电子标签（RFID）漫谈

摘要：

RFID 是英文“Radio Frequency Identification” 的缩写，即无线射频识别技术，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，识别工作无须人工干预，可在各种恶劣环境中工作。该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。
       
近几年以来， 电子标签 (RFID )频繁出现于物流领域，国内也对此技术召开了一系列的研究会，讨论这一技术的研究动态、发展趋势以及应用现状和前景等。然而对于这一技术，国内的许多物流业内人士还不是很了解，笔者在本文之中将对此项技术进行简要叙述， 希望对那些对于 电子标签 (RFID)感兴趣的人士有所帮助。
       
1 电子标签 (RFID)基本知识
        RFID 是英文“Radio Frequency Identification” 的缩写，即无线射频识别技术，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，识别工作无须人工干预，可在各种恶劣环境中工作。该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。其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止的或移动中的待识别物品的自动识别。 电子标签 (RFID )已经成为2l世纪全球自动识别技术发展的主要方向。

        射频识别系统一般由两个部分组成， 即 电子标签 和阅读器。应用中， 电子标签 附着在待识别的物品上，阅读器用于当附着 电子标签 的待识别物品通过其读出范围时，自动以无接触的方式将 电子标签 中的约定识别信息取出，从而实现自动识别物品或自动收集物品标识信息的功能。

        典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。此外，许多阅读器还有附加的接口(RS232、RS485、以太网接口等)， 以便将所获得的数据传向应用系统或从应用系统接收命令。

        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。

        电子标签 是射频识别系统(RFID )真正的数据载体。一般情况下， 电子标签 由天线和芯片组成(最新提出的无芯片射频标签以及声表面波SAW 标签未来可能会有较大的发展，目前还处在产品萌芽初期)。依据 电子标签 供电方式的不同， 电子标签 可以分为有源 电子标签 (Active tag)和无源 电子标签 (Passive tag)。有源 电子标签 内装有电池，无源射频标签没有内装电池。对于有源 电子标签 来说，根据标签内装电池供电情况不同又可细分为有源 电子标签 (Active tag)和半无源 电子标签 (Semi-passive tag)o
       
2 电子标签 (RFID)的优点
        与其它自动识别技术， 例如与条形码识别技术相比， 电子标签 (RFID)主要有以下几个特点：

        1) 电子标签 的阅读器能透过泥浆、污垢、油漆涂料、油污、木材、水泥、塑料、水和蒸汽等非金属材料阅读标签， 不必一定与标签直接接触， 这使 电子标签 成为肮脏、潮湿和刺目等恶劣环境下阅读的理想选择；

        2) 电子标签 的数据存储容量大， 标签上数据可以加密、数据可随时更新， 特别适合于储存大量数据或在所需储存的数据经常需要改变的情况下使用；

        3) 电子标签 和条形码的主要区别是数据被电子化储存在 RFID标签 的存储单元内。采用专用芯片的RFID读卡机能根据每件货物唯一的序列标识号来进行识别，并可以进行密钥认证，保障数据安全：

        4) 电子标签 实现了“免接触”，不需要直线瞄准扫描操作，读写速度快，读取距离大。因此 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。例如用在工厂的流水线上跟踪部件或产品，长距射频产品可用于自动收费或识别车辆身份等交通运输上，识别距离达几十米；

        5) 电子标签 的体积小、易封装， 外形多样(如卡状、环状、钮扣形、笔形等)， 可以隐藏或者嵌入在大多数材料或产品内，使被标记的货品更加美观。可应用于不同场合， 使用非常方便；

        6) 电子标签 的使用寿命可长达10年以上， 读写10万次，无机械磨损、无机械故障， 可在恶劣环境下使用， 工作温度：一25oC～+70℃ 以内：

        7) 电子标签 的编号独一无二， 而且可以加入防伪识别码(如编码的最后一位可以设置防伪数位，它需要使用前面编码数字， 通过一种加密运算得出)，只要通过联网或生产厂的防盗识别设备扫描， 立即可以分辨产品的真伪。

