RFID電子標籤的應用主要是滿足以下的一個或幾個要求:
(1)對物品資訊的跟蹤性和可追溯性的要求;
(2)對高準確度、高安全性的要求;
(3)對唯一識別、無法偽造的要求;
(4)對處理大量物品的快捷性的需求;
(5)對物品實時監控的需求。
可見,應用市場不限於如上所述,只要系統有以上方面的要求,電子標籤都可以得以應用。
那麼該如何選擇一款合適的RFID電子標籤呢?我們來說道說道。
為什麼需要定製化
RFID射頻識別技術作為目前資料自動採集的主要手段之一,電子標籤是RFID系統中不可或缺的組成部分,但在多數情況下,電子標籤的通用性並不強,而是可以根據場景需求選擇不同的RFID電子標籤。比如說,從頻段上來說,可以分為LF,HF,UHF,2.4G和5.8G等,不同頻段有各自的優勢和不足——低頻產品有很好的穿透性,但資料傳輸速率有限,就可以適用於動物管理;高頻(HF)因其讀距和協議的限制往往適用於支付和各種身份識別;無源超高頻(UHF)可以遠距離讀取,最重要的特性是一次性批次讀取,卻容易受環境干擾,尤其是金屬與液體,主要應用於服裝零售與物流倉儲;2.4G和5.8G有源產品訊號穩定,資料傳輸量大,讀取距離非常遠,但電池耐用性差和價格高是應用的短板。
同一頻段的產品,因為使用環境的不同,其封裝形態,安裝方式也有巨大的差異,以HF為例,用於支付和身份管理,往往採用PVC卡的形式;用於防偽溯源時,可以選用易碎紙或銅版紙的方式。同一頻段產品的同一應用,因為客戶所遇問題的特殊性,也呈現出一定的差異性。比如,HF易碎標籤用於奶粉的追溯時,若奶粉罐表面是塑膠材質,可以直接黏貼,若是金屬材質,還要考慮加上一層吸波材料。
總體而言,RFID電子標籤的頻段特點、應用場景、效能指標和安裝方式的不同要求,影響了RFID的標準化,因此RFID電子標籤定製化開發是決定RFID系統應用能否成功的關鍵因素。
高頻RFID工作原理
如何進行RFID電子標籤定製
RFID電子標籤定製化開發是一項系統工程,以筆者的經驗大致需要經歷6個階段:需求評估,初步選型,成本評估,樣品開發,場景實測,選型最佳化,耗費的時間依專案需求的複雜程度不盡相同,短的可能只要半個月,長的或需三個月以上。
1需求評估
需求評估是最關鍵的步驟,我們需要根據使用者的應用場景評估是否需要RFID射頻識別技術。並不是所有的應用都適合採用RFID射頻識別技術,比如許多初級的農業和工業產品的溯源——白菜,柚子,鋼材,管件等,這類產品因為本身價值不高,成本上無法承受,在應用過程中還會因為物品的干擾而影響應用效果。因此往往選用成本更低的條碼技術解決問題。
那麼何時選用RFID射頻識別技術呢?以機場行李分揀為例,首先是成本上,航空業體量大,服務價值高,對效率的要求非常高,同時對效率成本的容納也高;其次是技術上,行李條碼標識無法固定在位置上,若採用條碼技術,很難進行批次的讀取和處理,一對一的讀取往往還需要人工協助,效率低而成本高。這就形成了對RFID射頻識別技術的一種強需求——UHF技術可以採用相對較低的成本極大提高行李分揀速度,同時保證準確性。即需求評估是根據使用者的應用場景確認RFID能否滿足技術和成本兩大指標的要求,若能滿足,則採用此項技術。
超高頻RFID工作原理
2初步選型
在明確使用RFID射頻識別技術可以解決需求的“痛點”後,那麼下一步的關鍵就是RFID電子標籤的選型。根據需求評估的結果,選定電子標籤頻段,產品尺寸,晶片型別,封裝形態和安裝方式等。
我們以一款易碎標籤的選型為例,介紹流程:A客戶需求一款標籤用於高檔消費類產品的外包裝紙盒,目的是防偽和溯源。為了便於消費者驗證,我們建議採用高頻14443A協議;紙盒是方形的,折口位置有一定的彈力,我們建議採用既有防撕效果,又很柔韌的銅版紙材質封裝。為了便於安裝,我們採用背膠黏貼的方式。
