淺談RFID的發(fā)展與變遷

在智能制造大趨勢下，RFID作為一種非接觸式的自動識別技術，可以通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，由于RFID實施和部署成本較低，數(shù)據(jù)采集和傳輸方式十分便捷，因此受到企業(yè)越來越多的關注。相對于條形碼、磁卡、IC卡等技術，RFID的應用優(yōu)勢是可以實現(xiàn)批量處理、遠距離非接觸讀寫，數(shù)據(jù)容量大，可重復使用，對污染不敏感，適應各種復雜的工況。

隨著技術的發(fā)展，RFID早已滲透到我們生活的方方面面，各行各業(yè)，RFID已成為了生活的一部分。

RFID的發(fā)展與變遷

RFID技術誕生于二戰(zhàn)期間，最早被英國皇家空軍用于識別自家和盟軍的戰(zhàn)機。英國為了識別返航的飛機，就在盟軍的飛機上裝備了一個無線電收發(fā)器，進而當控制塔上的探詢器向返航的飛機發(fā)射一個詢問信號后，飛機上的收發(fā)器接收到這個信號后，回傳一個信號給探詢器，探詢器根據(jù)接收到的回傳信號來識別敵我。這是有記錄的第一個RFID敵我識別系統(tǒng)，也是第一個RFID的第一次實際應用。

RFID技術的發(fā)展可按10年期劃分：

1941～1950年，雷達的改進和應用催生了RFID技術，1948年奠定了RFID技術的理論基礎。

1951—1960年，早期RFID技術的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。

1961—1970年，RFID技術的理論得到了發(fā)展，開始了一些應用嘗試。

1971—1980年，RFID技術與產品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種RFID技術測試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的RFID應用。

1981～1990年。RFID技術及產品進入商業(yè)應用階段，各種規(guī)模應用開始出現(xiàn)。

1991～2000年，RFID技術標準化問題日趨得到重視，RFID產品得到廣泛采用，RFID產品逐漸成為人們生活中的一部分。

2001—當下，標準化問題日趨為人們所重視，RFID產品種類更加豐富，有源電子標簽、無源電子標簽及半無源電子標簽均得到發(fā)展，電子標簽成本不斷降低，規(guī)模應用行業(yè)擴大。

RFID技術的理論得到豐富和完善。單芯片電子標簽、多電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應高速移動物體的RFID正在成為現(xiàn)實。

RFID技術的分析

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別。RFID系統(tǒng)由三部分組成：

標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；

閱讀器(Reader)：讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；

天線(Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

其原理是，電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的空間(無接觸)耦合、在耦合通道內，根據(jù)時序關系，實現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。發(fā)生在閱讀器和電子標簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種：

(1)電感耦合：變壓器模型，通過空間高頻交變磁場實現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應定律；

(2) 電磁反向散射耦合：雷達原理模型，發(fā)射出去的電磁波，碰到目標后反射，同時攜帶回目標信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律。

電感耦合型RFID系統(tǒng)的工作原理圖

RFID的優(yōu)點：RFID芯片與RFID讀卡器對水、油和化學藥品等物質具有很強抵抗性；信息的讀取上并不受芯片尺寸大小與形狀限制，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質，而且，RFID標簽正往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展，以應用于不同產品；RFID技術識別相比傳統(tǒng)智能芯片更精確，識別的距離更靈活?？梢宰龅酱┩感院蜔o屏障閱讀；RFID芯片標簽可以重復地新增、修改、刪除內部儲存的數(shù)據(jù)，方便信息的更新；內部數(shù)據(jù)內容經(jīng)由密碼保護，使其內容不易被偽造及變造；RFID芯片數(shù)據(jù)容量很大，而且隨著技術發(fā)展，容量還有增大的趨勢。

RFID技術在生活中的應用

近幾年，RFID技術發(fā)展迅速，已經(jīng)在逐漸應用到各個領域，并在諸多領域大放異彩。

RFID讓倉儲環(huán)境再無死角

對于與制造、零售和物流息息相關的倉儲來說，將RFID技術和產品用于庫存跟蹤、盤點和資產管理的自動化，將對行業(yè)起到革命性的顛覆作用，進而實現(xiàn)傳統(tǒng)工廠和倉庫的數(shù)字化管理和智能化升級。

