據Sanford C. Bernstein公司的零售業分析師估計,透過採用RFID,沃爾瑪每年可以節省83.5億美元,其中大部分是因為不需要人工檢視進貨的條碼而節省的勞動力成本。儘管另外一些分析師認為80億美元這個數字過於樂觀,但毫無疑問,RFID有助於解決零售業兩個最大的難題:商品斷貨和損耗(因盜竊和供應鏈被攪亂而損失的產品),而現在單是盜竊一項,沃爾瑪一年的損失就差不多有20億美元,如果一家合法企業的營業額能達到這個數字,就可以在美國1000家最大企業的排行榜中名列第694位。研究機構估計,這種RFID技術能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%。
電子標籤技術(射頻識別)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識別目的的技術。
射頻識別系統通常由電子標籤(射頻標籤)和閱讀器組成。電子標籤記憶體有一定格式的電子資料,常以此作為待識別物品的標識性資訊。應用中將電子標籤附著在待識別物品上,作為待識別物品的電子標記。閱讀器與電子標籤可按約定的通訊協議互傳資訊,通常的情況是由閱讀器向電子標籤傳送命令,電子標籤根據收到的閱讀器的命令,將記憶體的標識性資料回傳給閱讀器。這種通訊是在無接觸方式下,利用交變磁場或電磁場的空間耦合及射頻訊號調製與解調技術實現的。
實際應用中,電子標籤根據其內部是否需要加裝電池及電池供電的作用而將電子標籤分為無源標籤(passive)、半無源標籤(semi-passive)和有源標籤(active)三種類型。有源標籤的工作電源完全由內部電池供給,同時標籤電池的能量供應也部分地轉換為標籤與閱讀器通訊所需的射頻能量,採用有源標籤的系統的特點是可以達到比較遠的識讀距離。距離甚至可達到至100m左右。比較適合應用於高速公路不停車收費,車輛管理,車輛流量統計等應用領域。
射頻識別技術的發展得益於多項技術的綜合發展。所涉及的關鍵技術大致包括:晶片技術、天線技術、無線收發技術、資料變換與編碼技術、電磁傳播特性。
隨著技術的不斷進步,射頻識別產品的種類將越來越豐富,應用也越來越廣泛。可以預計,在未來的幾年中,射頻識別技術將持續保持高速發展的勢頭。射頻識別技術的發展將會在電子標籤(射頻標籤)、閱讀器、系統種類等方面取得新進展。
總而言之,射頻識別技術未來的發展中,在結合其它高新技術,比如GPS、生物識別等技術,由單一識別向多功能識別方向發展的同時,將結合現代通訊及計算機技術,實現跨地區、跨行業應用。
RFID是Radio Frequency Identification的縮寫,即射頻識別技術,俗稱電子標籤。
什麼是RFID技術?
RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術,它透過射頻訊號自動識別目標物件並獲取相關資料,識別工作無須人工干預,可工作於各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體並可同時識別多個標籤, 操作快捷方便。
埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為RFID是一種突破性的技術:"第一,可以識別單個的非常具體的物體,而不是像條形碼那樣只能識別一類物體;第二,其採用無線電射頻,可以透過外部材料讀取資料,而條形碼必須靠鐳射來讀取資訊;第三,可以同時對多個物體進行識讀,而條形碼只能一個一個地讀。此外,儲存的資訊量也非常大。"
什麼是RFID的基本組成部分?
最基本的RFID系統由三部分組成:
標籤(Tag):由耦合元件及晶片組成,每個標籤具有唯一的電子編碼,附著在物體上標識目標物件;
閱讀器(Reader):讀取(有時還可以寫入)標籤資訊的裝置,可設計為手持式或固定式;
天線(Antenna):在標籤和讀取器間傳遞射頻訊號。
一套完整的系統還需具備:資料傳輸和處理系統。
RFID技術的基本工作原理是什麼?
RFID技術的基本工作原理並不複雜:標籤進入磁場後,接收解讀器發出的射頻訊號,憑藉感應電流所獲得的能量傳送出儲存在晶片中的產品資訊(Passive Tag,無源標籤或被動標籤),或者主動傳送某一頻率的訊號(Active Tag,有源標籤或主動標籤);解讀器讀取資訊並解碼後,送至中央資訊系統進行有關資料處理。
什麼是RFID中介軟體?
RFID是2005年建議企業可考慮引入的十大策略技術之一,而 中間 件(Middleware)可稱為是RFID運作的中樞,因為它可以加速關鍵應用的問世。
RFID產業潛力無窮,應用的範圍遍及製造、物流、醫療、運輸、零售、國防等等。Gartner Group認為,RFID是2005年建議企業可考慮引入的十大策略技術之一,然而其成功之關鍵除了標籤(Tag)的價格、天線的設計、波段的標準化、裝置的認證之外,最重要的是要有關鍵的應用軟體(Killer Application),才能迅速推廣。而 中介軟體(Middleware)可稱為是RFID運作的中樞,因為它可以加速關鍵應用的問世。
是什麼讓零售商如此推崇RFID?
