電子標(biāo)簽及其應(yīng)用

        什么是電子標(biāo)簽？

        電子標(biāo)簽(又稱應(yīng)答器)是時(shí)下最為先進(jìn)的非接觸感應(yīng)技術(shù),它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。自從1998年,美國(guó)德州儀器( TI)和荷蘭飛利浦公司（Philip s)宣布開(kāi)發(fā)出了一種廉價(jià)的非接觸感應(yīng)芯片,到了2000年,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已把這種非接觸感應(yīng)芯片寫(xiě)入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO15693。

　　目前,全球的許多公司都在進(jìn)行射頻識(shí)別(Radio Frequen2cy Identification, RF ID)技術(shù)研究,并且將RF ID芯片即電子標(biāo)簽嵌入其生產(chǎn)的產(chǎn)品中,用于商品的實(shí)時(shí)跟蹤、促銷(xiāo)及防偽。

　　Intellident公司是一家專(zhuān)門(mén)從事運(yùn)用條碼和智能標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)追蹤的系統(tǒng)整合廠商, 2004年上半年,亞特蘭大的GeorgiaPa2cific公司就聯(lián)合其一起試驗(yàn),將RFID電子標(biāo)簽嵌入其生產(chǎn)的瓦楞紙箱中。

　　芬蘭的一家公司也已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種粘在紙包裝上帶有天線的RFID電子標(biāo)簽。將RFID 技術(shù)運(yùn)用到物流管理、更能保證供應(yīng)鏈管理的緊密聯(lián)合,從而提高生產(chǎn)效率、獲得極大盈利。

　　1　工作原理

　　電子標(biāo)簽是數(shù)據(jù)信息的載體,通常由耦合元件(線圈、微波天線) 和用  
于存儲(chǔ)有關(guān)應(yīng)用標(biāo)識(shí)信息的存儲(chǔ)器及微電子芯片組成。信息存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)信息要通過(guò)閱讀器獲得,一臺(tái)典型的讀寫(xiě)器包括高頻模塊(發(fā)送器和接收器) 、控制單元和耦合元件(天線) 。電子標(biāo)簽根據(jù)其上有無(wú)電源可以分為有源電子標(biāo)簽和無(wú)源電子標(biāo)簽,根據(jù)內(nèi)部使用存儲(chǔ)器類(lèi)型的不同可分成只讀標(biāo)簽和可讀寫(xiě)標(biāo)簽。通常,電子標(biāo)簽沒(méi)有自己的供電電源,當(dāng)其進(jìn)入閱讀器的工作區(qū)域,天線接受到閱讀器發(fā)出的特定的電磁波,標(biāo)簽上的線圈就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,在經(jīng)過(guò)整流并給電容充電。電容電壓經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓后作為工作電壓,此時(shí)閱讀器或標(biāo)簽上的芯片完成數(shù)據(jù)修改、存儲(chǔ)功能。無(wú)源式電子標(biāo)簽的好處就是它具有永久的使用期。

　　電子標(biāo)簽是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù),與同是快速準(zhǔn)確地確認(rèn)追蹤目標(biāo)物體的條形碼相比,電子標(biāo)簽的優(yōu)點(diǎn)如下:

　　1) 可以透過(guò)外部材料讀取數(shù)據(jù)(無(wú)可見(jiàn)性要求) ;

　　2) 防水、防磁、耐高溫,可以在低劣的作業(yè)環(huán)境下工作,使用壽命較長(zhǎng);

　　3) 可以嵌入或附在不同類(lèi)型的產(chǎn)品上;

　　4) 讀取距離范圍有所提高,無(wú)須直線對(duì)準(zhǔn)掃描, ;

　　5) 寫(xiě)入數(shù)據(jù)的時(shí)間少,存儲(chǔ)信息量大;

　　6) 同時(shí)可以讀取多張卡,并且可以讀取運(yùn)動(dòng)中標(biāo)簽上的信息;

