怎樣從不同的角度來分析RFID系統(tǒng)

RFID作為世界上最有戰(zhàn)略意義的技術(shù)之一，已經(jīng)應(yīng)用到了很多行業(yè)中，并發(fā)揮著重要的作用，而且正在向更廣的應(yīng)用范圍、更深的應(yīng)用層次上發(fā)展。該文從市場和技術(shù)兩個(gè)角度入手，對RFID從電子標(biāo)簽到應(yīng)用系統(tǒng)及其相關(guān)領(lǐng)域的整個(gè)的產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和討論。

1 引言

RFID（Radio Frequency IdenTIficaTIon）是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，它通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)。作為條形碼的無線版本，RFID技術(shù)具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲數(shù)據(jù)容量更大、存儲信息更改自如等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被世界公認(rèn)為本世紀(jì)十大重要技術(shù)之一，在生產(chǎn)、零售、物流、交通等各個(gè)行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。

2006年6月9日由國家科技部等十五個(gè)部門共同制定了《中國射頻識別（RFID）技術(shù)政策白皮書》，國家發(fā)展RFID技術(shù)與應(yīng)用是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及眾多行業(yè)和部門，影響社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生活的諸多方面，需要在廣泛開展國際交流與合作的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新，需要政府、企業(yè)、研發(fā)機(jī)構(gòu)間的統(tǒng)籌規(guī)劃、大力協(xié)同，最大限度的實(shí)行資源合理配置和優(yōu)勢互補(bǔ)［1］。該文從技術(shù)角度討論了RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)，并從市場的角度詳細(xì)分析了RFID的產(chǎn)業(yè)鏈，重點(diǎn)分析了個(gè)行業(yè)和部門之間相互依存和協(xié)同合作的關(guān)系。

2 RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

RFID是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從技術(shù)角度看，包括了電子信息與通訊、網(wǎng)絡(luò)、信息管理以及加工制造等。圖1給出了一種典型的RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示，任何一個(gè)RFID應(yīng)用系統(tǒng)，其中最重要的一個(gè)基礎(chǔ)單元就是電子標(biāo)簽，與條形碼類似，電子標(biāo)簽中記錄了應(yīng)用物體的相關(guān)信息，我們可以通過RFID讀寫器對此信息進(jìn)行讀寫。目前這種RFID讀寫器主要有3種類型：LH（低頻）讀寫器，HF（高頻）讀寫器和UHF（超高頻）讀寫器。RFID讀寫器所要完成的任務(wù)就是建立電子標(biāo)簽與應(yīng)用系統(tǒng)信息交互的一個(gè)通道。RFID讀寫器必須與應(yīng)用系統(tǒng)中的相關(guān)服務(wù)器連接，這種連接方式可以是RS232等串口連接方式、直接對讀寫器尋址的TCP/IP方式、可以移動(dòng)操作的無線方式，例如通過GPRS/CDMA等。

不同的應(yīng)用場合，應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式是有很大差別的，而且所遵循的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也是不同的，即每個(gè)行業(yè)都有其應(yīng)用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此對于RFID應(yīng)用系統(tǒng)來說，要根據(jù)不同的場合，考慮采用哪種讀寫方式，考慮采用哪種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。

目前RFID的應(yīng)用系統(tǒng)主要有：戶籍管理，門禁，交通管理，防偽以及物流等方面。在戶籍管理中，國家已經(jīng)要求全國在2008年前全部換成第二代身份證，屆時(shí)第一代身份證將停止使用，其中二代身份證就是采用的HF的RFID技術(shù)，遵循的是ISO14443國際標(biāo)準(zhǔn)。門禁系統(tǒng)采用的讀寫方式也主要是HF方式，遵循的也是ISO14443標(biāo)準(zhǔn)，也有采用ISO15693行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的。交通管理中，例如停車場管理，不停車收費(fèi)等，一般都采用UHF讀寫器，因?yàn)檫@樣的讀寫距離比較遠(yuǎn)，比較適合車輛管理。采用的國際標(biāo)準(zhǔn)是ISO18000-6。另外還有集裝箱管理、包裹管理等，需根據(jù)不同的要求選擇不同的應(yīng)用方式。

