RFID的现状与未来_应用与市场分析

RFID的现状与未来目录•行业发展过程•行业市场分析•RFID技术简介•关于标准问题•RFID应用案例•产品图片资料•实施RFID的可行性建议一、行业发展过程RFID技术的发展最早可以追溯至第二次世界大战时期，那时它被用来在空中作战行动中进行敌我识别。从历史上看，RFID技术的发展基本可按10年期划分为几个阶段(参见表1)。因此RFID并不是一个崭新的技术。从分类上看，因为经过多年的发展，13.56MHz以下的RFID技术已相对成熟，目前业界最关注的是位于中高频段的RFID技术，特别是860MHz～960MHz(UHF频段)的远距离RFID技术发展最快；而2.45GHz和5.8GHz频段由于产品拥挤，易受干扰，技术相对复杂，其相关的研究和应用仍处于探索的阶段。表1时间RFID技术发展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。196l-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，各种封闭系统应用开始出现。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。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。二、行业市场分析•市场规模分析•市场容量分析市场规模分析市场规模方面，截至到2005年底，全世界已经安装了约5000个RFID系统，实际年销售额约9.64亿美元。在零售巨头沃尔玛、麦德龙的推动下，RFID在零售业也取得了一定进展，但整体规模仍十分有限。随着Gen2标准的完善和实施成本的逐渐下降，我们预计，2006年全球RFID产业将取得实质性突破。2007年，全球RFID将全面启动，进入快速增长阶段，增长率超过50%。这一过程将至少持续到2009年，之后会保持平稳增长态势。在我国，2005年RFID市场规模达到了16亿元人民币，与2004年同比增长25%。详细情况如下图所示:市场容量分析RFID在中国的市场容量。2005年，中国RFID的市场容量是4.7亿元，到2009年将会达到58.7亿，年复合增长率约65.6%。在RFID的应用中，硬件，软件和服务的投入比例也会有一定幅度的变化。在2005年，硬件大约占到80%，而随着时间的推移，该比例会降到66%，而软件和服务的比例将大幅度提升至33%。三、RFID技术简介•射频(RF)技术简介•射频识别(RFID)技术简介•RFID系统主要硬件设备•RFID技术优势劣势分析1.射频(RF)技术简介RF(RadioFrequency)技术被广泛应用于多种领域，如：电视、广播、移动电话、雷达、自动识别系统等。专用词RFID(射频识别)即指应用射频识别信号对目标物进行识别。RFID的应用包括：●ETC(电子收费)●铁路机车车辆识别与跟踪●集装箱识别●贵重物品的识别、认证及跟踪●商业零售、医疗保健、后勤服务等的目标物管理●出入门禁管理●动物识别、跟踪●车辆自动锁死(防盗)RF(射频)专指具有一定波长可用于无线电通信的电磁波。电磁波可由其频率表述为：KHz(千赫)，MHz(兆赫)及GHz(千兆赫)。其频率范围为VLF(极低频)也即10-30KHz至EHF(极高频)也即30-300GHz。2.射频识别(RFID)技术简介RFID是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术，其所具备的独特优越性是其它识别技术无法企及的。它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或瞄准；可自由工作在各种恶劣环境下；可进行高度的数据集成。另外，由于该技术很难被仿冒、侵入，使RFID具备了极高的安全防护能力。从概念上来讲，RFID类似于条码扫描，对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器；而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID单元，利用RF信号将信息由RFID单元传送至RFID读写器。RFID单元中载有关于目标物的各类相关信息，如：该目标物的名称，目标物运输起始终止地点、中转地点及目标物经过某一地的具体时间等，还可以载入诸如温度等指标。RFID单元，如标签、卡等可灵活附着于从车辆到载货底盘的各类物品。RFID技术所使用的电波频率为50KHz-5.8GHz，如图一所示，一个最基本的RFID系统一般包括以下几个部份●一个载有目标物相关信息的RFID单元(应答机或卡、标签等)●在读写器及RFID单元间传输RF信号的天线●一个产生RF信号的RF收发器(RFtransceiver)●一个接收从RFID单元上返回的RF信号并将解码的数据传输到主机系统以供处理的读写器。●天线、读写器、收发器及主机可局部或全部集成为一个整体，或集成为少数的部件。不同制造商有各自不同的集成方法。(在以上基本配置之外，还应包括相应的应用软件)3.RFID系统主要硬件设备•Transponder(应答机)/Tag(标签、卡)•天线•RFTransceiver(收发器)•读写器Transponder(应答机)/Tag(标签、卡)对于被动型RFID系统而言，以往我们将非主动向读写装置传送RF信号的RFID单元称为Tag，而将主动的向读写器进行RF信号传送的RFID单元称为Transponder，现在业界已经不再严格区分这两类名称，而将Tag与Transponder相互通用。为本介绍方便之用，我们将主动传输RF信号的RFID单元称为主动式Tag，而将仅进行RF信号反射或反向散射传输的RFID单元称为被动式Tag。Tag载有可用于认证识别其所附着的目标物的相关信息数据。Tag可以是只读的、读/写兼具的或写一个/读多个的形式；可以是主动式也可以是被动式的。