在智能制造大趋势下,RFID作为一种非接触式的自动识别技术,可以通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,由于RFID实施和部署成本较低,数据采集和传输方式十分便捷,因此受到企业越来越多的关注。相对于条形码、磁卡、IC卡等技术,RFID的应用优势是可以实现批量处理、远距离非接触读写,数据容量大,可重复使用,对污染不敏感,适应各种复杂的工况。
随着技术的发展,RFID早已渗透到我们生活的方方面面,各行各业,RFID已成为了生活的一部分。
RFID的发展与变迁
RFID技术诞生于二战期间,最早被英国皇家空军用于识别自家和盟军的战机。英国为了识别返航的飞机,就在盟军的飞机上装备了一个无线电收发器,进而当控制塔上的探询器向返航的飞机发射一个询问信号后,飞机上的收发器接收到这个信号后,回传一个信号给探询器,探询器根据接收到的回传信号来识别敌我。这是有记录的第一个RFID敌我识别系统,也是第一个RFID的第一次实际应用。
RFID技术的发展可按10年期划分:
1941~1950年,雷达的改进和应用催生了RFID技术,1948年奠定了RFID技术的理论基础。
1951—1960年,早期RFID技术的探索阶段,主要处于实验室实验研究。
1961—1970年,RFID技术的理论得到了发展,开始了一些应用尝试。
1971—1980年,RFID技术与产品研发处于一个大发展时期,各种RFID技术测试得到加速。出现了一些最早的RFID应用。
1981~1990年。RFID技术及产品进入商业应用阶段,各种规模应用开始出现。
1991~2000年,RFID技术标准化问题日趋得到重视,RFID产品得到广泛采用,RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分。
2001—当下,标准化问题日趋为人们所重视,RFID产品种类更加丰富,有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展,电子标签成本不断降低,规模应用行业扩大。
RFID技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID正在成为现实。
RFID技术的分析
RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别。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,可设计为手持式或固定式;
其原理是,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:
(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;
(2) 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。
电感耦合型RFID系统的工作原理图
RFID的优点:RFID芯片与RFID读卡器对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性;信息的读取上并不受芯片尺寸大小与形状限制,不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质,而且,RFID标签正往小型化与多样形态发展,以应用于不同产品;RFID技术识别相比传统智能芯片更精确,识别的距离更灵活。可以做到穿透性和无屏障阅读;RFID芯片标签可以重复地新增、修改、删除内部储存的数据,方便信息的更新;内部数据内容经由密码保护,使其内容不易被伪造及变造;RFID芯片数据容量很大,而且随着技术发展,容量还有增大的趋势。
RFID技术在生活中的应用
近几年,RFID技术发展迅速,已经在逐渐应用到各个领域,并在诸多领域大放异彩。
RFID让仓储环境再无死角
对于与制造、零售和物流息息相关的仓储来说,将RFID技术和产品用于库存跟踪、盘点和资产管理的自动化,将对行业起到革命性的颠覆作用,进而实现传统工厂和仓库的数字化管理和智能化升级。
在目前的仓储场景下,快递或货品的包装上多是二维码和条形码,对货物进行定位和轨迹规划的前提是对这些码的精确识别。目前,行业使用最多的识别方式还是有源设备或视觉系统,但存在费用较高且需要定时维护的问题。尤其是对于视觉系统来说,最大的弊端在于如果出现了遮挡或者多个货品叠放的情况,或是标签受到污染或者损坏,摄像头的识别就会受到极大的限制,如现在制造业中大火的“黑灯工厂”,在没有光线或是昏暗的情况下,摄像头的稳定性将受到极大的挑战问。
相比之下,如果使用无源RFID标签就可以最大程度的避免这种情况的出现。对于RFID标签来说,其不仅有一定的穿透性,而且具有条形码等所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离远、标签数据可以加密、存储数据容量大、存储信息自如等优点,也不会受到光线的限制。同时,无源RFID标签最大的优势在于其非常便宜而且无需维护,在这种情况下还依然能实现相对高精度的定位。因此,无源RFID标签不仅在仓储环境中可以被大量使用,未来在其他场景中也将大有可为。
RFID让快餐更快
RFID射频识别技术,使快餐行业能够在所有供应链阶段(从配送中心到食品供应)提高效率的实践来改善后端和前端运营。在后端,RFID使快餐店企业能够在几分钟内准确跟踪所有物品。从这里开始,定期在店内盘点使餐厅能够将库存水平的可视化程度保持在高达98%的准确率。同时,还可以发布有关过期产品的预警,餐馆针对性采取每日或每周库存计数,这样可以最大限度地利用所有物品,并将订单限制为仅需要的物品,从而最大限度地减少浪费。
RFID让交通效率更高目前中国的高速公司发展非常快,地区经济发展的先决条件就是有便捷的交通条件,而长久来,高速公路收费却存在一些问题,收费口车辆排队缴费引发拥堵,少数不法的收费员贪污收取的过路费致使财政收入损失等。
现在国内已经全面铺开ETC电子不停车收费系统,保证整个路网运行畅通。通过安装在车辆挡风玻璃上的车载RFID标签与在收费站 ETC 车道上的RFID读写器,实现ETC车道短程通讯。通过RFID技术,车辆通过高速公路或桥梁收费站时栏杆自动放行,ETC车辆无需停车缴费,费用直接通过银行后台结算处理。在停车层面,譬如办公大厦或小区等定点停车的应用场景,可以使用RFID技术。通过RFID技术,车辆上携带的RFID停车卡与RFID识别器协同工作,可以直接放行车辆,有效改善传统停车场出入刷卡带来的通行效率低下的问题。
RFID让防伪溯源更容易
伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题。
RFID溯源系统是一套利用RFID识别采集目标产品,记录产品原料信息,在产品生产过程之中,在包装之上映射RFID电子标签,然后对产品的原料、制造、销售等信息展开处理加载电子标签,将信息数据保存在数据库之中,从而实现产品全生命周期溯源防伪的系统工具。
将RFID技术应用在防伪领域有它自身的技术优势,它具有成本低而又很难伪造的优点。电子标签本身具有内存,可以储存、修改与产品有关的数据,利于进行真伪的鉴别。利用这种技术不用改变现行的数据管理体制,唯一的产品标识号完全可以做到与已用数据库体系兼容。
此外,RFID技术在零售业、制造业、图书管理、智慧城市、国防军事、公共安全等领域的应用也越来越普遍。
最后
万物互联的时代,RFID无线射频识别技术,能让每一个物品都拥自己的「身份证ID」,可以被普遍的推广使用在物品识别和追踪场景中。随着技术发展,RFID标签产品价格将越来越低廉。相信在不久的将来,RFID技术会应用在更多的行业场景中。
编辑:黄飞
评论
查看更多