RFID近兩年成為一個新鮮名詞頻繁出現(xiàn),本文從現(xiàn)代識別技術(shù)不斷發(fā)展的角度,分析RFID日漸成為識別技術(shù)領(lǐng)域關(guān)注焦點的原因,并通過RFID基礎(chǔ)知識和廣泛的應(yīng)用介紹,來分析面對RFID技術(shù)的快速發(fā)展,如何理性看待并掌握它,如何運用RFID技術(shù)來創(chuàng)造價值,實現(xiàn)投資效益的最大化。\r\n
現(xiàn)代識別技術(shù)的分類\r\n
條碼技術(shù)\r\n 條碼技術(shù)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代,它是在計算機技術(shù)與信息技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門集編碼、印刷、識別、數(shù)據(jù)采集和處理于一身的識別技術(shù)。條碼技術(shù)的核心內(nèi)容是利用光電掃描設(shè)備識讀條碼符號,從而實現(xiàn)機器的自動識別,并快速準(zhǔn)確地將信息錄入到計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,以達(dá)到自動化管理的目的。\r\n條碼則是由一組按規(guī)則排列的條、空及其對應(yīng)字符組成的表示一定信息的符號。不同的碼制,條碼符號的組成 規(guī)則不同。目前,較常用的碼制有EAN條碼、UPC條碼、二五條碼、交插二五條碼、庫德巴條碼、九三條碼、 128條碼等。\r\n
生物識別技術(shù)\r\n 生物識別技術(shù)始于70年代中期,生物識別技術(shù)是利用人體生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)。對生物特征進(jìn)行取樣,提取其唯一的特征并且轉(zhuǎn)化成數(shù)字代碼,并進(jìn)一步將這些代碼組成特征模板,人們同識別系統(tǒng)交互進(jìn)行身份認(rèn)證時,識別系統(tǒng)獲取其特征并與數(shù)據(jù)可中的特征模板進(jìn)行比對,以確定是否匹配。 \r\n基于生物特征,人們已經(jīng)發(fā)展了手形識別、指紋識別、面部識別、發(fā)音識別、虹膜識別、簽名識別等多種類別的識分類識別技術(shù)。目前人體特征識別技術(shù)市場上占有率最高的是指紋機和手形機,這兩種識別方式也是目前技術(shù)發(fā)展中相對成熟的。\r\n
智能卡識別\r\n 智能卡已經(jīng)深入到社會的各個角落,如:就餐卡、消費卡、信譽卡、交通卡、GSM卡等等。智能卡上的芯片處理能力也正以每年30~50%的速度提高,日新月異的卡片加密技術(shù)可保證卡上的數(shù)據(jù)隱私。電子商務(wù)的資金流的各支付環(huán)節(jié)也在采用智能卡這一支付手段。由電子錢包(e-wallet)、電子通道、電子銀行(e-bank)、認(rèn)證機構(gòu)所組成的網(wǎng)上支付系統(tǒng)中,智能卡提供支付方案、提供在終端與網(wǎng)絡(luò)上的可靠標(biāo)識,對銀行、電信公司和電子商務(wù)中其他主體間的資金流動,成為一種必然的交割機制。\r\n
RFID與EPC\r\n 無線電技術(shù)在自動識別領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)稱為射頻識別技術(shù),即RFID(Radio Frequency Identification)。RFID并不是新技術(shù),早在二戰(zhàn)時它就被美軍用于戰(zhàn)爭中識別自家和盟軍的飛機。射頻技術(shù)是對條碼技術(shù)的改革和發(fā)展,回避了條碼技術(shù)的一些局限性,解決了生物識別系統(tǒng)中處理效率緩慢,操作不便的實際問題;拓展了傳統(tǒng)智能卡單條信息、近距離處理的特定使用領(lǐng)域,快速、防沖撞讀取標(biāo)簽信息,奠定了大量信息的存儲、改寫和遠(yuǎn)距離的識別基礎(chǔ)。近年來在物流、交通運輸、安全認(rèn)證、身份識別等行業(yè)的人員識別等應(yīng)用方面顯現(xiàn)出優(yōu)越的應(yīng)用前景。\r\nEPC(Electronic Product Code)是最近幾年國際最新發(fā)展起來的一種全球統(tǒng)一標(biāo)識體系。它不同于條形碼的是將原來“對同一類物品的編碼”改變?yōu)椤皩γ恳患锲返木幋a”?;诨ヂ?lián)網(wǎng)和RFID技術(shù)的EPC系統(tǒng),將構(gòu)造一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的"物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)"。\r\nRFID/EPC在現(xiàn)代物流和供應(yīng)鏈管理中將帶來不可替代的好處,這一技術(shù)的出現(xiàn),將會使在此之前這一領(lǐng)域所有技術(shù)相形見絀。\r\n\r\n
