RFID技術(shù)最新發(fā)展集萃

文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者：RFID射頻快報   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年10月29日

　　眾所周知的是，在大多數國家對無(wú)線(xiàn)頻率進(jìn)行管制的情況下，RFID無(wú)法在超過(guò)1米的范圍之外發(fā)揮作用，除非使用UHF（超高頻，即900MHz左右的免許可頻率）。如果在RFID標簽中裝上電池的話(huà)，那更長(cháng)距離的讀寫(xiě)范圍也是可以實(shí)現的，對于車(chē)輛來(lái)說(shuō)，這也是可行的方案。然而，這些所謂的主動(dòng)標簽的使用壽命有限，比較昂貴，它們的尺寸相對而言也比較大，并且有更多可能會(huì )發(fā)生錯誤的部件。因此按照美國及歐洲領(lǐng)先的零售商們和美國軍方的要求，UHF被動(dòng)式標簽被作為食品和其他產(chǎn)品的包裝箱及貨盤(pán)標準化RFID標簽。
        
UHF RFID并不適合于所有的食品應用場(chǎng)合
        
　　然而，盡管UHF RFID的性能還不錯（實(shí)際上它已開(kāi)始被用作奶牛的耳掛式跟蹤標簽），但是如果在附近有水或金屬的環(huán)境，它的結果可能就難以預測了。就像香港機場(chǎng)（使用此種標簽跟蹤行李）和德國零售商Metro（在食品上使用此種標簽）所發(fā)現的那樣：有時(shí)因為水或金屬的靠近會(huì )發(fā)生無(wú)法讀取的情況。而另外有些時(shí)候，卻會(huì )在50米之外發(fā)生出人意料、令人惱火的讀取現象，使得讀取器對所要讀取的標簽發(fā)生混淆。在歐洲，軍方和其他即得利益集團也在阻止UHF無(wú)線(xiàn)規范制定者批準更高的功率和帶寬，這極大地限制了貨盤(pán)和食品包裝箱上閱讀器之間接口的范圍和控制。業(yè)界很快就會(huì )對UHF系統進(jìn)行提高，但是傳統的HF（高頻，13.56MHz）和微波（2.45GHz）系統最近所實(shí)現的大幅提高使得它們具有更大的讀取距離，也更加適用于追蹤類(lèi)的應用場(chǎng)合。
        
　　這些提高包括： 
         
    ◆ 帶有密碼保護功能的HF標簽的讀取距離更加具有可控性，與UHF標簽相比對水和金屬的耐受度也更高。主要的零售商都要求帶有密碼保護功能的讀寫(xiě)標簽，而只有使用了EPC標準的UHF標簽才具有此功能。 
    ◆ 采用了新方法來(lái)擴展HF RFID標簽的讀取距離，有時(shí)可以擴展到10米。 
    ◆ 用表面聲波芯片代替RFID標簽中的硅芯片。這些表面聲波芯片沒(méi)有電壓范圍的限制，它們無(wú)需另外的傳感器就可感應溫度，并且也更加容易制造。
        
帶密碼保護的HF標簽
        
　　Texas Instruments公司最近發(fā)布了一款帶有密碼保護功能與標準寫(xiě)入機制的HF標簽和一種具有嚴格質(zhì)量控制規定的生產(chǎn)工藝，另外它還提供了一種針對醫藥標簽（與食品也是相關(guān)的）的獨特的解決方案。
       
　　這有助于解決醫藥供應鏈的另一個(gè)問(wèn)題：隱私性。與零售業(yè)和快速消費品有著(zhù)極大的不同，醫藥業(yè)已達成一種共識：那就是藥品標簽在被消費者購買(mǎi)后也不應該失去作用。實(shí)際上，雀巢公司以及其他食品公司也都說(shuō)使之失效既不可行，也沒(méi)有必要。在藥品上采用RFID標簽的關(guān)鍵的潛在好處之一是能夠大幅提高召回過(guò)程的效率，這種召回過(guò)程會(huì )要求被退回的藥瓶標簽上要保留識別信息。當然，這樣所帶來(lái)的問(wèn)題是如果不使標簽失效，那么消費者的隱私可能就會(huì )受到影響。醫藥處方可能是非常敏感的個(gè)人信息，消費者不會(huì )希望當他們離開(kāi)藥店時(shí)，也許發(fā)生黑客竊取他們所購買(mǎi)的藥品名稱(chēng)的情況。
        
