RFID：等待破繭的蝴蝶

摘要：  本文通過(guò)對(duì)RFID技術(shù)的詳細(xì)介紹，探討了RFID技術(shù)應(yīng)用的前景和面臨的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞： RFID；射頻識(shí)別；電子標(biāo)簽；

　　有人將RFID稱(chēng)為射頻技術(shù)的二次青春，有人將其比作21世紀(jì)第一個(gè)全球性殺手級(jí)應(yīng)用，在這些溢美之詞背后，卻掩藏著RFID的些許尷尬——過(guò)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(chóng)還是蝴蝶，這的確是個(gè)難解的謎題。

現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

　　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(gè)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(dòng)RFID技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)程。Gartner Inc報(bào)告稱(chēng)2007年 RFID標(biāo)簽市場(chǎng)為 9.173億美元，到2012年將增長(zhǎng)至 35億美元，據(jù)預(yù)測(cè)2008年RFID系統(tǒng)在全球供應(yīng)鏈領(lǐng)域的市場(chǎng)需求將達(dá)到60億美元，2009年全球市場(chǎng)將猛增到100億美元。

　　讀寫(xiě)器和標(biāo)簽是一個(gè)RFID系統(tǒng)最基本的組成部分，RFID芯片是整個(gè)自動(dòng)射頻識(shí)別系統(tǒng)的基石，也是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的原點(diǎn)。芯片的設(shè)計(jì)并非通用，而是取決于最終的用途，在設(shè)計(jì)用于不同應(yīng)用的不同芯片過(guò)程中，必須了解架構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的不同，需要選擇運(yùn)行的頻帶(如900MHz的UHF)以及讀取類(lèi)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(méi)有電池或視線距離限制。RFID芯片采用射頻設(shè)計(jì)技術(shù)，芯片設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是芯片尺寸盡可能減小、功耗更低，作用距離更遠(yuǎn)，讀寫(xiě)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(gè)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(lái)一段時(shí)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(wú)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(guó)際上RFID應(yīng)用以LF和HF標(biāo)簽產(chǎn)品為主；UHF標(biāo)簽開(kāi)始規(guī)模生產(chǎn)，由于其具有可遠(yuǎn)距離識(shí)別和低成本的優(yōu)勢(shì)，有望在未來(lái)五年內(nèi)成為主流；MW標(biāo)簽在部分國(guó)家已經(jīng)得到應(yīng)用。中國(guó)已掌握HF芯片的設(shè)計(jì)技術(shù)，并且成功地實(shí)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(shí)UHF芯片也已經(jīng)完成開(kāi)發(fā)。低頻RFID芯片(無(wú)源)工作在130kHz左右的頻率上，當(dāng)前的主要應(yīng)用在門(mén)禁控制、動(dòng)物ID、電子鎖車(chē)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(lái)越重要，因?yàn)槠渚哂懈叨鹊目尚⌒突攸c(diǎn)，在最近幾年不斷地得到改進(jìn)，用來(lái)獲取貨物和產(chǎn)品信息，不過(guò)系統(tǒng)相對(duì)較慢，在某些情況下一次讀作業(yè)需要幾秒鐘的時(shí)間，不同的數(shù)據(jù)量所需的具體時(shí)間不同。根據(jù)不同的種類(lèi)，ISO 15693標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型的系統(tǒng)可以對(duì)付最大速度為0.5m/s的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，能獲得高達(dá)26.48kbps的數(shù)據(jù)傳輸速度，能實(shí)現(xiàn)每秒30個(gè)對(duì)象的識(shí)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(pán)內(nèi)的大型貨物的識(shí)別，或者甚至是在汽車(chē)廠產(chǎn)品在線的車(chē)輛底盤(pán)。這些頻率范圍的缺點(diǎn)是大氣濕度的負(fù)面影響，以及需要不時(shí)地或始終需要保持收發(fā)器相對(duì)于讀寫(xiě)天線的方位。RFID讀寫(xiě)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(jì)與制造的發(fā)展趨勢(shì)是讀寫(xiě)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(shí)，多讀寫(xiě)器協(xié)調(diào)與組網(wǎng)技術(shù)將成為未來(lái)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(yùn)工程的國(guó)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(shì)：

　?、?標(biāo)簽產(chǎn)品多樣化。未來(lái)用戶(hù)個(gè)性化需求較強(qiáng)，單一產(chǎn)品不能適應(yīng)未來(lái)發(fā)展和市場(chǎng)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(shí)別結(jié)合將由單一識(shí)別向多功能識(shí)別發(fā)展。

　?、?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(shí)，每件產(chǎn)品通過(guò)電子標(biāo)簽賦予身份標(biāo)識(shí)，與互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)結(jié)合將是必然趨勢(shì)，也必將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活、工作和學(xué)習(xí)方式。

　?、?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(huì)得到更好的發(fā)揮。產(chǎn)品替代性更強(qiáng)。

　?、?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(shí)現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)應(yīng)用。