        电子标签 具有读写速度快，读取距离远， 数据容量大等特点， 这一技术应用在物流过程和供应链管理之中，将会带来流通和交易成本的减少和管理水平的提高。
       
3 电子标签 面临的问题
        尽管 电子标签 有以上诸多多优点，但在实际生产应用中还面临很多问题。据美国Eyefortrans-port公司调查，国外影响 电子标签 应用于物流管理的阻力中，最突出的3大因素为： 实施成本、技术标准和市场需求。其中，“成本”因素被认为是最大的阻力，占49％；“无法统一的技术标准”因素紧随其后， 占36％ ；“是否有必要用 电子标签 ”的需求因素则占32％ 。

        1)成本因素。即使业内在不断努力降低 电子标签 的价格，但是如果要为每一件商品都贴上标签，那么价格应该降到很低才行。目前 电子标签 的市场价格为 50-80美分，即便将来降到3元人民币，也已超过一瓶可乐或方便面(商品)本身的价格。在牙膏、刀片、口香糖之类小物件上使用，更有可能超过物品本身的价值。相对而言， 条形码只要申请到后，就可以印刷到产品包装上，成本接近于零：

        2)技术标准是制约 电子标签 发展的另外一个关键因素。目前各国的频率标隹、编码标准和应用标准都不统一。仅在编码领域，就有日本的Ul1)、欧美的EPC 币口中国的GB18937—2003(NPC)3套体系鼎足而立。另外，在频率方面， 在850～910MHz的超高频波段， 各国频率分配也不相同；

        3)市场需求则是制约 电子标签 发展的第三大阻力因素。许多学者认为， 需求不明确是影响RFID 应用于物流管理的因素。中国物流与采购联合会副会长戴定一指出，这一因素在中国更为明显。国内企业对RFID的需求意识远不及国外企业，这将成为阻碍国内 电子标签 发展的关键性因素。
        除了上述三个主要的因素制约 电子标签 的发展之外，还有其余的问题需要解决。
        4) 电子标签 读码器的技术问题。 电子标签 的工作原理是通过射频激发， 反射出标签储存的编码；读码器读码的准确 性、读码速度、标签受商品物质影响反射的强度都是妨碍 电子标签 正常使用的重要问题；

        5)读码设备即阅读器的研发和生产。开发，陕速、准确、远距离、可对大批量标签进行读码的阅读器， 如整卡板商品阅读器、收银机阅读器、卖场／仓库标签定位设备开发手提式阅读器， 以供企业使用；

        6)整个供应链需要增加 电子标签 识别相关设备的投资。包括生产厂、仓库、分销中心、零售商在内的有关厂商都需要增加 电子标签 识别设备，生产厂还要增加标签印刷或粘贴设备、写码设备， 零售商还要增加 电子标签 收银设备、卖场和货架读码设备、手提编码识别设备和相应的电脑软件。

        解决上面这些问题，还需要 电子标签 相关生产领域的专家以及工程师们不断的努力。       

4 国内 电子标签 发展现状及展望
        据了解， 我国 RFID技术 起步虽晚，但 电子标签 技术已在我国电子身份证、城市公共交通支付、证照与商品防伪、特种设备强检、安全管理、动植物电子标识、现代物流管理等领域启动了应用试点，取得了一定进展。我国RFID产业在芯片设计与制造、标签封装、读写器的设计与制造等方面都取得实际进展， 已具备一定的系统集成能力，并在几个特定领域开发了相关应用系统，提供了 电子标签 应用的完整解决方案。信息产业部已在今年电子发展基金中组织落实了 RFID技术 、标准和产品的研发及应用示范工作，进行了产业化部署。

        据埃森哲咨询公司(Accen—ture)的调查， 中国企业对于应用RFID 不积极的首要原因是本企业得不到什么收益， 而跨国公司则认为应用RFID 带来的好处主要是提高整个供应链管理水平和降低成本，可见两者的主要差别是供应链的基础和观念。

        国内企业与国外RFID 先进技术之间的差距主要体现在RFID芯片技术方面。尽管如此，在标签芯片设计及开发方面， 国内已有多个成功的低频RFID 系统标签芯片面市。
        笔者以为，在国内国际， 虽然短时间内 电子标签 无法取代条形码等自动识别技术， 但是随着市场经济的发展， 电子标签 制作和识别技术的成熟以及普及， 电子标签 生产成本的降低，流通领域企业对RFID 的需求意识的提高，我们有信心期待在不久的将来， 电子标签 将取代条形码等自动识别技术， 成为物流业内广泛使用的自动识别技术，并在其他行业， 例如交通、医疗、矿冶等，获得较大范围的应用。