無線射頻標識RFID，是近年來電子信息技術在應用方面的重要成果之一，尤其是近兩年國際標簽展會上的不斷出現，更引起了國內有關行業(yè)和企業(yè)的重視。它的發(fā)展和應用對網印界來說也是一個新的發(fā)展機遇。最近，科技部等十五部委聯(lián)合發(fā)表了"中國射頻標識(RFID)技術政策白皮書"，更為我國無線射頻標識RFID技術與產業(yè)在未來幾年的發(fā)展，提出了系統(tǒng)性指南。
 
一､RFID簡介

RFID是英文Radio Frequency Identification的縮寫，中文稱為無線射頻標識､感應卡､電子標簽､射頻標簽等，是非接觸式自動識別技術的一種。其特點如下：

1.數據的讀寫功能。RFID標簽通過讀取器，不需要直接接觸，就能讀取信息，并傳送到數據庫。它一次可以讀取多個標簽，還可將物流狀態(tài)寫入標簽，供下一段物流處理的讀取判斷之用。

2.小型化和多樣化。RFID在讀取上不受尺寸大小和形狀的限制，不需要為了讀取精確度而配合特定的紙張､固定的尺寸及印刷品質。此外，RFID標簽更可以向小型化､多樣型發(fā)展，以滿足不同類型產品的要求。

3.耐環(huán)境性好。紙張等標簽沾上臟污，就會看不清楚，丟失信息，但RFID標簽對水､油和有機溶劑及其它臟污物卻有很好的忍耐性和抗御能力，它在黑暗中和被污染的環(huán)境下，也可以讀取數據。

4.可重復使用。由于RFID為電子數據，可以反復被讀出､寫入，因此可以回收標簽，重復使用。如果是被動式標簽，不用電池就可使用，還省卻了維護保養(yǎng)的麻煩。

5.有穿透性。RFID標簽若被紙張､布料､木材､塑料等非金屬､不透明物質遮擋､包覆，信息可照樣傳輸，不受影響。

6.數據的記憶容量大。隨著社會不斷發(fā)展，未來物品所需要攜帶的信息量也越來越大，這是傳統(tǒng)標簽所無法勝任的，這種攜帶大容量信息的任務，只有RFID標簽能夠勝任。

二､基本原理

最簡單的RFID系統(tǒng)是由標簽(Tag)､讀取器(Reader，也稱為閱讀器)和天線(Antenna)三部分組成。工作時，讀取器通過天線發(fā)射無線電信號給標簽，而標簽通過自己的專用天線接收此信號，利用從信號中得到的能量，來激活啟動芯片工作。芯片啟動后就可進行讀出､寫入的數據操作。讀取器可把通過天線得到的標簽芯片中的數據，經過譯碼，送往主計算機。RFID系統(tǒng)工作的基本原理如圖1所示。

天線是標簽與讀取器收發(fā)信機之間的聯(lián)接"管道"，通過天線來控制系統(tǒng)信號的獲得與交換。根據不同的使用場合，天線被做成多種多樣。讀取器可以是手持式的，也可以是固定式的，它發(fā)出的無線電波，根據其功率和選用頻率不同，在幾厘米到幾百米甚至更遠的范圍內均有效。

RFID 標簽的核心部分是發(fā)射機的應答器(Transponder)，它能夠接收并發(fā)送信號，一般被做成低功率的集成電路，與外部的電磁波或電磁感應相互作用，產生RFID標簽工作時所需要的能量并進行數據傳輸。

發(fā)射機的應答器包括只讀存儲器(ROM)､隨機存儲器(RAM)和用于數據存儲的非易失性可編程序存儲器(Non-Volatile ProgrammableMemory)。其中，非易失性可編程序存儲器的數據存儲取決于裝置的類型與復雜性；只讀存儲器用于寄存安全數據與非易失性可編程序存儲器的操作系統(tǒng)指令；隨機存儲器則用于存儲非易失性可編程序存儲器的質詢與響應過程中的暫時數據。

三､分類

RFID標簽分類的方法很多，舉例如下：按結構分，有主動型､半主動型､被動型。被動型結構最簡單，由天線和芯片組成，其工作能量來自天線接收到的讀取器發(fā)出的電磁波信號，因而成本也最低。主動型和半主動型標簽則需要電源來獲得更高的工作頻率，或用以記錄傳感器數據的能量，這類標簽功能強大，結構復雜，成本較高。

