的基礎(chǔ)性能研究更加深入、成熟;最終形成并發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)為更多的企業(yè)所接受;不同的制造商生產(chǎn)系統(tǒng)，模塊可替代性更好?更為普及?射頻識(shí)別技術(shù)在未來的發(fā)展中,在結(jié)合其他高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)單一識(shí)別向多功能識(shí)別方向發(fā)展的同時(shí),將與現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)一道共同實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)跨行業(yè)應(yīng)用。
5 RFID技術(shù)市場展望
沃爾瑪公司在RFID應(yīng)用中的示范效應(yīng)功不可沒,該公司最近已經(jīng)要求前100家大供貨商所有運(yùn)到主要集散工廠的產(chǎn)品都要配有RFID標(biāo)識(shí);同樣,也要求所有運(yùn)到各個(gè)經(jīng)銷點(diǎn)的產(chǎn)品也都要用RFID標(biāo)識(shí)。沃爾瑪?shù)囊谎砸恍卸紩?huì)引得整個(gè)世界為之矚目,其他世界知名的大型連鎖零售企業(yè)也紛紛跟進(jìn)，其實(shí)早在沃爾瑪公司宣布全面使用RFID技術(shù)之前,2003年4月,德國最大的零售商麥德龍Metro就在萊茵伯格建立了一家“未來超市”FutureStore,并利用低成本的RFID標(biāo)識(shí)貨物，德國麥德龍集團(tuán)于2004年11月開始大規(guī)模地?cái)U(kuò)展RFID的應(yīng)用試驗(yàn)“未來超市”。其對(duì)象將包括約100家供貨商。10個(gè)物流網(wǎng)點(diǎn),以及德國國內(nèi)大約250家分店，從供貨商交貨時(shí)開始,直至擺上柜臺(tái),將利用RFID對(duì)商品流通進(jìn)行跟蹤管理。與此同時(shí),吉列、卡夫、寶潔等大公司也加入了麥德龍RFID的測試工作。英國最大的零售企業(yè)Tesc,從2003年6月份開始,持續(xù)3個(gè)月進(jìn)行一項(xiàng)“通過一種可以感受RFID反射的智能貨架來降低RFID讀取探頭成本”的測試,每個(gè)貨架裝有多個(gè)天線和兩個(gè)RFID功能閱讀機(jī),雖然從功能上無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)讀取,但卻大大降低了成本，另外許多大應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)商如Sun、SAP、IBM、Microsoft等公司已經(jīng)看到RFID射頻識(shí)別技術(shù)的商機(jī),紛紛在其產(chǎn)品中集成RFID技術(shù)以滿足未來這方面的巨大需求。
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