國(guó)內(nèi)外RFID的發(fā)展和現(xiàn)狀比較

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2012-11-20 07:38:12

摘自:物聯(lián)網(wǎng)世界

大多數(shù)人可能認(rèn)為RFID是一項(xiàng)最近幾年才誕生的新型技術(shù),而實(shí)際上RFID的歷史可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)。那時(shí)德國(guó),日本、美國(guó)和英國(guó)都在采用...

大多數(shù)人可能認(rèn)為RFID是一項(xiàng)最近幾年才誕生的新型技術(shù),而實(shí)際上RFID的歷史可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)。那時(shí)德國(guó),日本、美國(guó)和英國(guó)都在采用一項(xiàng)于1922年發(fā)明的新技術(shù)——雷達(dá),用以預(yù)警正在接近的飛行目標(biāo)。雷達(dá)的致命弱點(diǎn)是無法分辨敵我雙方的飛機(jī)。德國(guó)人發(fā)現(xiàn)當(dāng)他們?cè)诜祷鼗氐臅r(shí)候如果拉起飛機(jī)將會(huì)改變雷達(dá)反射回的信號(hào)形狀,從而與敵軍進(jìn)攻的飛機(jī)加以區(qū)別。這種簡(jiǎn)單拙劣的方可被認(rèn)為是最早的被動(dòng)式RFID系統(tǒng)。與此同時(shí),英國(guó)展開了一項(xiàng)秘密項(xiàng)目,開發(fā)出能夠識(shí)別敵我雙方飛機(jī)的敵我識(shí)別器(IFF)。敵我識(shí)別器被安裝在英國(guó)飛機(jī)上,當(dāng)接收到雷達(dá)信號(hào)以后,敵我識(shí)別器會(huì)主動(dòng)廣播某個(gè)特定信號(hào)返回給雷達(dá)從而區(qū)分?jǐn)澄译p方的飛機(jī)。這種方法可以被看作是最早的主動(dòng)RFID系統(tǒng),之后也成為現(xiàn)代空中交通管制的重要工具。IFF技術(shù)可以看作是RFID技術(shù)的萌芽,其系統(tǒng)組件昂貴而龐大,只能優(yōu)先應(yīng)用在軍事和實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)域。隨著大規(guī)模集成電路、可編程存儲(chǔ)器、微處理器以及軟件技術(shù)和編程語言的發(fā)展,RFID技術(shù)才開始逐漸推廣和部署在民用領(lǐng)域。

20世紀(jì)60年代,人類對(duì)RFID的探索才正式拉開了序幕。1964年,RF.Harrington開始研究和RFID相關(guān)的電磁理論并于1964年發(fā)表了“Theory of Loaded Scatters”。此時(shí)商業(yè)應(yīng)用也逐漸出現(xiàn),如Sensormatic、Checkpoint Systems,Knogo等公司開發(fā)出用于電子物品監(jiān)控EAS(Electronic Artide Surveillance)的應(yīng)用。這種早期的商業(yè)應(yīng)用被稱之為1-比特標(biāo)簽系統(tǒng),因?yàn)樗荒軝z測(cè)被標(biāo)識(shí)的目標(biāo)是否存在,從而防止物體被偷竊。標(biāo)簽不能攜帶更大的存儲(chǔ)容量,當(dāng)有多個(gè)物體存在時(shí),甚至無法區(qū)分出被標(biāo)識(shí)物體的差別。

20世紀(jì)70年代,學(xué)者、公司和政府等都開始認(rèn)識(shí)到RFID的巨大潛力,并進(jìn)行積極研究。其中最早也最重要的研究成果是由Los Alaimos科學(xué)實(shí)驗(yàn)室Koelle、Steven和Freymal2于1975年發(fā)表的“Short Rallge Radio Telemetry for Electronic Identfficatio Using Modulated Backscatter”。他們成功開發(fā)出了能夠適用于特殊環(huán)境下傳輸距離可達(dá)5米的被動(dòng)標(biāo)簽原型。

20世紀(jì)80年代,更加完善的RFlD應(yīng)用開始涌現(xiàn)。世界各個(gè)國(guó)家對(duì)RFID的應(yīng)用興趣不盡相同,在美國(guó)RFID技術(shù)主要應(yīng)用于傳輸業(yè)和訪問控制,在歐洲則是將短距離通信的RFID技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)物監(jiān)控。

20世紀(jì)90年代是RFID發(fā)展史上最為重要的十年,在這期間電子收費(fèi)系統(tǒng)在美國(guó)開始大量部署,在北美約共有3億個(gè)RFID標(biāo)簽被安裝在汽車尾部。1991年,世界第一個(gè)高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)在美國(guó)俄克拉荷馬州(Oklahoma)開始投人使用。1992年,世界第一個(gè)電子收費(fèi)系統(tǒng)和交通管理系統(tǒng)的集成系統(tǒng)在美國(guó)休斯頓安裝并使用。多個(gè)地區(qū)和公司開始注意到系統(tǒng)之間的互操作性,即運(yùn)行頻率和通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化問題。只有提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),RFID才能在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。例如,當(dāng)時(shí)E—z Pass系統(tǒng)能夠兼容美國(guó)七大地區(qū)的電子收費(fèi)系統(tǒng),通過這套系統(tǒng),附帶同一個(gè)標(biāo)簽的汽車在七大地區(qū)均可使用。

