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RFID你准备好了吗一

时间:2022-04-28 来源网站:淮安化工机械网

RFID你准备好了吗?(一)

RFID(Radio Frequency Identification)无线射频识别,最早出现在20世纪80年代,当初被用于无法使用条形码跟踪技术的特殊工业场合,许多行业和公司利用他来定位、确认及跟踪库存产品或其他目标。

RFID技术目前应用最为普遍的就是RFID标签的使用,它是承印物与电子技术的一个典型组合应用,可以实现承印物与计算机间的通讯,RFID标签是指在承印物上就包含了存有产品信息的电子芯片以及相关的天线和电视,通过天线接收来自专用阅读器所发射的微波等无线电信号,并反射标签芯片中所包含的数据信息,最后送入主计算机进行处理,从而实现产品非接触式的识别、查找与管理,打破了传统条形码识别的局限性。可广泛应用于超市、物流、仓储等应用领域。

●RFID标签的组成

一个RFID标签通常由三部分组成:读取器、标签(感应器)和天线。如图1示RFID工作原理框图,读取器天线发射无线电信号给标签,RFID标签通过自己的天线接收此信号,利用它从信号得到的能量(有的RFID标签上装有电源)启动标签上的集成电路芯片工作。RFID电子标签识别原理见图2示,电子标签信息通过无线电波的传输进入磁场,发出射频信号,凭借感应电流获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息或主动发送某一频率的信号,解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理,如下图2中所示RFID电子标签识别原理图。

1.读取器:也是由天线、信号收发报机与译码器组成。RFID标签上的芯片被激活启动后,就进行需要的读出、写入数据操作,读出器可把通过天线得到的标签芯片中的数据,经过译码器进行译码,送往主计算机处理。

2.天线:标签和读取器收发报机之间的管道,通过天线来控制系统信号的获得与交换。天线的形状和大小有多种多样,例如可以装在门框上,接收从该门通过的人或物品的相关数据;还可安装在适当地点监控道路上的交通情况等。

3.标签:其核心部分是发射机应答器,能够接收并发送信号,一般被做成低功率的集成电路,与外部的电磁波或电磁感应相互作用,产生RFID标签工作时所需的功率并进行数据传输。RFID标签通常是由印刷层、芯片层与底层构成。芯片层在印刷层与底层之间,是标签的核心部分,芯片层不能承受印刷压力,因此通常的做法是先印好印刷层,做好低层,再与芯片层复合。

●RFID行业标准

目前已提出的RFID标准有EPCglobe的UHF(Ultra High Frequency)、Generation 2(ISO标准)、日本的UID(Ubiquitous ID)以及中国的NPC(National Product Code),而每种标准都包含有3格要素:内容界定产品;空中接口标签和阅读器之间的通信协议;ONS(Object Naming Service)提供产品详细信息。目前,竞争最激烈的环节是空中接口和标签上的内容。

1.ISO标准:国际标准组织(ISO)推动,在目前业界较多的使用到。

ISO 14443A/B(ISO SC17/WG8):超短距离智慧卡标准。这个标准订出了读取距离7~15公分的短距离非接触智慧卡的功能及运作标准,使用的频率为13.56MHz。

ISO 15693(ISO SC17/WG8):短距离智慧卡标准。这个标准订出了读取距离到1公尺的非接触智慧卡,使用的频率为13.56MHz,设计简单让生产读取器的成本比ISO 14443低,大都用来做进出控制、出勤考核等,现在很多企业使用的门禁卡大都使用这一类标准。

ISO 18000系列:这一系列的标准主要用于货品管理类。主要用于物流供应链的管理,读取的距离较长,频率则介于860~930MHz,有时的频率甚至更高。

2.EPC(Electronic Product Code)标准:EPCglobal由EAN(EAN International国际条码)和UCC(制式编码委员会)合作的非营利组织,主要就是在全球结合原有条码的会员组织的推广EPC标准。EPC主要就是推动每项商品都有独特的编码,跟人的身份证字号一样,使用者可以利用EPC编码的连结ONS(Object Name Service)物体名称服务,让使用EPC制定的RFID标签的货品可以流通全球,EPC标准采用UHF频段,例如902MHz~928MHz,采用的信息位是96位,EPC标准侧重于物流管理、库存管理等方面,目前大约有近百家的厂商加入这个行列。

3.UID(Ubiquitous ID)标准:日本UID中心提出的标准,实质上是日本有关电子标签的标准化组织提出的UID编码体系,其采用的电子标签频段为2.45GHz和13.56MHz,信息位数为128位,主要用于库存管理、信息发送和接收以及产品和零部件的跟踪管理等,支持这一标准的日本电子厂商、信息企业和印刷公司等,总计达400余家。

上面介绍的过程中,提及到RFID的不同使用频率,如上表1所示是在行业内依据不同频率和传输距离的不同而对他的特性和应用的一个总结:(表1 RFID不同频率段的特性)

RFID电子标签标准化上,现在基本上是两个派别,即以美国为代表的EPC环球协会和以日本为代表的UID中心,前者主要在欧美推广,得到支持的有诸如IBM、微软等公司,后者的推广则主要立足于本国发展,也联合了相关行业的共同联盟。这两大阵容发展都较大,但是可惜的是这两大标准是不相互兼容的,在RFID技术推广过程中存在着一定阻碍作用。同时,韩国也开展了电子标签研究和开发的三星综合研究所、SK电信射频识别技术协会;中国也在积极投身于这场RFID新技术争夺之战中;同时新加坡等地也在纷纷成立相应的机构,以支持RFID标准。

●RFID特性及应用范围

RFID产品通过自有特点将生产、物流、零售等整个产品供应链连接起来,其生产制作技术更是将印刷、电信、计算机等不同领域串联起来,真正实现跨领域、跨行业的应用。RFID产品相比于现在普及使用的条码技术来说,在存储量、信息读取、保存方面存在着明显优势,其特点归纳起来主要有以下几点:

1.资料的读写技能:通过RFID Reader即可不需接触,直接读取讯息至资料库内,且可一次处理多个标签,并可以将物流处理的状态写入标签,供下一阶段物流处理的读取判断之用。

2.容易小型化及多样化:RFID在读取上并不受尺寸大小与形状的限制,不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外,RFID Tag更可往小型化与多样型发展,以应用在不同的产品上,在强调产品个性化需求的今天是很适用的。

3.耐环境性:纸张一旦受到脏污就会看不到,传统条码受外界影响较大,对水、油和药品等物质的抵抗性很弱,但是RFID却有很强的抗污性,在RFID黑暗或脏污的环境中都能够读取资料。

4.资源再利用:由于RFID是电子资料,可以反复被覆写,因此可以回收标签重复使用,这对原材料也是一种资源的节约。

5.穿透性:采用无线电波传递信息,RFID即使被纸张、木材和塑胶等非金属或非透明的材质包裹,也可进行穿透性通讯。

6.资料的记忆容量大:资料容量会随着记忆规格的发展而扩大,未来物品所需携带的资料量越来越大,对标签所能扩充的需求也是不断增加的,对此项发展RFID不会受到影响。(表2 几种标签载体特点比较)

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