　　帶有密碼保護的寫(xiě)入功能提供了一種解決辦法。在整個(gè)供應鏈的所有環(huán)節中醫藥的產(chǎn)品信息和序列號都會(huì )被存儲在標簽上，直到藥瓶到達藥店為止。在藥店中，產(chǎn)品信息會(huì )被完全刪去，但序列號仍然保留。因此，即使一個(gè)黑客成功地讀取了標簽，他只能得到一些序列號，但無(wú)法知道這些藥品具體是什么名稱(chēng)。并且，當發(fā)生召回時(shí)，消費者可以將帶有標簽的藥瓶退回給藥店，然后藥瓶標簽的序列號會(huì )進(jìn)入到系統中，并找到其所代表的產(chǎn)品信息，從而可以確定它是否應被召回。最終，超市中單個(gè)食品級的標簽也需要在被購買(mǎi)后仍能一直保持有效。IDTechEx公司認為在藥品標簽被購買(mǎi)后仍保持有效所帶來(lái)的潛在好處和回報包括：更好的召回效果，減少了錯誤以及方便對消費者進(jìn)行抽獎等。 

更長(cháng)讀取距離的HF RFID
        
　　冰島漁業(yè)公司成功地在水分較多的魚(yú)產(chǎn)品貨盤(pán)和包裝箱上試用了HF RFID標簽，因為在這種場(chǎng)合下UHF標簽難以發(fā)揮作用。但是普通信用卡大小的HF標簽的讀取距離只有1米，公司希望這個(gè)距離能更長(cháng)一些。那些認為HF系統的整體成本應該更低的人甚至認為應該是兩米。例如，與UHF的情況相反，HF標簽不需大量的版稅，并且市場(chǎng)上已被制造的HF標簽是UHF的十倍之多，具有一定的規模經(jīng)濟。當然，UHF的數量也在迅速增加。
        
實(shí)現HF更長(cháng)的讀取距離
        
　　不需要很大的標簽和讀取器，有許多方法可以實(shí)現HF更長(cháng)的讀取距離。Metro是世界最大的超級市場(chǎng)連鎖品牌之一，他們希望如果可能的話(huà)，能在單個(gè)產(chǎn)品級別的標簽上使用同一種頻率和標準。對于短距離的智能貨架來(lái)說(shuō)，HF看起來(lái)是最好的辦法，因為在短距離時(shí)它的標簽最小，而且也是可控的（你可以清楚地知道你正在獲得的讀取距離），因此就不會(huì )發(fā)生產(chǎn)品相互混淆的問(wèn)題。而UHF標簽可能就不太合適，對于小尺寸的食品來(lái)說(shuō)，它也太大了。對于大型的產(chǎn)品，Metro的方法是不把HF標簽做得很大，而是采用有些像商店里的防盜底座一樣的大型問(wèn)詢(xún)式天線(xiàn)。日本的Maruetsu公司在其食品連鎖店中也采用了類(lèi)似的方法。
        
大尺寸標簽
        
　　有些公司采用了大尺寸HF標簽和更加合適的問(wèn)詢(xún)器。例如，在最近的試驗中，DHL公司的快遞標簽就蓋住了整個(gè)包裝。這種由Denstron公司所提供的試驗是成功的，該公司因此收到了價(jià)值10億美元的競標邀請，這使得UHF貨盤(pán)/包裝箱標簽相形見(jiàn)絀。這種方案符合EPC/ISO標準。（有一個(gè)傳說(shuō)是你無(wú)法用HF制造出符合ISO標準的標簽，而ASK和其他公司令人欣喜地推出了這種產(chǎn)品）。具有兩米讀取距離的大尺寸HF標簽并不是新想法，例如，芬蘭的UPM Rafsec公司很早就提供了用于貼在馬拉松選手胸前的A5紙張大小的大尺寸HF標簽。日本Miyake公司早已把大量A5大小的大尺寸HF標簽應用在管道上，這些標簽采用了大約13.56MHz的頻率，可以穿透兩米厚的土層。
        
針對長(cháng)距離的更小HF標簽
        
　　然而，這些“大天線(xiàn)”方案是需要較高生產(chǎn)能力的，而在卷對卷的生產(chǎn)過(guò)程中這種生產(chǎn)的空間是有限的。因此其他的方法也讓人感興趣。例如，法國的PYGMALYON公司的電子業(yè)務(wù)子公司DAG系統公司從1998年以來(lái)就在開(kāi)發(fā)和制造RFID系統。已擁有幾項專(zhuān)利的PYGMALYON公司目前已開(kāi)發(fā)出了一種使用13.56MHz頻率的“無(wú)限制”檢測的獨特技術(shù)，該公司稱(chēng)通過(guò)大范圍立體信號，這項技術(shù)的檢測距離可達10米，而UHF技術(shù)的信號通常是束狀的，容易產(chǎn)生盲點(diǎn)。這種技術(shù)配有的天線(xiàn)能檢測60立方米范圍內的標簽，它最早是為了體育比賽而開(kāi)發(fā)的。例如，它曾被用在羅馬的馬拉松比賽中。
        
