RFID技術(shù)最早的應(yīng)用可追溯到第二次世界大戰(zhàn)中飛機(jī)的敵我目標(biāo)識(shí)別,但是由于技術(shù)和成本原因,一直沒有得到廣泛應(yīng)用。2000年以來隨著大規(guī)模集成電路、網(wǎng)絡(luò)通信、信息安全等技術(shù)的發(fā)展,RFID技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。
自從 2003 年沃爾瑪和美國國防部大力推進(jìn) RFID 應(yīng)用以來,國外 RFID 行業(yè)取得了飛速發(fā)展。最近,各國零售商和 IT 巨頭紛紛加緊開發(fā) RFID 專用的軟件和硬件,其中包括 SAP、Oracle、微軟、IBM、惠普、飛利浦等公司。市場(chǎng)研究公司 In-Stat 發(fā)表的研究報(bào)告稱,射頻識(shí)別標(biāo)簽(RFID)將成為自從手機(jī)出現(xiàn)以來普及率最廣的無線技術(shù)。
美國、英國、德國、瑞典、瑞士、日本、南非目前均有較為成熟且先進(jìn)的
RFID 系統(tǒng)。其中,低頻近距離 RFID 系統(tǒng)主要集中在 125kHz、13.56MHz 系統(tǒng);高頻遠(yuǎn)距離 RFID 系統(tǒng)主要集中在 UHF 頻段(902MHz-928MHz)915MHz、2.45GHz、5.8GHz;UHF 頻段的遠(yuǎn)距離 RFID 系統(tǒng)在北美得到了很好的發(fā)展;歐洲的應(yīng)用則以有源 2.45GHz 系統(tǒng)得到了較多的應(yīng)用;5.8GHz 系統(tǒng)在日本和歐洲均有較為成熟的有源 RFID 系統(tǒng)。
美國已經(jīng)在 RFID 標(biāo)準(zhǔn)的建立、相關(guān)軟硬件技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域走在世界的前列;歐洲 RFID 標(biāo)準(zhǔn)追隨美國主導(dǎo)的 EPC global 標(biāo)準(zhǔn),在封閉系統(tǒng)應(yīng)用方面,歐洲與美國基本同處在快速發(fā)展階段;日本已經(jīng)提出 UID 標(biāo)準(zhǔn),主要得到本國廠商的支持,但如要成為國際標(biāo)準(zhǔn)還有很長(zhǎng)的路要走;韓國政府對(duì) RFID 給予了高度重視,但至今韓國在 RFID 標(biāo)準(zhǔn)方面仍模糊不清。
沃爾瑪、麥德龍、Tesco 等 100 多家歐美的零售流通企業(yè)對(duì) RFID 產(chǎn)品出現(xiàn)了強(qiáng)烈的應(yīng)用需求;飛利浦、西門子、ST、TI 等半導(dǎo)體廠商基本壟斷了超高頻RFID 芯片的生產(chǎn);IBM、HP、微軟、SAP、Sybase、Sun 等國際巨頭搶占了 RFID中間件、系統(tǒng)集成研究的有利位置; Alien、Intermec、Symbol、Transcore、
Matrics 等公司提供了大量的 RFID 標(biāo)簽、天線、讀寫器等產(chǎn)品及設(shè)備。
由于RFID技術(shù)具有高速移動(dòng)物體識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別和非接觸識(shí)別等特點(diǎn),RFID技術(shù)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿εc應(yīng)用空間,被認(rèn)為是21世紀(jì)的最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一。
圖表 8:RFID技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展歷程
RFID技術(shù)涉及信息、制造、材料等諸多高技術(shù)領(lǐng)域,涵蓋無線通信、芯片設(shè)計(jì)與制造、天線設(shè)計(jì)與制造、標(biāo)簽封裝、系統(tǒng)集成、信息安全等技術(shù)。一些國家和國際跨國公司都在加速推動(dòng)RFID技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)程。在過去十年間,共產(chǎn)生數(shù)千項(xiàng)關(guān)于RFID技術(shù)的專利,主要集中在美國、歐洲、日本等國家和地區(qū)。
按照能量供給方式的不同,RFID標(biāo)簽分為有源、無源和半有源三種;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。目前國際上RFID應(yīng)用以LF和HF標(biāo)簽產(chǎn)品為主;UHF標(biāo)簽開始規(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),有望在未來五年內(nèi)成為主流;MW標(biāo)簽在部分國家已經(jīng)得到應(yīng)用。中國已掌握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,同時(shí)UHF芯片也已經(jīng)完成開發(fā)。
目前RFID標(biāo)簽天線制造以蝕刻/沖壓天線為主,其材料一般為鋁或者銅,隨著新型導(dǎo)電油墨的開發(fā),印刷天線的優(yōu)勢(shì)越來越突出。RFID標(biāo)簽封裝以低溫倒裝鍵合工藝為主,也出現(xiàn)了流體自裝配、振動(dòng)裝配等新的標(biāo)簽封裝工藝。中國低成本、高可靠性的標(biāo)簽制造裝備和封裝工藝正在研發(fā)中。
