RFID射頻識(shí)別技術(shù)介紹

1、rfid射頻識(shí)別技術(shù)介紹編輯：徐盛日期：2006.2.12目 錄第一章 rfid的基礎(chǔ)知識(shí)1.1 rfid的定義1.2 rfid射頻識(shí)別技術(shù)的概念1.3 rfid的基本組成部分1.4 rfid技術(shù)的基本工作原理第二章 rfid技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)2.1 rfid相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)總覽 2.2 rfid技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)面面觀2.3 rfid前端技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系簡(jiǎn)述2.4 rfid相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)力 2.5 rfid相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的社會(huì)影響因素2.6 rfid相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在中國(guó)的運(yùn)行情況第三章 rfid技術(shù)特點(diǎn)和面臨的困難3.1 射頻技術(shù)與條形碼技術(shù)的區(qū)別3.2 智能標(biāo)簽特點(diǎn)及其制印技術(shù)現(xiàn)狀分析3.3 saw射頻識(shí)別無源電子標(biāo)簽技術(shù)及應(yīng)用3

2、.4 成本高標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一 電子標(biāo)簽中國(guó)推行遇困第四章 rfid技術(shù)配套產(chǎn)品介紹4.1 電子標(biāo)簽中的射頻天線 4.2 基于ti s6700系列芯片的rfid閱讀器 4.3 射頻標(biāo)簽讀寫設(shè)備基本原理4.4 epcglobal網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)rfid數(shù)據(jù)交換 第五章 rfid技術(shù)的應(yīng)用5.1 rfid技術(shù)的典型應(yīng)用5.2 零售商推崇rfid的原因5.3 電子標(biāo)簽與電子標(biāo)簽庫存管理 5.4 rfid在食品醫(yī)藥等重要市場(chǎng)的最新發(fā)展第六章 行業(yè)信息6.1 富士通發(fā)布配備fram的無源型uhf頻帶無線標(biāo)簽系統(tǒng)6.2 飛利浦rfid芯片通過epc gen 2標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證 6.3 汽車電子標(biāo)簽納入全國(guó)汽標(biāo)委2006工作計(jì)劃

3、6.4 國(guó)際紙業(yè)應(yīng)用rfid技術(shù)進(jìn)行原材料跟蹤 6.5 國(guó)家金卡工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組成員兼辦公室主任-在國(guó)家金卡工程第七次全國(guó)ic卡應(yīng)用工作會(huì)議上的講話 6.6 我國(guó)標(biāo)簽芯片發(fā)展現(xiàn)狀6.7 rfid系統(tǒng)將無處不在第七章 生產(chǎn)900mhz電子標(biāo)簽的廠家7.1 深圳市聯(lián)祥瑞和科技開發(fā)有限公司7.2 廣東勁翔金卡有限公司7.3 美國(guó)德州儀器公司 第一章 rfid基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介1.1 rfid的定義 rfid是什么？rfid是radio frequency identification的縮寫，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。rfid其主要核心部件是一個(gè)電子標(biāo)簽，直徑僅為 2毫米不到，通過相距幾厘米到幾米距離內(nèi)傳感

4、器發(fā)射的無線電波，可以讀取電子標(biāo)簽內(nèi)儲(chǔ)存的信息，識(shí)別電子標(biāo)簽代表的物品、人和器具的身份。1.2 rfid射頻識(shí)別技術(shù)的概念rfid射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。rfid技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽， 操作快捷方便。 埃森哲實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家弗格森認(rèn)為rfid是一種突破性的技術(shù)：“第一，可以識(shí)別單個(gè)的非常具體的物體，而不是像條形碼那樣只能識(shí)別一類物體；第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光來讀取信息；第三，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)物體進(jìn)行識(shí)讀，而條形碼只能一個(gè)一個(gè)地讀

5、。此外，儲(chǔ)存的信息量也非常大?！?1.3rfid的基本組成部分最基本的rfid系統(tǒng)由三部分組成：標(biāo)簽(tag)：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；閱讀器(reader)：讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；天線(antenna)：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。1.4 rfid技術(shù)的基本工作原理rfid技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（passive tag，無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（active tag，有源標(biāo)簽或

6、主動(dòng)標(biāo)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。第二章 rfid技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)2.1rfid相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)總覽 摘要本文就rfid技術(shù)及其應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作一結(jié)構(gòu)化梳理，并分析了rfid相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在中國(guó)的發(fā)展、rfid標(biāo)準(zhǔn)的社會(huì)影響因素、標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)力等方面。標(biāo)準(zhǔn)能夠確保協(xié)同工作的進(jìn)行，規(guī)模經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)，工作實(shí)施的安全性以及其他許多方面。rfid標(biāo)準(zhǔn)化的主要目的在于通過制定、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)解決編碼、通信、空氣接口和數(shù)據(jù)共享等問題，最大程度的促進(jìn)rfid技術(shù)及相關(guān)系統(tǒng)的應(yīng)用。但是，如果標(biāo)準(zhǔn)采用過早，有可能會(huì)制約技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步；如果采用太晚的話，則可能會(huì)限制技術(shù)的應(yīng)用范圍，導(dǎo)致危險(xiǎn)事件的發(fā)生以

