在智能制造大趨勢下,RFID作為一種非接觸式的自動識別技術,可以通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據,由于RFID實施和部署成本較低,數據采集和傳輸方式十分便捷,因此受到企業越來越多的關注。相對于條形碼、磁卡、IC卡等技術,RFID的應用優勢是可以實現批量處理、遠距離非接觸讀寫,數據容量大,可重復使用,對污染不敏感,適應各種復雜的工況。
隨著技術的發展,RFID早已滲透到我們生活的方方面面,各行各業,RFID已成為了生活的一部分。
RFID的發展與變遷
RFID技術誕生于二戰期間,最早被英國皇家空軍用于識別自家和盟軍的戰機。英國為了識別返航的飛機,就在盟軍的飛機上裝備了一個無線電收發器,進而當控制塔上的探詢器向返航的飛機發射一個詢問信號后,飛機上的收發器接收到這個信號后,回傳一個信號給探詢器,探詢器根據接收到的回傳信號來識別敵我。這是有記錄的第一個RFID敵我識別系統,也是第一個RFID的第一次實際應用。
RFID技術的發展可按10年期劃分:
1941~1950年,雷達的改進和應用催生了RFID技術,1948年奠定了RFID技術的理論基礎。
1951—1960年,早期RFID技術的探索階段,主要處于實驗室實驗研究。
1961—1970年,RFID技術的理論得到了發展,開始了一些應用嘗試。
1971—1980年,RFID技術與產品研發處于一個大發展時期,各種RFID技術測試得到加速。出現了一些最早的RFID應用。
1981~1990年。RFID技術及產品進入商業應用階段,各種規模應用開始出現。
1991~2000年,RFID技術標準化問題日趨得到重視,RFID產品得到廣泛采用,RFID產品逐漸成為人們生活中的一部分。
2001—當下,標準化問題日趨為人們所重視,RFID產品種類更加豐富,有源電子標簽、無源電子標簽及半無源電子標簽均得到發展,電子標簽成本不斷降低,規模應用行業擴大。
RFID技術的理論得到豐富和完善。單芯片電子標簽、多電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應高速移動物體的RFID正在成為現實。
RFID技術的分析
RFID是Radio Frequency Identification的縮寫,即射頻識別。RFID系統由三部分組成:
標簽(Tag):由耦合元件及芯片組成,每個標簽具有唯一的電子編碼,附著在物體上標識目標對象;
閱讀器(Reader):讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備,可設計為手持式或固定式;
其原理是,電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間(無接觸)耦合、在耦合通道內,根據時序關系,實現能量的傳遞、數據的交換。發生在閱讀器和電子標簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種:
(1)電感耦合:變壓器模型,通過空間高頻交變磁場實現耦合,依據的是電磁感應定律;
(2) 電磁反向散射耦合:雷達原理模型,發射出去的電磁波,碰到目標后反射,同時攜帶回目標信息,依據的是電磁波的空間傳播規律。
電感耦合型RFID系統的工作原理圖
RFID的優點:RFID芯片與RFID讀卡器對水、油和化學藥品等物質具有很強抵抗性;信息的讀取上并不受芯片尺寸大小與形狀限制,不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質,而且,RFID標簽正往小型化與多樣形態發展,以應用于不同產品;RFID技術識別相比傳統智能芯片更精確,識別的距離更靈活。可以做到穿透性和無屏障閱讀;RFID芯片標簽可以重復地新增、修改、刪除內部儲存的數據,方便信息的更新;內部數據內容經由密碼保護,使其內容不易被偽造及變造;RFID芯片數據容量很大,而且隨著技術發展,容量還有增大的趨勢。
RFID技術在生活中的應用
