了解RFID發(fā)展的五大研究方向,未來(lái)將一路暢通
不管是RFID廠(chǎng)商還是用戶(hù)企業(yè),只有抓住RFID發(fā)展趨勢、技術(shù)潮流,加以研發(fā)推廣, 才能更好地為國內企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)服務(wù),搶得競爭先機。目前,RFID所涉及的主要技術(shù)方向雖然都在快速發(fā)展,但仍然存在方方面面的瓶頸,從目前來(lái)看主要存在五個(gè)問(wèn)題。
1、RFID技術(shù)的標準化
RFID的標準化工作最早始于1995年,由國際標準化組織(ISO)和國際電工委員會(huì )(IEC)組織聯(lián)合技術(shù)委員會(huì )開(kāi)展此項工作。ISO/IEC出臺的一系列RFID技術(shù)標準主要可以分為技術(shù)標準、數據結構標準、設備性能標準和應用標準四大類(lèi),另外還包含一些規范。從ISO/IEC制訂的RFID技術(shù)標準內容來(lái)說(shuō),是在RFID編碼、空中接口協(xié)議、讀寫(xiě)器協(xié)議等基礎技術(shù)標準和數據結構標準之上,定義了使用條件、標簽尺寸、標簽粘貼位置、數據內容格式、使用頻段等具體性能要求,根據應用領(lǐng)域在包括數據完整性、人工識別等其他功能方面制定了應用標準。ISO/IEC所制訂的RFID技術(shù)標準最大意義在于通用性,它提供了一個(gè)基本框架,在保證互通與互操作性的原則之上兼顧不同應用領(lǐng)域的特點(diǎn),滿(mǎn)足各應用領(lǐng)域的具體要求。
EPC Global是美國統一代碼協(xié)會(huì )(UCC)和國際物品編碼協(xié)會(huì )(EAN)組建的全球第二大RFID標準化組織,該中心與眾多企業(yè)成員共同制訂了EPC Global技術(shù)標準,該標準的關(guān)注點(diǎn)在于“物聯(lián)網(wǎng)”自動(dòng)識別基礎架構和標識的數據載體及其內容,在開(kāi)放技術(shù)和計算機互聯(lián)的基礎體系上,實(shí)現商品信息的交換與共享,面向物流供應鏈解決透明性和追蹤性。EPC Global致力于建立面向全球電子標簽用戶(hù)的標準化服務(wù)網(wǎng)絡(luò ),在業(yè)界成為事實(shí)上的最大標準而得到了廣泛的應用。目前,EPC Global也將自身的部分技術(shù)標準提交給ISO以期成為國際標準,從而使自身技術(shù)標準體系具備更強的競爭力。
世界第三大RFID技術(shù)標準是由日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省牽頭成立的泛在中心負責起草的,其技術(shù)聯(lián)盟成員主要是日本廠(chǎng)商。泛在中心組織及其成員拒絕EPC Global技術(shù)標準,該組織制定的RFID相關(guān)標準也構建了一個(gè)完整的標準體系,擁有自己的ucode編碼系統,保持自主獨立又不失兼容性。該體系的關(guān)注點(diǎn)更加重視網(wǎng)絡(luò )和應用體系的安全性能。
除了這三大RFID技術(shù)標準組織,國際上還有AIM-global即全球自動(dòng)識別組織和第三世界標準組織IP-X共同推進(jìn)未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系。
2、電子標簽的成本
