摘要:介绍了RFID技术在国内的应用状况,并对其产业链的各个主要环节在国内的发展状况做了研究分析。RFID技术,尤其是在13.56MHz,已在国内得到了广泛的应用,主要集中于身份识别、公共交通管理、物流管理等领域。而UHF RFID无论从应用还是产业技术来看,相比13.56MHz RFID都还处于起步阶段,还没有形成完整的产业链。国内RFID发展的当务之急是建立中国自己的标准,相关工作已在进行中。
关键词:RFID、产业链
1. RFID技术
RFID(射频识别)技术是从上世纪80年代走向成熟的一项自动识别技术,近年来发展十分迅速。其技术的覆盖范围广泛,许多正在应用中的自动识别技术都可以归于RFID技术之内,但它们的工作原理、工作频率、技术特点、适用领域以及遵循的标准却是不同的。
通常,RFID系统由电子标签、读写器和数据管理系统这三个主要部分组成。电子标签由天线和RFID芯片组成,每个芯片都含有唯一的识别码,用来表示电子标签所附着的物体。读写器用来读写电子标签中的信息,读写器通过网络和其他计算机或系统通讯,完成对电子标签的信息获取、解释以及数据管理。数据管理系统主要完成数据信息的存储及管理,可以由简单的小型数据库担当,也可以是集成了RFID管理模块的大型ERP数据库管理软件。
按电子标签获得能量的方法,一般可分为无源电子标签和有源电子标签两大类。无源电子标签自身不带有电源,通过天线从读写器发出的能量中产生工作所需的电压,其特点是重量轻、体积小,寿命长,但是工作距离短。有源电子标签通过自身带有的电池供电,特点是识别距离长,但价格较高且寿命短。
按电子标签的存储器类型,可分为只读电子标签和可读可写电子标签两种类型。目前不同电子标签存储器的大小可以从16 bit一直到512K byte。
RFID系统的工作频率,主要有125KHz、13.56MHz、400MHz、860～960MHz、2.45GHz、5.8GHz等多个频段。但是,不同的国家和地区的对频率的分配和最大发射功率的规定是不同的。在某些地区,某些频段的RFID产品可能是被禁止使用的。
一般而言,工作频率在100MHz以下的RFID系统是通过线圈之间的磁场耦合的方式工作,通常具有工作距离近,成本低,天线尺寸大,通讯速度低等特点,这类电子标签一般对人体没有影响;而400MHZ以上的RFID系统是通过无线电波发射和反射的方式工作,通常具有工作距离远,天线尺寸小,通讯速度高等特点,这类电子标签一般会有发射功率限制,以避免对人体或环境造成伤害。
表1比较了不同频段RFID的优缺点。
本文主要讨论无源、工作频率为13.56MHz和UHF(860~960MHz)的RFID在国内的产业状况。
表1 不同频段RFID的优点和缺点
2. RFID在国内的应用
上世纪90年代初的金卡工程推动了国内IC卡的应用和发展,也为RFID产业打下了应用和技术的基础。进入21世纪,RFID产业受到了政府部门和研究机构的重视,各项支持政策逐步出台,支持力度逐步加大;同时政府也大力推动了RFID在行业的应用。目前RFID,尤其是13.56MHz的RFID,已在国内得到广泛的应用,主要集中于身份识别、公共交通管理、物流管理等领域。
(1)身份识别
电子标签可以通过嵌入到身份证、护照、工作证的各种证件中,用作人员身份识别,是目前RFID技术应用最为广泛和成熟的领域之一。在国内的主要应用有:
● 中国第二代居民身份证,基于ISO/IEC 14443-B标准的13.56MHz电子标签,该项目可以说是国内乃至国际上最大的RFID应用的项目之一。
● 教育部学生购票优惠卡,基于ISO/IEC 15693标准的13.56MHz电子标签。
● 共青团中央青年卡,基于ISO/IEC 14443-A标准的13.56MHz电子标签。
(2)公共交通管理。
公共交通管理是国内应用RFID技术最早的,也是最成功的领域之一,目前国内主要涉及的应用有电子车票、不停车收费(ETC)等。电子车票具有交易便捷,快速通过,可靠性高等优点,所以越来越多的城市正准备使用电子车票并准备给它加更多的功能。在不停车收费系统特别是高速公路自动收费应用上,RFID技术可以解决原来收费成本高、管理混乱以及停车排队引起的交通拥堵等问题,在这方面应用的电子标签因为要求能够远距离、快速识别,所以多工作在UHF或微波频段。典型的应用有:
