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RFID在務實中演進

作者:計算機世界網(wǎng)
日期:2008-04-08 14:23:22
摘要:盡管RFID并未如媒體熱炒的那樣迅速普及,但在芯片、讀寫器、天線、標簽封裝、服務軟件等環(huán)節(jié)的關鍵技術上都取得了扎實的進展,產(chǎn)品也進一步向小型化、實用化、低成本、規(guī)?;较虬l(fā)展, RFID應用正在無聲無息地成長。

  盡管RFID并未如媒體熱炒的那樣迅速普及,但在芯片、讀寫器、天線、標簽封裝、服務軟件等環(huán)節(jié)的關鍵技術上都取得了扎實的進展,產(chǎn)品也進一步向小型化、實用化、低成本、規(guī)?;较虬l(fā)展, RFID應用正在無聲無息地成長。 

  射頻識別(RFID)是一種非接觸的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù),并通過后臺網(wǎng)絡使得物品跟蹤和信息共享可以在更大范圍乃至全球范圍進行。經(jīng)過多年的發(fā)展,RFID技術在芯片、讀寫器、天線、標簽封裝、服務軟件等環(huán)節(jié)的關鍵技術上都取得了扎實的進展,RFID產(chǎn)品進一步向小型化、實用化、低成本、規(guī)?;确较虬l(fā)展。 

  超高頻RFID芯片集成度提高 

  超高頻RFID芯片集成度正在提高,在讀寫距離、存儲容量、成本、工藝等方面均有提升,面向特殊用途的芯片、與傳感器集成的芯片、讀寫器集成芯片已走向市場。一些國際知名芯片公司(如美國德州儀器、德國西門子等)從技術方面加大新型RFID芯片的研發(fā)力度,不斷更新原有產(chǎn)品和技術儲備,豐富了產(chǎn)品線,也滿足了用戶的多樣性需求; 日本富士通推出了專門用于衣物的柔性標簽,RFID印刷標簽FPcode還在2007年獲得UID中心認證; 三星電子研制成功手機RFID芯片,可以方便地植入到PDA或手機等移動設備里。 

  新一代標簽蓬勃發(fā)展 

  去年EPC G2標簽的大量面市,迅速地推動和占領了RFID應用市場。此外,面向特殊應用的電子標簽也紛紛面世。比如大容量的UHF無源電子標簽可以滿足生產(chǎn)和流通過程中的大量信息錄入,具有較大的市場前景。日本富士通基于其獨有的FRAM(鐵電存儲器)技術在存取速度和容量上的優(yōu)勢,開發(fā)出世界上首枚 64KByte大容量RFID電子標簽,并成功應用于航空應用。通過使用該電子標簽,可以對跨國家、跨企業(yè)流動的大量的飛機零部件及安裝信息進行跟蹤管理。 

  此外,美國醫(yī)療指導協(xié)會(AMDA)也在開展一項研究,測試VeriChip公司的可植入人體的玻璃標簽,完善對病人的照護。為了降低電子標簽成本,RFID標簽設計及制作工藝也一直在尋找新的途徑,如近年來開始研究的一種有機RFID標簽技術,預期有望將RFID標簽成本降低10倍。2007年德國有機電子大會(OEC-07)宣布其已經(jīng)成功地在其大會票證上采用了PolyIC公司的印刷式有機 RFID標簽。 

  讀寫器功能增強 

  2007年超高頻RFID 讀寫器向低功耗、低成本、一體化、模塊化的方向發(fā)展。如基于軟件無線電技術開發(fā)的支持多協(xié)議、多頻率的讀寫器與針對我國840MHz~845MHz頻段開發(fā)的中國版UHF讀寫器已經(jīng)面世。各廠家還推出了功能進一步增強的讀寫器小型設備和手持設備,集成了條碼掃描功能、嵌入式中間件,還增強了同其他基礎設施的兼容性等。在產(chǎn)品性能上,無論是設備可靠性,還是有效讀/寫率,都有了進一步提高,一些工業(yè)級讀寫器已能在非??量痰膼毫迎h(huán)境中使用。最重要的也是使用者最為關心的是,隨著超高頻讀寫器集成芯片的推出,讀寫器價格將逐步降低到現(xiàn)有水平的一半甚至更低。 

