射频技术

null射频技术射频技术 什么是射频技术？什么是射频技术？射频技术（RFID）是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别。常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。其原理为由扫描器发射一特定频率之无线电波能量给接收器，用以驱动接收器将内部的代码送出，此时扫描器便接收此代码。接收器的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污，且晶片密码为世界唯一无法复制，安全性高、长寿命。RFID的应用非常广泛，目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。RFID标签有两种：有源标签和无源标签。null 　RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。 射频技术是利用无线电波对记录媒体进行读写。射频识别的距离可达几十厘米至几米，且根据读写的方式，可以输入数千字节的信息，同时，还具有极高的保密性。 短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可在这样的环境中替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体。长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。 RFID系统的基本组成部分 RFID系统的基本组成部分 　最基本的RFID系统由三部分组成： 　　标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象； 　　阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可为手持式或固定式； 　　天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。 标签标签阅读器阅读器nullnull天线天线RFID工作原理 RFID工作原理 射频识别系统的基本模型如图所示。 null其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。 发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。 　发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种　发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种(1)电感耦合。变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定 律，如图所示: null电磁反向散射耦合：雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律 　　图电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有：125kHz、225kHz和13．56MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10～20cra。 null电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有：433MHz，915MHz，2．45GHz，5．8GHz。识别作用距离大于1m，典型作用距离为3—l0m nullRFID相关术语 RFID相关术语 射 频 ： 一般指微波。 · 微 波 ： 波长为0.1—100厘米或频率在1—100GHZ的电磁波。 ·电子标签 ： 以电子数据形式存储标识物体代码的标签，也叫射频卡。 ·被动式电子标签： 内部无电源、靠接收微波能量工作的电子标签。 ·主动式电子标签： 靠内部电池供电工作的电子标签。 ·微波天线 ： 用于发射和接受微波信号。 null　 ·读出装置 ： 用于读取电子标签内电子数据。 　　·阅 读 器 ： 用于读取电子标签内电子数据。 　　·编 程 器 ： 用于将电子数据写入电子标签或查阅电子标签内存储数据。 　　·波束范围 ： 指天线发射微波的照射功率范围。 　　·标签容量 ： 电子标签编程时所能写入的字节数或逻辑位数。 　　振幅(Amplitude) ：无线电波最高点和零值之间的距离。 