電子標簽的成本對于RFID技術(shù)的推廣具有極其重要的影響,一旦擁有價(jià)格低廉的電子標簽,將可以迅速推廣應用。在RFID系統中使用的電子標簽分為主動(dòng)式電子標簽(即有源電子標簽)和被動(dòng)式電子標簽(即無(wú)源電子標簽)。主動(dòng)式電子標簽一般配有電池作為電源,所存數據內容較多,因而包含更多信息以實(shí)現較多功能且識別的空間范圍也相對較大;缺點(diǎn)在于體積較大、價(jià)格較高,且電池壽命由標簽功耗決定。被動(dòng)式電子標簽體積小、成本低、便于使用,但功能有限,包含信息量較小,識別距離較短。受成本因素的制約,目前實(shí)際所用電子標簽以被動(dòng)式無(wú)源電子標簽居多。影響電子標簽價(jià)格的因素很多,但最主要的是材料及電子元器件,電子標簽的體積和功耗也是影響價(jià)格的重要因素,一般而言,技術(shù)體系相同且兼容性好的電子標簽因批量較大,往往可以降低單個(gè)電子標簽的價(jià)格。
3、傳輸的數據干擾
RFID技術(shù)使用多種頻段實(shí)現數據通信,完成電子標簽的識別及其數據的讀寫(xiě)功能。因其使用非接觸的通信方式,以電磁波作為傳輸媒介并將自由空間作為傳輸信道,所以一般運用電感耦合原理或反向散射工作原理,具體采用的頻段和運用的原理依據應用需求及應用領(lǐng)域而決定。電磁波在空間傳播時(shí),由于反射、折射、散射和吸收現象的存在,導致?lián)p耗而引起信號的衰減,又因存在多徑效應而產(chǎn)生時(shí)延,并且室內空間環(huán)境和室外空間環(huán)境都具有很大的隨機性,使得數據傳輸的干擾很難在固定條件的模型里進(jìn)行分析。另外,由于空間的開(kāi)放性,實(shí)際存在的各種電磁波信號也對空間傳輸信道產(chǎn)生各類(lèi)干擾。在RFID系統中,由于標簽數量眾多,閱讀器發(fā)送信號后,來(lái)自不同標簽的應答信號也互相干擾,甚至運用多個(gè)閱讀器時(shí),閱讀器相互之間也存在干擾,理論上說(shuō)越龐大的RFID系統,自身存在的干擾問(wèn)題就越復雜和突出?;谶@些原因,最終在數據讀寫(xiě)的傳輸過(guò)程中會(huì )出現漏讀、無(wú)法識別等種種故障現象。
4、數據碰撞
在很多RFID系統的應用場(chǎng)合里,往往需要在極短的時(shí)間片段(秒級)里對數十個(gè)甚至上百個(gè)標簽進(jìn)行讀寫(xiě)數據操作,信號傳輸在時(shí)間域上存在著(zhù)重疊,從而產(chǎn)生數據碰撞問(wèn)題。數據碰撞問(wèn)題本質(zhì)上是信道共享問(wèn)題,在信道共享問(wèn)題上,一般采用時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、空分多址(SDMA)、碼分多址(CDMA)四種方式解決,但在RFID系統中受制于功耗及其他因素影響,FDMA、SDMA、CDMA三種方式并不適用。目前廣泛使用的是基于TDMA方式的防沖突算法來(lái)解決數據碰撞問(wèn)題:一種是基于二進(jìn)制數的確定性算法,還有一種是基于A(yíng)LOHA的不確定性算法。
5、數據安全
RFID系統大量使用電子標簽,在這種環(huán)境下企業(yè)的商業(yè)機密有可能泄露,安全威脅主要來(lái)自標簽威脅、網(wǎng)絡(luò )威脅和數據威脅。RFID標簽的計算能力、存儲空間和電源供給都比較有限,越便宜的電子標簽計算能力越弱,對安全威脅的防護也越差。由于采用無(wú)線(xiàn)通信的方式,在某些介質(zhì)可穿透的狀態(tài)下,對于長(cháng)達50米以上的通信信道,不法分子可以利用技術(shù)手段盜取標簽信息,通過(guò)隱蔽方式對電子標簽或者是讀取電子標簽信息的閱讀器發(fā)動(dòng)攻擊以截獲信息。對于電子標簽本身而言,具有多次讀寫(xiě)功能的電子標簽相對應用便捷,但也存在更大隱患,安全保護策略顯得尤為重要;對于無(wú)線(xiàn)通信信道而言,容易遭受非法截取通信數據的風(fēng)險;對于網(wǎng)絡(luò )連接而言,易遭受來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的各種攻擊。RFID系統在數據安全方面應當保證機密性、數據完整性、防欺騙的真實(shí)性和通信信息的私密性。