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浅析:国内外RFID技术的现状及发展趋势
浏览次数:2247 发布时间:2020-07-06

一、项目背景

大多数人可能认为RFID是一项最近几年才诞生的新型技术,而实际上RFID的历史可以追溯到第二次世界大战。那时德国,日本、美国和英国都在采用一项于1922年发明的新技术——雷达,用以预警正在接近的飞行目标。雷达的致命弱点是无法分辨敌我双方的飞机。德国人发现当他们在返回基地的时候如果拉起飞机将会改变雷达反射回的信号形状,从而与敌军进攻的飞机加以区别。这种简单拙劣的方法被认为是最早的被动式RFID系统。




二、RFID国外发展历程


20世纪60年代,人类对RFID的探索才正式拉开了序幕。


直到20世纪80年代,更加完善的RFlD应用才开始不断涌现。世界各个国家对RFID的应用兴趣不尽相同,在美国RFID技术主要应用于传输业和访问控制,在欧洲则是将短距离通信的RFID技术应用于动物监控。


进入20世纪90年代是RFID发展史上最为重要的十年,在这期间电子收费系统在美国开始大量部署,在北美约共有3亿个RFID标签被安装在汽车尾部。


1991年,首个高速公路不停车收费系统在美国俄克拉荷马州(Oklahoma)开始投入使用。

1992年,首个电子收费系统和交通管理系统的集成系统在美国休斯顿安装并使用。




二十一世纪初,零售巨头(如沃尔玛)及一些政府机构(如美国国防部)都开始推进RFID应用,并要求他们的供应商也采用此项技术。同时,标准化的纷争催生了多个全球性的RFID标准和技术联盟,主要有EPCglobal、AIMGlobal、Is0/IEc、UID、IP-X等。这些组织试图在标签频率数据标准、传输和接口协议、网络运营和管理、行业应用等方面获得统一平台。



RFID技术在国外发展较早也较快,尤其是在发达国家(如美国、英国、德国、日本)具有较为先进而且成熟的RFID系统。


全球最大的零售商沃尔玛通过一项决议,要求其前100家供应商在2005年1月之前向其配送中心发送货盘和包装箱时使用RFID技术,小供应商也得在2006年底赶上RFID的末班车。通过采用RFID,沃尔玛预计每年可以节约83.5亿美元。欧洲最大的超市麦德龙也跟着宣布了类似的计划,他们在2006年初已经在德国最大的配送中心完成RFID阅读器和标签的安装工作。




美国为保护本土安全,于2002年1月由美国海关出台了以提升世界贸易中的全球海运货物集装箱运输这一重要环节的安全性为要旨的“集装箱安全协议(CSI)”。为使CSI得到有效落实,华盛顿安全技术策略委员会推出了智能保安贸易路线(SmartandSecureTradelines,SST)。SST其实是一个安全网络系统,可提供实时可视化管理、非正常开箱自动报警、从始发地到目的地全程追踪等功能。实施SST方案的货运公司在集装箱码头安装SmartChain软件平台、运输安全系统软件和射频识别标签数据阅读器。这些数据阅读器可从安装在集装箱上的电子封条中获取数据,然后将信息实时传送到SmartChain公用信息平台。




当货柜受到损坏、运输线路变更或延迟等意外情况发生时,集装箱管理者可通过计算机、手机或PDA迅速接收系统的自动报警,使集装箱的安全得到强有力保障,从而能够为货运公司提供与美国海关互联的自动化数据传输接口,增强安全防范以及提高出口货运的清关速度。货柜抵美后,通关、检验一路“绿灯”,极大地缩减了货物周转时间,节约了运输成本。


目前,全球已有上百多家的港口运营商、发货商、服务及解决方案供应商参与了SST计划,包括港口经营商、付货人、物流服务供应商及船运公司,已在欧洲、美国及亚洲间形成网络,并建立了一个公共信息平台。全球还有15个百万吨级港口安装井实施了SST安全网络基础架构,这些港口的吞吐量占全球总额的70%。实时安全网络系统已在全球港口部署,同时建立一个公共信息平台,利用实时信息监察整个运输安全流程。


三、国外现状


从全球的范围来看,美国政府是RFID应用的积极推动者,在其推动下美国在RFID标准的建立、相关软硬件技术的开发与应用领域均走在世界前列。欧洲RFID标准追随美国主导的EPCglobal标准。在封闭系统应用方面,欧洲与美国基本处在同一阶段。日本虽然已经提出UID标准,但主要得到的是本国厂商的支持,如要成为国际标准还有很长的路要走。RFID在韩国的重要性得到了加强,政府给予了高度重视,但至今韩国在RFID的标准上仍模糊不清。目前,美国、英国、德国、瑞典、瑞士、日本、南非等国家均有较为成熟且先进的RFID产品。




从全球产业格局来看,目前RFID产业主要集中在RFID技术应用比较成熟的欧美市场。飞利浦、西门子、ST、TI等半导体厂商基本垄断了RFID芯片市场;IBM、HP、微软、SAP、Sybase、Sun等国际巨头抢占了RFID中间件、系统集成研究的有利位置;Alien、Intermec、Symbol、Transcore、Matrics、Impinj等公司则提供RFID标签、天线、读写器等产品及设备。