RFID讀寫器產(chǎn)品類型較多,部分先進(jìn)產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)多協(xié)議兼容。中國已經(jīng)推出了系列RFID讀寫器產(chǎn)品,小功率讀寫模塊已達(dá)到國外同類水平,大功率讀寫模塊和讀寫器片上系統(tǒng)(SoC)尚處于研發(fā)階段。
在應(yīng)用系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)管理平臺(tái)等方面,某些國際組織提出基于RFID的應(yīng)用體系架構(gòu),各大軟件廠商也在其產(chǎn)品中提供了支持RFID的服務(wù)及解決方案,相關(guān)的測(cè)試和應(yīng)用推廣工作正在進(jìn)行中。中國在RFID應(yīng)用架構(gòu)、公共服務(wù)體系、中間件、系統(tǒng)集成以及信息融合和測(cè)試工作等方面取得了初步成果,建立國家RFID測(cè)試中心已經(jīng)被列入科技發(fā)展規(guī)劃。
中國已經(jīng)將RFID技術(shù)應(yīng)用于鐵路車號(hào)識(shí)別、身份證和票證管理、動(dòng)物標(biāo)識(shí)、特種設(shè)備與危險(xiǎn)品管理、公共交通以及生產(chǎn)過程管理等多個(gè)領(lǐng)域。
圖表 9:RFID產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯
經(jīng)過多年的發(fā)展RFID產(chǎn)品技術(shù)變化呈現(xiàn)五大特點(diǎn):
一、RFID日益網(wǎng)絡(luò)化,并與其他產(chǎn)業(yè)加速融合
當(dāng)RFID系統(tǒng)應(yīng)用普及到一定程度時(shí),每件產(chǎn)品將通過電子標(biāo)簽賦予自己獨(dú)特的身份標(biāo)識(shí),尤其是如今隨著
另外,如今芯片頻率、容量、天線、封裝材料等組合日益形成產(chǎn)品系列化,RFID將與其他高科技加速融合,如與傳感器、GPS、生物識(shí)別結(jié)合。這一切,將促成RFID由單一識(shí)別向多功能識(shí)別發(fā)展。
二、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、與國際接軌將是中國RFID未來工作重點(diǎn)
RFID標(biāo)準(zhǔn)體系主要由空中接口規(guī)范、物理特性、讀寫器協(xié)議、編碼體系、測(cè)試規(guī)范、應(yīng)用規(guī)范、數(shù)據(jù)管理、信息安全等標(biāo)準(zhǔn)組成。目前國際上制訂RFID標(biāo)準(zhǔn)的主要組織是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO/IEC),ISO/IEC JTC1負(fù)責(zé)制訂與RFID技術(shù)相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn),ISO其他有關(guān)技術(shù)委員會(huì)也制訂部分與RFID應(yīng)用有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),還有一些相關(guān)的組織也開展了RFID標(biāo)準(zhǔn)化工作。值得注意的是,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間缺乏達(dá)成一致的基礎(chǔ),國際標(biāo)準(zhǔn)化組織正在積極推動(dòng)RFID應(yīng)用層面上的互聯(lián)互通。
每個(gè)RFID標(biāo)簽中都有一個(gè)唯一配對(duì)的身份識(shí)別碼,倘若它的數(shù)據(jù)格式有多樣且互不兼容,那么使用不同標(biāo)準(zhǔn)的RFID產(chǎn)品將不能互聯(lián)互通,這對(duì)經(jīng)濟(jì)全球化下的物品流通將是嚴(yán)重制紂。因此標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一是影響RFID全球發(fā)展的重要因素。當(dāng)前RFID市場(chǎng)已形成了日本的 泛在ID中心 和美國的EPCGloble兩大標(biāo)準(zhǔn)組織各自為政、互不兼容的分庭抗禮局面。時(shí)下歐美許多國家也陸續(xù)開始制定自己的標(biāo)準(zhǔn),如何讓這些標(biāo)準(zhǔn)相互兼容,讓一個(gè)RFID產(chǎn)品能順利地在世界范圍中流通是當(dāng)前重要急迫的課題。
如今我國也開始制定自己的RFID標(biāo)準(zhǔn),堅(jiān)持 以應(yīng)用促標(biāo)準(zhǔn),以標(biāo)準(zhǔn)帶應(yīng)用 的原則,適時(shí)出臺(tái)適用通用的標(biāo)準(zhǔn)頻率,以給中國企業(yè)一個(gè)快速發(fā)展的空間和時(shí)間。目前具體的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容還未全面落實(shí),但可以肯定,編碼管理、核心技術(shù)及數(shù)據(jù)庫是未來RFID工作的重點(diǎn)。