在晶片選型時,客戶提出採用他們提供的一款晶片,為此, 我們根據晶片資料重新研發了一款線型;考慮到折口位置需要略長的標籤,尺寸過大會增加成本,我們推薦給客戶一款尺寸合宜的長方形標籤。
3成本評估
在初步選型滿足客戶要求後,根據其結果,進行成本評估。影響成本的因素主要是晶片型別,封裝形態,產品尺寸和資料要求,首先是晶片,根據需求的不同可以選用進口或中國產的晶片,一般而言,進口晶片的價格會高一些,儲存容量越大的芯片價Grand SantaFe高,功能越多的芯片價Grand SantaFe高,如加密功能,TD功能,雙頻功能等。其次是封裝,封裝的結構越複雜,封裝的難度越大,成本是越高的。尺寸也是影響因素,一般是尺寸越大價Grand SantaFe高,但在微型標籤領域,由於加工難度變大,反而是尺寸越小价Grand SantaFe高。資料要求主要涉及表面打碼,寫入資料,提取資料和資料關聯等,每一項都會增加成本。因為這些因素的影響,我們一般會提供3~4套方案給客戶參考,從中選擇最優的方案進行樣品開發。
4樣品開發
樣品開發的過程,最重要的並不是研發費用的多少,而是研發週期的長短。這部分工作花費的時間越短,專案後期的應變空間越大,專案的成功率也越高。樣品研發需要幾個必備的步驟,包括天線設計,材料製作、天線蝕刻,手工製作,實測驗證等。
我們仍以A客戶為例,天線設計5—10個工作日,製作和驗證10個工作日。在這裡需要強調一下,如果是常規的封裝形態與工藝技術已確認的情況,主要的開發時間在天線的設計上;如果碰到一種新的封裝形態需要嘗試不同的工藝技術,在研發過程中的不確定因素會比較多,無法保證一次性成功,需要耗費更長的時間。樣品開發速度的快慢是考驗一家RFID電子標籤企業定製化能力的關鍵指標。
5場景實測
樣品開發出來後,如果有條件的話需要先模擬應用場景進行測試,並做相關可靠性的測試。客戶收到樣品後,會進行場景實測,評估效果,提出最佳化建議,包括效能是否達標,尺寸是否調整,印刷和資料是否變更等。
6選型最佳化
如果初次樣品未能達到專案需求,需要分析客戶測試反饋的資料,甚至有必要到現場實地調研,彙總各種資訊,確認最佳化方案,並進行第二次打樣和實測。因此,一個完整的樣品研發週期,最快大約需要一個月的時間。
小結
如上所述,我們不難看出,RFID系統方案電子標籤定製化的探討和選型需要時間,過程中的諸多因素需要逐一確認,一名合格的銷售人員在接到客戶詢盤的初期,需要為客戶提供有價值的需求分析與產品方案評估,而不只是糊里糊塗地報價,這是不負責的做法。但在實際的工作實踐中,客戶往往忽略了需求的本質,急忙忙地要求供應商報價,一旦報完價格結果經常是不了了之。任何產品只有讓客戶的商業價值獲得成功才是真正有價值的,RFID也不例外,所以要定製化一款價效比高的RFID電子標籤,就需要供應鏈的上下游相互信任,共同參與、互通有無。
相關知識:
電子標籤是射頻識別(RFID)的俗稱,RFID是射頻識別技術的英文(RadioFrequencyIdentification)的縮寫,射頻識別技術是一項利用射頻訊號透過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現無接觸資訊傳遞並透過所傳遞的資訊達到自動識別目的的技術。電子標籤(RFID)技術是上世紀90年代迅速發展起來的物品自動識別技術。當每件產品製造完成時給它賦予惟一資訊的電子標籤,使它不管流通到哪裡,人們都能夠透過識別器(或稱讀寫器)隨時獲得這件產品的相關資訊。電子標籤是時下最為先進的非接觸感應技術,自從1998年,美國德州儀器(TI)和荷蘭菲利浦公司(Philips)宣佈開發出了一種廉價的非接觸感應晶片,到了2000年,國際標準化組織已把這種非接觸感應晶片寫入了國際標準ISO15693。因獨有的特點和優點,現正廣泛應用於各個行業、領域。
RFID電子標籤在各個領域是如何應用的呢?
