浅谈无线射频识别技术应用

描述

一、简介

无线射频识别（RFID）是一种识别技术。与RFID技术的前身——条码技术相比，RFID技术具有很多的优点。但由于其成本高，RFID技术至今未能广泛应用到各行各业。RFID技术因其无需视线扫描而具有无可比拟的先进性，它能够降低劳动力水平，提高知名度并改善库存管理。

RFID技术的普及提供了一项人或物体定位及追踪的解决方案。RFID定位与跟踪系统根据独特的识别标签、阅读器与物体标签间射频通信的信号强度确定物体的空间位置，主要适用于室内，而GPS系统是不适合应用于室内的。

RFID技术是一项基于“无线电频率”的非接触式的自动识别技术，自动识别静态或动态的人和对象。RFID标签是一个特殊的微芯片，植入商品中，可以跟踪和管理物理对象，是物流管理信息化和跟踪信息化的重要手段。

RFID的系统组成部分包括：

（1）标签（应答器）：对象植入待确定。

（2）阅读器：可以读或读/写，按结构和技术。正如图1，RFID的工作原理

二、目前RFID技术的研究重点

由于RFID技术日趋成熟且RFID标签价格下降，RFID越来越受到工业界和学术界的关注。通过在物品上贴射频标签，我们就可以跟踪和管理这些对象。这项技术会逐渐取代目前的广泛采用的条码系统。

（一）RFID标签与条码

条码技术广泛采用于商品和对象的识别。我们能够在超市的任何包装产品上找到条码。Zebra公司是领先的条码供应商之一，它为全世界超过一百个国家提供专业数码印刷及自动识别解决方案。二十年前，该公司主要生产标准标签。如今，Zebra开展RFID业务。从应用角度来看，尤其是在零售业方面，条码和RFID有着相似的市场应用点。RFID技术会取代条码吗？

从概念的角度来看，RFID标签和条码标签也有相似之处。通过提供一种易于识别的取货码，管理便利店商品。两者之间的主要差别是条码技术采用只读方式且必须在阅读器规定的线路上读取。与条码相比，RFID通过无线电传输数据且能够改变存储在RFID标签上的数据。这种远距离的非接触式自动化操作有效减少人力需求。RFID最先进的一点是它可以在同类型的产品中识别个别物品。RFID为供应链所有进程中单一商品提供实时跟踪环境。基于这些功能，RFID技术减少了仓储，配送和库存成本。这直接为企业带来更多的利润，显著提高客户服务质量。

（二）射频标准的发展

企业逐渐认识到RFID产品和服务创造的巨大商机。RFID技术主要在美国，日本，韩国和中国发展。美国食品和药品管理局国际部已经开始推动RFID技术的发展，沃尔玛就是一个成功的例子。沃尔玛用RFID产品取代条码节省67亿美元，6亿美元存储成本及5.7亿美元丢失盗窃成本。然而，RFID技术还没有一个单一的全球标准。美国正在建立本国的RFID硬件和应用标准，欧洲标准主要遵循美国的标准。

日本在智能通信和家电领域有深入的研究。日本提出的UID标准目前只应用于本土。日本经济贸易和产业部（METI）正在推动RFID在日本的发展和应用。日本经济贸易产业部的两个主要任务是降低RFID标签成本、促进日本标准全球化。韩国的研究和开发集中在自动化和智能家电方面。

中国政府也意识到了RFID产业价值，并制定自己的RFID标准。中国因其大规模宽领域的工业而被称为“世界工厂”。因此，中国有潜力发展自己的标准。虽然与上述国家相比中国的RFID行业起步较晚，但其成长迅速，正逐渐成为全球极具竞争力的国家。一些公司如Invengo，正在开发其自主品牌的RFID产品。

（三）目前射频技术的发展

硬件组件对于所有RFID系统而言是共同的，而不同的软件形成不同的RFID应用。硬件方面的主要问题包括：产品小型化、降低成本、大制作等。一些公司如德国西门子，加快RFID芯片的发展，快速丰富自己的产品以满足用户的需求。目前超高频RFID芯片的集成度已大大增加。

