RFID:等待破繭的蝴蝶
有人將RFID稱為射頻技術(shù)的二次青春,有人將其比作21世紀(jì)第一個全球性殺手級應(yīng)用,在這些溢美之詞背后,卻掩藏著RFID的些許尷尬——過高的期望和還不完全成熟的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn),以及看似龐大但卻又有些陌生的廣闊應(yīng)用空間。毛蟲還是蝴蝶,這的確是個難解的謎題。
現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
RFID產(chǎn)業(yè)鏈涉及到眾多的環(huán)節(jié),如圖1所示。目前整個RFID的產(chǎn)業(yè)鏈日趨完整,眾多IT巨頭傾注了巨大的熱情,加速推動RFID技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)程。Gartner Inc報告稱2007年 RFID標(biāo)簽市場為 9.173億美元,到2012年將增長至 35億美元,據(jù)預(yù)測2008年RFID系統(tǒng)在全球供應(yīng)鏈領(lǐng)域的市場需求將達(dá)到60億美元,2009年全球市場將猛增到100億美元。
讀寫器和標(biāo)簽是一個RFID系統(tǒng)最基本的組成部分,RFID芯片是整個自動射頻識別系統(tǒng)的基石,也是整個產(chǎn)業(yè)鏈的原點。芯片的設(shè)計并非通用,而是取決于最終的用途,在設(shè)計用于不同應(yīng)用的不同芯片過程中,必須了解架構(gòu)設(shè)計。根據(jù)實際應(yīng)用的不同,需要選擇運行的頻帶(如 900MHz的UHF)以及讀取類型(如只讀芯片具有很高的安全水平),另外還要考慮讀取信息的適用范圍和有沒有電池或視線距離限制。RFID芯片采用射頻設(shè)計技術(shù),芯片設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展趨勢是芯片尺寸盡可能減小、功耗更低,作用距離更遠(yuǎn),讀寫速度與可靠性更高,成本不斷降低。芯片技術(shù)將與應(yīng)用系統(tǒng)整體解決方案緊密結(jié)合。
芯片與天線封裝在一起就成為一個標(biāo)準(zhǔn)的RFID標(biāo)簽,封裝技術(shù)將和印刷、造紙、包裝等技術(shù)結(jié)合,導(dǎo)電油墨印制的低成本標(biāo)簽天線、低成本封裝技術(shù)將促進(jìn)RFID標(biāo)簽的大規(guī)模生產(chǎn),并成為未來一段時間內(nèi)決定產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度的關(guān)鍵因素之一。目前按照能量供給方式的不同,RFID標(biāo)簽分為有源、無源和半有源三種;按照工作頻率的不同,RFID標(biāo)簽分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波頻段(MW)的標(biāo)簽。
目前國際上RFID應(yīng)用以LF和HF標(biāo)簽產(chǎn)品為主;UHF標(biāo)簽開始規(guī)模生產(chǎn),由于其具有可遠(yuǎn)距離識別和低成本的優(yōu)勢,有望在未來五年內(nèi)成為主流;MW標(biāo)簽在部分國家已經(jīng)得到應(yīng)用。中國已掌握HF芯片的設(shè)計技術(shù),并且成功地實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,比如深圳遠(yuǎn)望谷公司已經(jīng)成功上市,同時UHF芯片也已經(jīng)完成開發(fā)。低頻RFID芯片(無源)工作在130kHz左右的頻率上,當(dāng)前的主要應(yīng)用在門禁控制、動物ID、電子鎖車架、機(jī)器控制的授權(quán)檢查等。13.56MHz系統(tǒng)將在很多工業(yè)領(lǐng)域中越來越重要,因為其具有高度的可小型化特點,在最近幾年不斷地得到改進(jìn),用來獲取貨物和產(chǎn)品信息,不過系統(tǒng)相對較慢,在某些情況下一次讀作業(yè)需要幾秒鐘的時間,不同的數(shù)據(jù)量所需的具體時間不同。根據(jù)不同的種類,ISO 15693標(biāo)準(zhǔn)類型的系統(tǒng)可以對付最大速度為0.5m/s的運動目標(biāo),能獲得高達(dá)26.48kbps的數(shù)據(jù)傳輸速度,能實現(xiàn)每秒30個對象的識別。
UHF和微波系統(tǒng)最終可以允許達(dá)到幾公尺的覆蓋距離;他們通常具有自己的電池,因此適合于例如在裝載坡道上貨盤內(nèi)的大型貨物的識別,或者甚至是在汽車廠產(chǎn)品在線的車輛底盤。這些頻率范圍的缺點是大氣濕度的負(fù)面影響,以及需要不時地或始終需要保持收發(fā)器相對于讀寫天線的方位。RFID讀寫器包含射頻收發(fā)設(shè)備和數(shù)據(jù)處理部分,該部分設(shè)計與制造的發(fā)展趨勢是讀寫器將向多功能、多接口、多制式,并向模塊化、小型化、便攜式、嵌入式方向發(fā)展。同時,多讀寫器協(xié)調(diào)與組網(wǎng)技術(shù)將成為未來發(fā)展方向之一。
隨著RFID技術(shù)不斷發(fā)展和推廣普及,參與身份證和奧運工程的國內(nèi)企業(yè)航天信息認(rèn)為,RFID技術(shù)的發(fā)展將有以下趨勢:
?、?nbsp;標(biāo)簽產(chǎn)品多樣化。未來用戶個性化需求較強,單一產(chǎn)品不能適應(yīng)未來發(fā)展和市場需求。芯片頻率、容量、天線、封裝材料等組合形成產(chǎn)品系列化,與其他高科技融合,如與傳感器、GPS、生物識別結(jié)合將由單一識別向多功能識別發(fā)展。
