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听起来高大上的射频识别技术(RFID)其实也不难理解

来源:网络  2020-11-05

射频识别技术(RFID),是20世纪80年代发展起来的一种新兴自动识别技术;RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。

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技术

应答器(RFID前身):传输信息回复信息的电子模块;

由于射频技术发展迅猛,应答器发展成了RFID,又被叫做智能标签。

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,识别工作无需人工干预,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。

工作原理

一套完整的RFID系统,由阅读器与电子标签、及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是阅读器发射一特定频率的无线电波能量给电子标签,用以驱动电子标签电路将内部的数据送出,此时阅读器便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理。

系统优势

RFID是一项易于操控,简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术,识别工作无须人工干预,它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式,且无需接触或瞄准;可自由工作在各种恶劣环境下:短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境,可以替代条码,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。

射频识别系统主要有以下几个方面系统优势:

RFID应用

电子标签作为数据载体,能起到标识识别、物品跟踪、信息采集的作用。在国外,电子标签已经在广泛的领域内得以应用。 电子标签、读写器、天线和应用软件构成的RFID系统直接与相应的管理信息系统相连。每一件物品都可以被准确地跟踪,这种全面的信息管理系统能为客户带来诸多的利益,包括实时数据的采集、安全的数据存取通道、离线状态下就可以获得所有产品信息等等。在国外,RFID技术已被广泛应用于诸如工业自动化、商业自动化等众多领域。应用范围包括:

产品防伪防窜

贵重物品管理

门禁管理/身份辨识

物料/产品追踪

人员物品定位

运输与配送

航空行李跟踪

电子溯源、食品溯源

生产流水线管理

铁路运输管理系统

仓储管理、智能仓库管理

电子物品监视(EAS)、服装零售店出口管理

贵重仪器设备的防盗管理、非授权使用管理或者资产管理

车辆、停车场及加油站、仓库设施管理

过路过桥费的自动收取

重要、危险场合的门禁控制管理

会议与计时--典型应用

动物管理、个性化喂养

数控机床工具的自动识别

柔性加工系统中产品数量与过程控制

犯罪嫌疑人的监视

车辆防盗系统和汽车点火系统

智能图书馆、租赁产品管理

车防盗和无钥匙开门系统的应用管理

RFID最新观点

2014年,Impinj、Smartrac、Google、Intel四家公司发起成立了RAIN RFID联盟。现在RAIN联盟有一百六十家会员,包括美国英频杰、厦门信达、深圳远望谷、中瑞思创、NXP、美国Alien。

在过去一年里,全球RAIN RFID标签的出货量已经达到了120亿枚,整体保持了每年20%左右的增长速率(2016年是个例外,增长率非常大);而且,其中很多标签用量集中于服装行业应用。从数量上看,当前服装零售行业用户使用的电子标签数量约为70~80亿。以全球的服装商品约800亿件的存量当作目标的话,RFID标签在服装上的应用仅占到了10%,后续的增长空间很大,理论上讲应有90%。

除了服装,我们还能看到药品、血液样本、零售服装、汽车零部件、航空行李货物、物流、航空设备配件、食品及其它物品等一些丰富的应用场景,都呈现出了对RAIN RFID的快速增长需求。万物互联的市场价值一定是万亿级的,RAIN RFID标签量目前几乎只占到了其中的0.1%,剩下99.9%的物品连接,值得我们思考如何去加速RAIN RFID的普及,这就是趋势,而且整体的市场增速会加快。

现在的RAIN RFID标签一般都是被贴在了物品的表面,这显然没有充分体现RAIN RFID的射频技术优势。嵌入式标签才是未来,电子标签很可能会成为某件物品或设备的一部分,被隐藏的嵌入其中,倒如:有人发明了这种长得像根毛线的织物标签,它完全可以被织入一件毛衣里,那样你就见不到吊牌样子的标签了。

第二,RAIN RFID读写器设备的选择也正在发生变化。在产品形态上,读写器大致可分为手持机、固定式和嵌入式这三大类别。我们通过对数据采集结果的反向分析发现,手持机需要人操作,这使得RAIN系统的效率更快,但还是需要人工。因此,我们已经大力推荐用户尽量采用固定式读写器的方案,这样能同时减少人力成本和人为的失误操作。在零售店里,读写器可以被架在天花板上;在航空应用上,机场的行李传送带下面装了固定式读写器;在物流应用上,仓库的门口可以架设固定式读写器;在医院当中,固定式读写器用于病人的跟踪和手术前器材的盘点;在体育比赛中,固定式读写器可用于计时操作。此外,嵌入式读写器也是非常重要的一种形态,RFID会与无人机、叉车、柜子、自助收银台结合。