1、物流:物流過程中的貨物追蹤,資訊自動採集,倉儲應用,港口應用,快遞。
2、零售:商品的銷售資料實時統計,補貨,防盜 。
3、製造業:生產資料的實時監控,質量追蹤,自動化生產。
4、服裝業:自動化生產,倉儲管理,品牌管理,單品管理,渠道管理 。
5、醫療:醫療器械管理,病人身份識別,嬰兒防盜。
6、身份識別:電子護照,身份證,學生證等各種電子證件。
7、防偽:貴重物品(煙,酒,藥品)的防偽,票證的防偽等。
8、資產管理:各類資產(貴重的或數量大相似性高的或危險品等)。
9、交通:高速不停車,計程車管理,公交車樞紐管理,鐵路機車識別等 。
10、食品:水果,蔬菜,生鮮,食品等保鮮度管理。
11、動物識別:訓養動物,畜牧牲口,寵物等識別管理。
12、圖書館:書店,圖書館,出版社等應用。
13、汽車:製造,防盜,定位,車鑰匙。
14、航空:製造,旅客機票,行李包裹追蹤 。
15、軍事:彈藥,槍支,物資,人員,卡車等識別與追蹤。
RFID電子標籤的應用主要是滿足以下的一個或幾個要求:
(1)對物品資訊的跟蹤性和可追溯性的要求;
(2)對高準確度、高安全性的要求;
(3)對唯一識別、無法偽造的要求;
(4)對處理大量物品的快捷性的需求;
(5)對物品實時監控的需求。
可見,應用市場不限於如上所述,只要系統有以上方面的要求,電子標籤都可以得以應用。
那麼該如何選擇一款合適的RFID電子標籤呢?我們來說道說道。
為什麼需要定製化
RFID射頻識別技術作為目前資料自動採集的主要手段之一,電子標籤是RFID系統中不可或缺的組成部分,但在多數情況下,電子標籤的通用性並不強,而是可以根據場景需求選擇不同的RFID電子標籤。比如說,從頻段上來說,可以分為LF,HF,UHF,2.4G和5.8G等,不同頻段有各自的優勢和不足——低頻產品有很好的穿透性,但資料傳輸速率有限,就可以適用於動物管理;高頻(HF)因其讀距和協議的限制往往適用於支付和各種身份識別;無源超高頻(UHF)可以遠距離讀取,最重要的特性是一次性批次讀取,卻容易受環境干擾,尤其是金屬與液體,主要應用於服裝零售與物流倉儲;2.4G和5.8G有源產品訊號穩定,資料傳輸量大,讀取距離非常遠,但電池耐用性差和價格高是應用的短板。
同一頻段的產品,因為使用環境的不同,其封裝形態,安裝方式也有巨大的差異,以HF為例,用於支付和身份管理,往往採用PVC卡的形式;用於防偽溯源時,可以選用易碎紙或銅版紙的方式。同一頻段產品的同一應用,因為客戶所遇問題的特殊性,也呈現出一定的差異性。比如,HF易碎標籤用於奶粉的追溯時,若奶粉罐表面是塑膠材質,可以直接黏貼,若是金屬材質,還要考慮加上一層吸波材料。
總體而言,RFID電子標籤的頻段特點、應用場景、效能指標和安裝方式的不同要求,影響了RFID的標準化,因此RFID電子標籤定製化開發是決定RFID系統應用能否成功的關鍵因素。
高頻RFID工作原理
如何進行RFID電子標籤定製
RFID電子標籤定製化開發是一項系統工程,以筆者的經驗大致需要經歷6個階段:需求評估,初步選型,成本評估,樣品開發,場景實測,選型最佳化,耗費的時間依專案需求的複雜程度不盡相同,短的可能只要半個月,長的或需三個月以上。
1需求評估