射頻識別技術(shù)及特點\r\n 射頻識別技術(shù)(RFID)是自動識別技術(shù)的一種,即通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信對目標(biāo)加以識別。一個典型的RFID系統(tǒng)一般由RFID標(biāo)簽、讀寫器以及計算機系統(tǒng)等部分組成。其中RFID標(biāo)簽中一般保存有約定格式的編碼數(shù)據(jù),用以唯一標(biāo)識標(biāo)簽所附著的物體。\r\n射頻識別技術(shù)依其采用的頻率不同可分為低頻系統(tǒng)和高頻系統(tǒng)兩大類;根據(jù)電子標(biāo)簽內(nèi)的有源與否,可分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)兩大類;從電子標(biāo)簽內(nèi)保存的信息注入方式,又可將其分成集成電路固化式、現(xiàn)場有線改寫式和現(xiàn)場無線改寫式三大類。\r\n讀寫器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號;當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器工作場時,其天線產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而RFID標(biāo)簽獲得能量被激活并向讀寫器發(fā)送出自身編碼等信息;讀寫器接收到來自標(biāo)簽的載波信號,對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼后送至計算機主機進(jìn)行處理;計算機系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該標(biāo)簽的合法性,針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制,發(fā)出指令信號;RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)解調(diào)部分從接收到的射頻脈沖中解調(diào)出數(shù)據(jù)并送到控制邏輯,\r\n控制邏輯接收指令完成存儲、發(fā)送數(shù)據(jù)或其他操作。\r\n\r\n \r\n與傳統(tǒng)的識別方式相比,RFID技術(shù)無需直接接觸、無需光學(xué)可視、無需人工干預(yù)即可完成信息輸入和處理,且操作方便快捷,能夠廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、物流、交通、運輸、醫(yī)療、防偽、跟蹤、設(shè)備和資產(chǎn)管理等需要收集和處理數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域,并被認(rèn)為是條形碼標(biāo)簽的未來替代品。 \r\n\r\n
包羅萬象的RFID應(yīng)用\r\n 按照工作頻率的不同,RFID系統(tǒng)可以分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波等不同種類。每一種頻率都有它的特點,被用在不同的領(lǐng)域。\r\n·低頻系統(tǒng):低頻系統(tǒng)典型工作頻率有125KHz和133KHz。低頻標(biāo)簽一般為無源標(biāo)簽,其工作能量通過電感耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。低頻標(biāo)簽的閱讀距離一般情況下小于1米。低頻標(biāo)簽的典型應(yīng)用有:動物識別、容器識別、工具識別、電子閉鎖防盜(帶有內(nèi)置應(yīng)答器的汽車鑰匙)等;\r\n·高頻系統(tǒng):高頻系統(tǒng)典型工作頻率為13.56MHz。