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RFID知多少：RFID技术

RFID是什么？

RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）是一种通过无线电波识别特定物品的方法。典型的RFID系统由三个部分构成：阅读器（询问器），天线和标签（应答器），标签内嵌有一携带数据的微型芯片。如今，RFID的用途非常广泛，包括安全与存取控制、运输和供应链跟踪。这项技术非常适用于在一个协作的环境中采集物品的多项数据以便进行跟踪和计数。

RFID是如何工作的？

射频识别（RFID）使用无线电波传递信息。
  1. 阅读器发射射频（RF）信号
  2. RF模块激活被动式RFID标签，控制由天线发射和接收的射频。
  3. 天线接收和发射RF信号
  4. RFID标签内嵌有一个与天线连接的微型芯片。数据存储在芯片上，通过天线向外发射
  5. 阅读器接收到来自标签的编码信号，然后对标签内的数据进行解码
  6. 阅读器通过缆线或无线局域网将信息传送到主机上。

所有RFID都是一样的吗？

RFID有许多不同的类型，它们产生不同的射频。频率的选择取决于用途。RFID主要使用五个频带：
  • 低频(125/134KHz) － 通常用于存取控制和资产跟踪。
  • 中频(13.56 MHz) － 用于对媒体数据传输率和读取范围有要求时
  • 高频(433 MHz) - 提供适中的读数范围和高读取速度
  • 超高频(850 MHz-950 MHz) - 提供更长的读数范围和更高读取速度
  • 微波(2.4 GHz-2.5 GHz) － 提供最高读取速度

在供应链中应用的RFID可以有多种频率，并且为了满足市场的不同需求，可能需要不同的RFID解决方案。

RFID标签被分为两类：

主动式RFID标签是以电池为电源，它们向阅读器发送信号，发射的距离最远（100英尺以上）。通常它们被用于跟踪高价值物品，如汽车和大宗货物。

被动式RFID标签没有电池。它们的电源来自阅读器。
  • 阅读器通过它的天线向标签发射一个低功率无线电信号，标签则通过它自身的天线接收这个信号，从而为集成电路（晶片）提供电源。
  • 标签将通过与阅读器的简短对话，完成识别和数据交换。因此，被动式标签所发射信息的传播距离要比主动式标签短（通常为10英尺或更短）。
  • 由于其存储容量较小，生产成本相当低廉，所以适用于跟踪低成本物品。

用于RFID标签的晶片有两种基本类型，它们是只读晶片（Read-Only）和读写晶片（Read-Write）。

  • 在制造过程中，只读晶片上存储了特定的信息。只读晶片里的信息不能改变。
  • 而对于读写晶片，用户则可以在标签处于阅读器范围之内时，向标签上添加信息或改写现有的信息。读写晶片的价格高于只读晶片。
  • "WORM" 晶片(一次写入，多次读取) 可以被写入一次，然后就变成了“只读” 晶片。这是一种受欢迎的晶片类型，因为公司在生产和包装产品时，可以向标签内写入一个EPC（产品电子代码）。

使用RFID技术的好处

  • 更好的生产计划
  • 对市场需求的反应更迅速
  • 库存盘点自动化
  • 加速分销货物的发送和接收
  • 有助于减少脱销情况的发生
  • 可以进行产品追踪
  • 减少被抢劫的可能性
  • 改善POS（销售点）功能的效率
  • 创造其他商业销售机会
  • 有助于全面改善消费者的购物体验
  • 为整个供应链提供价值

RFID在供应链中的应用

RFID用于提高分销效率

带RFID标签的货物运抵分销中心
  • 采集EPC数据
  • 更新库存
  • 根据需要将货物装入送货卡车或库房搬运车

RFID用于库存管理

  • 记录发出货物的条目和数量，而无需视线查看和接触。
  • 自动更新库存情况
  • 控制库存补充

RFID用于零售店

  • 减少脱销情况的发生
  • 降低人工成本
  • 减少库存注销
  • 减少损耗/盗窃

集中精力开发RFID标准的组织

Auto-ID Center at MIT （麻省理工学院自动化识别系统中心，即标准推广组织）及其赞助商已提议将一种新的产品电子代码作为识别产品的新一代标准。他们的目标并非要取代现有的条码标准，而是要扩展获取信息至识别每一个带标记的物品，以便进一步提高数据读取的自动化程度。新标准的开发获得了Uniform Code Council（统一编码协会）和EAN International（国际条码协会）的支持。