第二代（Gen.2）RFID标签很快取代上一代，并在应用市场占主导份额。富士通首次开发的64KB内存RFID标签访问速度高、存储量大，已经成功应用于航空业。阅读器的价格不断递减，RFID读取器的功能不断加强而价格却不断递减。最近一年，微软发布了BizTalk Server，这种服务器将RFID技术与微软的产品应用集成。

由于RFID系统成为日常生活的重要部分，敏感且私人信息都可能存储在RFID标签中。这一安全威胁变得越来越严重，限制了RFID技术的推动和发展。由于RFID标签成本和空间的限制，RFID技术通常不具备高功率的安全机制。RFID标签是易受攻击的。如果没有适当的安全措施，任何人都可以用RFID读写装置阅读、修改和删除一个RFID标签上的数据。而且RFID标签很容易复制，这对门禁系统而言是一大威胁。

现在，一些安全措施可供应用方面使用。例如，ISO为数据认证颁布的15693标准已经应用于银行卡授权和建设门禁系统。然而，所有的安全措施都有一些缺点，它已成为关于RFID技术的热门研究话题。

三、射频技术的主要应用

RFID技术的应用主要集中在物流、零售业、收费系统、机票、医疗保健，安全和识别系统。

（一）物流

其中最著名的RFID技术的应用之一是供应链管理。RFID标签附在商品上。RFID阅读器跟踪供应链中的物品或零件及所有的物品从产地到销售点。Megatrux是世界100强物流公司之一，其将摩托罗拉公司的RFID计划应用到供应链管理。他们的客户服务得到改善，而成本却大大降低。

RFID技术在产品交付方面很有价值。我们利用贴在物品上的RFID标签跟踪产品从拣货到提交的移交过程和当前位置。RFID技术能够缓解人为失误造成的错误交货，并不要求像条码一样一对一的视线阅读。在识别大批量的货物时，减少了时间并节约阅读标签成本。在2005年，澳大利亚邮政开始在国内邮政服务范围内处理RFID标签信封。联邦快递开始测试RFID技术的应用，用其跟踪包裹的温度、位置、湿度水平和交货状态。

在服装行业，RFID技术应用于生产、分销和零售。RFID系统可以提供库存可视性，加强顾客购物体验。该系统能够知道哪些衣服客户挑选的频率最高，并根据标签提供服装定制广告。美国服饰在其旗下的八个商店运用RFID系统。该系统每周节省劳动力约60-80小时。日本服装制造商Sankei在制造过程利用RFID系统跟踪服装并促进网上销售。

（二）零售业

在零售行业，RFID技术通常用于收集客户数据。通过跟踪这些数据，用户可以获得关于产品库存的实时信息。进一步利用数据能够提供更多有用的信息并协助决策。例如，在一家超市，当顾客进入超市时，给每位顾客提供一个互动装置。他们可以利用该装置输入个人信息（年龄、性别、职业等）并拟定购物清单。然后，该设备向顾客返回建议购物路线、相关产品和折扣信息。当顾客就近选取商品或向自己的购物车放入商品时，先前部署的RFID阅读器将汇总这些变化。随后，应用软件将分析这些资料，向顾客发送新的建议。数据挖掘和其他器械学习技巧能够发现隐藏的顾客行为、购物习惯、商品与青睐物品之间的关联。

四、结束语

RFID技术具有很多优点，如以高精度、非接触的方式同步采集大量数据等。RFID技术对我们的生活影响越来越大，逐渐取代超市和物流管理中的条码。目前，射频技术最广泛的应用是的访问控制和货物位置追踪。实际上，RFID技术提供个体物品识别和在线多变数据存储的功能。对于这些附加功能，我们要创造一个更好的工具。因此，我们期待新一代的RFID应用纳入智能化。智能化的RFID应用可能带来新的研究和商业机会。此外，它有助于进一步降低成本、提高客户服务，并提供商业模式更新的洞察力。