null　只读存储（Read-only memory ，ROM）：一种将信息存储在芯片上的形式，不能被覆盖。只读芯片要比读写芯片便宜得多。 　　自动数据采集（Automatic data capture, ADC）：用于收集数据并直接将其导入（不涉及人工参与）计算机系统的（见自动识别与数据采集）。 　　智能卡（Smart Card） ：内嵌有微芯片的塑料卡（通常是一张信用卡的大小）的通称。一些智能卡包含一个RFID芯片，所以它们不需要与读写器的任何物理接触就能够识别持卡人。RFID智能卡常常被称为“遥控”智能卡。 射频技术的特点射频技术的特点与当前广泛应用的条形码相比，RFID有着以下特点：       1.无方向性：读取时不需对准，只需在阅读器的范围内，利用无线电进行读取。       2.唯一性：识别码独一无二，无法仿造。 　　3.丰富性：电子标签能储存较多数据，存储能力可达几百字节，并可重复读写。 　　4.同时性：一次能读取数个至数千个标签识别码及数据。 　　5.坚固性：能全天候作业，不易污损或遭受破坏。 RFID应用领域 RFID应用领域 1、物流：　物流过程中的货物追踪，信息自动采集，仓储应用，港口应用，邮政，快递 　　2、零售：　商品的销售数据实时统计，补货，防盗 　　3、制造业：　生产数据的实时监控，质量追踪，自动化生产 　　4、服装业：　自动化生产，仓储管理，品牌管理，单品管理，渠道管理 　　5、医疗：　医疗器械管理，病人身份识别，婴儿防盗 　　6、身份识别：　电子护照，身份证，学生证等各种电子证件。
　　7、防伪：　贵重物品（烟，酒，药品）的防伪，票证的防伪等
　　8、资产管理：　各类资产（贵重的或数量大相似性高的或危险品等) 　　9、交通：　高速不停车，出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车 识别等 　　10、食品： 水果，蔬菜，生鲜，食品等保鲜度管理 　　11、动物识别： 训养动物，畜牧牲口，宠物等识别管理 　　12、图馆：　书店，图书馆，出版社等应用 　　13、汽车：　制造，防盗，定位，车钥匙 　　14、航空：　制造，旅客机票，行李包裹追踪 　　15、军事：　弹药，枪支，物资，人员，卡车等识别与追踪 　　16、其它： 有待开发…… 射频技术与条形码的区别射频技术与条形码的区别主要的区别如下：有无写入信息或更新内存的能力。条形码的内存不能更改。射频标签不像条形码，它特有的辨识器不能被复制。标签的作用不仅仅局限于视野之内，因为信息是由无线电波传输，而条形码必须在视野之内。由于条形码成本较低，有完善的标准体系，已在全球散播，所以已经被普遍接受，从总体来看，射频技术只被局限在有限的市场份额之内。射频技术与条形码是两种不同的技术，有不同的适用范围，有时会有重叠。两者之间最大的区别是条形码是"可视技术"，扫描仪在人的指导下工作，只能接收它视野范围内的条形码。 射频技术在我国的发展 射频技术在我国的发展 自上个世纪九十年代以来，射频识别技术在全世界范围内得到了很快的发展。全球的总销量以年均25%以上的速度快速增长，经过十几年的发展，射频率识别技术在各行各业，尤其是在电子信息行业得到了广泛的应用。 射频识别技术在我国的应用，应该还处于一个起步的阶段。差距首先现在技术上，虽然在低频和中频产品应用上面，已经有了一定的基础，但在高频领域基本上没有大规模成熟的应用案例；其次表现在应用环境上，电子标签是一种提高识别效率和准确性的工具。市场化程度越高，越具有竞争性，组织对于效率的要求就会越强烈。 null在这种情况下，电子标签才会具有广泛应用的可能性。以电子标签在供应链上的应用为例，必须是以供应链成熟广泛运用为基础的，而我国供应链的发展只是刚有一个好的开端，对绝大多数企业而言，这种先进的管理方法和技术还刚刚起步。 射频技术的国产化是刻不容缓的，无论从哪一方面讲，如果长期只依赖国外进口产品，将阻碍射频技术的推广和大规模的使用。在射频国产化的道路上，应用系统的国产化最先起步，目前也是比较有成效的。随着系统应用技术逐渐成熟和市场的壮大，也涌现出了许多优秀的系统集成商，特别是中、低频的非接触产品的应用中。 射频技术在应用中存在的问题射频技术在应用中存在的问题1．硬件的操作与可靠性问题 RFID硬件的操作是其应用和普及中的一个较大的问题和挑战。特别是阅读器如何识别与读取标签信息、并将其发送到的计算机系统理的问题。据报道，目前电子标签的识别失误率还高达20%，离大量应用于供应链管理还有一定的距离，有待进一步的改善。