　　目前，幾米讀取距離的DAG標簽還是比較大的，但其他的公司開(kāi)發(fā)了所謂的碎片形天線(xiàn)，以減小針對某一特定讀取距離的應用場(chǎng)合中的標簽尺寸。能量獲取技術(shù)也有助于減少標簽的尺寸。上面所說(shuō)的這些標簽在遇到食品所帶有的水分時(shí)，都不會(huì )產(chǎn)生任何問(wèn)題。 

SAW RFID的突破
        
　　SAW（表面聲波）RFID已出現了一段時(shí)間，應用在移動(dòng)電話(huà)、尋呼機中的數以?xún)|計的非RFID SAW方案具有可靠性高，成本低的特點(diǎn)，SAW RFID技術(shù)也從這些優(yōu)點(diǎn)中受益良多。SAW RFID首先出現在美國加利福尼亞和挪威的不中斷式公路收費系統中，但是數量不多。并且在加利福尼亞它們被貼到汽車(chē)擋風(fēng)玻璃上的硅芯片RFID標簽代替了。在挪威，MicroDesign公司供應采用這種技術(shù)的只讀被動(dòng)式標簽有十幾年的時(shí)間，后來(lái)它就以QFree的名義開(kāi)始供應針對不中斷式公路收費系統和其他設備的硅芯片RFID可讀寫(xiě)設備與系統。實(shí)際上直到今天，沒(méi)人知道如何制造主動(dòng)式的或可讀寫(xiě)的SAW RFID標簽，盡管Dallas公司的RFSAW已作了一些很好的工作來(lái)顯示它不需額外的傳感器就可感應張力或溫度的變化。感應張力或溫度的功能用硅芯片和分離式傳感器也是可以實(shí)現的，但是這種方式的成本太高。今天，溫度檢測RFID標簽在家畜和食品方面都有應用案例，但是數量非常少。
        
　　然而，雖然SAW RFID的一個(gè)缺陷是仍然采用了類(lèi)似硅材料的易碎芯片，但它的加工過(guò)程所需的步驟更少，所要求的精確性也沒(méi)有那么高，因此它的成本比硅芯片RFID也要低一些，當然這在市場(chǎng)中還沒(méi)有真正地實(shí)現。RFSAW已向許多行業(yè)銷(xiāo)售了SAW RFID設備，另外在創(chuàng )建一個(gè)包括這種設備的ISO 18000的子標準方面，它也是主要的推動(dòng)者。
        
滅菌過(guò)程耐受性
        
　　SAW ID芯片的獨特物理特性解決了RFID的主要問(wèn)題，并且實(shí)現了：
        
        ◆ 標簽與閱讀器相互距離較大時(shí)的可靠讀取。
        ◆ 克服了讀取信號可能被液體和金屬阻斷的情況。
        ◆ 商業(yè)化的全貨盤(pán)讀取，這是RFID的一個(gè)非常重要的能力。
        
    在許多應用場(chǎng)合中，SAW的讀取距離是足夠大的，因此被動(dòng)式標簽可以代替用電池驅動(dòng)的高成本主動(dòng)式標簽。SAW RFID系統具有與生俱來(lái)的能力來(lái)檢測標簽位置、運動(dòng)的方向和標簽溫度等，這些功能如果用其他的技術(shù)很難實(shí)現或需要很高成本。另外，SAW標簽可以經(jīng)受一些與安全相關(guān)的過(guò)程，如一些食品或醫藥的生產(chǎn)過(guò)程會(huì )升高操作溫度、通過(guò)高能量的X射線(xiàn)或用伽馬射線(xiàn)滅菌等。
        
    例如，RFSAW標簽采用了成本比較低的芯片和尺寸較小的低成本天線(xiàn)，與基于IC的標簽相比，它的成本就很有優(yōu)勢。另外，通過(guò)加入關(guān)鍵信號處理功能（如多標簽讀取功能），整個(gè)系統的成本被進(jìn)一步優(yōu)化了。它通過(guò)多路訪(fǎng)問(wèn)可擴展頻譜信號實(shí)現了這一功能，這種信號在具備高速讀取速度的同時(shí)，還具有較高的抗干擾性，與其他無(wú)線(xiàn)射頻系統和RFID讀取器也有較好的頻譜相容性。與UHF不同的是，目前它在全世界都可以合法的操作，不需要等待歐洲、中國和其他國家的無(wú)線(xiàn)管制規定的審查。256位的版本也是可能的，這遠遠超出了產(chǎn)品級別、貨盤(pán)和包裝箱所要求的存儲空間要求，更不用說(shuō)運輸和車(chē)輛上的標簽了。
        
其他開(kāi)發(fā)SAW RFID的公司
        
　　澳大利亞的Carinthian Tech Research (CTR)公司最近開(kāi)發(fā)了一種新型被動(dòng)式RFID標簽。這種標簽能夠耐受和監測工程與工業(yè)應用環(huán)境（與RFSAW的大范圍低成本的應用場(chǎng)合不同）中的溫度變化情況。