  Intel 公司于去年3月推出了Gen2讀寫器芯片R1000,其高度集成化、成本低、體積小、功耗低,能同時支持從短距離的手持讀寫器到遠距離的門禁式讀寫器等廣泛的應用。這個芯片的問世將大幅降低讀寫器開發(fā)的門檻和成本?;谶@款讀寫器芯片來開發(fā)各種超高頻讀寫器產(chǎn)品,預計將對國內(nèi)讀寫器市場產(chǎn)生較大影響。目前已有一些國內(nèi)廠家瞄準這一商機,推出了利用該款讀寫器芯片開發(fā)的讀寫器產(chǎn)品,如深圳先施和綿陽九洲。 


  攜手移動通信 

  RFID技術與移動通信領域的結合更加緊密,這也將成為RFID業(yè)務應用的下一個亮點。近場通信(NFC)技術是對非接觸技術與近距無線射頻識別(RFID)技術的發(fā)展   
與創(chuàng)新,該技術的發(fā)展將使手機成為一種安全、便捷、快速、普適的移動支付、移動驗證和票務工具。   

  2007 年意法半導體宣布成功在單一的芯片上實現(xiàn)了近場通信的讀取、處理和存儲功能。該公司推出的ST21NFCA系統(tǒng)芯片,擁有標準的NFC讀取功能,芯片可同時作為讀寫器和標簽,可用于手機或其他設備的集成。2007年,諾基亞還推出了全球第一款全面集成NFC技術的商業(yè)手機6131iNFC,并啟動了全球首例集成了公交卡的NFC手機應用。2007年11月27日,日本推出首款全球通用的NFC手機,該手機可在全球所有PayPass受理點進行手機支付。 PayPass手機支付環(huán)境測試將在今年第2季度展開。 

  新印制方法降低成本 

  電子標簽正向輕、薄、小的方向發(fā)展,對標簽制作提出了更高要求,電子標簽天線和標簽芯片之間必須有足夠好的匹配。采用印刷的方式來制作導電天線,可以降低 RFID標簽制作成本,成為近年來的熱點技術,并已取得一定突破。包裝材料制造商Pliant與RFID技術提供商PowerID合作開發(fā)了一種 RFID伸縮膜,可用于快速判斷貨品是否被動過手腳或損壞過。伸縮膜也稱包裝膜,通常被用來將一系列小貨箱包裹起來,形成一個統(tǒng)一的、較大的裝載包,如貨盤。RFID伸縮膜原型于2007年1月推出,預計于2008年第二季度正式上市。在封裝設備方面,提高封裝設備柔性成為技術趨勢,使封裝生產(chǎn)線能更好地適應多種標簽產(chǎn)品的封裝。 

  為了更廣泛地推廣、應用RFID標簽,一些新的RFID標簽印刷技術及器材被不斷開發(fā)出來,如使用導電油墨(conductive-ink)來印刷RFID標簽天線。印刷天線目前最有效的做法是采用絲網(wǎng)印刷的方式,為達到一定的印刷精度,印刷出來的導線和電路元件必須符合電路的要求,導線不能印得太寬,印刷厚度要非常均勻。近年來,除了采用絲網(wǎng)印刷方式,導電油墨印刷還擴展到膠印、柔性版印刷、凹印等更新的技術,這樣可以大大提高標簽的制作效率,有效降低制作成本。2007年韓國開發(fā)了使用噴墨打印制造工藝生產(chǎn)的RFID電子標簽,與原先制造成本相比下降了十分之一,每個標簽的價格降至4美分左右(約合0.3元人民幣)。目前市場上多數(shù)使用網(wǎng)印電子標簽和蝕刻天線,圖文電鍍工藝生產(chǎn)超高頻電子標簽天線是最近剛出現(xiàn)的生產(chǎn)技術,值得進一步關注。 

