RFID--值得期待

作者：欧姆龙自动化(中国)统辖集团汽车行业项目组 李超

欢迎访问e展厅 展厅 6 数据采集/无线通讯展厅 通讯卡, 数据采集卡, 无线通讯模块, 远程监控系统, RFID, 信号隔离器, 转换器... 尽管目前RFID领域里还存在着一些问题，但RFID仍然是一项绝对值得期待的技术。据ABI估计，到2008年，RFID电子标签、阅读器和相关软件与服务的销售额有可能达30亿美元之巨。 RFID的技术组成 RFID是一种采用射频技术的非接触式自动识别技术，其工作原理是：标签进入感应区域后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（即Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（即Active Tag，有源标签或主动标签）, 阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。 一套完整的RFID系统主要由标签、天线和控制器组成，而一套完整的RFID应用方案则是由RFID系统、系统控制设备和信息层软件构成的，其相关的技术分为基础、控制和应用三个层面。 基础层面主要解决RFID系统内部的信息交换问题，其中包括标签芯片的设计、加工及封装工艺，天线与标签的作用原理，控制器的编码方式以及控制器与天线间的通信方法等。可以说，这个层次是RFID系统应用的基础与支撑。标签根据是否需要电源可以分为有源和无源两种，其中有源标签一般体积比较大，但是可以支持比较长的感应距离，而无源标签一般则体积小，适合于作用距离比较近的场合。另外，根据不同的用途，还有耐高温、薄膜式等各种特殊用途的标签。天线和标签的作用方式则有电磁耦合、电磁感应、微波和光学等若干种，它们有不同的频率，通信速度和通信距离，可以满足不同的用途。 控制层面主要解决不同环境下RFID系统与上层控制系统的信息交换问题。这个层面在工业使用环境下尤其常见，而在商业用途中，由于可以直接实现应用层软件与RFID系统的通信，所以并不是必需的。在工业使用环境下，如汽车制造业中，往往是多种控制系统并存，它们为了各自特定的目的一起协调工作。在引进RFID系统后，某些控制系统需要读取RFID系统提供的相关信息来进行工作，并需要将新的加工信息追加到RFID系统当中去，这就需要实现控制系统与RFID系统之间的通信问题，而这就是本层面的核心课题。目前流行的解决方法是双方同时提供某种标准接口（如DeviceNet、ProfiBus等）进行通信，或者利用RFID系统提供的通信指令，通过串口通信的方式来实现。 应用层面也可以称为信息层，主要利用后台软件完成对信息的进一步分析、判断与处理，包括数据跟踪、数据挖掘和信息分析、处理及共享等内容，这也是RFID技术跃升为所谓的“物联网”的重要前提之一。由于可以对标签内的信息进行重新写入，因此RFID不再是一个静态固定的货物标识，而是反映了货物与货主之间的互动关系，并且RFID的互动作用又使得RFID与企业和社会之间能够保持联系。从这个意义上讲，RFID代表了现代工业社会对物资生产、运输、销售到消费的全方位信息处理及服务过程。 应用前景 射频识别技术在国外发展很快，RFID产品种类很多，欧姆龙、德州仪器、摩托罗拉等世界著名厂家都在生产RFID产品，并且各有特点，自成系列。我国在这方面起步较晚，但经过几年的努力，也已经开发出了自主知识产权的产品。 RFID技术在传感器网络方面的应用被美国《商业周刊》评为“将掀起新产业浪潮的未来四大高技术”之一。ABI估计，到2008年，RFID电子标签、阅读器和相关软件与服务的销售额有可能达30亿美元之巨。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。 RFID技术现在正逐渐被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交运管理、防伪等众多领域，甚至在军事中也开始应用。 标准之争 尽管应用前景美好，但目前RFID的应用仍然面临着一些问题和困难，其中的几个关键问题主要包括成本、标准和应用技术，尤其是标准问题。 成本是RFID推广应用的“瓶颈”之一，因为目前电子标签的价格相对条码标签而言仍然相对较高，即使RFID系统大规模应用后，电子标签价格能够降到5美分左右，但如果加上阅读器及后端软件系统，RFID系统的投入相对条形码系统仍然要高得多，这是影响RFID技术推广的重要因素之一。但是随着加工工艺的不断完善以及市场的不断扩大，电子标签的成本正在不断下降，而且，与条形码标签相比，因为电子标签可以重复使用上百万次之久，所以尽管单个比较电子标签成本要高出很多，但是从长期投资来看，条形码标签只能甘拜下风。 标准之争就是利益之争，甚至可以说是国家利益之争。标准的确定不仅仅依赖于技术层面问题的解决，更依赖于各方面力量的协调。到目前为止，各个RFID企业所采用的大多是专有技术，所使用的频率、编码、存储规则以及数据格式等都不尽相同。阅读器和标签不能通用，企业与企业之间就无法顺利进行数据交换与协同工作，从而把RFID技术的应用范围局限在了某个企业的内部，这就为RFID系统的大规模应用以及推广设置了较大的障碍。 