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關鍵詞:射頻識別技術,推廣應用
射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)技術是一種非接觸式的自動識別技術,俗稱“電子標簽”,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。論文參考網。RFID標簽相當于條形碼技術中的條形碼符號,但它與條形碼是2種不同的技術,有不同的適用范圍。與條形碼相比,它有著不可比擬的優勢:防水、防磁、耐高溫、體積小型化、形狀多樣化,使用壽命長、讀取距離大、標簽上數據可以加密、存儲數據容量更大、存儲信息更改自如,不需要光源、可以透過外部材料讀取數據、能夠同時處理多個標簽、可以對所附著的物體進行追蹤定位等。RFID已經被世界公認為本世紀十大重要技術之一,在生產、零售、物流、交通等各個行業有著廣闊的應用前景。
1 應用發展目前RFID技術在美國、歐洲和日本等發達國家已經廣泛應用于工業、物流和供應管理、生產制造和裝配、航空行李處理、郵件/快運包裹處理、文檔追蹤/圖書館管理、動物身分標識、運動計時、門禁控制/電子門票、道路自動收費。在我國比較典型的應用主要有防偽、工業自動化、交通信息化管理、物流與供應鏈管理等方面。
據英國調查公司IDTechEx于2008年1月16日報告指出,2007年全球RFID市場增長勢頭強勁,市場總值約50億美元,增長主動力是處于高峰期的我國二代身份證,卡片和基礎設備總值達20億美元,這使我國成為最大的RFID市場。但是,如果拋去二代身份證市場的份額,那么美國是全球最大的RFID市場。從全球范圍來看,RFID業務很大程度上仍依賴于政府的推動。同時,醫藥業RFID項目的數量增長尤其快速。而金融、安全領域的RFID項目數量大約占總數量的48%,其次是客運、汽車領域,項目數量占19%。另外,IDTechEx公司還預測今年全球RFID市場將從2007年49.3億美元上升到52.9億美元,這個數字覆蓋了RFID市場的各個方面,包括標簽、閱讀器、其它基礎設施、軟件服務等。這些價值主體主要歸功于大量應用于交通和身份證的國際RFID計劃。在未來十年,RFID的市場價值將迅速增長,到2018年,RFID市場價值將5倍于2008年RFID市場,而且標簽生產量將達到300倍于2008年。
在過去的一年里,我國的RFID市場及技術開始步入一個穩步而快速發展的階段。國家信息產業部曾做出預測,未來5到10年全球RFID市場規模將達到3000億美元。由于我國是世界首屈一指的制造業樞紐,RFID產業也將有可觀的增長。RFID如今在我國的很多行業都有應用,比如集裝箱行業,郵政行業,離散制造業,公路鐵路車輛管理,煙草行業等,這些應用相對來說還不成熟,但可以看出巨大的發展潛力。比如對于集裝箱制造行業來說,中國占世界集裝箱制造量的90%,所以在這一領域應用RFID將是有很大潛力的。從頻段來看,大部分應用仍然是集中在低頻市場,主要特征是短距離接觸,比如身份證、交通卡等。中高頻應用相當少,整體規模不大[1]。論文參考網。
雖然RFID的應用有著良好的發展狀態和趨勢,但仍然存在一系列急需去面對和解決的問題,如標準、成本、產業鏈建設等主要問題制約著我國RFID技術的推廣應用。
2 RFID技術現狀分析射頻識別系統一般由電子標簽和讀寫器兩個主要部分組成。電子標簽由天線和RFID芯片組成,每個芯片都含有唯一的識別碼(UID)。此外,一個完整的RFID應用系統還包括:
(1)中間件,又稱RFID管理軟件,它屏蔽了RFID設備的多樣性和復雜性,能夠為后臺業務系統提供強大的支撐,從而驅動更廣泛,更豐富的RFID應用。
(2)應用系統軟件,記錄數據,實現企業管理功能等。
在RFID系統在實際應用中,電子標簽附著在待識別物體的表面,電子標簽中保存有約定格式的電子數據。讀寫器可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數據,從而達到自動識別物體的目的。讀寫器通過天線發送出一定頻率的射頻信號,當標簽進入磁場時產生感應電流從而獲得能量,發送出自身編碼等信息,被讀寫器讀取并解碼后送至電腦主機進行有關處理[2]。
RFID技術涉及信息、制造、材料等諸多高技術領域,涵蓋無線通信、芯片設計與制造、天線設計與制造、標簽封裝、系統集成、信息安全等技術。一些國家和國際跨國公司都在加速推動RFID技術的研發和應用進程中。在過去十年間,共產生數千項關于RFID技術的專利,主要集中在美國、歐洲、日本等國家和地區。按照工作頻率的不同,RFID標簽分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波頻段(MW)。經過多年的發展,13.56MHz以下的RFID技術已相對成熟,目前業界最關注的是位于中高頻段的RFID技術。
近幾年來,RFID芯片的制造,標準的制定以及測試技術在我國都取得了一定的成果。電子標簽與芯片研發機構目前已經開發出國產UHF,HF電子標簽,特別是HF已經比較成熟地實現了規模化的量產,獲得廣泛應用。讀寫器及終端方面已經實現了一定程度上的規模化生產,但在總體性能指標上與國外同類產品有一定的差距。在軟件及系統集成方面,目前國內有200多家企業,研究機構,大學等從事中間件、RFID數據管理,RFID公共信息服務網絡及其應用軟件的開發。此外,國內有多家機構在開展具有獨立自主知識產權的電子標簽封裝裝備與技術的研發。