7、及不必要的開銷。 事實(shí)上，rfid的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)涉及到其許多具體的應(yīng)用，例如：不停車收費(fèi)系統(tǒng)，寵物標(biāo)識(shí)，貨物集裝箱標(biāo)識(shí)以及智能卡應(yīng)用等。而rfid主要用于物流管理等行業(yè)，需要標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享。目前，許多與rfid有關(guān)的iso標(biāo)準(zhǔn)正在研制當(dāng)中，主要包括可回收貨運(yùn)集裝箱，可回收運(yùn)輸單品，運(yùn)輸單元，產(chǎn)品包裝，產(chǎn)品標(biāo)識(shí)以及電子貨柜封條等。從gs1(電子商務(wù)、物品標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)同步交換方面的全球標(biāo)準(zhǔn)化組織)、epc global及iso到國(guó)家與地方的眾多組織（如日本uid等）以及us ieee和aim global等都已參與到rfid相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研制當(dāng)中。 由于wifi，wimax，藍(lán)牙，zigbee，專用短

8、程通信協(xié)議（dsrc）以及其他短程無線通信協(xié)議正用于rfid系統(tǒng)或融入到rfid設(shè)備當(dāng)中，這使得rfid等的實(shí)際應(yīng)用變得更為復(fù)雜。此外，rfid當(dāng)中接口間的接口 近距無線通信（near field communication，nfc)的采用有其根源所在：因其用到了rfid設(shè)備通常采用的最佳頻率。 引用業(yè)界某專家的分析來說，rfid與標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系可以從處理以下幾個(gè)問題來說： （1）技術(shù)如接口和轉(zhuǎn)送技術(shù)。比如，中間件技術(shù)rfid中間件扮演rfid標(biāo)簽和應(yīng)用程序之間的中介角色，從應(yīng)用程序端使用中間件所提供一組通用的應(yīng)用程序接口（api），即能連到rfid讀寫器，讀取rfid標(biāo)簽數(shù)據(jù)。rfid中間件采用

9、程序邏輯及存儲(chǔ)再轉(zhuǎn)送（store-and-forward）的功能來提供順序的消息流，具有數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)與管理的能力。 （2）一致性。主要指其能夠支持多種編碼格式，比如支持epc，dod等規(guī)定的編碼格式，也包括epcglobal所規(guī)定的標(biāo)簽數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)。 （3）性能尤其是指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，即數(shù)據(jù)編碼格式及其內(nèi)存分配。 （4）電池輔助及傳感器的融合。目前，rfid同傳感逐步相融合， 物品定位采用rfid三角定位法以及更多復(fù)雜的技術(shù)，還有一些rfid技術(shù)中用傳感代替芯片。比如，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度和應(yīng)變傳感的聲表面波（saw）標(biāo)簽用于rfid技術(shù)中。然而，幾乎所有的傳感器系統(tǒng)，包括有源rfid等都需要從電池獲取

10、能量。 （一）iso/iec相關(guān)rfid標(biāo)準(zhǔn) iso/iec已出臺(tái)的rfid標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注基本的模塊構(gòu)建，空中接口，涉及到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及其實(shí)施問題。具體可以分為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)、一致性標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)方面。圖： iso/iec已制定的rfid相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 其中，iso18000系列含括了有源和無源rfid技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主要是基于物品管理的rfid空中接口參數(shù)。 iso 17363 至17364 是一系列物流容器識(shí)別的規(guī)范，它們還未被認(rèn)定為標(biāo)準(zhǔn)。該系列內(nèi)的每種規(guī)范都用于不同的包裝等級(jí)，比如貨盤、貨箱、紙盒與個(gè)別物品。 目前在我國(guó)常用的兩個(gè)rfid標(biāo)準(zhǔn)為用于非接觸智能卡兩個(gè)iso標(biāo)準(zhǔn)：iso 144

11、43，iso 15693。iso 14443和iso 15693標(biāo)準(zhǔn)在1995年開始操作，其完成則是在2000年之后，二者皆以13.56mhz交變信號(hào)為載波頻率。iso 15693讀寫距離較遠(yuǎn)，而iso 14443讀寫距離稍近，但應(yīng)用較廣泛。目前的第二代電子身份證采用的標(biāo)準(zhǔn)是iso 14443 type b協(xié)議。iso 14443定義了type a、type b兩種類型協(xié)議，通信速率為106kbit/s，它們的不同主要在于載波的調(diào)制深度及位的編碼方式。type a采用開關(guān)鍵控（on-off keying）的曼切斯特編碼，type b采用nrz-l的bpsk編碼。type b與type a相比，

