RFID技术的发展历程及应用现状

1．RFID技术的发展历程
RFID技术实现的基础是利用电磁能量实现AIDC，电磁能量是自然界存在的一种能量形式。
(1)人们对电磁能的认识
追溯历史，公元前中国先民即发现并开始利用天然磁石，并用磁石制成指南车。到了近世，越来越多的人对电、磁、光进行深入的观察及数学基础研究，其中的佼佼者是美国人本杰明?富兰克林。1846年英国科学家米歇尔·法拉弟发现了光波与电波均属于电磁能量。1864年苏格兰科学家詹姆士·克拉克·麦克斯韦尔发表了他的电磁场理论。1887年，德国科学家亨瑞士·鲁道夫·赫兹证实了麦克斯韦尔的电磁场理论并演示了电磁波以光速传播并可以被反射，具有类似光的极化特性，赫兹的实验不久也被俄国科学家亚力山大·波普重复。1896年马克尼成功地实现了横越大西洋的越洋电报，由此开创了利用电磁能量为人类服务的先河。更进一步，在1922年，诞生了雷达(Radar)。作为一种识别敌方空间飞行物(飞机)的有效兵器，雷达在第二次世界大战中发挥了重要的作用，同时雷达技术也得了极大的发展。至今，雷达技术还在不断发展，人们正在研制各种用途的高性能雷达。
(2)RFID技术的发展
RFID技术直接继承了雷达的概念，并由此发展出一种生机勃勃的AIDC新技术--RFID技术。1948年哈里·斯托克曼发表的"利用反射功率的通讯"奠定了射频识别RFID技术的理论基础。
1)RFID技术发展的历程表。在20世纪中，无线电技术的理论与应用研究是科学技术发展最重要的成就之一。RFID技术的发展可按10年期划分如下：
1941～1950年。雷达的改进和应用催生了RFID技术，1948年奠定了RFID技术的理论基础。
1951-1960年。早期RFID技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。
1961-1970年。RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。
1971-1980年。RFID技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到加速。出现了一些最早的RFID应用。
1981～1990年。RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。
1991～2000年。RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分。
2001-今。标准化问题日趋为人们所重视，RFID产品种类更加丰富，有源电子标签、
无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。
RFID技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID正在成为现实。
2)RFID技术国内外发展状况。RFID技术在国外的发展较早也较快。尤其是在美国、英国、德国、瑞典、瑞士、日本、南非目前均有较为成熟且先进的RFID系统。
其中，低频近距离RFID系统主要集中在125kHz、13．56MHz系统；高频远距离RFID系统主要集中在UHF频段(902MHz-928MHz)915MHz、2．45GHz、5．8GHz。UHF频段的远距离RFID系统在北美得到了很好的发展；欧洲的应用则以有源2．45GHz系统得到了较多的应用。5．8GHz系统在日本和欧洲均有较为成熟的有源RFID系统。
在RFID技术发展的前10年中，有关RFID技术的国际标准的研讨空前热烈，国际标准化组织ISO／IEC联合技术委员会JTCl下的SC31下级委员会成立了RFID标准化研究工作组WG4。尤其是在1999年10月1日正式成立的，由美国麻省理工学院MIT发起的Auto-ID Center非盈利性组织在规范RFID应用方面所发挥的作用将越来越明显。Auto-ID Center在对RFID理论、技术及应用研究的基础上，所作出的主要贡献如下：
a. 提出产品电子代码EPC(Electronic Product Code)概念及其格式规划。为减化电子标签芯片功能设计，降低电子标签成本，扩大RFID应用领域奠定了基础。
b. 提出了实物互联网的概念及构架，为EPC进入互联网搭建了桥梁。
c. 建立了开放性的国际自动识别技术应用公用技术研究平台，为推动低成本的RFID标签和读写器的标准化研究开创了条件。
我国在RFID技术的研究方面也发展很快，市场培育已初步开花结果。在RFID技术研究及产品开发方面，国内已具有了自主开发低频、高频与微波RFID电子标签与读写器的技术能力及系统集成能力。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。

2． RFID技术的应用现状
RFID技术的应用已趋成熟。在北美、欧洲、大洋洲、亚太地区及非洲南部都得到了相当广泛的应用。
典型的应用领域包括：
(1)铁路车号自动识别管理。如：北美铁路、中国铁路、瑞士铁路等。
(2)车辆道路交通自动收费管理。如：北美部分收费高速公路的自动收费中国部分高速公路自动收费管理、东南亚国家部分收费公路的自动收费管理。
(3)旅客航空行包的自动识别、分拣、转运管理。如：北美部分机场。
(4)车辆出入控制。如：停车场、垃圾场、水泥场车辆出入、称重管理等。
(5)校园卡、饭卡、乘车卡、会员卡、驾照卡、健康卡(医疗卡)等国内、国外均有大应用。
(6)生产线产品加工过程自动控制。主要应用在大型工厂的自动化流水作业线上。
(7)动物识别(养牛、养羊、赛鸽等)。大型养殖厂、家庭牧场、赛鸽比赛。
(8)物流、仓储自动管理。大型物流、仓储企业。
(9)贮气容器的自动识别管理。
(10)汽车遥控门锁、电子门锁等。
目前国内RFID成功的行业应用有中国铁路的车号自动识别系统。其辐射作用已涉及到铁路红外轴温探测系统的热轴定位、轨道衡、超偏载检测系统等。
正在计划推广的应用项目还有电子身份证、电子车牌、铁路行包自动追踪管理等。　　3．RFID技术的发展方向
RFID技术的发展，一方面受到应用需求的驱动，另一方面RFID的成功应用反来又极大地促进了应用需求的扩展。从技术角度说，RFID技术的发展体现在若干关键技术的突破。从应用角度来说，RFID技术的发展目的在于不断满足日益增涨的应用需求。
(1)RFID技术未来的发展
RFID技术的发展得益于多项技术的综合发展。所涉及的关键技术大致包括：芯片技术、天线技术、无线收发技术、数据变换与编码技术、电磁传播特性。
RFID技术的发展已经走过50余年，在过去的10多年里得到了更快的发展。随着技术的不断进步，RFID产品的种类将越来越丰富，应用也越来越广泛。可以预计，在未来的几年中，RFID技术将持续保持高速发展的势头。RFID技术的发展将会在电子标签(射频标签)、阅读器、系统种类、标准化等方面取得新的进展。
(2)RFID电子标签方面
电子标签芯片所需的功耗更低，无源标签、半无源标签技术更趋成熟。
1) 作用距离更远。
2) 无线可读写性能更加完善。
3) 适合高速移动物品识别。
4) 快速多标签读／写功能。
5) 一致性更好。
6) 强场强下的自保护功能更完善。
7) 智能性更强。
8) 成本更低。
(3)RFID阅读器方面
1) 多功能(与条码识读集成、无线数据传输、脱机工作等)。
2) 智能多天线端口。
3) 多种数据接口(RS232，RS422／485，USB，红外，以太网口
4) 多制式兼容(兼容读写多种标签类型)。
5) 小型化、便携式、嵌入式、模块化。
6) 多频段兼容。
7) 成本更低。
(4)RFID系统种类方面
1) 低频近距离RFID系统具有更高的智能、安全特性。
2) 高频远距离RFID系统性能更加完善，系统更加完善。
(5)RFID标准化方面
9) 标准化基础性研究更加深入、成熟。
10) 标准化为更多企业所接受。
11) 系统、模块可替换性更好、更为普及。