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RFID,在兼容中升華價值

作者:費伊
來源:RFID射頻快報
日期:2007-09-14 09:49:13
摘要:RFID雙(多)協議是多能的,其便捷性和互通性優勢將吸引越來越廣泛的關注,業界普遍看好其未來發展趨勢——這就是所謂的“兼容之美”吧。
兼容,從名詞解釋上說,是指硬件之間、軟件之間、軟硬件之間以及系統之間能否做到相互配合以及相互配合的程度。簡言之,兼容就是配合與協調。 

就RFID技術本身來說,RFID的優良兼容性可以產生巨大的價值。不但在技術應用成本上大大挽救了應用企業的“錢包”,從管理運作上加速推動著企業的“步伐”,還為企業的未來發展提供了更深層次的技術準備。 

一、RFID與條碼:誰說魚和熊掌不可兼得? 

條碼與RFID相比,最大的優勢就是價格低廉,就好比魚和熊掌。企業,特別是一些低值產品或低利產品制造企業往往會選擇比較便宜也好吃的“魚”,而不舍得花大價錢買個 “美味熊掌”,這也正是造成RFID面臨“三座大山”(成本、標準與安全)的影響因素之一;RFID要在幾年內取代條碼(包括二維碼)也是不現實的事情。但是,條碼總歸有自身的局限性,RFID擁有可達條碼所力不能及之處的優勢,這就對RFID與條碼能否兼容提出了迫切和必要的需求,如果RFID可以和條碼協調配合發揮作用,取二者的技術優勢合集,并彌補各自的欠缺之處,這將大大增強應用方企業的工作效能和降低企業技術應用成本。  

首先,從成本上說,不管使用今天的成本觀點還是以長遠的發展觀念看待RFID與條碼,既能夠識讀條碼符號,又能夠識讀RFID標簽的“通用型”RFID讀寫器對于終端用戶來說,都是最劃算的。并且通用型讀寫器在設備的獲取和維護方面,也會讓用戶省心省力。 

其次,從需求上說,實現工作效能最優化、最大程度的降低管理成本以及獲得最佳投資回報率是每一個RFID應用終端用戶夢寐以求的發展目標??梢哉f,“通用”RFID讀寫器在為實現這三大訴求的行軍道路上前進了一大步。 

再次,從技術可行性上分析,條碼讀寫器使用光(可見光或紅外光)而不是無線電信號來識讀符號,就是說,條碼的空中接口是非常通用的,這也為RFID與條碼之間建立關聯度奠定了基礎。 

2005年底,美國易騰邁(Intermec)與塞維科技(Savi)共同推出一套可讀取條碼和有源RFID標簽的新型通用型RFID讀寫器系統。該讀寫器不僅能夠讀寫Savi的數據密集型有源RFID標簽,同時還可以掃描一維、矩陣型、堆疊型及復合型條碼。通過軍用實例證明,通用型的RFID讀寫器極大的增強了美國國防部后勤人員識別和追蹤運輸過程中的軍需物資的能力。 

這說明,制造出條碼與RFID的“通用”讀寫器“不無可能”。現在的問題是,如何實現讀寫器最優化芯片集成?高頻芯片的集成問題已經成功解決,超高頻頻段的集成模塊可能還要遲些時候才能見到。一旦全部的RFID讀寫器功能可以被集成到一塊單芯片中,那么,使用多芯片制造通用讀卡器的可行性就毋庸置疑了。 

二、雙頻RFID 技術:兩種頻率 “通吃” 

RFID系統的工作頻率對系統的工作性能有較強的支配作用。從識別距離、穿透能力等特性來看,不同的頻率,其工作表現具有較大的差異。 

低頻RFID信號具有較強的穿透能力,能夠穿透水、金屬、動物包括人體在內的若干導體材料,其工作頻率不受無線電頻率管制約束,并且低頻標簽價格便宜,節省能量;但低頻信號在傳播距離上不占優勢,在同樣的功率下,低頻的傳播距離很近(一般情況下小于1米)。在實際應用中,人們一般會在動物識別、容器識別、工具識別、電子防盜等領域見到低頻標簽的身影。 

據統計,高頻RFID的實際應用數量是最大的,電子車票、電子身份證(如中國的二代證項目)、小區物業管理、門禁管理等諸多方面都會用到高頻RFID標簽。高頻RFID適合于中短距離性識別,讀寫速度介乎于低頻與超高頻之間,在價位上相對具有優勢。不過,與超高頻特點一樣,高頻與超高頻RFID信號對于可導障礙物的敏感性很強,很容易被傳導過程中的導體媒介所吸收。 

三者之中,超高頻RFID的傳輸距離是最遠的(典型情況為4m~6m,最大可達10m以上),信號的傳輸速度也是最快的,可做到多標簽同時識讀,因此,一般用于鐵路車輛自動識別、集裝箱識別、公路車輛識別與自動收費系統等領域。不過,超高頻信號傳輸過程比較耗能,穿透力不強,并極易受到作業區域物體的干擾,這就要求超高頻RFID作業區內不能有太多的干擾物;超高頻的價格較高,在價位上沒有優勢。 

單一頻段的RFID技術應用起來功用也比較單一,特別是在不同的應用環境下,企業要想取得較好的工作效果,從理論上,需要配置低頻+高頻、高頻+超高頻或者是低頻+超高頻的雙套系統組合,可這樣一來,問題就出現了:要上兩套系統,成本實在太高,誰來“買單”?系統配置困難,配合使用程序繁瑣……,怎樣解決“交互”難題?不同頻段的RFID系統各有長處短處,如何揚長避短,利用其各自的長處來設計識讀距離較遠、穿透能力較強和適度效果較好的多能產品呢? 