　　7) 超薄和多種大小不一的外型,使其能封裝在紙張、塑膠制品( PVC、PET) ,可應(yīng)用于不同場(chǎng)合,也可再層壓制卡。RF ID的倡導(dǎo)者認(rèn)為,該技術(shù)正與電子供應(yīng)鏈緊密聯(lián)系在一起,有望在未來(lái)幾年取代條形碼掃描技術(shù)。

　　2　電子標(biāo)簽的獲得

　　印刷業(yè)在電子標(biāo)簽的制作中扮演著重要角色,用導(dǎo)電油墨印刷電子標(biāo)簽中的天線,可以大大降低RF ID電子標(biāo)簽的制作成本。電子標(biāo)簽生產(chǎn)的初期,將主要采用網(wǎng)版印刷的方法,但最終應(yīng)該采用大量生產(chǎn)的方法,如柔版印刷和凹版印刷。制造天線線圈時(shí)采用的絲網(wǎng)印刷工藝介紹如下。利用此方法可將任意形狀的線圈直接印刷到一張嵌入薄膜上。使用的“印刷顏色”是所謂的聚合厚膜( polymer thick film - PTF) 。它由導(dǎo)電材料(如銀、銅、石墨)的粉末,液體溶劑( solvent)和作為加固劑的人造樹(shù)脂組成。干燥后嵌入薄膜上形成了一個(gè)經(jīng)印刷成行的導(dǎo)電膠片。膠片的導(dǎo)電率會(huì)經(jīng)過(guò)層壓之后降低,因?yàn)榧訜岷图訅盒?yīng)會(huì)使混合粉末各顆粒之間的接觸點(diǎn)增大。將印刷線圈與一個(gè)芯片或是一個(gè)模塊連接起來(lái),通常使用的焊接工藝對(duì)于聚合厚膜是無(wú)效的,有個(gè)方法就是采用Flip - Chip 工藝,即將未加外殼的芯片的壓焊點(diǎn)向下直接放置到線圈的連接位置上,通過(guò)導(dǎo)電粘合劑連接起來(lái)。目前,印刷廠和電子油墨制造者能生產(chǎn)出微處理能力接近100bit的電子標(biāo)簽,足以能夠提供類(lèi)似條形碼所提供的信息,如制造商,產(chǎn)品系列號(hào)和批號(hào)等。

　　采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)獲得電子標(biāo)簽中的天線,能夠大規(guī)模的進(jìn)行生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率。然而,由于電子標(biāo)簽制作工藝與傳統(tǒng)的標(biāo)簽印刷不同,對(duì)于印刷企業(yè)而言,需要較大的設(shè)備投資、人力投資、員工培訓(xùn)以及購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)的配套軟件、開(kāi)發(fā)工具、質(zhì)量控制工具等等,因此,準(zhǔn)入門(mén)檻較高,是一次挑戰(zhàn)。盡管如此,RF ID電子標(biāo)簽印刷企業(yè)還是在不斷進(jìn)行工藝的改進(jìn)與創(chuàng)新,盡量降低印刷環(huán)節(jié)的成本,為RF ID 電子標(biāo)簽的應(yīng)用鋪平道路。

3　電子標(biāo)簽在集裝箱循環(huán)使用中的應(yīng)用

　　近幾年,電子標(biāo)簽才在一些實(shí)際中應(yīng)用,如流程工業(yè)物流管理、航空包裹管理、碼頭貨柜集裝箱管理等。目前,集裝箱的來(lái)源除了實(shí)際承運(yùn)人的箱子、無(wú)船承運(yùn)人的一部分箱子及貨主自備箱子外,其余為集裝箱出租公司的箱子。實(shí)際承運(yùn)人可以是船公司,火車(chē)、汽車(chē),飛機(jī)的所有人,他們控制這些運(yùn)輸工具。無(wú)船承運(yùn)人是在集裝箱運(yùn)輸中,經(jīng)營(yíng)集裝箱貨運(yùn)的攬貨、裝箱、拆箱、內(nèi)陸運(yùn)輸及經(jīng)營(yíng)中轉(zhuǎn)戰(zhàn)或內(nèi)陸戰(zhàn)業(yè)務(wù),但不經(jīng)營(yíng)船舶。我國(guó)航運(yùn)市場(chǎng)上船公司對(duì)集裝箱的經(jīng)營(yíng)管理主要有以下3種方式: 