據Sanford C. Bernstein公司的零售業分析師估計,透過採用RFID,沃爾瑪每年可以節省83.5億美元,其中大部分是因為不需要人工檢視進貨的條碼而節省的勞動力成本。儘管另外一些分析師認為80億美元這個數字過於樂觀,但毫無疑問,RFID有助於解決零售業兩個最大的難題:商品斷貨和損耗(因盜竊和供應鏈被攪亂而損失的產品),而現在單是盜竊一項,沃爾瑪一年的損失就差不多有20億美元,如果一家合法企業的營業額能達到這個數字,就可以在美國1000家最大企業的排行榜中名列第694位。研究機構估計,這種RFID技術能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%。
RFID技術的典型應用是什麼?
物流和供應管理
生產製造和裝配
航空行李處理
郵件/快運包裹處理
文件追蹤/圖書館管理
動物身份標識
運動計時
門禁控制/電子門票
道路自動收費
無源RFID標籤結構組成以及工作原理
無源RFID標籤本身不帶電池,依靠讀卡器傳送的電磁能量工作。由於它結構簡單、經濟實用,因而獲得廣泛的應用。無源RFID標籤由RFID IC、諧振電容C和天線L組成,天線與電容組成諧振迴路,調諧在讀卡器的載波頻率,以獲得最佳效能。
生產廠商大多遵循國際電信聯盟的規範,RFID使用的頻率有6種,分別為135KHz、13.56MHz、43.3-92MHz、860-930MHz(即UHF)、2.45GHz以及5.8GHz。無源RFID主要使用前二種頻率。
RFID標籤結構
RFID標籤天線有兩種天線形式:(1)線繞電感天線;(2)在介質基板上壓印或印刷刻腐的盤旋狀天線。天線形式由載波頻率、標籤封裝形式、效能和組裝成本等因素決定。例如,頻率小於400KHz時需要mH級電感量,這類天線只能用線繞電感製作;頻率在4~30MHz時,僅需幾個礖,幾圈線繞電感就可以,或使用介質基板上的刻腐天線。
選擇天線後,下一步就是如何將矽IC貼接在天線上。IC貼接也有兩種基本方法:(1)使用板上晶片(COB);(2)裸晶片直接貼接在天線上。前者常用於線繞天線;而後者用於刻腐天線。CIB是將諧振電容和RFID IC一起封裝在同一個管殼中,天線則用烙鐵或熔焊工藝連線在COB的2個外接端了上。由於大多數COB用於ISO卡,一種符合ISO標準厚度(0.76)規格的卡,因此COB的典型厚度約為0.4mm。兩種常見的COB封裝形式是IST採用的IOA2(MOA2)和美國HEI公司採用的WorldⅡ。
裸晶片直接貼接減少了中間步驟,廣泛地用於低成本和大批次應用。直接貼接也有兩種方法可供選擇,(1)引線焊接;(2)倒裝工藝。採用倒裝工藝時,晶片焊盤上需製作專門的焊球,材料是金的,高度約25祄,然後將焊球倒裝在天線的印製走線上。引線焊接工藝較簡單,裸晶片直接用引線焊接在天線上,焊接區再用黑色環氧樹脂密封。對小批次生產,這種工藝的成本較低;而對於大批次生產,最好採有倒裝工藝。
基本工作原理
無線RFID標籤的效能受標籤大小,調製形式、電路Q值、器件功耗以及調製深度的極大影響。下面簡要地介紹它的工作原理。
RFID IC內部備有一個154位儲存器,用以儲存標籤資料。IC內部還有一個通導電阻極低的調製門控管(CMOS),以一定頻率工作。當讀卡器發射電磁波,使標籤天線電感式電壓達到VPP時,器件工作,以曼徹斯特格式將資料傳送回去。
資料傳送是透過調諧與去調諧外部諧振迴路來完成的。具體過程如下:當資料為邏輯高電平時,門控管截止,將調諧電路調諧於讀卡器的截波頻率,這就是調諧狀態,感應電壓達到最大值。如此進行,調諧與去調諧在標籤線圈上產生一個幅度調製訊號,讀卡器檢測電壓波形包絡,就能重構來自標籤的資料訊號。
門控管的開關頻率為70KHz,完成全部154位資料約需2.2ms。在傳送完全部資料後,器件進入100 ms的休眠模式。當一個標籤進入休眠模式時,讀卡器可以去讀取其它標籤的資料,不會產生任何資料衝突。當然,這個功能受到下列因素的影響:標籤至讀卡器的距離、兩者的方位、標籤的移動以及標籤的空間分佈。