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    RFID在全球范圍內蓬勃發展-IOTE物聯網展

    發布時間:2023-10-30

    在過去的五十年里,工業和商業領域一直在使用條形碼來實現自動化識別、數據捕獲過程,以及對商品和物料的識別。在20世紀70年代的標準化編碼的背景下,條形碼在商業中的廣泛應用使得銷售信息能夠迅速獲取,而之前這些信息需要通過手動流程緩慢記錄。

    條形碼的使用還帶來了其他優勢,如銷售控制的改進、客戶服務過程的便利性以及庫存控制的提升。有效的庫存成本控制可以降低企業運營成本,并直接影響到業務的利潤和凈利潤。

    即使在2D版本的二維碼和數據矩陣等強大形式的條形碼出現后,條形碼一直存在一些難以解決的限制。首先,它需要通過單獨掃描器進行逐一閱讀,要求條形碼處于掃描器的可見線上。這種要求導致了流程執行需要更長的時間。

    一個典型的例子是超市收銀臺的排隊,商品的識別需要逐一操作,導致總結商品和完成付款程序需要很長時間。由于需要直接查看條形碼,這就需要打開中間包裝、分離和定位要讀取的物品,再次增加了處理時間。

    例如,阻礙了更頻繁的庫存清點。一個直接的后果是可能會損失銷售,尤其是在電子商務領域,因為零售商無法確定某個特定商品是否在庫存中可用。

    另一個條形碼的限制是編碼的數據是固定的,一旦打印,就不能更新或添加信息。對于這些情況,需要生成和打印新的條形碼來替換之前的條形碼。這意味著需要新的標簽、打印機來制作新的標識符以及有人來執行這項任務。

    想象一種能夠指數級加快數據讀取過程的方法,從而減少處理過程的時間和相關成本。



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    由于半導體技術、數字處理器和數據通信協議的最新進展,射頻識別(RFID - Radio Frequency Identification)技術作為一種加速自動化數據捕獲過程的解決方案在市場上成為可能,并在與條形碼相比具有額外優勢。

    RFID數據通信涉及兩個組件的參與。一方面,有簡單的設備,稱為RFID標簽或標簽,另一方面是閱讀設備,由無線電收發器和數據處理系統組成。標簽通常很小、成本較低,并且無需電池,可以輕松粘貼到要識別的產品或物料上,這可以自動完成。還有一些特定應用的標簽使用電池,稱為主動和半主動RFID標簽。

    RFID技術的起源可以追溯到20世紀。第一個已知的RFID概念應用于20世紀30年代中期,即在第二次世界大戰爆發之前,即雷達的發明。當時需要確定飛機是否屬于敵人,因為可能會發動襲擊。

    在這一時期,德國軍事飛行員發現,通過執行特定機翼動作,雷達信號的反射會以一種特定的信號簽名到達地面監控團隊,從而可以區分各種被偵測到的飛機,哪些是德國飛機,哪些是敵對飛機。這就是首次使用被動RFID進行物體識別的應用

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    在同一時期,英國獨立開發了另一個具有相同目的的系統。他們在軍用飛機上安裝了一個無線電發射器,當偵測到來自英國空軍基地的雷達信號時,它開始發出特定信號。這個系統被稱為“IFF”(英文“IFF”的縮寫),意思是“Identify Friend or Foe”,翻譯成中文是“識別友軍或敵軍”。這個系統的工作原理與RFID的基本原理相同,即在接收到特定類型的無線電信號時,發出包含自己身份的響應。

    1948年,美國人Harry Stockman在IEEE的《通信通過反射功率》一文中發表了RFID概念的技術細節,這被認為是RFID技術的首次技術出版。

    隨著所謂的冷戰的發展,尤其是20世紀50年代到70年代之間,在美國和歐洲進行了大量投資,以改進雷達技術和無線電發射器技術。許多科學工作者發表了關于如何利用無線電信號遠程檢測和識別對象的論文。然時,RFID系統仍然主要用于軍事領域或間諜應用。

    直到1970年,美國的Mario W. Cardullo申請了第一項RFID標簽的專利,描述了可編程記憶的主動RFID標簽。Cardullo在前一年發表了一份面向投資者的商業計劃,展望了該技術在運輸、金融和醫療領域的可能應用。在可能的應用中,他列出了車輛的自動識別、收費系統、支付方式以及醫院患者識別系統的可能性。

    20世紀80年代和90年代的技術進步,隨著微處理器和高性能小型化存儲器的引入,使得RFID系統變得越來越復雜,并降低了成本。到20世紀90年代末,美國的RFID標簽數量達到100萬個,其中大多數用于汽車行業。

    在這個時期,開始出現對技術標準的需求,因為各個RFID標簽和閱讀設備制造商使用專有協議,阻礙了系統、標簽和設備的互操作性,就像20世紀70年代的條形碼系統一樣。

    第一個標準化工作由一個名為Auto-ID的研究中心開展,該中心于1999年由麻省理工學院(MIT)創立,由百余家用戶公司、美國國防部以及主要的RFID標簽和設備制造商提供資金支持。

    在全球各地的專家的合作下,于2003年創建了第一個EPC Global標準的版本,該標準是基于被動RFID標簽的一組開放解決方案,以及有關電子產品代碼(EPC)編號方案、標簽和讀取器之間的無線通信協議以及物理組件的詳細規范。

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    目前,RFID技術標準由GS1維護并不斷改進,GS1在巴西也被稱為巴西自動化協會。由于RFID標簽和閱讀器之間的通信是通過無線電信號實現的,因此與條形碼相比的優勢之一是可以在沒有視覺接觸的情況下進行讀取,避免了物體的操縱和定位,同時提高了過程的安全性。

    要進行庫存清點的物品甚至可以包裝在次級包裝或運輸設備中。由于每次RFID數據讀取只需要幾毫秒,因此可以在幾秒鐘內讀取數百甚至數千個物品,這有利于流程的生產效率和運營成本。據估計,與手動讀取條形碼相比,通過RFID進行數據讀取可能快約15倍。

    目前,設備和標簽的成本降低、讀取性能顯著提高以及國際標準的存在迅速推動了RFID技術在社會的各個領域的廣泛應用,包括汽車、制藥、物流、郵政、運輸、商業等。


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