　　1) 國(guó)內(nèi)實(shí)力比較強(qiáng)的大的船公司通常在公司內(nèi)部設(shè)立箱管部門(mén),專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)集裝箱的回收和管理。對(duì)于集裝箱的回收和管理的相關(guān)業(yè)務(wù),船公司的箱管部門(mén)都是以船公司的名義對(duì)外建立相應(yīng)的法律關(guān)系,以船公司自己的名義簽署集裝箱設(shè)備交接清單、收取壓箱費(fèi)等。

　　2) 國(guó)外實(shí)力比較強(qiáng)的大的船公司,通常在中國(guó)內(nèi)地的主要港口設(shè)立航運(yùn)分公司,在航運(yùn)分公司內(nèi)部設(shè)立箱管部門(mén),專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)集裝箱的回收和管理。對(duì)于集裝箱的回收和管理的相關(guān)業(yè)務(wù),航運(yùn)分公司的箱管部門(mén)都是以航運(yùn)分公司的名義對(duì)外建立相應(yīng)的法律關(guān)系,以航運(yùn)分公司的名義簽署集裝箱設(shè)備交接清單、收取壓箱費(fèi)等。航運(yùn)分公司實(shí)際充當(dāng)了國(guó)外船公司在中國(guó)境內(nèi)的集裝箱的經(jīng)營(yíng)人和管理人的角色。

　　3) 國(guó)內(nèi)一些實(shí)力較小的船公司或國(guó)外一些實(shí)力較小的沒(méi)有在中國(guó)境內(nèi)設(shè)立航運(yùn)分公司的船公司,通常與國(guó)內(nèi)船務(wù)或船舶代理公司簽署箱管協(xié)議,委托國(guó)內(nèi)船務(wù)或船舶代理公司等單位負(fù)責(zé)在中國(guó)境內(nèi)的集  
裝箱的回收和管理。對(duì)于集裝箱的回收和管理的相關(guān)業(yè)務(wù),國(guó)內(nèi)船務(wù)或船舶代理公司的箱管部門(mén)都是以國(guó)內(nèi)船務(wù)或船舶代理公司的名義對(duì)外建立相應(yīng)的法律關(guān)系,以國(guó)內(nèi)船務(wù)或船舶代理公司的名義簽署集裝箱設(shè)備交接清單,收取壓箱費(fèi)等。國(guó)內(nèi)船務(wù)或船舶代理公司實(shí)際上也充當(dāng)了這些船公司在中國(guó)境內(nèi)的集裝箱的經(jīng)營(yíng)人和管理人的角色。

　　如果按照理論上的集裝箱交接方式,每個(gè)流通負(fù)責(zé)部分都遵守原有的規(guī)則,那么集裝箱能夠得到及時(shí)回收,但是實(shí)際上并非如我們所愿,集裝箱回收不及時(shí)、造成集裝箱損壞的情況是存在的。比方說(shuō),如果貨物交接方式為CY - CY,即從承運(yùn)人在裝貨港的集裝箱堆場(chǎng)至承運(yùn)人在卸貨港的集裝箱堆場(chǎng)。如果嚴(yán)格按此規(guī)定執(zhí)行,那么承運(yùn)人應(yīng)該在卸貨港的集裝箱堆場(chǎng)將集裝箱拆箱,將所運(yùn)的貨物從集裝箱中掏出,然后將貨物交給收貨人或其委托的代理人。