2013年首個(gè)RFID(電子標(biāo)簽)國家標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)射頻識(shí)別800/900MHz空中接口協(xié)議》發(fā)布。業(yè)內(nèi)人士表示,空中接口協(xié)議是RFID的核心技術(shù),剛發(fā)布的國標(biāo)將為推進(jìn)我國自主射頻識(shí)別產(chǎn)業(yè)、加快物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)發(fā)揮重要作用。
RFID(電子標(biāo)簽)是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的核心基礎(chǔ)設(shè)施,但由于各種客觀原因,RFID行業(yè)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國家標(biāo)準(zhǔn)一直處于缺位狀態(tài)。分析人士表示,此次國標(biāo)的出臺(tái),使得我國RFID產(chǎn)業(yè)在國際專利的競(jìng)爭(zhēng)中擁有了核心話語權(quán)。
工信部電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究院副總工程師王立建介紹說,“空中接口協(xié)議”是RFID的核心技術(shù),RFID產(chǎn)業(yè)關(guān)乎國計(jì)民生。在與之相關(guān)的若干個(gè)技術(shù)分支中,市場(chǎng)前景最好、國際巨頭專利布局最密的就是與新國標(biāo)相同的800/900MHz頻段。在這個(gè)頻段,目前國際上已公開的核心專利超過600個(gè),而其他所有頻段的專利一般只有十幾個(gè),最多不超過50個(gè)。
此次發(fā)布的國標(biāo),體現(xiàn)了30項(xiàng)基于自主創(chuàng)新的專利,國外巨頭如果想在中國切入該市場(chǎng),很難繞開RFID世界網(wǎng)這個(gè)專利群。雖然從國內(nèi)外的專利數(shù)量對(duì)比來看,“30”和“600”依然差距明顯,但新國標(biāo)也已經(jīng)為自主RFID技術(shù)和產(chǎn)業(yè)參與國際競(jìng)爭(zhēng)拿到了相當(dāng)大的話語權(quán)。
事實(shí)上,有關(guān)RFID國標(biāo)的問題早已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)的重視。在多年之前,業(yè)內(nèi)即有專家呼吁應(yīng)盡快建立國標(biāo)促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。該國標(biāo)的制定,歷經(jīng)了需求搜集、國外專利規(guī)避、整合自主研發(fā)力量、提出具體方案等階段。2013年3月,國家信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)公布了標(biāo)準(zhǔn)草案,對(duì)外公開征求意見。根據(jù)各方反饋意見,草案經(jīng)過修改,這才正式發(fā)布。
三、RFID將變得更加安全、實(shí)用和便宜
RFID技術(shù)要想在對(duì)信息有較好保密要求的領(lǐng)域廣泛展開應(yīng)用,時(shí)下仍存有一些技術(shù)問題,因?yàn)楫?dāng)前廣泛使用的無源RFID系統(tǒng)尚無有可靠安全機(jī)制,難于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行很好的保密。因此不少RFID開發(fā)服務(wù)商正全面投入研究,認(rèn)真采取安全措施,強(qiáng)大的密碼、編碼、身份認(rèn)證等技術(shù)將得到更為廣泛普遍的研發(fā)和應(yīng)用,今后若想對(duì)RFID進(jìn)行破壞、克隆將會(huì)非常困難。同時(shí),未來有關(guān)RFID法律將制定實(shí)施,RFID數(shù)據(jù)將會(huì)日益受到法律的保護(hù)。非法獲取和使用RFID標(biāo)簽里的數(shù)據(jù)和文件將被認(rèn)為是一種犯罪行為。
還有,智能移動(dòng)設(shè)備中的RFID/讀寫器將可使人們?cè)絹碓綇V泛進(jìn)行信用卡/借記卡或電子錢包的金融交易、移動(dòng)小額支付等,而印刷電子使用有機(jī)和無機(jī)材料,也將消除對(duì)昂貴的硅芯片的需求。RFID標(biāo)簽也將被直接印在包裝上,這樣可以更廣泛的用于低價(jià)值商品――防偽或庫存的商品,最終還將節(jié)省不少成本。
四、高頻、超高頻是RFID未來主要應(yīng)用頻率
時(shí)下我國的RFID技術(shù)應(yīng)用,大都以中低頻(如門禁)為主。因?yàn)榈诙矸葑C、世博會(huì)以及各種智能卡的應(yīng)用促進(jìn),高頻正進(jìn)入一個(gè)非常的歷史時(shí)期,平均每年約1億的速度發(fā)展。如果未來中國人口全部應(yīng)用二代身份證,這種應(yīng)用會(huì)保持五年的穩(wěn)定出貨量。目前全球EPC通過 的概念,正在向人們描繪一幅未來的美景,以物品的流通管理和倉庫管理為主要應(yīng)用點(diǎn),市場(chǎng)巨大,而高頻和超高頻段的電磁特性,將很好地在這一應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮作用。
目前,中國已經(jīng)成為全球重要的生產(chǎn)制造基地之一,伴隨著全球供應(yīng)鏈RFID化的發(fā)展趨勢(shì),中國的RFID應(yīng)用必將向著物流倉儲(chǔ)等超高頻領(lǐng)域拓展,以滿足采購商的配套需求。