3 RFID產(chǎn)業(yè)鏈分析

在RFID系統(tǒng)中，會(huì)涉及到眾多的行業(yè)和部門，如圖2所示。圖中給出了比較典型的行業(yè)結(jié)構(gòu)。對于RFID電子標(biāo)簽，里面的電路和天線設(shè)計(jì)是核心技術(shù)，也是利潤最大的產(chǎn)業(yè)。由于我國起步比較晚，因此在電子標(biāo)簽方面比較薄弱，主要還是被國外所壟斷，例如TI和PHILIPS等公司。但是我國經(jīng)過這些年的技術(shù)積累和攻關(guān)，已經(jīng)成功研發(fā)出了HF電子標(biāo)簽，而且也占據(jù)的市場也越來越大。

電子標(biāo)簽的封裝是制作電子標(biāo)簽的一個(gè)必須環(huán)節(jié)，因?yàn)樘?a target="_blank">供電子標(biāo)簽的廠家，例如PHILIPS等公司，只是提供裸芯片，因此封裝電子標(biāo)簽，并且根據(jù)不用的應(yīng)用場合，封裝成不同的形狀，就形成了一個(gè)規(guī)模較大的電子封裝行業(yè)。RFID讀寫器在RFID系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。因?yàn)樽x寫器的好壞與優(yōu)劣，直接影響到了系統(tǒng)性能的好壞和優(yōu)劣。RFID讀寫器的設(shè)計(jì)與制造，是需要相關(guān)電子芯片和電路設(shè)計(jì)加工等行業(yè)支持的。例如基于PHILIPS的MFRC500讀寫芯片設(shè)計(jì)的HF讀寫器。

隨著RFID應(yīng)用場合的不斷擴(kuò)大與延伸，以及軟件技術(shù)的發(fā)展，RFID應(yīng)用系統(tǒng)也越來越多樣化，功能也越來越強(qiáng)大。通過軟硬件的技術(shù)支持，RFID應(yīng)用系統(tǒng)集成商可以根據(jù)用戶的要求以及不同的應(yīng)用場合，提出最適合的解決方案，從而合理地共享資源，協(xié)同合作，共同推動(dòng)RFID產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

值得一提的是RFID中間件的發(fā)展，越來越引人注目。對于各RFID讀寫器生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，一般都彼此不兼容，各有各的一套技術(shù)規(guī)范，因此也限制了RFID的大規(guī)模應(yīng)用。

RFID中間件扮演RFID標(biāo)簽和應(yīng)用程序之間的中介角色，可以獨(dú)立于各廠家的RFID讀寫器，RFID中間件又稱RFID管理軟件，它可以使RFID項(xiàng)目的開發(fā)速度加快，系統(tǒng)投入使用的時(shí)間縮短。中間件可以消除不同來源RFID標(biāo)簽的差別，把它們的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，對建立靈活的、配置可變的RFID系統(tǒng)十分有利。中間件也包括用于監(jiān)視和維護(hù)RFID系統(tǒng)的工具。RFID中間件的另一個(gè)重要功能是及早過濾無效的RFID數(shù)據(jù)。正確使用中間件架構(gòu)可以有效保護(hù)RFID網(wǎng)絡(luò)的投資。

RFID應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)深入到了很多的行業(yè)，隨著國家對RFID系統(tǒng)的重視，同時(shí)也為了保證RFID產(chǎn)業(yè)在我國能健康的發(fā)展，目前已在考慮建立RFID測試中心以及認(rèn)證機(jī)構(gòu)。對于目前相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，目前仍然以國際通用的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，例如ISO系列標(biāo)準(zhǔn)等。圖3給出了RFID標(biāo)準(zhǔn)體系的基本結(jié)構(gòu)。隨著應(yīng)用的深入，以及我國自主技術(shù)不斷的發(fā)展，我國也會(huì)相繼推出適合我們自己國家的標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

我國的RFID產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模，而且隨著《中國射頻識別（RFID）技術(shù)政策白皮書》的制定，RFID系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域必將進(jìn)一步的擴(kuò)大與深入。本文從技術(shù)角度討論了RFID系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及一些關(guān)鍵技術(shù)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);從市場角度對RFID從電子標(biāo)簽到應(yīng)用系統(tǒng)集成及其相關(guān)領(lǐng)域的整個(gè)的產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和討論。

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