产品电子代码

EPC是一个由标头和3组数据组成的号码，如下图所示。
  • 标头为EPC的版本号 － 可允许以后版本的EPC有不同的长度或类型。
  • 号码的第二部分为EPC管理号 － 通常是EPC所依附的物品的制造商信息。
  • 第三部分被称为对象类别，指产品（通常指库存单元（SKU））的确切类型。
  • 第四部分数字为序列号，这对物品来说是独一的。(在UPC条码中，第二组和第三组数据的功能是相似的。)

以上列举的是96-bit EPC的例子。它可供2.68亿个公司使用。每个制造商最多可设立1,600万个对象类别，每一类别可有680亿个序列号。这足以包含世界未来许多年制造的所有产品。

在选择产品或包装的RFID类型和应用方法时，需要考虑的潜在问题

在过去的几年里，RFID业界对RFID技术十分热衷，向外间夸大其词地宣扬这项技术。因此，有必要以审慎的态度去接受这项技术。在调查RFID时，需要对以下这些问题进行仔细分析：

标签成本 - 不要将此成本混同为晶片成本。虽然目标是将标签成本（晶片和天线）降低到5美分，但是实现这个目标显然还需要一段时间，这是因为要实现这个目标，需要制造业技术上的突破和保证每年上亿个标签的生产量。今天，大规模（百万）生产量下的一个读/写标签的成本接近“50美分以下”。标签的最终成本还将极大地取决于所需的晶片类型（只读或读/写）、所需的天线尺寸以及为满足特定用途需要而采用的包装方式。

标签尺寸 - 标签尺寸取决于所需的读取范围。虽然晶片很小，但是如果不装上天线，则它们不会起作用。天线的尺寸将决定标签读取距离的远近。因此，不能仅考虑晶片的尺寸，相比之下，天线的尺寸更重要。

基础设施成本 - 许多人都将注意力放在了标签成本上，因为它是一种经常性成本支出。不过，同时还必须关注实施RFID的阅读器成本和基础设施成本。使用RFID的软件系统要求和环境因素，对一个系统的效能起着至关重要的作用，为了使RFID能有效运作，可能需要调整这两方面的条件。例如，RFID晶片无法穿过金属物体读取。其他形式的电磁干扰也可能会妨碍RFID的效能，这就需要改变使用RFID的环境。根据不同用途，阅读器的数量和类型也将是一项主要的成本支出。

读取距离 - RFID的读取距离主要取决于应用时所选择的频率。标签的方位也会影响读取范围，当标签从垂直状态转向阅读器信号路径的方向时，读取范围会变小。当标签以一种方式处于阅读器的磁场内，比如输送带上的箱子此时，读取可靠性就很好。而当标签随意改变方向时，比如滑道上带标签的箱子，这时标签读取可靠性就不太稳定了。（标签和阅读器上的）天线尺寸也是一个决定性因素。手持式阅读器使用的功率不如固定式阅读器大，因而，其读取距离也较短。

政府法规 - 世界各国政府控制着频谱的使用。各个国家都已指定了某些频谱用于其他用途。因此，实际上已没有能让RFID在全世界范围内使用的频谱了。这意味着，一个RFID标签并不能在所有的国家通用。比如，如果您在美国选择使用915MHz的超高频（UHF）频率，而当将产品运往欧洲后，却发现无法读取这些标签，因为欧洲使用的UHF频谱是869MHz。当在全球范围内运作时，就必须要考虑到这个因素。

防冲突 - 这是RFID晶片/阅读器的一个重要特点，因为它允许当多个标签聚集在一个阅读器的磁场中时，可以同时读取多个标签。并非所有的RFID标签都具备这个特点，但如果您准备将RFID用于的库存盘点、货物发送和接收时，那么这个特点就很重要，因为此时您需要同时读取多个标签。

隐私问题 - 消费群体担心随着RFID的普及，会对他们造成潜在的（真实的或想象的）隐私侵犯。这些人正在推动相关立法，要求制造商告知消费者哪些产品内带有RFID装置，而且必须在购买点提供使这些装置失效的手段。在实施RFID项目时，您应该了解并考虑这些问题。

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