在目前的倉儲場景下，快遞或貨品的包裝上多是二維碼和條形碼，對貨物進行定位和軌跡規(guī)劃的前提是對這些碼的精確識別。目前，行業(yè)使用最多的識別方式還是有源設備或視覺系統(tǒng)，但存在費用較高且需要定時維護的問題。尤其是對于視覺系統(tǒng)來說，最大的弊端在于如果出現(xiàn)了遮擋或者多個貨品疊放的情況，或是標簽受到污染或者損壞，攝像頭的識別就會受到極大的限制，如現(xiàn)在制造業(yè)中大火的“黑燈工廠”，在沒有光線或是昏暗的情況下，攝像頭的穩(wěn)定性將受到極大的挑戰(zhàn)問。

相比之下，如果使用無源RFID標簽就可以最大程度的避免這種情況的出現(xiàn)。對于RFID標簽來說，其不僅有一定的穿透性，而且具有條形碼等所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離遠、標簽數(shù)據(jù)可以加密、存儲數(shù)據(jù)容量大、存儲信息自如等優(yōu)點，也不會受到光線的限制。同時，無源RFID標簽最大的優(yōu)勢在于其非常便宜而且無需維護，在這種情況下還依然能實現(xiàn)相對高精度的定位。因此，無源RFID標簽不僅在倉儲環(huán)境中可以被大量使用，未來在其他場景中也將大有可為。

RFID讓快餐更快

RFID射頻識別技術，使快餐行業(yè)能夠在所有供應鏈階段（從配送中心到食品供應）提高效率的實踐來改善后端和前端運營。在后端，RFID使快餐店企業(yè)能夠在幾分鐘內準確跟蹤所有物品。從這里開始，定期在店內盤點使餐廳能夠將庫存水平的可視化程度保持在高達98%的準確率。同時，還可以發(fā)布有關過期產品的預警，餐館針對性采取每日或每周庫存計數(shù)，這樣可以最大限度地利用所有物品，并將訂單限制為僅需要的物品，從而最大限度地減少浪費。

RFID讓交通效率更高目前中國的高速公司發(fā)展非?？?，地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的先決條件就是有便捷的交通條件，而長久來，高速公路收費卻存在一些問題，收費口車輛排隊繳費引發(fā)擁堵，少數(shù)不法的收費員貪污收取的過路費致使財政收入損失等。

現(xiàn)在國內已經(jīng)全面鋪開ETC電子不停車收費系統(tǒng)，保證整個路網(wǎng)運行暢通。通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載RFID標簽與在收費站 ETC 車道上的RFID讀寫器，實現(xiàn)ETC車道短程通訊。通過RFID技術，車輛通過高速公路或橋梁收費站時欄桿自動放行，ETC車輛無需停車繳費，費用直接通過銀行后臺結算處理。在停車層面，譬如辦公大廈或小區(qū)等定點停車的應用場景，可以使用RFID技術。通過RFID技術，車輛上攜帶的RFID停車卡與RFID識別器協(xié)同工作，可以直接放行車輛，有效改善傳統(tǒng)停車場出入刷卡帶來的通行效率低下的問題。

RFID讓防偽溯源更容易

偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題。

RFID溯源系統(tǒng)是一套利用RFID識別采集目標產品，記錄產品原料信息，在產品生產過程之中，在包裝之上映射RFID電子標簽，然后對產品的原料、制造、銷售等信息展開處理加載電子標簽，將信息數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫之中，從而實現(xiàn)產品全生命周期溯源防偽的系統(tǒng)工具。

將RFID技術應用在防偽領域有它自身的技術優(yōu)勢，它具有成本低而又很難偽造的優(yōu)點。電子標簽本身具有內存，可以儲存、修改與產品有關的數(shù)據(jù)，利于進行真?zhèn)蔚蔫b別。利用這種技術不用改變現(xiàn)行的數(shù)據(jù)管理體制，唯一的產品標識號完全可以做到與已用數(shù)據(jù)庫體系兼容。

此外，RFID技術在零售業(yè)、制造業(yè)、圖書管理、智慧城市、國防軍事、公共安全等領域的應用也越來越普遍。

最后

萬物互聯(lián)的時代，RFID無線射頻識別技術，能讓每一個物品都擁自己的「身份證ID」，可以被普遍的推廣使用在物品識別和追蹤場景中。隨著技術發(fā)展，RFID標簽產品價格將越來越低廉。相信在不久的將來，RFID技術會應用在更多的行業(yè)場景中。

編輯：黃飛

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