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RFID技術的發展歷程及應用現狀

作者:RFID技術
來源:RFID世界網
日期:2005-08-08 10:18:28
摘要:RFID技術的發展歷程及應用現狀

1.RFID技術的發展歷程
RFID技術實現的基礎是利用電磁能量實現AIDC,電磁能量是自然界存在的一種能量形式。
(1)人們對電磁能的認識
追溯歷史,公元前中國先民即發現并開始利用天然磁石,并用磁石制成指南車。到了近世,越來越多的人對電、磁、光進行深入的觀察及數學基礎研究,其中的佼佼者是美國人本杰明?富蘭克林。1846年英國科學家米歇爾·法拉弟發現了光波與電波均屬于電磁能量。1864年蘇格蘭科學家詹姆士·克拉克·麥克斯韋爾發表了他的電磁場理論。1887年,德國科學家亨瑞士·魯道夫·赫茲證實了麥克斯韋爾的電磁場理論并演示了電磁波以光速傳播并可以被反射,具有類似光的極化特性,赫茲的實驗不久也被俄國科學家亞力山大·波普重復。1896年馬克尼成功地實現了橫越大西洋的越洋電報,由此開創了利用電磁能量為人類服務的先河。更進一步,在1922年,誕生了雷達(Radar)。作為一種識別敵方空間飛行物(飛機)的有效兵器,雷達在第二次世界大戰中發揮了重要的作用,同時雷達技術也得了極大的發展。至今,雷達技術還在不斷發展,人們正在研制各種用途的高性能雷達。
(2)RFID技術的發展
RFID技術直接繼承了雷達的概念,并由此發展出一種生機勃勃的AIDC新技術--RFID技術。1948年哈里·斯托克曼發表的"利用反射功率的通訊"奠定了射頻識別RFID技術的理論基礎。
1)RFID技術發展的歷程表。在20世紀中,無線電技術的理論與應用研究是科學技術發展最重要的成就之一。RFID技術的發展可按10年期劃分如下:
1941~1950年。雷達的改進和應用催生了RFID技術,1948年奠定了RFID技術的理論基礎。
1951-1960年。早期RFID技術的探索階段,主要處于實驗室實驗研究。
1961-1970年。RFID技術的理論得到了發展,開始了一些應用嘗試。
1971-1980年。RFID技術與產品研發處于一個大發展時期,各種RFID技術測試得到加速。出現了一些最早的RFID應用。
1981~1990年。RFID技術及產品進入商業應用階段,各種規模應用開始出現。
1991~2000年。RFID技術標準化問題日趨得到重視,RFID產品得到廣泛采用,RFID產品逐漸成為人們生活中的一部分。
2001-今。標準化問題日趨為人們所重視,RFID產品種類更加豐富,有源電子標簽、
無源電子標簽及半無源電子標簽均得到發展,電子標簽成本不斷降低,規模應用行業擴大。
RFID技術的理論得到豐富和完善。單芯片電子標簽、多電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應高速移動物體的RFID正在成為現實。
2)RFID技術國內外發展狀況。RFID技術在國外的發展較早也較快。尤其是在美國、英國、德國、瑞典、瑞士、日本、南非目前均有較為成熟且先進的RFID系統。
其中,低頻近距離RFID系統主要集中在125kHz、13.56MHz系統;高頻遠距離RFID系統主要集中在UHF頻段(902MHz-928MHz)915MHz、2.45GHz、5.8GHz。UHF頻段的遠距離RFID系統在北美得到了很好的發展;歐洲的應用則以有源2.45GHz系統得到了較多的應用。5.8GHz系統在日本和歐洲均有較為成熟的有源RFID系統。
在RFID技術發展的前10年中,有關RFID技術的國際標準的研討空前熱烈,國際標準化組織ISO/IEC聯合技術委員會JTCl下的SC31下級委員會成立了RFID標準化研究工作組WG4。尤其是在1999年10月1日正式成立的,由美國麻省理工學院MIT發起的Auto-ID Center非盈利性組織在規范RFID應用方面所發揮的作用將越來越明顯。Auto-ID Center在對RFID理論、技術及應用研究的基礎上,所作出的主要貢獻如下:
a. 提出產品電子代碼EPC(Electronic Product Code)概念及其格式規劃。為減化電子標簽芯片功能設計,降低電子標簽成本,擴大RFID應用領域奠定了基礎。
b. 提出了實物互聯網的概念及構架,為EPC進入互聯網搭建了橋梁。
c. 建立了開放性的國際自動識別技術應用公用技術研究平臺,為推動低成本的RFID標簽和讀寫器的標準化研究開創了條件。
我國在RFID技術的研究方面也發展很快,市場培育已初步開花結果。在RFID技術研究及產品開發方面,國內已具有了自主開發低頻、高頻與微波RFID電子標簽與讀寫器的技術能力及系統集成能力。與國外RFID先進技術之間的差距主要體現在RFID芯片技術方面。盡管如此,在標簽芯片設計及開發方面,國內已有多個成功的低頻RFID系統標簽芯片面市。