該頻段的射頻標(biāo)簽一般也采用無源為主,其工作能量同低頻標(biāo)簽一樣,也是通過電感(磁)耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。閱讀距離一般情況下在1米左右。其標(biāo)簽由于可方便地做成卡狀,廣泛應(yīng)用于電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜(電子遙控門鎖控制器)、小區(qū)物業(yè)管理、大廈門禁系統(tǒng)等。中國HF頻段方面的設(shè)計技術(shù)接近國際先進(jìn)水平,并已經(jīng)自主開發(fā)出符合ISO14443 Type A、Type B和ISO15693標(biāo)準(zhǔn)的RFID芯片,并成功地應(yīng)用于交通“一卡通”和第二代身份證等項目中;\r\n·超高頻系統(tǒng):超高頻系統(tǒng)其典型工作頻率有433.92MHz、862(902)MHz~928MHz、2.45GHz、5.8GHz。相應(yīng)的射頻識別系統(tǒng)閱讀距離一般大于1m,典型情況為4~6m,最大可達(dá)10m以上。閱讀器天線一般均為定向天線,只有在閱讀器天線定向波束范圍內(nèi)的射頻標(biāo)簽才可以被讀/寫,多標(biāo)簽識讀功能是系統(tǒng)的一個重要特征。超高頻標(biāo)簽主要用于鐵路車輛自動識別、集裝箱識別,還可用于公路車輛識別與自動收費系統(tǒng)中; \r\n·微波系統(tǒng):微波系統(tǒng)比較成功的產(chǎn)品相對集中在902MHz~928MHz工作頻段上。微波射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存儲容量一般限定在2Kbits以內(nèi),其主要功能在于標(biāo)識物品并完成無接觸的識別過程。典型的數(shù)據(jù)容量指標(biāo)有:1Kbits、128Bits、64Bits等。由Auto-ID Center制定的產(chǎn)品電子代碼EPC的容量為90Bits。微波射頻標(biāo)簽的典型應(yīng)用包括移動車輛識別、電子閉鎖防盜(電子遙控門鎖控制器)、醫(yī)療科研等行業(yè)。 \r\n 不同頻率的標(biāo)簽有不同的特點,例如低頻標(biāo)簽比超高頻標(biāo)簽便宜,節(jié)省能量,穿透廢金屬物體力強,工作頻率不受無線電頻率管制約束,最適合用于含水成分較高的物體,如水果等;超高頻作用范圍廣,傳送數(shù)據(jù)速度快,但是比較耗能,穿透力較弱,作業(yè)區(qū)域不能有太多干擾,適用于監(jiān)測港口、倉儲等物流領(lǐng)域的物品;而高頻標(biāo)簽屬中短距識別,讀寫速度也居中,產(chǎn)品價格也相對便宜,如應(yīng)用在電子票證“一卡通”上。 \r\n\r\n
正確面對RFID熱潮\r\n 從市場營銷角度來看,企業(yè)不會為了單純追求技術(shù)的先進(jìn)而投資,企業(yè)的任何投入都要求足夠的回報,對于RFID也是同樣。作為專業(yè)從事RFID 技術(shù)推廣應(yīng)用的公司,我們更多認(rèn)真研究的是如何運用RFID技術(shù)為企業(yè)創(chuàng)造價值,實現(xiàn)投資效益的最大化。\r\nRFID基于無線電載波通信技術(shù),設(shè)備與標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)連接看不見、摸不著,存在許多不確定性因素,周圍環(huán)境因素對系統(tǒng)的影響更大、更復(fù)雜,使用同樣的產(chǎn)品很可能因為系統(tǒng)實施者技術(shù)水平的差別,存在成功或失敗的兩種可能。\r\n
RFID項目實施過程 \r\n RFID系統(tǒng)實施的完整過程需要經(jīng)過以下步驟:1)用戶業(yè)務(wù)分析;2)流程設(shè)計與重組;3)現(xiàn)場環(huán)境測試與應(yīng)用模式確定;4)天線與標(biāo)簽 選型與設(shè)計;5)應(yīng)用軟件的設(shè)計與開發(fā);6)硬件及系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā); 7)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計;8)軟硬件安裝;9)與現(xiàn)有系統(tǒng)集成及連接測試;10)人員培訓(xùn);11)軟硬件維護(hù)與支持。 \r\n