通常，主动式Tag需要专用电池支持其传输器及接收器的工作,明天科技就是主动式，但RAM区不一定大。为避免干扰，主动式的tag要求能接收与转发多个频点的信号，以避免邻道干扰，卡的组成复杂，而且功耗也大。由此，主动式Tag一般比被动式Tag在形体上要大一些而且价格也更昂贵。另外，主动式Tag的使用寿命都与其电池寿命直接相关。被动式Tag根据其应用的不同，也可以分为有电源和无电源工作模式。被动式Tag将从读写器或传输接收机(Transceiver)传来的RF信号反向因素并可通过调制解码将相关信息加入到其所反射的RF信号中。对于被动式Tag而言，它无需电池来放大反向信号的载波能量，有的被动式Tag使用电池仅是用于支持Tag中存储器的工作或支持Tag中的对反射信号进行调制解码的元件的工作。天线任一RFID系统至少应包含一根天线(不管是内置还是外置)以发射和接收RF信号。有些RFID系统是由一根天线来同时完成发射和接收；而另一些RFID系统则是由一根天线来完成发射而另一根天线来承担接收，所采用天线的形式及数量应视具体应用而定。RFTransceiver(收发器)RFTransceiver是RF能量之源。它产生RF信号及RF能量激活并支持(供能给)被动式RFIDTag的工作。RFtransceiver可以集成封装于在读写器内，也可以作为独立设备存在。当作为独立设备时，一般被列为RF模块。RFTransceiver的任务是对由天线发射和接收的电频进行控制及调制解码；对自被动式RFIDTag上反射或后向散射来的RF信号进行过滤及放大。读写器RFID读写器的任务是控制RFTransceiver发射RF信号：通过RFTransceiver接收来自Tag上的已编码RF信号，对Tag的认证识别信息进行解码；将认证识别信息连带Tag上其它相关信息传输到主机以供处理。有些读写器还具备其它功能，如在ETC(电子收费)应用中，就包含采集车辆检测器、与驱动道闸、交通灯等其它设备的数字输入输出信息。读写器中的硬件部份控制着读写器的工作。用户可以通过相关控制主机或本地终端发布命令以改变或订制其工作模式适应具体应用的需求。4.RFID技术优势劣势分析•和传统条形码识别技术相比，RFID的优势•和传统条形码识别技术相比，RFID的劣势优势1.快速扫描条形码一次只能有一个条形码受到扫描；RFID辨识器可同时辨识读取数个RFID标签。2.体积小型化、形状多样化RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。3.抗污染能力和耐久性传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损；RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。4.可重复使用现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新。5.穿透性和无屏障阅读在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。6.数据的记忆容量大一维条形码的容量是50Bytes，二维条形码最大的容量可储存2至3000字符，RFID最大的容量则有数MegaBytes。随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。未来物品所需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。7.安全性由于RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。近年来，RFID因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。它不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率，还可以让销售企业和制造企业互联，从而更加准确地接收反馈信息，控制需求信息，优化整个供应链。劣势首先是技术上尚未完全成熟。根据自动ID中心所做的一项调查显示，即使贴上双重卷标，RFID卷标牌仍有3％无法判读；只贴一个标签的吊牌则只有78％正确判读。此外，射频识别标签与读取机具有方向性及射频识别讯号容易被物体所阻断，亦为射频辨识技术未来发展的一大挑战。其次是国际标准的制定与推行问题。标准化是推动产品广泛获得市场接受的必要措施，但射频识别读取机与标签的技术仍未见统一，因此无法一体适用。而不同制造商所开发的卷标通讯协议，适用于不同的频率，且封包格式不一。就目前看来，现在普遍使用的134KHz和13.56MHz因传输距离不够长而限制了阅读器和RFID标签间的传输距离，使得若干标签不能有效地被读取，而跨越UHF频段的最大问题是现有的绝大多数RFID系统和卷标供货商，以及设备无法支持UHF频段。第三是成本的问题。RFID系统不论是卷标、读取器和天线可望随着各大业者应用而使制造成本大幅降低，但著名顾问公司麦肯锡分析指出，厂商不能只着眼于RFID未来价格下跌就垂涎不已，因为这项技术还需进行企业资源规划（ERP）软件升级，而这部份可能所费不薄。第四，RFID的大规模应用还涉及到工人失业、隐私保护以及安全问题。正因为如此，目前的RFID技术要想在对信息有保密要求的领域展开应用还存在着障碍，此外，如何在不增加太多成本的同时提高电子标签的性能还是一个有待进一步研究的问题。四、关于标准•分类•标准问题五大RFID国际分类标准EPCglobal的势力最大，也叫得最欢。据介绍，EPCglobal是以欧美企业为主要阵营的RFID标准组织，拥有533家会员，其中终端用户234家，高级会员299家，拥有沃尔玛、思科、敦豪快递、麦德龙和吉列等“贵族”级会员。EPCglobal利用Internet、RFID和全球统一识别系统编码技术给每一个实体对象唯一的代码，构造实现全球物品信息实时共享的实物信息互联网(物联网)。