在该问题中，还存在着在现场操作经常遇到的一些物理问题环境，例如金属、液体，高温、粉尘等恶劣环境以及可能对无线电波产生的干扰等问题，这都可能影响到对RFID标签信息的识别与读取，如前面提及的汽车焊接生产线、喷漆生产线等在此的高温、高灰尘、高金属等场合，就会遇到各种各样的干扰，这些干扰信号对RFID信息的读取与传输的精确性与性可靠性都会有较大的影响，这也将影响到对供应链上各个项业务的管理。沃尔玛在RF技术应用的试验中，在俄克拉荷马州Tulsa仓储中心的试验中就实际发生上述问题，甚至在环境并不象上述那些恶劣的情况下的连锁超市中，也存在着识别失误的现象。人们还发现，当RFID系统启动时，由于无线条码扫瞄系统的讯号干扰而使整套系统出现故障、产生宕机。 2．储存超载的问题 在供应链运行中，特别是在零售环节需要处理零售营运所产生的庞大数据，这也是一个棘手的问题。如果所有商品均采用了RFID标签，而每个标签中又储存有众多的信息，会使原有系统出现储存超载的问题，如果在初建射频系统时没有考虑到对系统升级，会导致整个系统出现麻烦。美国佛罗里达州的一家公司在采用射频技术系统时，其数据库系统就出现被RFID数据所灌爆的现象。 3．安全问题 安全也是一个让人头疼的问题，因为RFID系统很可能成为骇客攻击的新目标，而丢失一些机密的数据。目前，RFID要在对信息有保密要求的领域展开应用，还面临着信息安全方面的障碍，在最初的应用过程中，由于安全问题并不是非常重要，因此在原有的技术标准对安全问题考虑欠缺，并且较难再将安全规范添加进去。 如果安全问题无法保证，在使用射频系统时就有被人窃取信息的可能性。目前，RFID阅读器中的惟一标识符容易被人复制，RFID的基本验证机制也存在严重的安全缺陷，同时某些RFID标签一旦接近RF阅读器，就会无条件地开始发射信号，极易被窃取信息。这样一来，设想若有人坐在某家大公司总部的大厅里，只要利用藏在公文包里的阅读设备就能轻易地收集情报。 由于无源RFID系统没有读写能力，所以无法使用公钥/私钥，用来验证口令发问/应答机制以及其他的各种主动验证方法。有源标签由于可以收到不断变化的验证密钥，能够大大提高其安全性，但是它们的成本较昂贵。目前，人们已经开始研制采用一次性口令的发问/应答系统，这会在很大程度上解决RFID的安全问题。 null4．标准问题 标准问题决定了一项技术的发展与应用前途，如果一个企业内部、或供应链上的上下游企业之间所采用的频率、编码、存储规则和数据的标准等参数不统一，相互的阅读器与标签不能通用，则供应链上的成员之间就无法实时交流信息，实现协同地运作。目前，业界标准已经让各种不同的系统可以相通，但设备的成本，特别是RFID芯片仍是另一项决定该技术成败的重要因素。到目前为止，射频技术已经具有多项国际标准，如国际标准组织ISO的标准、美国国家标准化组织ANSI的标准、美国国家信息技术标准协会NCITS的标准、IEC/ISO联合技术委员会JTC的标准、汽车工业协会AIAGB－11的标准、万国邮政联盟UPU的标准以及欧洲标准委员会CEN等机构的标准。由于在不同的地区，使用的频率也有所不同，频率资源的分配在各个国家也各不相同，因此，射频技术的标准化将会影响到全球化供应链的运作。 5．隐私问题 另一个制约射频技术应用的问题是隐私问题。随着RFID的发展与应用，一些隐私权保护团体对其侵犯人们隐私权的问题产生了极大的疑虑，一些商品在售出后，由于其电子标签未被清除，仍然会向由某些阅读器发来的、相频率匹配的无线电波发送信息，这样，那些使用这些商品的消费者的行踪与活动无疑将受到跟踪，侵犯了他们的隐私权。因此，消费者担心在消费商品中使用RFID芯片最终将造成警察社会。据国外的报道，人们对于在出售服装上嵌入RFID标签的做法表示不满，认为这会对消费者造成人身跟踪，侵犯了消费者的隐私权，并且号召广大消费者予以抵制。同样，在沃尔玛和英国最大的零售商Tesco的初期试验中，在个别的产品上加入RFID标签时就受到抵制与抗议。 null6．价格问题 从前面的介绍可知，RF设备的价格问题也会制约射频技术的应用与推广。因为昂贵的设备将增加供应链运行的成本，会将众多的企业挡在RF应用的门外。为了降低RF设备的成本，Alien Technology、Matrics等设备商正在极力降低RFID系统的主要元件－微芯片的成本；还有一些公司也正在通过研制新的天线印制技术来降低天线的成本；以及开展对导电墨水的研制。一些公司在过去主要生产掺有银、镀银铜、碳及石墨的导电墨水，用于RFID和智能卡产品当中。如今导电墨水的生产商在研究新配方。该项研究是RF技术最近的一个发展热点。利用导电墨水，可以将RFID的天线以接近于零的成本印制到产品包装上。 Flint Ink公司最近就斥巨资研究开发新的导电墨水。通过导电墨水在产品的包装盒上印制RFID天线，比传统的金属天线成本低、印制速度快、节省空间，并有利于环保。