1)美国


在产业方面,TI、Intel等美国集成电路厂商目前都在RFID领域投入巨资进行芯片开发。Symbol等已经研发出同时可以阅读条形码和RFID的扫描器。IBM、Microsoft和HP等也在积极开发相应的软件及系统来支持RFID的应用。目前美国的交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域已经开始逐步应用RFID技术。在物流方面,美国已有20多家企业承诺支持RFID应用,这其中包括:零售商沃尔玛;制造商吉列、强生、宝洁;物流行业的联合包裹服务公司以及政府方面国防部的物流应用。另外,值得注意的是美国政府是RFID应用的积极推动者。按照美国防部的合同规定,2005年1月1日以后,所有军需物资都要使用RFID标签;美国食品及药物管理局(FDA)建议制药商从2006年起利用RFID跟踪最常造假的药品;美国社会福利局(SSA)于2005年年初正式使用RFID技术追踪SSA各种表格和手册。




2)欧洲


在产业方面,欧洲的Philips,ST Microelectronics在积极开发廉价RFID芯片;Checkpoint在开发支持多系统的RFID识别系统;诺基亚在开发并推广其能够基于RFID的移动电话购物系统;SAP在积极开发支持RFID的企业应用管理软件。在应用方面,欧洲在诸如交通、身份识别、生产线自动化控制、物资跟踪等封闭系统与美国基本处在同一阶段。日前,欧洲许多大型企业都纷纷进行RFID的应用实验。




3)日本

日本是一个制造业强国,它在电子标签研究领域起步较早,政府也将RFID作为一项关键的技术来发展。邮政与电信通讯部(MPHPT)在2004年3月发布了针对RFID的“关于在传感网络时代运用先进的RFID技术的最终研究草案报告”,报告称MPHPT将继续支持测试在UHF频段的被动及主动的电子标签技术,并在此基础上进一步讨论管制的问题。从近来日本RFID领域的动态来看,与行业应用相结合的基于RFID技术的产品和解决方案开始集中出现。早在2017年日本服装品牌优衣库宣布将在全球3000多家门店引入RFID技术。




四、国内现状

相较于欧美等发达国家或地区,我国在RFID产业上的发展还较为落后。从产业链上看,RFID的产业链主要由芯片设计、标签封装、读写设备的设计和制造、系统集成、中间件、应用软件等环节组成。目前我国还未形成成熟的RFID产业链,产品的核心技术基本还掌握在国外公司的手里,尤其是芯片、中间件等方面。中低、高频标签封装技术在国内已经基本成熟,但是只有极少数企业已经具备了超高频读写器设计制造能力。国内企业基本具有RFID天线的设计和研发能力。系统集成是发展相对较快的环节,而中间件及后台软件部分还比较弱。




近年来,国内RFID技术已经在物流、零售、制造业、服装业、医疗、身份识别、防伪、资产管理、食品、动物识别、图书馆、汽车、航空、军事等众多领域开始应用,对改善人们的生活质量、提高企业经济效益、加强公共安全以及提高社会信息化水平产生了重要的影响。我国已经将RFID技术应用于铁路车号识别、身份证和票证管理、动物标识、特种设备与危险品管理、公共交通以及生产过程管理等多个领域。


五、发展趋势


1)市场趋势

ABI公司根据预测,RFID技术将在未来几年逐渐开始大规模应用,2003年全球RFID市场规模为16.5亿美元,至2008年达到52.5亿美元,2009受到金融危机影响增长幅度趋缓,估计将达到55.6亿美元,预计到2013年全球RFID规模将达到98亿美元,2003-2013年均复合增长率为19%。RFID电子标签方面,2005年全球共发货10.2亿,2008年达到19.7亿,预计至2009年将为23.5枚,2005-2009年均复合增长率为23%。


Frost & Sullivan公司2008年发布的调查显示,2004-2014年间,亚太地区不同种类RFID构成将发生变化,低频RFID市场份额将快速下降;高频RFID市场份额小幅下降,但仍占各类RFID的主导地位;而超高频RFID市场份额呈现快速上升的格局,至2014年,其市场份额将与高频RFID接近。


2)技术趋势


就技术而言,在未来的几年中,RFID技术将继续保持高速发展的势头。电子标签、读写器、系统集成软件、公共服务体系、标准化等方面都将取得新的进展。随着关键技术的不断进步,RFID产品的种类将越来越丰富,应用和衍生的增值服务也将越来越广泛。


RFID标签封装技术将和印刷、造纸、包装等技术结合,导电油墨印制的低成本标签天线、低成本封装技术将促进RFID标签的大规模生产,并成为未来一段时间内决定产业发展速度的关键因素之一。RFID读写器设计与制造的发展趋势向多功能、多接口、多制式、并向模块化、小型化、便携式、嵌入式方向发展。同时,多读写器协调与组网技术将成为未来发展方向之一。




RFID技术与条码、生物识别等自动识别技术,以及与互联网、通信、传感网络等信息技术融合,构筑一个无所不在的网络环境。海量RFID信息处理、传输和安全对RFID的系统集成和应用技术提出了新的挑战。RFID系统集成软件将向嵌入式、智能化、可重组方向发展,通过构建RFID公共服务体系,将使RFID信息资源的组织、管理和利用更为深入和广泛。


资料来源:慧聪网、搜狐新闻、行知部落、CSDN博客、百度信息


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