目前RFID主要存在两个技术标准阵营，一个是总部设在美国麻省理工学院的Auto-ID Center，另一个是日本的Ubiquitous ID Center（UID）。前者的领导组织是美国的EPC（电子产品代码）环球协会，旗下有沃尔玛集团、英国Tesco等100多家欧美的零售流通企业，同时有IBM、微软、飞利浦、Auto-ID Lab等公司提供技术研究为其提供支持；后者则主要是由日系的厂商组成，有日本电子生产厂商、信息企业和印刷公司等，总计有将近400家企业。 日本UID标准和欧美的EPC标准在使用无线频段、信息位数和应用领域等存在诸多差异。例如日本的RFID采用的频段为2.45 GHz和13.56 MHz，欧美的EPC标准采用UHF频段（902 MHz～928 MHz）；日本的电子标签的信息位数为128位，EPC标准的位数为96位；日本的电子标签标准可用于库存管理、信息发送与接收以及产品和零部件的跟踪管理等，EPC标准侧重于物流管理、库存管理等方面的应用。 由于两大阵营得到了不同的厂商支持，因而国际标准采纳何种标准，势必会影响各个厂商的市场占有率及行业中的发言权，进而影响整个产业链中各个环节的互动作用。在RFID的规模应用进程中，如何协调各大厂商之间的利益关系，如何将分裂的各个厂家顺利有序地纳入到统一的技术规范中，肯定要比解决单纯的技术问题复杂得多。 RFID的技术问题在短时间内是不易取得突破的，但是和前面的成本问题和标准问题相比，它又是最容易突破的，比如标签的制作工艺、射频传输距离、读出数据识别率、中间件、设备小型化等方面，前期的工作都已经打下了一定的基础。应该说，现在的资金投入已经可以取得回报了。 中国的标准 面对国际两大标准组织互不兼容的对抗局面，中国也开始着手制定自己的RFID标准。如何让国家标准与未来的国际标准相互兼容，从而让贴着中国RFID标签的产品顺利地在世界范围中流通，是当前重要而急切需要解决的问题。另外一层意义还在于，中国这个被称为“未来的全球制造业中心”的制造大国，其关于RFID决策的一举一动也必定会影响国际标准的未来走向。 目前中国电子标签国家标准工作组正在考虑制定中国的RFID标准，包括RFID技术本身的标准，如芯片、天线、频率等方面的标准，还有RFID的各种应用标准，如RFID在物流、身份识别、交通收费等各领域的应用标准（如编码和编号规则）。最近有消息指出，该标准组将向国家标准委员会提交 RFID 国家标准的第二稿，预示着中国RFID 标准出台在即。尽管随后该传言被国内有关方面否认，但不管其真实性如何，这一系列传言的出台，都意味着一场大关于RFID标准的“狂风暴雨”即将来临。 光明的未来 不论是产品技术还是系统应用，实际上它们之间的关系都是环环相扣的。推动产业的全面发展需要考虑很多方面，就像科技部马颂德副部长在大连国家半导体照明工程产业化基地授牌仪式上所说："与传统产业相比，世界各国在新型产业技术上的差距不大，重要的是协调发展问题，因为任何一个环节的停滞都会影响整个产业的发展。"我们在进一步研究RFID相关技术、推动RFID行业应用的同时，更要加强对RFID产业布局的关注。尽管目前在RFID领域里还存在着各种各样的问题，还有很多工作需要努力，但是目前的种种迹象都仍然表明——RFID系统一定有着光明的未来！ 相关信息 汽车工业中的RFID 尽管近来整个汽车行业面临着市场饱和、利润下降等诸多压力，但中国仍然是众多国际知名汽车厂商角逐的焦点，丰田公司也不例外。 2004年9月6日，由广州汽车集团与丰田公司共同投资的“广州丰田汽车有限公司”正式成立，投资总额38.21亿人民币，起步生产能力为10万辆/年，计划于2006年上半年投产，并希望能在2010年占取中国10%的市场。丰田公司之所以仍然有信心在竞争日趋激烈的中国汽车市场作出如此大的举措，有相当一部分原因是出自对自己生产效率的信心，而这其中离不开RFID系统的帮助——新建广州丰田工厂的总装线和发动机装配线均采用了欧姆龙的RFID系统，使生产的自动化程度、准确率和生产效率大大提高。 RFID的商业化运行 在商业方面，RFID早已成为一个出现频率非常高的字眼。早在2003年底，全球最大的连锁超市集团——美国沃尔玛公司就要求其100家最大的供货商于2005年1月1日前在商品包装上必须使用RFID标签，其余的8万多家供货商最迟也要在2006年1月1日前采用该技术。从历史上看，条形码技术正是由沃尔玛等全球连锁超市推动发展起来的，所以此举很可能又是 RFID在商业物流中的应用即将普及并取代条形码技术主流地位的一个征兆。 与此同时，IBM、Intel及Microsoft等业界巨头厂商也纷纷宣布发展RFID技术，国际上的许多相关组织机构以及各国政府也积极制定相关的标准和政策。在RFID的应用技术研究方面，IBM公司目前已与沃尔玛、宝洁、百事可乐等公司进行合作，执行RFID技术的导入。这些似乎一致表明，RFID技术的商业应用已经进入了实用化、快速发展的阶段。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/27/2005)