由于RFID系统中的阅读器等基本设备几乎不需要什么维护，人们认为，随着设备价格的继续下降，虽然其实施过程会有较大的的成本，但基本上不会高于其他任何ERP或供应链系统的投资。 目前在我国，电子标签尚不普及，国外电子标签的价格也造价不菲， 每个标签的价格一般都在20－30美分的高价位上，就拿我国为沃尔玛供货的厂商来说，很大一部分都是来自东莞等地的中小企业，从实力上是很难接受的。 除了技术问题之外，还面临了劳工组织的政治性议题的障碍。工会不希望供应链上越来越多的作业从人工化转向自动化和近似计算化，这样，哪些工人的工作将被断送，美国西岸导入商业化的新技术时遭受罢工抗议就是个这个问题的最有力的例证。 射频技术在物流管理中的应用 射频技术在物流管理中的应用 　射频技术在物流配送中的应用可分为商品的入库、出库、存储、运输跟踪、配送等。RFID技术可以加快供应链的运转，提高物流管理的效率。 　　1.商品出库与入库 　　物资配送中心所派车队进入仓储中心时通过门禁，阅读器读取到射频标签信息并在仓储中心系统中显示此时车队所载物资为空。车队装载物资完毕离开发物仓库时再次通过门禁，物流系统将出库物资信息写入到系统数据库中并上报给物资配送中心，这样就等于射频标签承载了其所运物资的相关信息，自动完成物资出库，此时运送物资的车辆和物资进入在途状态。运输车队到达收物仓库时再次通过门禁，阅读器读取到射频标签中的信息后传输给仓储中心系统，系统即显示待入库物资的相关信息并写入数据库，自动完成物资入库，并上报给物资配送中心，通知物流配送中心配送任务已经完成。 　　2.存储与库存盘点 　　在仓库里，射频技术最广泛的应用是存取货物与库存盘点，它能用来实现自动化的商品的登记、存货和取货等操作。在仓储管理中，通过将供应计划系统与射频识别技术相结合，能够高效地完成各种操作。可增强作业的准确性和快捷性，提高服务质量，降低成本，减少物流中由于偷窃、损害、出货错误等造成的损耗，实现快速供货并最大限度地减少储存成本。 null　3.运输跟踪 　　在运输管理中，通过在货物和车辆上贴RFID标签，完成设备的跟踪控制。接收装置收到RFID标签信息后，连同接收地的位置信息上传至通信卫星，再由卫星传送给运输调度中心，送入数据库中。利用射频技术可准确、迅速地完成配送任务并实现对在途物资的跟踪。在物资运输期间，物资配送中心根据发/收物仓储中心上报的数据可知在途物资的名称、品种和数量等信息，达到在途物资的可见性。 　　4.物流配送 　　在配送环节，采用射频技术能大大加快配送的速度和提高拣选与分发过程的效率与准确率，并能减少人工、降低配送成本。到达中央配送中心的所有商品都贴有RFID标签，在进入中央配送中心时，托盘通过一个门阅读器，读取托盘上所有货箱上的标签内容。系统将这些信息与发货记录进行核对，以检测出可能的错误，然后将RFID标签更新为最新的商品存放地点和状态。这样就确保了精确的库存控制，甚至可确切了解目前有多少货箱处于转运途中、转运的始发地和目的地，以及预期的到达时间等信息。RFID技术可以实现合理的产品库存控制和智能物流技术。借助电子标签，可以实现商品对原料、半成品、成品、运输、仓储、配送、上架、最终销售，甚至退货处理等环节进行实时监控，使整个供应链管理显得透明而高效。nullnullnullnull　射频技术在物流管理系统中的应用，提高了商品入库、商品配送和管理的工作效率，减少了人力资源的浪费，提高了人员的利用率，射频技术作为供应链下物流管理硬件将会得到越来越广泛的应用。 小结小结RFID与其他新兴技术一样，仍存在很多问题。缺乏统一的技术标准是制约RFID发展的重要因素。RFID的成本过高是抑制RFID技术的关键问题。其成本主要是标签、读写设备及相关管理软件的成本。其中，由于标签将贴于单件产品上，数量巨大，标签成本的降低，将是RFID成本降低的重要部分。采用RFID技术的最大好处是可以对企业的供应链进行透明管理，但同时会使个人隐私受到影响。因此，RFID的安全性也非常令人关注，需要尽快推出增强安全性能的RFID产品。RFID的读取仍存在错读率高的问题。 null随着RFID芯片与阅读机近来价格的大幅滑落，以及让这项技术可以大规模实施的信息标准问题也逐渐得到解决，因此这项技术的商用兴趣在近几年来也越来越浓厚。此外，网络成为工业级的商业工具也是一个相当重要的发展，因为许多企业都计划要利用网络来当做RFID网络的骨干。 为此，我们相信，在今后的数年中，射频技术一定会得到长足地发展，在企业乃至整个供应链上发挥其独特的高效，将会有越来越多的企业认知它、接受它、应用它，同时它业会反过来促进供应链管理的进一步向前发展，并成为供应链运作与管理中的好帮手。 null谢谢观看