需求評估是最關鍵的步驟,我們需要根據使用者的應用場景評估是否需要RFID射頻識別技術。並不是所有的應用都適合採用RFID射頻識別技術,比如許多初級的農業和工業產品的溯源——白菜,柚子,鋼材,管件等,這類產品因為本身價值不高,成本上無法承受,在應用過程中還會因為物品的干擾而影響應用效果。因此往往選用成本更低的條碼技術解決問題。
那麼何時選用RFID射頻識別技術呢?以機場行李分揀為例,首先是成本上,航空業體量大,服務價值高,對效率的要求非常高,同時對效率成本的容納也高;其次是技術上,行李條碼標識無法固定在位置上,若採用條碼技術,很難進行批次的讀取和處理,一對一的讀取往往還需要人工協助,效率低而成本高。這就形成了對RFID射頻識別技術的一種強需求——UHF技術可以採用相對較低的成本極大提高行李分揀速度,同時保證準確性。即需求評估是根據使用者的應用場景確認RFID能否滿足技術和成本兩大指標的要求,若能滿足,則採用此項技術。
超高頻RFID工作原理
2初步選型
在明確使用RFID射頻識別技術可以解決需求的“痛點”後,那麼下一步的關鍵就是RFID電子標籤的選型。根據需求評估的結果,選定電子標籤頻段,產品尺寸,晶片型別,封裝形態和安裝方式等。
我們以一款易碎標籤的選型為例,介紹流程:A客戶需求一款標籤用於高檔消費類產品的外包裝紙盒,目的是防偽和溯源。為了便於消費者驗證,我們建議採用高頻14443A協議;紙盒是方形的,折口位置有一定的彈力,我們建議採用既有防撕效果,又很柔韌的銅版紙材質封裝。為了便於安裝,我們採用背膠黏貼的方式。
在晶片選型時,客戶提出採用他們提供的一款晶片,為此, 我們根據晶片資料重新研發了一款線型;考慮到折口位置需要略長的標籤,尺寸過大會增加成本,我們推薦給客戶一款尺寸合宜的長方形標籤。
3成本評估
在初步選型滿足客戶要求後,根據其結果,進行成本評估。影響成本的因素主要是晶片型別,封裝形態,產品尺寸和資料要求,首先是晶片,根據需求的不同可以選用進口或中國產的晶片,一般而言,進口晶片的價格會高一些,儲存容量越大的芯片價Grand SantaFe高,功能越多的芯片價Grand SantaFe高,如加密功能,TD功能,雙頻功能等。其次是封裝,封裝的結構越複雜,封裝的難度越大,成本是越高的。尺寸也是影響因素,一般是尺寸越大價Grand SantaFe高,但在微型標籤領域,由於加工難度變大,反而是尺寸越小价Grand SantaFe高。資料要求主要涉及表面打碼,寫入資料,提取資料和資料關聯等,每一項都會增加成本。因為這些因素的影響,我們一般會提供3~4套方案給客戶參考,從中選擇最優的方案進行樣品開發。
4樣品開發
樣品開發的過程,最重要的並不是研發費用的多少,而是研發週期的長短。這部分工作花費的時間越短,專案後期的應變空間越大,專案的成功率也越高。樣品研發需要幾個必備的步驟,包括天線設計,材料製作、天線蝕刻,手工製作,實測驗證等。
我們仍以A客戶為例,天線設計5—10個工作日,製作和驗證10個工作日。在這裡需要強調一下,如果是常規的封裝形態與工藝技術已確認的情況,主要的開發時間在天線的設計上;如果碰到一種新的封裝形態需要嘗試不同的工藝技術,在研發過程中的不確定因素會比較多,無法保證一次性成功,需要耗費更長的時間。樣品開發速度的快慢是考驗一家RFID電子標籤企業定製化能力的關鍵指標。