雖然,RFID技術在我國起步較晚,但經過幾十年的努力,我國在RFID技術上已有一定的技術基礎和市場基礎,如果措施得當,是完全有機會趕上甚至領先國外競爭對手的。
3推廣RFID技術應用建議作為一項技術的推廣與普及,既與當時的社會需求與應用環境有關,又取決于它對采納者所能帶來的經濟效益。在我國有較成熟RFID應用技術基礎、有巨大的市場需求以及廣闊的經濟發展前景。但是,目前,我國RFID系統推廣應用仍有賴于政府的推動。政府應在以下幾個方面加大力度,為RFID的應用匹配相關基礎設施。
(1)擇準時機出臺RFID體系標準
RFID標準主要涉及到空中接口協議標準、數據格式標準、公共服務標準、中間件標準、信息安全標準、相關產品標準、測試標準。目前,國際上主要有三大RFID標準體系,即ISO RFID標準體系、EPCglobal RFID標準體系、日本UID RFID標準體系。然而,國內RFID產業的迅速發展沒有可以依賴的國家標準,RFID標準又與國家信息安全息息相關。
所以,我國必須根據國家實際情況,堅持及盡快制定一個自主知識產權的RFID國家標準,掌握國家在電子標簽領域發展的主動權,并且與國際標準相互兼容,使我國的RFID產品能順利地在世界范圍中流通。對于自主知識產權標準的推出,除了政府的積極推動,同時鼓勵我國大專院校、科研院所及企業積極參與國內、國際RFID技術標準和行業應用標準的制定,盡快形成能夠支撐產業發展及應用的RFID標準體系,以標準化推動RFID技術更新及應用。RFID標準體系基本結構如圖1所示[3]。
而且,我國RFID技術標準出臺的時機也非常關鍵。標準過早出臺,可能在后繼的推行過程中,標準會與切實可行的技術方案存在沖突。如果推出過晚,在國內出現多個遵循其他技術標準的規模應用后,會對標準的推行形成很大阻力。
(2)降低技術研發和應用成本
RFID系統的制造成本可望隨著信息技術的發展和應用領域的擴大而大幅降低。成本問題針對不同行業而言的,一般認為價格在5美元以上芯片,主要為應用于軍事,生物科技和醫療方面的有源器件;10美分到1美元左右的常為用于運輸、倉儲、包裝、文件等無源器件;消費應用如零售的標簽在5~10美分;醫藥、各種票證、貨幣等應用的標簽則在5美分以下。目前很多準備實施RFID系統的單位普遍認為居高不下的成本是阻礙他們導入RFID的關鍵因素之一。標簽成本將直接影響RFID的市場規模,要實現大規模應用,就必須降低成本。
RFID在單件低價物品上的使用就會導致成本陡漲,甚至可能超過物品本向的價值。所以,在研究使用RFID電子標簽系統時,要充分研究系統優勢以抵消所提高的成本,對標簽生產的設備及材料進行研究,以降低生產成本。其實,成本問題關鍵還要看投入產出比,在控制標簽價格遠低于商品價值的基礎上,如能大規模應用,同時RFID系統的應用將會給企業的業務流程大大改善,減少人力成本,提高工作效率,這就使RFID應用的相對成本降低了[4]。
另外,逐步開發和推進RFID的應用,在技術比較成熟、價格不敏感的行業中先進行RFID的應用,以點帶面的推動RFID的發展。在RFID產品的價格下降和應用成熟后,再在生產、物流、零售等廣大領域推廣。論文參考網。在這個方面,政府和行業組織可以共同努力建立公共的RFID實驗室和若干典型的應用示范案例等公共的平臺,讓各企業能夠共享資源,從而有效的降低技術研發和應用的成本。
(3)制定發展策略,建設完整的產業鏈
RFID產業鏈包括芯片的設計與制造、標簽封裝、天線的設計與制造、讀寫設備開發與生產、中間件、應用軟件和系統集成集成等環節。在RFID系統中,會涉及到眾多的行業和部門,圖2為比較典型的行業結構[3]。
從整個產業的情況來看,我國在芯片、中間件和后臺軟件等方面與國外領先的技術還有很大的差距。要想在關鍵技術和領域突破,應該由國家和政府牽頭,投入巨資興建巨大的項目工程;而地方政府應選擇在封裝、讀寫器、系統集成等方面找準切入點,集中突破。
我國應該制定RFID的發展策略,可以通過制定符合我國實際的RFID產業規劃及相關政策,將RFID產業納入國家重點發展領域;營造良好的技術和產業發展環境,鼓勵企業在RFID領域投資、生產,推動RFID產業基地的形成,支持行業應用RFID技術。通過政策、法規、經濟、行政等多種手段,對RFID制造、基地建設和應用給予扶持。同時,鼓勵我國大專院校、科研院所及企業進行具有自主知識產權的技術產品和標準的開發,建立開放式的技術研發基礎平臺、支撐RFID技術應用的公共服務平臺以及RFID技術測試環境和認證管理機制及質量保障體系。從而形成一個完整的RFID產業鏈,推動RFID技術的應用。
RFID技術將在不遠的將來引起生產和生活方式的全新革命,在國外積極發展和應用RFID技術的情勢下,如果我國不發展自己的RFID產業就會受制于人,就會在新一輪技術革命中落伍。
參考文獻
[1] 文浩。2007中國RFID發展分析報千。專家論壇,2008,(2):50~54。
[2] 王偉。射頻識別(RFID)技術及其應用的研究。安徽師范大學學報(自然科學版)。2008,31(2):139~141。
[3] 陳鵬。RFID產業鏈淺析。解決方案,2008,(2):34~35。
[4] 郝良彬,李有科。RFID在發展過程中遇到的各種問題分析。金卡工程,2008,(1):49~51。