RFID和物聯(lián)網(wǎng)的關系
RFID的概念
射頻識別,即RFID是Radio Frequency Identification的縮寫,又稱無線射頻識別,是一種通信技術,可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù),而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。
RFID的用途
無源RFID產(chǎn)品發(fā)展最早,也是發(fā)展最成熟,市場應用最廣的產(chǎn)品。比如,公交卡、食堂餐卡、銀行卡、賓館門禁卡、二代身份證等,這個在我們的日常生活中隨處可見,屬于近距離接觸式識別類。其產(chǎn)品的主要工作頻率有低頻125KHZ、高頻13.56MHZ、超高頻433MHZ,超高頻915MHZ。
有源RFID產(chǎn)品,是最近幾年慢慢發(fā)展起來的,其遠距離自動識別的特性,決定了其巨大的應用空間和市場潛質。在遠距離自動識別領域,如智能監(jiān)獄,智能醫(yī)院,智能停車場,智能交通,智慧城市,智慧地球及物聯(lián)網(wǎng)等領域有重大應用。有源RFID在這個領域異軍突起,屬于遠距離自動識別類。產(chǎn)品主要工作頻率有超高頻433MHZ,微波2.45GHZ和5.8GHZ。
RFID的工作原理
RFID技術的基本工作原理并不復雜:標簽進入磁場后,接收解讀器發(fā)出的射頻信號,憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(無源標簽或被動標簽),或者由標簽主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag,有源標簽或主動標簽),解讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。一套完整的RFID系統(tǒng), 是由閱讀器與電子標簽也就是所謂的應答器及應用軟件系統(tǒng)三個部份所組成,其工作原理是Reader發(fā)射一特定頻率的無線電波能量,用以驅動電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出,此時Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù), 送給應用程序做相應的處理。
閱讀器根據(jù)使用的結構和技術不同可以是讀或讀/寫裝置,是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和應答器之間一般采用半雙工通信方式進行信息交換,同時閱讀器通過耦合給無源應答器提供能量和時序。在實際應用中,可進一步通過Ethernet或WLAN等實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。應答器是RFID系統(tǒng)的信息載體,應答器大多是由耦合原件(線圈、微帶天線等)和微芯片組成無源單元。
RFID技術標準
集裝箱
ISO TC 104技術委員會專門負責集裝箱標準制定,是集裝箱制造和操作的最高權威機構。與RFID相關的標準,由第四子委員會(SC4)負責制定。包括如下標準:
(1)ISO 6346 集裝箱—編碼、ID和標識符號,1995制訂
該標準提供集裝箱標識系統(tǒng)。集裝箱標識系統(tǒng)用途很廣泛,比如在文件、控制和通信(包括自動數(shù)據(jù)處理),象集裝箱本身顯示一樣。在集裝箱標識中的強制標識再加上在自動設備標識AEI(Automatic Equipment Identification)和電子數(shù)據(jù)交換EDI(Electronic Data Interchange)應用的可選特征。該標準規(guī)定集裝箱尺寸、類型等數(shù)據(jù)的編碼系統(tǒng)再加上相應標記方法,操作標記和集裝箱標記的物理展示。
(2)ISO 10374 集裝箱自動識別標準,1991制訂,1995年修訂