  RFID中間件有新突破 

  RFID 中間件作為溝通硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的橋梁,成為RFID應用中一項極為重要的核心技術。中間件的架構設計向著以面向服務架構為基礎的趨勢發(fā)展,為使用者提供靈活擴展的框架,支持組件升級和快速集成新的RFID讀寫器。中間件的構件化、兼容性、擴展性逐步增強,適用于中小企業(yè)的RFID應用推出的輕量級、低成本中間件和可重構中間件可以根據(jù)不同的應用需求靈活地配置中間件功能,為企業(yè)提供更彈性靈活的服務。 

  一些國際知名的軟件廠商紛紛在其現(xiàn)有產(chǎn)品上增加RFID模塊,支持RFID應用。企業(yè)只需在其原有產(chǎn)品基礎上進行升級,就可以快速利用RFID技術來加強供應鏈管理的透明度。微軟公司在2007年9月正式發(fā)布了新一代的BizTalk企業(yè)級產(chǎn)品—BizTalk Server 2006 R2。它與其他微軟產(chǎn)品能夠無縫結合,可方便地將RFID集成到企業(yè)已有的基于微軟產(chǎn)品的應用系統(tǒng)中。2007年7月,西門子推出新型RFID中間件 SIMATIC RF-MANAGER,可為西門子超高頻RFID讀寫器系列產(chǎn)品SIMATIC RF600 提供從標簽數(shù)據(jù)采集層到企業(yè)應用層(ERP 和MES)的一體化軟件解決方案,使讀寫器的管理更加快捷簡單。 

  信息化網(wǎng)絡體系逐漸完善 

  通過構建RFID信息網(wǎng)絡體系,可以使RFID信息在信息系統(tǒng)內(nèi)部使用,進而通過信息系統(tǒng)與社會的其他環(huán)節(jié)進行有效的交流與控制。國際上, EPC global提出了物聯(lián)網(wǎng)架構,日本UID Center提出了泛在計算體系,我國和其他一些國家也在研究相應的RFID信息基礎設施(我國稱之為RFID公共服務體系)。這些基礎設施的建設以及它們之間的接口標準成為目前RFID全球應用急需解決的關鍵問題。 

  2007年EPCglobal對其技術體系進行了完善,4月正式發(fā)布了EPC信息服務(EPCIS)標準。EPCIS通過一套標準的接口,為產(chǎn)品和服務生命周期的每個階段提供可靠、安全的數(shù)據(jù)交換,幫助EPC技術的用戶在貿(mào)易伙伴間的信息共享。9月EPCglobal通過了其體系架構的最終版The EPCglobal Architecture Framework (Final Version 1.2)。隨著RFID技術的應用普及以及與傳感器網(wǎng)絡等技術的融合應用,RFID將在人們的日常生活中扮演越來越重要的角色,將推出各種創(chuàng)新服務模式,構成無所不在的社會化信息服務網(wǎng)絡。 

  由于RFID系統(tǒng)涉及到標簽、讀寫器、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等多個對象,其安全性問題也顯得較為復雜,包括標簽安全、網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全和保護隱私等方面。RFID后端系統(tǒng)所連接的大量廠商數(shù)據(jù)庫可能引發(fā)的商業(yè)信息安全問題,尤其是消費者的信息隱私權,已越來越受到重視。針對RFID 的安全隱私問題,目前國內(nèi)外開展了很多旨在加強RFID安全隱私保護的研究,并提出了一系列的措施,如Hash鎖、“屏蔽”功能、加密算法等。美國TI公司與Certicom合作,利用其Elliptic Curve Cryptography技術,提升新一代RFID系統(tǒng)的安全性能,還專門為政府和安全部門最新開發(fā)了RF360智能IC平臺。歐洲委員會2008年2月發(fā)布了RFID隱私保護法規(guī)草案,重點針對在RFID應用過程中如何保護數(shù)據(jù)與人身隱私安全的問題,目前正在收集RFID企業(yè)和民眾的建議和意見。 