按供電方式分，有有源卡和無源卡。有源卡是指卡內有電池提供電源，其作用距離較遠，但壽命有限，體積較大，成本也較高，且不適合在惡劣環(huán)境下工作。無源卡內無電池，它是依靠波束供電技術將接收到的射頻能量轉化為直流電源，為卡內電路供電，其作用距離比有源卡短，但壽命長，且對工作環(huán)境要求不高。

按載波頻率分，有低頻射頻卡､中頻射頻卡､高頻射頻卡。低頻射頻卡的頻率有125kHz和134.2kHz兩種，用于短距離低成本場合，如門禁控制､動物監(jiān)管､貨物跟蹤等。中頻射頻卡的頻率為13.56mHz，也用于門禁控制和需要傳送大量數據的應用系統(tǒng)。高頻射頻卡的頻率有433 mHz､915 mHz､2.45GHz､5.8GHz等，主要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，主要應用于火車監(jiān)控､高速公路收費等系統(tǒng)中。按作用距離分，有密耦合卡(作用距離小于1cm)､近耦合卡(作用距離小于15cm)､疏耦合卡(作用距離約為1m)､遠距離卡(作用距離為1~10m，甚至更遠)。

按功能來分，有只讀式和讀寫式，只讀式標簽中的數據信息不能改變，但通常可以多次讀??；而讀寫式標簽允許用戶根據需要更改已經寫入的數據信息。
            
四､與條形碼的區(qū)別

一般說來，RFID 標簽與條形碼兩者有相似之處，其目的都是要快速､準確地確認目標物體，主要區(qū)別是有無寫入信息和更新內存的能力。條形碼的內存不能更改，RFID標簽則可以寫入信息和更新內存，同時，其標簽信息是由無線電波傳輸，不僅能作用于視野之內，只要在接受器的作用范圍內，看不見的目標也能被讀?。欢鴹l形碼必須在視野之內才有作用。另外條形碼還有其它一些缺點，如標簽被劃破､污染，掃描儀就無法辨認目標，而且它只能識別生產者和產品，不能辨認具體的商品，貼在所有同一種產品包裝上的條形碼都一樣，無法辨認哪些產品先過期。目前，在成本方面，由于組成元素不同，RFID標簽比條形碼成本高。條形碼的成本就是油墨､紙張､人工；RFID標簽根據類型不同價格差別也很大，從幾美元到幾美分。即使最簡單且無內置芯片的標簽，即使對數據信息要求不高，也具有條形碼所不具備的防偽功能。

五､天線制作

天線制作對網印､標牌業(yè)者來說是最有吸引力的，因為它是我們擴大業(yè)務領域的又一片廣闊天地。無線電波的接收､發(fā)射，都少不了天線，就如煤氣､自來水輸送離不開管道一樣，無線電離不開天線。我們這里所說的天線制作，是指RFID標簽中的天線。這種天線，根據標簽的作用和設計者不同的意圖，有多種多樣，下面展示幾個例子，如圖2所示。

制作這種天線可以有多種方法，如真空鍍､削括法､沖裁法､網印銀漿､蝕刻覆銅柔性板等等。最方便可靠的辦法是后者，用制作柔性印制電路板的成熟工藝。沃爾瑪公司已經在全球沃爾瑪超市中全部采用RFID標簽，超市中幾元甚至更便宜的商品，能用柔性電路板樣的標簽嗎?問題是如何制造出質量符合要求，價格低廉，且具大批量生產能力的RFID標簽天線。以前電子元件行業(yè)都有這樣一個概念：產量過不了"億"，就無法盈利。同樣，天線也屬電子元件，沒有量的觀念是不行的。

有人認為用導電油墨印制RFID標簽是最佳途徑，這種導電油墨由導電粒子或其它特殊材料(如導電聚合物等)組成，印刷到承印物上后，可起到導線､天線和電阻的作用。這種油墨印刷在柔性或硬質承印物上，可制成印制電路，用導電油墨印刷天線，可接收RFID專用無線電信號。如今，在高速印刷中使用導電油墨來制作RFID標簽天線，優(yōu)勢突出：