　　但實(shí)際上,由于承運(yùn)人的集裝箱堆場(chǎng)與收貨人倉(cāng)庫(kù)往往有一段很長(zhǎng)的距離,如果完全機(jī)械地按前述操作方法去做,必然給收貨人增加很多不方便。按照海運(yùn)習(xí)慣做法,承運(yùn)人或其委托的集裝箱的經(jīng)營(yíng)人或管理人,通常將裝滿貨物的完整的集裝箱交給收貨人或其委托的代理人,并且承運(yùn)人或其委托的集裝箱的經(jīng)營(yíng)人或管理人還給收貨人或其委托的代理人幾天的集裝箱的免費(fèi)使用期。由收貨人或其委托的代理人再將貨物運(yùn)到收貨人的倉(cāng)庫(kù),但承運(yùn)人或其委托的集裝箱的經(jīng)營(yíng)人或管理人為了確保集裝箱按期返回,前提是提箱人必須交付壓箱費(fèi),并簽發(fā)集裝箱設(shè)備交接清單,明確免費(fèi)使用期限和還箱地點(diǎn)。有時(shí)提貨人沒(méi)有準(zhǔn)時(shí)將集裝箱歸還到指定的場(chǎng)所,這就造成了許多的不便。

　　在集裝箱上使用電子標(biāo)簽即以電子標(biāo)簽系統(tǒng)作為集裝箱信息電子化的重要載體,將集裝箱箱號(hào)、生產(chǎn)廠家、擁有人等詳細(xì)信息輸入電子標(biāo)簽,當(dāng)貼有標(biāo)簽的貨箱經(jīng)過(guò)閱讀器時(shí),標(biāo)簽便將產(chǎn)品數(shù)據(jù)傳遞給閱讀器,閱讀器再將數(shù)據(jù)下載到中央處理器,生成集裝箱管理數(shù)據(jù)庫(kù)。這樣,集裝箱從出廠到最后卸貨其中的所有過(guò)程都可以被清楚地了解和把握,從而使集裝箱循環(huán)更加流暢,能夠幫助集裝箱回收部門(mén)及時(shí)了解集裝箱的動(dòng)態(tài),及時(shí)與貨主或代理人或租賃人保持聯(lián)系,聯(lián)系的方式可以是傳真或者網(wǎng)絡(luò),避免由于長(zhǎng)時(shí)間處于無(wú)人看管狀態(tài)而被荒廢,有效地提高了集裝箱的利用率。如果好幾個(gè)集裝箱的標(biāo)簽發(fā)出的頻率和目標(biāo)物體的頻率相同,可能會(huì)有沖突,所以又有了防沖突技術(shù)。因而要想準(zhǔn)確及時(shí)獲得集裝箱的有關(guān)信息,還需要其他一些基礎(chǔ)技術(shù)包括數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、電子數(shù)據(jù)交換( EDI)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

　　4　展望

　　目前我國(guó)的射頻識(shí)別技術(shù)還處于一個(gè)起步階段,在低頻和中頻產(chǎn)品應(yīng)用上已有一定基礎(chǔ),但在高頻領(lǐng)域基本沒(méi)有大規(guī)模成熟的應(yīng)用案例;而且,電子標(biāo)簽的使用,是與計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)、物流管理水平密切相關(guān)的。進(jìn)入20世紀(jì)80年代,傳統(tǒng)物流已向傳統(tǒng)物流轉(zhuǎn)變,現(xiàn)代物流包括信息業(yè)、配送業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、多式聯(lián)運(yùn)業(yè)和商品交易業(yè)。

　　當(dāng)前中國(guó)的物流管理中不同環(huán)節(jié)存在連接不良等現(xiàn)象,電子標(biāo)簽的廣泛使用要考慮到這些因素。除此之外,電子標(biāo)簽國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定,將最終影響著在全球銷(xiāo)售的我國(guó)產(chǎn)品在生產(chǎn)、物流配送、倉(cāng)儲(chǔ)、零售、消費(fèi)者、廢置整個(gè)生命周期內(nèi)的活動(dòng)。所以我國(guó)要在提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)能力的同時(shí),制定電子標(biāo)簽國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),保證各廠家開(kāi)發(fā)的電子標(biāo)簽產(chǎn)品在容量、信息格式等方面一致性。中國(guó)無(wú)疑很快成為世界上電子標(biāo)簽的最大消費(fèi)市場(chǎng),而且電子標(biāo)簽有極大的發(fā)展?jié)摿?。電子?biāo)簽必將廣泛應(yīng)用于商業(yè)、銀行、公共安全、航空、軍事等領(lǐng)域,并且范圍不斷擴(kuò)大,逐漸滲透到老百姓的個(gè)人生活中。