該標準基于微波應答器的集裝箱自動識別系統(tǒng),是把集裝箱當作一個固定資產(chǎn)來看。應答器為有源設備,工作頻率為850MHz~950Mhz及2.4GHz~2.5GHz。只要應答器處于此場內(nèi)就會被活化并采用變形的FSK副載波通過反向散射調(diào)制做出應答。信號在兩個副載波頻率40kHz和20kHz之間被調(diào)制。因為它在1991年制定,還沒有用RFID這個詞,實際上有源應答器就是今天的有源RFID電子標簽。此標準和ISO 6346共同應用于集裝箱的識別,ISO 6346規(guī)定 光學識別,ISO 10374則用微波的方式來表征光學識別的信息。
(3)ISO 18185,集裝箱電子官方標準草案(陸、海、空)
該標準是海關用于監(jiān)控集裝箱裝卸狀況[9],包含7個部分,它們是:空中接口通信協(xié)議、應用要求、環(huán)境特性、數(shù)據(jù)保護、傳感器、信息交換的消息集、物理層特性要求。
以上兩個標準涉及到的空中接口協(xié)議并沒有引用ISO/IEC 18000系列空中接口協(xié)議,主要原因它們的制定時間早于ISO/IEC 18000系列空中接口協(xié)議。
物流管理
為使RFID能在整個物流供應鏈領域發(fā)揮重要作用,ISO TC 122包裝技術委員會和ISO TC 104貨運集裝箱技術委員會成立聯(lián)合工作組JWG,負責制定物流供應鏈系列標準。工作組按照應用要求、貨運集裝箱、裝載單元、運輸單元、產(chǎn)品包裝、單品五級物流單元,制定六個應用標準。
(1)ISO 17358 應用要求
這是供應鏈RFID的應用要求標準,由TC 122技術委員會主持,正在制訂過程中。該標準定義 供應鏈物流單元各個層次的參數(shù),定義 環(huán)境標識和數(shù)據(jù)流程。
(2)ISO 17363~17367系列標準
供應鏈RFID物流單元系列標準分別對貨運集裝箱、可回收運輸單元、運輸單元、產(chǎn)品包裝、產(chǎn)品標簽的RFID應用進行規(guī)范。該系列標準內(nèi)容基本類同,如空中接口協(xié)議采用ISO/IEC 18000系列標準。在具體規(guī)定上存在差異,分別針對不同的使用對象做 補充規(guī)定,如使用環(huán)境條件、標簽的尺寸、標簽張貼的位置等特性,根據(jù)對象的差異要求采用電子標簽的載波頻率也不同。貨運集裝箱、可回收運輸單元和運輸單元使用的電子標簽一定是重復使用的,產(chǎn)品包裝則要根據(jù)實際情況而定,而產(chǎn)品標簽來說通常是一次性的。另外還要考慮數(shù)據(jù)的完整性、可視識讀標識等。可回收單元在數(shù)據(jù)容量、安全性、通信距離要求較高。這個系列標準正在制訂過程中。
這里需要注意的是ISO 10374、ISO 18185和ISO 17363三個標準之間的關系,它們都針對集裝箱,但是ISO 10374是針對集裝箱本身的管理,ISO 18185是海關為監(jiān)視集裝箱,而ISO 17363是針對供應鏈管理目的而在貨運集裝箱上使用可讀寫的RFID標識標簽和貨運標簽。
動物管理
ISO TC 23/SC 19負責制訂動物管理RFID方面標準,包括ISO 11784/11785和ISO 14223三個標準。
ISO 11784 編碼結構
它規(guī)定動物射頻識別碼的64位編碼結構,動物射頻識別碼要求讀寫器與電子標簽之間能夠互相識別。通常由包含數(shù)據(jù)的比特流再加上為 保證數(shù)據(jù)正確所需要的編碼數(shù)據(jù)。代碼結構為64位,其中的27至64位可由各個國家自行定義。
零售商
據(jù)Sanford C.Bernstein公司的零售業(yè)分析師估計,通過采用RFID,沃爾瑪每年可以節(jié)省83.5億美元,其中大部分是因為不需要人工查看進貨的條碼而節(jié)省的勞動力成本。盡管另外一些分析師認為80億美元這個數(shù)字過于樂觀,但毫無疑問,RFID有助于解決零售業(yè)兩個最大的難題:商品斷貨和損耗(因盜竊和供應鏈被攪亂而損失的產(chǎn)品),而單是盜竊一項,沃爾瑪一年的損失就差不多有20億美元,如果一家合法企業(yè)的營業(yè)額能達到這個數(shù)字,就可以在美國1000家最大企業(yè)的排行榜中名列第694位。研究機構估計,這種RFID技術能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%。