5場景實測
樣品開發出來後,如果有條件的話需要先模擬應用場景進行測試,並做相關可靠性的測試。客戶收到樣品後,會進行場景實測,評估效果,提出最佳化建議,包括效能是否達標,尺寸是否調整,印刷和資料是否變更等。
6選型最佳化
如果初次樣品未能達到專案需求,需要分析客戶測試反饋的資料,甚至有必要到現場實地調研,彙總各種資訊,確認最佳化方案,並進行第二次打樣和實測。因此,一個完整的樣品研發週期,最快大約需要一個月的時間。
小結
如上所述,我們不難看出,RFID系統方案電子標籤定製化的探討和選型需要時間,過程中的諸多因素需要逐一確認,一名合格的銷售人員在接到客戶詢盤的初期,需要為客戶提供有價值的需求分析與產品方案評估,而不只是糊里糊塗地報價,這是不負責的做法。但在實際的工作實踐中,客戶往往忽略了需求的本質,急忙忙地要求供應商報價,一旦報完價格結果經常是不了了之。任何產品只有讓客戶的商業價值獲得成功才是真正有價值的,RFID也不例外,所以要定製化一款價效比高的RFID電子標籤,就需要供應鏈的上下游相互信任,共同參與、互通有無。
相關知識:
電子標籤是射頻識別(RFID)的俗稱,RFID是射頻識別技術的英文(RadioFrequencyIdentification)的縮寫,射頻識別技術是一項利用射頻訊號透過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現無接觸資訊傳遞並透過所傳遞的資訊達到自動識別目的的技術。電子標籤(RFID)技術是上世紀90年代迅速發展起來的物品自動識別技術。當每件產品製造完成時給它賦予惟一資訊的電子標籤,使它不管流通到哪裡,人們都能夠透過識別器(或稱讀寫器)隨時獲得這件產品的相關資訊。電子標籤是時下最為先進的非接觸感應技術,自從1998年,美國德州儀器(TI)和荷蘭菲利浦公司(Philips)宣佈開發出了一種廉價的非接觸感應晶片,到了2000年,國際標準化組織已把這種非接觸感應晶片寫入了國際標準ISO15693。因獨有的特點和優點,現正廣泛應用於各個行業、領域。
RFID電子標籤在各個領域是如何應用的呢?
1、物流:物流過程中的貨物追蹤,資訊自動採集,倉儲應用,港口應用,快遞。
2、零售:商品的銷售資料實時統計,補貨,防盜 。
3、製造業:生產資料的實時監控,質量追蹤,自動化生產。
4、服裝業:自動化生產,倉儲管理,品牌管理,單品管理,渠道管理 。
5、醫療:醫療器械管理,病人身份識別,嬰兒防盜。
6、身份識別:電子護照,身份證,學生證等各種電子證件。
7、防偽:貴重物品(煙,酒,藥品)的防偽,票證的防偽等。
8、資產管理:各類資產(貴重的或數量大相似性高的或危險品等)。
9、交通:高速不停車,計程車管理,公交車樞紐管理,鐵路機車識別等 。
10、食品:水果,蔬菜,生鮮,食品等保鮮度管理。
11、動物識別:訓養動物,畜牧牲口,寵物等識別管理。
12、圖書館:書店,圖書館,出版社等應用。
13、汽車:製造,防盜,定位,車鑰匙。
14、航空:製造,旅客機票,行李包裹追蹤 。
15、軍事:彈藥,槍支,物資,人員,卡車等識別與追蹤。