21世紀(jì)初,零售巨頭(如沃爾瑪)及一些政府機(jī)構(gòu)(如美國(guó)國(guó)防部)都開始推進(jìn)RFID應(yīng)用,并要求他們的供應(yīng)商也采用此項(xiàng)技術(shù)。同時(shí),標(biāo)準(zhǔn)化的紛爭(zhēng)催生了多個(gè)全球性的RFID標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)聯(lián)盟,主要有EPCglobal、AIM Global、Is0/IEc、UID、IP-X等。這些組織試圖在標(biāo)簽頻率數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、傳輸和接口協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)和管理、行業(yè)應(yīng)用等方面獲得統(tǒng)一平臺(tái)。

RFID技術(shù)在國(guó)外發(fā)展較早也較快,尤其是在發(fā)達(dá)國(guó)家(如美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本)具有較為先進(jìn)而且成熟的RFID系統(tǒng)。

全球最大的零售商沃爾瑪通過一項(xiàng)決議,要求其前100家供應(yīng)商在2005年1月之前向其配送中心發(fā)送貨盤和包裝箱時(shí)使用RFID技術(shù),小供應(yīng)商也得在2006年底趕上RFID的末班車。通過采用RFID,沃爾瑪預(yù)計(jì)每年可以節(jié)約83.5億美元。歐洲最大的超市麥德龍也跟著宣布了類似的計(jì)劃,他們?cè)?006年初已經(jīng)在德國(guó)最大的配送中心完成RFID閱讀器和標(biāo)簽的安裝工作。

美國(guó)為保護(hù)本土安全,于2002年1月由美國(guó)海關(guān)出臺(tái)了以提升世界貿(mào)易中的全球海運(yùn)貨物集裝箱運(yùn)輸這一重要環(huán)節(jié)的安全性為要旨的“集裝箱安全協(xié)議(CSI)”。為使CSI得到有效落實(shí),華盛頓安全技術(shù)策略委員會(huì)推出了智能保安貿(mào)易路線(Smart and Secure Trade lines,SST)。SST其實(shí)是一個(gè)安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),可提供實(shí)時(shí)可視化管理、非正常開箱自動(dòng)報(bào)警、從始發(fā)地到目的地全程追蹤等功能。實(shí)施SST方案的貨運(yùn)公司在集裝箱碼頭安裝Smart Chain軟件平臺(tái)、運(yùn)輸安全系統(tǒng)軟件和射頻識(shí)別標(biāo)簽數(shù)據(jù)閱讀器。這些數(shù)據(jù)閱讀器可從安裝在集裝箱上的電子封條中獲取數(shù)據(jù),然后將信息實(shí)時(shí)傳送到Smart Chain公用信息平臺(tái)。當(dāng)貨柜受到損壞、運(yùn)輸線路變更或延遲等意外情況發(fā)生時(shí),集裝箱管理者可通過計(jì)算機(jī)、手機(jī)或PDA迅速接收系統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)警,使集裝箱的安全得到強(qiáng)有力保障,從而能夠?yàn)樨涍\(yùn)公司提供與美國(guó)海關(guān)互聯(lián)的自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳輸接口,增強(qiáng)安全防范以及提高出口貨運(yùn)的清關(guān)速度。貨柜抵美后,通關(guān)、檢驗(yàn)一路“綠燈”,極大地縮減了貨物周轉(zhuǎn)時(shí)間,節(jié)約了運(yùn)輸成本。目前,已有60余家全球領(lǐng)先的港口運(yùn)營(yíng)商、發(fā)貨商、服務(wù)及解決方案供應(yīng)商參與了SST計(jì)劃,包括港口經(jīng)營(yíng)商、付貨人、物流服務(wù)供應(yīng)商及船運(yùn)公司,已在歐洲、美國(guó)及亞洲間形成網(wǎng)絡(luò),并建立了一個(gè)公共信息平臺(tái)。全球還有15個(gè)百萬噸級(jí)港口安裝井實(shí)施了SST安全網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu),這些港口的吞吐量占全球總額的70%。實(shí)時(shí)安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已在全球港口部署,同時(shí)建立一個(gè)公共信息平臺(tái),利用實(shí)時(shí)信息監(jiān)察整個(gè)運(yùn)輸安全流程。

除此之外,美國(guó)的軍品管理、中國(guó)的二代身份證、中國(guó)的火車機(jī)車管理系統(tǒng)、日本的手機(jī)支付與近場(chǎng)通信等都是業(yè)界比較成功的大規(guī)模應(yīng)用案例。中國(guó)已經(jīng)將RFID技術(shù)應(yīng)用于鐵路車號(hào)識(shí)別、身份證和票證管理,動(dòng)物標(biāo)識(shí)、特種設(shè)備與危險(xiǎn)品管理、公共交通以及生產(chǎn)過程管理等多個(gè)領(lǐng)域,并且正在嘗試應(yīng)用于圖書館、血液管理等新的領(lǐng)域。2007年,諾基亞開始在中國(guó)推出全球第一款全面集成近場(chǎng)通信(Near Field Communication,NFC)技術(shù)的手機(jī)。目前,我國(guó)掌握HF芯片的設(shè)計(jì)技術(shù),并且成功地實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,同時(shí)UHF芯片也已經(jīng)完成開發(fā)。

毋庸置疑,RFID顯然絕對(duì)不是稍縱即逝的時(shí)髦技術(shù)。不管是否承認(rèn),RFID已經(jīng)成為人們生活的一部分,它所帶來的高效率和方便性影響已經(jīng)深遠(yuǎn)遍及各行各業(yè)。

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