?、?nbsp;系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。當(dāng)RFID系統(tǒng)應(yīng)用普及到一定程度時,每件產(chǎn)品通過電子標(biāo)簽賦予身份標(biāo)識,與互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)結(jié)合將是必然趨勢,也必將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活、工作和學(xué)習(xí)方式。
?、?nbsp;系統(tǒng)的兼容性更好。隨著標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,系統(tǒng)地兼容性將會得到更好的發(fā)揮。產(chǎn)品替代性更強。
④ 與其他產(chǎn)業(yè)融合。與其他IT產(chǎn)業(yè)一樣,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)解決和突破之后,與其他產(chǎn)業(yè)如3C、三網(wǎng)等融合將形成更大的產(chǎn)業(yè)集群,并得到更加廣泛的應(yīng)用,實現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)應(yīng)用。
標(biāo)準(zhǔn)和成本是RFID面臨的最大問題
標(biāo)準(zhǔn)問題
RFID正式面世已經(jīng)有30多年,其應(yīng)用潛力受到市場重視則是近十年的事,盡管其價值受到業(yè)界的普遍肯定,但這距離大行其道的境界還相去甚遠(yuǎn),Unisys公司大中國區(qū)總監(jiān)秦峰表示,在實際應(yīng)用的層面而言,RFID可以說仍處于起步階段,只是零星的應(yīng)用在一些“對口性”特別高的行業(yè),例如物流運輸?shù)?,而擋路的大山是?biāo)準(zhǔn)和成本兩個因素。這是世界的問題,同樣也是中國的問題,易騰邁公司RFID業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理徐承東表示“中國作為目前世界上最為蓬勃的經(jīng)濟(jì)體系之一,為RFID的發(fā)展提供了肥沃的土壤,有望成為世界第三大市場。但中國RFID產(chǎn)業(yè)今后的發(fā)展并非會一帆風(fēng)順,有些市場發(fā)展瓶頸尚需解決,例如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的問題,以及市場對RFID方案的價值認(rèn)同有待進(jìn)一步提高等?!?nbsp;
到目前為止,射頻識別技術(shù)已經(jīng)具有了一些國際標(biāo)準(zhǔn)。而在我國,射頻識別技術(shù)的生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域僅有一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),還沒有國家標(biāo)準(zhǔn)。制定一個自主的國家標(biāo)準(zhǔn),并且與國際標(biāo)準(zhǔn)相互兼容,使我國的RFID產(chǎn)品能順利地在世界范圍中流通,是當(dāng)前重要而急切需要解決的問題。
RFID遇到的問題與曾經(jīng)的Smart Card的發(fā)展相近,現(xiàn)有的Smart Card因為使用不同的數(shù)據(jù)存儲格式,多年來無法一致性統(tǒng)合,只要滿足部分產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用即可,不需要全產(chǎn)業(yè)性的通遍適用。RFID應(yīng)當(dāng)盡量避免出現(xiàn)相同趨勢,特別是RFID必須因應(yīng)不同的應(yīng)用場合而有對應(yīng)的調(diào)整,調(diào)整的部分包括芯片、天線與讀取器等,光此點就比Smart Card更為復(fù)雜,Smart Card的外觀、讀取器等的一致性遠(yuǎn)較RFID為高,因此目前想讓RFID達(dá)到更高一致性才是應(yīng)該著手解決的問題。RFID技術(shù)在國際市場沒有一統(tǒng)天下的標(biāo)準(zhǔn),業(yè)界對特定應(yīng)用制訂了專用標(biāo)準(zhǔn),例如用于追蹤畜牲所使用的RFID智能卡便要求較高的數(shù)據(jù)保密水平,所以市場有多種標(biāo)準(zhǔn)并行使用。目前主流的RFID標(biāo)準(zhǔn)包括EPCglobal和ISO,中國也正著手制定其RFID標(biāo)準(zhǔn)。
成本考量
在成本方面,隨著技術(shù)日趨成熟、生產(chǎn)工藝及批量應(yīng)用達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模,各種RFID設(shè)備的價格一直在下降,徐承東預(yù)計這個趨勢在2008年將會持續(xù),就以RFID標(biāo)簽為例,EPCglobal的其中一個工作目標(biāo)是通過大批量應(yīng)用,令含硅片RFID標(biāo)簽?zāi)芙档矫總€5美分或以下的水平,業(yè)界曾普遍認(rèn)為每個5美分是一個“井噴臨界點”的價格,結(jié)果現(xiàn)在5美分的標(biāo)簽已經(jīng)達(dá)到了,這口“油井”的產(chǎn)量雖有提高,但與井噴相去甚遠(yuǎn),不久甚至每個1美分也做到了,那又如何?如果純粹用價格的角度推廣RFID技術(shù),效果肯定不理想,對大眾消費品廠商、超市等零售產(chǎn)業(yè)而言,它們要處理流通的產(chǎn)品數(shù)以百萬件,就算每個標(biāo)簽的價格只是一美分,這也是一筆非??捎^的成本!
由此可見,用價格角度作為推廣RFID方案的切入點多半是行不通的,在中國市場尤為如此。目前,RFID的其它配套方案,包括掃描儀、打印機(jī)及讀寫器等的價格也不斷下降。然而秦峰指出,“標(biāo)準(zhǔn)與成本的問題不是一時三刻便消失,至少在2008年它們還會繼續(xù)存在并帶來影響。就以成本來說,盡管RFID產(chǎn)品價格不斷下調(diào),但這不表示這就能輕易打動企業(yè)的心。目前企業(yè)對IT投入的普遍態(tài)度是‘少花錢、多做事’,無論RFID方案的價格下降幅度為何,它都會比其他傳統(tǒng)自動識別技術(shù)為高,雖然不少CIO明白RFID的價值,他們要說服管理高層作出可觀投入、改弦易轍轉(zhuǎn)用RFID方案還是不容易的?!?nbsp;
事實上,標(biāo)簽價格對于RFID市場固然非常重要,但是,并非唯一的關(guān)鍵的限制性因素。用戶應(yīng)該將RFID系統(tǒng)的建設(shè)和運行成本放在系統(tǒng)收益的背景下來權(quán)衡,也就是從投入產(chǎn)出比(ROI)的角度來判斷。中國市場的現(xiàn)實情況是,用戶對于RFID所能產(chǎn)生的價值,從數(shù)量概念上講是模糊不清的,而且往往被大大低估,與此相反,RFID的系統(tǒng)建設(shè)和運行成本卻是清晰可見,所以,大家關(guān)注和討論最多的往往是成本,對RFID的成本下降存在著過高的期待。
因此,廠商今后的策略應(yīng)該是引導(dǎo)市場進(jìn)一步了解RFID的價值,以零售產(chǎn)業(yè)為例,應(yīng)該讓它們知道,采用RFID方案后取得的經(jīng)濟(jì)效益將包括:由于能實時準(zhǔn)確地掌握商店內(nèi)的貨品情況,這使得零售商得以消除其本身的配送中心,轉(zhuǎn)為使用第三方物流供應(yīng)商的配送服務(wù),在進(jìn)一步降低缺貨現(xiàn)象發(fā)生幾率的前提下,有效降低整個供應(yīng)鏈上的存貨水平,可以大幅度減省成本;實現(xiàn)對倉儲物流作業(yè)過程的可視化監(jiān)控,將當(dāng)前大量存在的糾錯改為防止錯誤的發(fā)生是另一個節(jié)約成本的效益;此外,進(jìn)一步而言,RFID所采集的數(shù)據(jù)讓零售商可以對其業(yè)務(wù)模式及趨向更加了解,從而能作出更明智的商業(yè)決定。
應(yīng)用帶動產(chǎn)業(yè)繁榮
最終決定一個技術(shù)發(fā)展前景的是應(yīng)用,只有具有了廣泛的應(yīng)用空間,航天信息認(rèn)為RFID技術(shù)將會首先在政府主導(dǎo)的項目中應(yīng)用,之后隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟和成本的進(jìn)一步降低,逐步應(yīng)用到各行各業(yè)中,目前主要會在以下領(lǐng)域中應(yīng)用:
●高速公路收費及智能交通系統(tǒng);
●機(jī)動車自動識別與管理;
●電子票證;
●動物跟蹤和管理;
●資產(chǎn)追蹤管理。
除此之外,RFID還將在門禁管理、防偽識別、生產(chǎn)的自動化及過程控制、人員管理等領(lǐng)域得到應(yīng)用和推廣。
結(jié)語
曾經(jīng),RFID不過是風(fēng)光無限的射頻技術(shù)家族中最不起眼的一只毛毛蟲,經(jīng)過這許多年的不斷磨礪,在廣闊的應(yīng)用前景面前,RFID的前途看上去似乎開始注定異常光明。如同許多曾經(jīng)輝煌一時的技術(shù)一樣,RFID在通往成功的道路上還有著這樣那樣的問題,只有解決好了這些問題,RFID這只美麗的蝴蝶才能破繭而出,展翅高飛。
參考文獻(xiàn):
1. 國家科技部等,中國射頻識別(RFID)技術(shù)政策白皮書.
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3.陳志云,王豪才,龔關(guān)珍,姜義初,RFID電子標(biāo)簽A型卡的防碰撞模塊方案,電子產(chǎn)品世界,2005.11