近幾年,RFID技術發展迅速,已經在逐漸應用到各個領域,并在諸多領域大放異彩。
RFID讓倉儲環境再無死角
對于與制造、零售和物流息息相關的倉儲來說,將RFID技術和產品用于庫存跟蹤、盤點和資產管理的自動化,將對行業起到革命性的顛覆作用,進而實現傳統工廠和倉庫的數字化管理和智能化升級。
在目前的倉儲場景下,快遞或貨品的包裝上多是二維碼和條形碼,對貨物進行定位和軌跡規劃的前提是對這些碼的精確識別。目前,行業使用最多的識別方式還是有源設備或視覺系統,但存在費用較高且需要定時維護的問題。尤其是對于視覺系統來說,最大的弊端在于如果出現了遮擋或者多個貨品疊放的情況,或是標簽受到污染或者損壞,攝像頭的識別就會受到極大的限制,如現在制造業中大火的“黑燈工廠”,在沒有光線或是昏暗的情況下,攝像頭的穩定性將受到極大的挑戰問。
相比之下,如果使用無源RFID標簽就可以最大程度的避免這種情況的出現。對于RFID標簽來說,其不僅有一定的穿透性,而且具有條形碼等所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離遠、標簽數據可以加密、存儲數據容量大、存儲信息自如等優點,也不會受到光線的限制。同時,無源RFID標簽最大的優勢在于其非常便宜而且無需維護,在這種情況下還依然能實現相對高精度的定位。因此,無源RFID標簽不僅在倉儲環境中可以被大量使用,未來在其他場景中也將大有可為。
RFID讓快餐更快
RFID射頻識別技術,使快餐行業能夠在所有供應鏈階段(從配送中心到食品供應)提高效率的實踐來改善后端和前端運營。在后端,RFID使快餐店企業能夠在幾分鐘內準確跟蹤所有物品。從這里開始,定期在店內盤點使餐廳能夠將庫存水平的可視化程度保持在高達98%的準確率。同時,還可以發布有關過期產品的預警,餐館針對性采取每日或每周庫存計數,這樣可以最大限度地利用所有物品,并將訂單限制為僅需要的物品,從而最大限度地減少浪費。
RFID讓交通效率更高目前中國的高速公司發展非常快,地區經濟發展的先決條件就是有便捷的交通條件,而長久來,高速公路收費卻存在一些問題,收費口車輛排隊繳費引發擁堵,少數不法的收費員貪污收取的過路費致使財政收入損失等。
現在國內已經全面鋪開ETC電子不停車收費系統,保證整個路網運行暢通。通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載RFID標簽與在收費站 ETC 車道上的RFID讀寫器,實現ETC車道短程通訊。通過RFID技術,車輛通過高速公路或橋梁收費站時欄桿自動放行,ETC車輛無需停車繳費,費用直接通過銀行后臺結算處理。在停車層面,譬如辦公大廈或小區等定點停車的應用場景,可以使用RFID技術。通過RFID技術,車輛上攜帶的RFID停車卡與RFID識別器協同工作,可以直接放行車輛,有效改善傳統停車場出入刷卡帶來的通行效率低下的問題。
RFID讓防偽溯源更容易
偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題。
RFID溯源系統是一套利用RFID識別采集目標產品,記錄產品原料信息,在產品生產過程之中,在包裝之上映射RFID電子標簽,然后對產品的原料、制造、銷售等信息展開處理加載電子標簽,將信息數據保存在數據庫之中,從而實現產品全生命周期溯源防偽的系統工具。
將RFID技術應用在防偽領域有它自身的技術優勢,它具有成本低而又很難偽造的優點。電子標簽本身具有內存,可以儲存、修改與產品有關的數據,利于進行真偽的鑒別。利用這種技術不用改變現行的數據管理體制,唯一的產品標識號完全可以做到與已用數據庫體系兼容。
此外,RFID技術在零售業、制造業、圖書管理、智慧城市、國防軍事、公共安全等領域的應用也越來越普遍。
最后
萬物互聯的時代,RFID無線射頻識別技術,能讓每一個物品都擁自己的「身份證ID」,可以被普遍的推廣使用在物品識別和追蹤場景中。隨著技術發展,RFID標簽產品價格將越來越低廉。相信在不久的將來,RFID技術會應用在更多的行業場景中。
編輯:黃飛
?
評論
查看更多