有需求就會有市場,在這樣的需求背景下,雙頻(Dual Frequency,簡稱DF)RFID技術應運而生。雙頻標簽和讀寫器對于要求確定時間的自由流動的人或者物品是非常理想的工具。例如在門禁管理、物品防損防盜管理、計時考勤系統、動物識別、導體材料干擾及潮濕的環境等方面,雙頻RFID會有良好發揮。雖然說雙頻RFID產品在價格上比一般產品要貴,但其獨特的性能在特定需求下也是無法替代的優勢。 

例如,目前在大型煤礦使用的雙頻RFID系統就非常鮮明的論證了雙頻的技術強勢。南非采礦業正在使用iPico的雙頻RFID技術用于跟蹤、照明、援救、瓦斯檢測和急救裝備等。此類雙頻標簽與讀寫器產品可以同時支持低頻與高頻,集合了低頻(125kHz——135kHz)的輻射和高頻(6.8MHz)RFID的高速數據傳輸能力的優點,雙頻RFID讀寫器會傳輸低頻信號給標簽提供能量,標簽使用高頻頻譜傳輸信號給讀寫器。這樣,就可以在礦工擁擠的場合同時讀取多個標簽,具有準確性好、穿透性增強、識讀速度快、讀取距離更大。一般情況下,雙頻RFID標簽的讀取速度可以高達10毫秒,只要采用標準的單天線讀寫器即可。如果采用多天線讀寫器,那么,標簽的讀取速度將會提高一倍。據iPico在南非礦場的實地驗證,采用多天線讀寫器,連續讀取一分鐘就可以讀取約7200個標簽(識讀范圍在0.6米至2米之間),并且,即使在眾多礦工聚集或者下井的人員不斷減少的時候也可以成功讀取,從而達到了“高度的準確性”。 

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                             iPico的雙頻標簽與讀寫器 

低頻+高頻的雙頻模式比較適合于工序復雜、人員繁多、信息冗雜并且處理難度較大的的大型礦場,既能夠節約成本,還可以提高效率。依照過去的應用經驗,單純采用低頻RFID (125KHz),則讀取距離有限;單純采用高頻RFID (13.56MHz),則讀取速度有限;換言之,低頻或者高頻的“單槍匹馬”作戰模式的實際效果都是不理想的。 

再如,RFID系統供應商Tagsys研發出可兼容高頻與超高頻RFID標簽的讀寫器產品,主要應用在POS終端設備上,能夠閱讀I—code 1, ISO 18000-3標準的高頻標簽和EPC Gen 2超高頻標簽。終端系統會顯示出被識讀貨品的名稱、產品編碼、價格以及標簽類型(高頻還是超高頻?)等相關信息。高頻+超高頻的雙頻技術會逐步用在物品的單品級識別方面,不論單品級RFID標簽究竟應該是高頻的還是超高頻的,爭論歸爭論,對于能夠同時閱讀兩種類型標簽的實際需求是存在著的,并將會持續存在下去。 

雙頻技術在門禁管理中也是大顯身手。例如,在某雙頻RFID系統下,某人走過讀寫器只有一次,而標簽被讀到的次數卻是15-25次。雙頻提高了同一時間內的讀取頻率,這使得有效識讀率和識讀準確性更加有保證。就拿籃球賽的投籃作比,5秒鐘出手2次和5秒鐘出手10次,誰的命中率更高呢?結果是顯而易見了。 

三、多能的RFID雙協議 

RFID雙(多)協議是指使RFID產品能在兩種或多種協議下實現通訊的工作模式,即能夠同時支持至少兩種通訊協議。RFID雙(多)協議在工作方式上具有單一協議所不具備的靈活性、多能性以及可定制性。使用雙(多)協議通訊的產品,兼容性將進一步提高,可以為用戶提供更加方便和高效的工作模式,并且大大節省了技術應用成本。 
目前,高頻RFID執行的標準有ISO14443(A、B、C)、ISO15693和NFC標準。我國國內應用較多的還是ISO14443(A)——主要用于制作非接觸式智能卡、ISO14443(B)——和ISO15693(安全性較強,被選為第二代身份證的技術基礎)兩種。RFID雙(多)協議基本體現在ISO14443 (A/B)+ISO15693式組合或者是廠商根據自行洗衣制作的特殊類多協議產品。 

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                               915MHz+13.56MHz雙頻卡  

總的來說,RFID雙(多)協議同時支持多種協議,應用范圍非常廣,并且符合“因用戶而異、因環境制宜”的要求。用戶對RFID應用性的要求多種多樣,有的用戶注重保證信息的安全性,有的用戶比較重視有效的識讀距離,還有的用戶的應用環境比較有特色……等等,這就完全可以根據用戶實際需求以及環境特點等因素為用戶 “量身定做”,RFID雙(多)協議就可以做到這一點。例如Inside的PicoPass系列芯片,同時兼容ISO14443(B)和ISO15693標準,即可以使用ISO 14443B標準對超近程(10厘米)進行快速訪問,速度可達到424K/S;也可使用ISO 15693標準可以以26K/S的速度,進行近程(大于1米)訪問。 

不過,RFID雙(多)協議通訊也有缺點: 

首先,還是成本較高的問題;這個問題在雙(多)協議卡上比較突出,就雙(多)協議讀寫設備來說,成本就不作為主要問題,因為成本高的“有意義”。 

其二,由于系統中存在兩種通訊協議,在進行交易時,判斷使用的協議類型將占用較多交易時間,有可能會影響系統的穩定性。 

RFID雙(多)協議是多能的,其便捷性和互通性優勢將吸引越來越廣泛的關注,業界普遍看好其未來發展趨勢——這就是所謂的“兼容之美”吧。相信隨著RFID標準的嚴格規范和普及,相關技術難題的攻關與突破,雙(多)協議的明天會更好。   

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