需要注意的環(huán)節(jié)\r\n 現(xiàn)場環(huán)境測試與應(yīng)用模式確定、天線與標(biāo)簽選型與設(shè)計工作的好壞將直接影響到系統(tǒng)的最終性能。首先需要根據(jù)規(guī)劃確定的業(yè)務(wù)流程,選擇確定RFID的使用模式,然后,對實施現(xiàn)場環(huán)境開展測試,掌握實施現(xiàn)場電磁場環(huán)境的實際情況,分析其可能對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響以及影響的強度。在以上工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開展標(biāo)簽和天線的選型,以及天線布置方案的設(shè)計工作。 \r\n 此外,要考慮使用環(huán)境條件對標(biāo)簽封裝形式、尺寸的限制,包括外界電磁場因素的影響、標(biāo)簽附著物的材質(zhì)對標(biāo)簽性能的影響,以及標(biāo)簽與讀寫設(shè)備之間的配合關(guān)系等等。不僅要選擇適當(dāng)數(shù)量、技術(shù)指標(biāo)和類型的天線,還要將這些天線恰當(dāng)?shù)卮钆洳贾貌拍鼙WC標(biāo)簽的識讀效果。必要時,還有可能針對應(yīng)用的特殊需求,專門設(shè)計開發(fā)特制的設(shè)備。 \r\n RFID系統(tǒng)必不可少的還有中間件軟件,其作用主要包括兩個方面:其一, 操縱控制RFID讀寫設(shè)備按照預(yù)定的方式工作,保證不同讀寫設(shè)備之間 很好地配合協(xié)調(diào);其二,按照一定的規(guī)則篩選過濾數(shù)據(jù),篩除絕大部分冗余數(shù)據(jù),將真正有效的數(shù)據(jù)傳送給后臺的信息系統(tǒng)。\r\n
風(fēng)險的合理規(guī)避\r\n 現(xiàn)階段,為了合理規(guī)避風(fēng)險,RFID項目應(yīng)用實施的過程可以遵循以下三個步驟:\r\n第一步,企業(yè)在決定實施RFID之前,首先要認(rèn)清RFID,明確RFID跟公司的長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略是否相吻合,避免盲目屈從。\r\n第二步工作是測試。一旦企業(yè)對RFID有了科學(xué)的評估,就可以考慮實施了,這時候最重要的工作是選擇合適的合作伙伴進(jìn)行小范圍的測試。\r\n第三步是全面實施。為了規(guī)避風(fēng)險,RFID計劃肯定會是逐步地展開。\r\n\r\n
現(xiàn)階段射頻識別的成熟應(yīng)用\r\n
人員與資產(chǎn)安全管理\r\n 傳統(tǒng)的門禁產(chǎn)品主要集中在低頻(125KHz&134KHz),產(chǎn)品類型主要是磁條、條形碼和125KHz感應(yīng)系統(tǒng),讀取速度慢,無法存儲數(shù)據(jù),不適合同時讀取多條信息,且沒有讀寫功能。ID技術(shù)的第二次浪潮已經(jīng)達(dá)到13.56MHz,它獨特的安全特性使得非接觸式智能卡難以被復(fù)制,同時它可以存儲多種不同應(yīng)用的數(shù)據(jù),ISO15693協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)更是兼顧檢測距離和穿透性識別的優(yōu)勢,同時識別多條標(biāo)簽信息,提高了信息處理的效率。\r\n傳統(tǒng)的門禁系統(tǒng)面臨新的升級,人員的管理需要延伸到人員所攜帶物品的管理,市場對信息化管理的要求越來越高,人們需要明確“什么人”在“某一確定的時間”做了“怎樣的事情”。這無疑使得低頻的門禁市場逐漸衰退,更高的安全機制、更遠(yuǎn)的檢測距離,同時識別多張標(biāo)簽信息的高頻門禁系統(tǒng)成為市場需求的趨勢。\r\n此外,市場上各種類型的重要會議逐漸走向數(shù)字化的管理模式,高效的簽到管理、安全檢測、智能身份識別是趨勢所向,各級人大會議的遠(yuǎn)距離簽到管理需求和應(yīng)用,直接推動了通道式人員和資產(chǎn)管理系統(tǒng)的概念深入人心,同時,各級政府部門和大中型企事業(yè)會議的簽到及考勤系統(tǒng)也可以通過應(yīng)用高頻遠(yuǎn)距離識別系統(tǒng),進(jìn)行會議信息的采集和人員身份的核驗等。\r\n