第三,数据储存在云是一个必然的趋势。我们观察到,现在很多的用户都习惯把一些重要或不重要的数据信息都写进标签里,但未来你会发现,大部分的数据信息将被转移到云端的服务器中存储起来,而标签仅需要发挥它的“标识”功能,为物品和云端数据搭起沟通的桥梁。可能现在大家的印象是这样的,在品牌服装店里,我们看到员工用读写器读取标签时,看到的只是一串代码,它无法告诉你想要的直接结果,未来有了云的支持,这一切将叹为观止。

另外,如果从成本上考虑,我们也更偏向推荐用户向云服务器。计算显示,RAIN芯片上每bit的成本大约是云服务器的1百万倍!因此,我们推荐采用“数字孪生”的做法,即标签上的ID就是指针,它指向云端的某条存储信息,这会比现在把信息存在标签里更可靠,还不用担心外力冲击带来的物理损坏。

RAIN RFID可以成为物联网中唯一不可代替的核心技术,它的标签成本够低,可以被贴在任何物品上,群读性能也很好,而且标签还是无源(不需要电池供电),最重要的它是国际通行的技术标准。就这些优势而言,目前还没有其他可替代的技术出现。将来RAIN RFID标签会成为包装和物品的一部分,芯片负责存储ID,云服务器负责存储物品的详细数据。

将来的某一天,RAIN RFID或许能像Wi-Fi、LoRa、NFC这样的普及,让消费者难以割舍。RAIN RFID技术的价值是巨大无穷的,它最终会改变整个世界的现状。而且,我们已经开始讨论在下一代协议中加入保密算法,所以RAIN也将具备加密功能。

也许未来的手机能支持RAIN RFID的读写操作,当然,达到这些目标需要很多的创新,时间也需要几年之久,但只要我们朝着同一个目标不断向前,目标终会实现。物联网就是一个很好的契机,除了实现万物互联,更重要的是要让人能与这些连接的设备进行实时又有趣的互动。想象一下,某天你正操作一部手机,不是用它来打电话,而是运行像微信这种有价值的APP,再与RAIN RFID结合,你就在手机实现了行李追踪等个性化需求。

但是物联网环境里,普及RAIN RFID不是一朝一夕的事情,我们可能需要有更多像手机这样的媒介工具,像微信这样有实用价值的APP,去辅助RAIN RFID实现物品或设备的连接与互动,RAIN RFID最终会成功地嵌入到物联网的生态系统当中。

应用案例:

RFID系统帮助医院监测病人出院后的服药应用方案

当病人出院时,医生通常都会给他们开具一种或多种处方药品,这些药品病人必须按时服用并自我追踪服药情况。然而,经常会出现一些病人没有按照医嘱服药,最终不得不重返医院治疗。Nyack Hospital 希望有一套自动方案可解决这个问题,方案包括含RFID阅读器的手机、贴标的药瓶,及一台远程管理个人处方药的网络服务器。医院的目标是减少心脏病病人由于没有坚持按规定服药,而返回医院的机率。

为了解决这个问题,Tsirkas 连同Nyack Hospital医药主管Joseph Pinto着手寻求一套技术方案——RFID系统帮助医院监测病人出院后的服药应用方案,帮助医院监测心脏病病人出院后的服药情况。医院曾考虑过采用人工电话呼叫系统,医生在病人出院当天、第7 天、第14天 、第21天和第30天电话拜访病人。然而,这个过程不但耗时,且非常繁琐。后来,医院找到了RFID系统,开展一场测试,共两个病人参与。

RFID系统帮助企业管理IT资产

企业对于IT资产的管理大多采用一维条码对资产进行标记,但条码标记不能自动跟踪资产的位置信息,不便于资产的查找,导致使用时间一长,企业部分资产遗失不见,盘点时需要花费大量的人力一一核对账面信息仍无法作出当下的资产清单,同时随着使用时间的增加,条码容易脱落变得模糊不清,也不利于资产的管理;一些公司还有涉密的资产,里面有着公司的重要数据,员工随意带出工作区域会产生巨大的安全隐患。为了解决这个问题,深圳林森公司开发出一套自有的RFID资产管理系统帮助企业提高资产管理精度和效率,系统包括:IT资产的专用电子标签、RFID门口识读设备、RFID手持机和LINSEN RFID资产管理系统。

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