2. RFID技術的應用現狀
RFID技術的應用已趨成熟。在北美、歐洲、大洋洲、亞太地區及非洲南部都得到了相當廣泛的應用。
典型的應用領域包括:
(1)鐵路車號自動識別管理。如:北美鐵路、中國鐵路、瑞士鐵路等。
(2)車輛道路交通自動收費管理。如:北美部分收費高速公路的自動收費中國部分高速公路自動收費管理、東南亞國家部分收費公路的自動收費管理。
(3)旅客航空行包的自動識別、分揀、轉運管理。如:北美部分機場。
(4)車輛出入控制。如:停車場、垃圾場、水泥場車輛出入、稱重管理等。
(5)校園卡、飯卡、乘車卡、會員卡、駕照卡、健康卡(醫療卡)等國內、國外均有大應用。
(6)生產線產品加工過程自動控制。主要應用在大型工廠的自動化流水作業線上。
(7)動物識別(養牛、養羊、賽鴿等)。大型養殖廠、家庭牧場、賽鴿比賽。
(8)物流、倉儲自動管理。大型物流、倉儲企業。
(9)貯氣容器的自動識別管理。
(10)汽車遙控門鎖、電子門鎖等。

目前國內RFID成功的行業應用有中國鐵路的車號自動識別系統。其輻射作用已涉及到鐵路紅外軸溫探測系統的熱軸定位、軌道衡、超偏載檢測系統等。
正在計劃推廣的應用項目還有電子身份證、電子車牌、鐵路行包自動追蹤管理等。  3.RFID技術的發展方向
RFID技術的發展,一方面受到應用需求的驅動,另一方面RFID的成功應用反來又極大地促進了應用需求的擴展。從技術角度說,RFID技術的發展體現在若干關鍵技術的突破。從應用角度來說,RFID技術的發展目的在于不斷滿足日益增漲的應用需求。
(1)RFID技術未來的發展
RFID技術的發展得益于多項技術的綜合發展。所涉及的關鍵技術大致包括:芯片技術、天線技術、無線收發技術、數據變換與編碼技術、電磁傳播特性。
RFID技術的發展已經走過50余年,在過去的10多年里得到了更快的發展。隨著技術的不斷進步,RFID產品的種類將越來越豐富,應用也越來越廣泛。可以預計,在未來的幾年中,RFID技術將持續保持高速發展的勢頭。RFID技術的發展將會在電子標簽(射頻標簽)、閱讀器、系統種類、標準化等方面取得新的進展。
(2)RFID電子標簽方面
電子標簽芯片所需的功耗更低,無源標簽、半無源標簽技術更趨成熟。
1) 作用距離更遠。
2) 無線可讀寫性能更加完善。
3) 適合高速移動物品識別。
4) 快速多標簽讀/寫功能。
5) 一致性更好。
6) 強場強下的自保護功能更完善。
7) 智能性更強。
8) 成本更低。
(3)RFID閱讀器方面
1) 多功能(與條碼識讀集成、無線數據傳輸、脫機工作等)。
2) 智能多天線端口。
3) 多種數據接口(RS232,RS422/485,USB,紅外,以太網口
4) 多制式兼容(兼容讀寫多種標簽類型)。
5) 小型化、便攜式、嵌入式、模塊化。
6) 多頻段兼容。
7) 成本更低。
(4)RFID系統種類方面
1) 低頻近距離RFID系統具有更高的智能、安全特性。
2) 高頻遠距離RFID系統性能更加完善,系統更加完善。
(5)RFID標準化方面
9) 標準化基礎性研究更加深入、成熟。
10) 標準化為更多企業所接受。
11) 系統、模塊可替換性更好、更為普及。

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