物流供應(yīng)鏈管理\r\n 隨著RFID技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)以及成本的降低,未來幾年內(nèi)RFID技術(shù)主要以供應(yīng)鏈的應(yīng)用為贏利的主體,全球開放的市場將為RFID帶來巨大的商機。簡單來講,從采購、倉儲、生產(chǎn)、包裝、卸載、流通加工、配送、銷售到服務(wù),這些是供應(yīng)鏈上的業(yè)務(wù)流程和環(huán)節(jié)。在供應(yīng)鏈運轉(zhuǎn)時,企業(yè)必須隨時實地、精確的掌握供應(yīng)鏈上的商流、物流、信息和資金的流向,才能夠使企業(yè)發(fā)揮出最大的效率和效益。但實際上,物體在流動的過程中各種環(huán)節(jié)處于松散的狀況,商流、物流、信息和資金常常隨著時間和位置的變化而變化,使企業(yè)對這四種流的控制能力大大下降,從而產(chǎn)生失誤造成不必要的損失。RFID技術(shù)正是可以有效解決供應(yīng)鏈上各項業(yè)務(wù)運作資料的輸入與輸出、業(yè)務(wù)過程的控制與跟蹤,以及減少出錯率等難題的一種技術(shù)。\r\n據(jù)Deloitte研究中心的分析和預(yù)測,從2006年開始,供應(yīng)鏈將成為推動RFID的主要產(chǎn)業(yè),而且每年都在高速成長,事實上,供應(yīng)鏈的每一個環(huán)節(jié)加入RFID之后,就會變得更加順暢。\r\n
工業(yè)自動化應(yīng)用\r\n 隨著工業(yè)自動化程度的不斷發(fā)展提高,中國要保持原有世界工場的優(yōu)勢,必然面臨持續(xù)不斷的提高生產(chǎn)效率、降低成本的現(xiàn)實問題,珠三角及長江三角洲大量制造企業(yè)存在著大量潛在的需求。\r\n RFID技術(shù)天然適于提高生產(chǎn)效率,通過讀寫器非接觸讀寫、標(biāo)簽可反復(fù)擦寫等特性,完成原始的生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時、精確的采集和上傳,解決了目前制造業(yè)的諸多難題:如作業(yè)流水線(或產(chǎn)品裝配線)工序復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大,管理困難,不能實時跟蹤生產(chǎn)過程,進(jìn)而無法達(dá)到連通各個獨立的系統(tǒng)有效作業(yè),不能實時掌握生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù),甚至無法靈活調(diào)配生產(chǎn)任務(wù),不能從根本上節(jié)約企業(yè)運作成本,提高生產(chǎn)效率等等。\r\n目前市面上已經(jīng)推出一款應(yīng)用于工業(yè)流水線進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、控制、跟蹤管理的可編程RFID智能數(shù)據(jù)終端機。通過上位機軟件可方便地實現(xiàn)對工序步驟及工序結(jié)構(gòu)的編程處理,根據(jù)生產(chǎn)流水線的流程控制,實時顯示數(shù)據(jù)信息并可自動提示操作步驟,同時還可外接閱讀器及條碼機設(shè)備,滿足了企業(yè)原有的管理系統(tǒng)所應(yīng)用技術(shù)的合理過渡。\r\n
小結(jié)\r\n當(dāng)然,現(xiàn)階段RFID的發(fā)展也面臨一些障礙,包括頻段標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)簽成本、隱私問題等。其中最主要的是RFID標(biāo)簽的價格。但是,標(biāo)簽價格將隨著技術(shù)的發(fā)展及生產(chǎn)規(guī)模的擴大而得以解決,隱私問題則需要各個國家通過立法對用戶的隱私權(quán)加以保護(hù)來逐步解決;各國的RFID應(yīng)用必將推動相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生。RFID技術(shù)所獨有的優(yōu)勢,最終將在全球形成一個巨大的產(chǎn)業(yè),值得各個領(lǐng)域加以關(guān)注。\r\n\r\n
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