  應用向縱深發(fā)展 

  RFID 與RTLS(實時定位系統(tǒng))、GPS、傳感器和其他無線技術結合,將使RFID技術具有更強大的生命力和更加廣闊的應用空間。2007年RFID與其他技術的融合進一步加強,正在朝著構建一個無所不在、能被人們隨時感知的社會化“傳感網(wǎng)絡”的方向邁進。如用RFID融合傳感技術實時監(jiān)控食品質(zhì)量、追蹤供應流程; 基于RFID的機器人定位技術,有效地增強了機器人的感知能力。 

  當前,RFID技術的演進為應用和產(chǎn)業(yè)下一輪發(fā)展奠定了基礎。我們期待2008年RFID技術和應用取得新的突破性進展,使這項技術向更廣泛的應用領域普及,深入到人們的生產(chǎn)生活當中,隨時隨地地發(fā)揮其“使能”(enabling)作用。 

鏈接一 

  全球RFID市場平穩(wěn)發(fā)展 

  英國印刷電子及有機電子市場研究和咨詢機構IDTechEx日前發(fā)表對2008年全球RFID市場的發(fā)展趨勢報告。報告顯示,2008年全球RFID市場將平穩(wěn)發(fā)展。 

  2008年全球 RFID市場規(guī)模將從去年的 49.3億美元上升到 52.9億美元,這個數(shù)字覆蓋了 RFID市場的方方面面,包括標簽、閱讀器、其他基礎設施、軟件和服務等。  

  RFID卡和卡相關基礎設備將占今年市場的 57.3%,達30.3億美元。來自金融、安防行業(yè)的應用,如非接觸支付、門禁控制將推動 RFID卡類市場的增長。  

  全球標簽使用數(shù)將達到 21.6億個,2007年為 17.4億個,而2006年僅為 10.2億個。  

  在所有 21.6億個標簽使用量中,強制性的貨盤和貨箱貼標應用的標簽將為 3.25億個,即占總量的 15%。 IDTechEx也指出,除零售商強制要求應用外,零售業(yè)標簽的總體應用量都呈上升趨勢。英國零售商 Marks & Spencer至今已采用了 1億個標簽。  

  動物貼標應用快速增長,特別是中國和澳大利亞、新西蘭等國家。IDTechEx預測今年動物貼標應用將消費 900萬個標簽。  

  智能紙質(zhì)標簽是最主要的標簽應用形式,占標簽總數(shù)的 62.4%。這個比例在接下來 10年內(nèi)還會不斷增長,IDTechEx預測到2018年,RFID紙質(zhì)標簽將占標簽總數(shù)的 99.1%。 

鏈接二 

  國內(nèi)RFID測試起步 

  RFID測試對于RFID技術導入和應用部署非常關鍵,各國家和地區(qū)都在積極開展測試技術研究、測試中心建設。RFID測試包括三方面的內(nèi)容: 國家強制性測試、一致性測試、性能測試。 

  目前,測試工作在穩(wěn)步發(fā)展,聯(lián)合開展測試成為一大特點。2007年EPCglobal在全球進行單品級標簽試驗,包括在北美進行DVD標簽的整體供應鏈試驗,在澳大利亞進行M&E行業(yè)的RFID標簽試驗,通過測試研究利用RFID技術管理庫存等。整個試驗工作分為3個步驟: 生產(chǎn)制造(應用標簽)、零售(讀取標簽)、數(shù)據(jù)分析(為行業(yè)提供有關建議)。 

  我國也成立了多個檢測中心、應用方案中心以推進RFID測試工作。國家“863計劃”對此專門給予了支持。2008年3月1日,第一屆中國無線射頻識別基準測試論壇暨備忘協(xié)議簽訂儀式在香港科技大學召開。本次會議以“中國無線射頻識別基準測試方法與標準的展望”為主題,邀請了來自內(nèi)地與香港地區(qū)重要的RFID測試機構、行業(yè)組織和企業(yè)代表近百人參與討論和交流。來自香港科技大學、中科院自動化所、北京郵電大學、中國電子標準化研究所、山東省標準化研究院、國家電子標簽產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心等十一家單位的代表還共同簽署了諒解備忘錄,希望通過建立中國RFID測試實驗室和組織之間的協(xié)作和交流本領域相關的創(chuàng)意、技術和所擁有的能力,共同推動RFID的應用。