1.導電效果出色

眾所周知，智能標簽是那些比傳統(tǒng)數據標簽有更強大功能的新型標簽，包括RFID標簽､顯性/隱性防偽標簽及具有指示產品狀態(tài)的傳感器標簽。在RFID標簽中，導電油墨可用于連接標簽的各組成部分，充當導線､傳感器和天線的作用。

2.降低成本

 在RFID標簽的推廣應用中，最大的問題就是成本。對一些高檔商品，1美元以內的價格，還能夠被廠商和消費者接受，因為對他們而言，RFID標簽是一種出色的跟蹤裝置，它所帶來的方便與效益更劃算。然而，對于中､低檔的日常消費品，RFID標簽的價格就不容易被接受了，誰也不愿意為了使用RFID標簽，而讓一支普通牙膏再加價0.5美元。導電油墨從兩方面節(jié)約了RFID標簽的成本，首先，從材料成本上，油墨要比沖壓或蝕刻金屬線圈的價格低；其次，從材料耗用量上說，沖壓或蝕刻要消耗大量金屬，而導電油墨印刷天線或電路速度快､材料省､成本低､效率高。

 過去，導電油墨只用絲網印刷，如今已擴展到膠印､柔性版印刷和凹印。美國富林特公司就針對RFID標簽，組建了名為Precisia LLC的新部門，專門開發(fā)導電油墨，其目的是制造低成本的RFID標簽，從而推動RFID技術的應用。它還與R.T.Circuits公司簽署了獨家授權，允許其在膠印中使用導電油墨。這是一項技術進步，促進了RFID標簽的生產和使用，特別是大型零售商，他們可以要求供貨商提供貼有RFID標簽的商品。

六､應用實例

RFID標簽作為一種智能標簽，正在被越來越多的使用者和標簽制造者所重視，但這類標簽又不同于其它標簽產品，可以完全由印刷來完成。若要利用印刷技術完成RFID標簽的加工，只能求助于新型的導電油墨。在實踐中，無論是工業(yè)､商業(yè)､物流､倉儲､服務業(yè)，在數據采集的每一個環(huán)節(jié)，都可以使用RFID標簽。RFID技術也可以作為其它數據捕獲技術的補充，以解決這些技術在實用中遇到的一些難題。對于制造商､零售商和消費者來說，RFID標簽提供了一種實時､可見的產品信息，可以幫助用戶更好地掌握商品的狀況和供應鏈上的每一個環(huán)節(jié)。

目前，國外的RFID技術主要應用于以下方面：

▲物品的電子管理，主要是服裝､零售商店的出口環(huán)節(jié)；
▲貴重物品防盜保護､非授權移動或資產管理；
▲停車場與燃油設施的進出控制管理；
▲道路､橋梁的自動收費；
▲重要機構或危險地點的人員進出控制；
▲考勤用，取代傳統(tǒng)的"打卡"；
▲用于特殊的動物飼養(yǎng)；
▲在數控機床加工中，對刀具的自動識別；
▲產品派生的識別與在柔性加工系統(tǒng)中，進行過程控制；
▲體育競賽的時間控制；
▲家庭中防盜等安全監(jiān)控；
▲車輛的防盜系統(tǒng)與監(jiān)控等。

中國鼓勵和支持在公共安全､生產管理與控制､現代物流與供應鏈管理､交通管理､國防應用､重大工程與活動等領域中優(yōu)先應用RFID技術，為其大規(guī)模廣泛應用積累經驗。我國分3個階段來發(fā)展：

第一階段為培育期(2006~2008年)。在產業(yè)化核心技術研發(fā)､標準制定等方面取得突破，通過典型行業(yè)示范應用，初步形成RFID產業(yè)鏈及良好的產業(yè)發(fā)展環(huán)境。

第二階段為成長期(2008~2012年)。擴展RFID應用領域，形成規(guī)模生產能力，建立公共服務體系，推動并形成規(guī)?；袌?，促進RFID產業(yè)持續(xù)發(fā)展。

第三階段為成熟期。整合產業(yè)鏈，適應新一代技術的發(fā)展，輻射多個應用領域，提高RFID應用效率和效益。

隨著RFID技術的不斷發(fā)展與完善，RFID標簽的使用數量也會越來越大，其價格也會逐漸降低。根據預測，RFID標簽技術將在未來2~5年逐漸開始大規(guī)模應用，到2008年RFID標簽僅在全球供應鏈領域的市場需求，就要達到40億美元。這真是一個極具吸引力的好市場，大市場。