12、具有傳輸能量不中斷、速率更高、抗干擾能力列強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。rfid的核心是防沖撞技術(shù)，這也是和接觸式ic卡的主要區(qū)別。iso 14443-3規(guī)定了type a和type b的防沖撞機(jī)制。二者防沖撞機(jī)制的原理不同，前者是基于位沖撞檢測(cè)協(xié)議，而type b通信系列命令序列完成防沖撞。iso 15693采用輪尋機(jī)制、分時(shí)查詢的方式完成防沖撞機(jī)制。防沖撞機(jī)制使得同時(shí)處于讀寫區(qū)內(nèi)的多張卡的正確操作成為可能，既方便了操作，也提高了操作的速度。 iso技術(shù)委員會(huì)及聯(lián)合工作組tc104/sc4主要處理有關(guān)iso/iec貿(mào)易應(yīng)用方面，如貨運(yùn)集裝箱及包裝，制定了 rfid電子封條 (iso 18185)、集裝箱標(biāo)簽(i

13、so 10374)和供應(yīng)鏈標(biāo)簽 (iso 17363)等標(biāo)準(zhǔn)。 （二）epcglobal標(biāo)準(zhǔn) epcglobal主要關(guān)注的是： 物理對(duì)象系統(tǒng)標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)載體/內(nèi)容； 物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)識(shí)別基礎(chǔ)架構(gòu)最低性能； 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換準(zhǔn)如對(duì)象名解析系統(tǒng)（object numbering system，ons）； 其中epcglobal的第二代（gen2）rfid標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)已在今年6月作為iso180006 part c部分的提案修改稿在沒有作任何大的技術(shù)改動(dòng)的情況下通過了iso委員會(huì)的第一輪投票，最后的通過要在今年底明年初完成。 2.2 rfid技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)面面觀 通常情況下，rfid閱讀器發(fā)送的頻率稱為rfid系統(tǒng)的工作

14、頻率或載波頻率。rfid載波頻率基本上有3個(gè)范圍：低頻(30khz300khz)、高頻(3mhz30mhz)和超高頻(300mhz3ghz)。常見的工作頻率有低頻125khz與134.2khz、高頻13.56mhz、超高頻433mhz、860mhz930mhz、2.45ghz等。 rfid的低頻系統(tǒng)主要用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、校園卡、煤氣表、水表等；高頻系統(tǒng)則用于需傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)；超高頻系統(tǒng)應(yīng)用于需要較長(zhǎng)的讀寫距離和高讀寫速度的場(chǎng)合，其天線波束方向較窄且價(jià)格較高，在火車監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)中應(yīng)用。另外值得一提的是在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用，epc global規(guī)定用于e

15、pc的載波頻率為13.56mhz和860mhz930mhz兩個(gè)頻段，其中13.56mhz頻率采用的標(biāo)準(zhǔn)原型是iso/iec15693，已經(jīng)收入到iso/iec18000-3中。這個(gè)頻點(diǎn)的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。 而860930mhz頻段的應(yīng)用則較復(fù)雜，國(guó)際上各國(guó)家采用的頻率不同：美國(guó)為915mhz，歐洲為869mhz，而我國(guó)由于被gsm、cdma等占用，目前仍然待定。 目前常用的rfid國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要有用于對(duì)動(dòng)物識(shí)別的iso 11784和11785，用于非接觸智能卡的iso 10536(close coupled cards)、iso 15693(vicinity cards)、iso 14443 (

16、proximity cards)，用于集裝箱識(shí)別的iso 10374等。有些標(biāo)準(zhǔn)正在形成和完善之中，比如用于供應(yīng)鏈的iso 18000無源超高頻（860mhz930mhz載波頻率）部分的c1g2標(biāo)準(zhǔn)不久會(huì)正式推出，我國(guó)自己的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)最快在今年年末會(huì)出臺(tái)。下面對(duì)這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)加以簡(jiǎn)述。 iso 11784和iso 11785 iso 11784和11785分別規(guī)定了動(dòng)物識(shí)別的代碼結(jié)構(gòu)和技術(shù)準(zhǔn)則，標(biāo)準(zhǔn)中沒有對(duì)應(yīng)答器樣式尺寸加以規(guī)定，因此可以設(shè)計(jì)成適合于所涉及的動(dòng)物的各種形式，如玻璃管狀、耳標(biāo)或項(xiàng)圈等。 技術(shù)準(zhǔn)則規(guī)定了應(yīng)答器的數(shù)據(jù)傳輸方法和閱讀器規(guī)范。工作頻率為134.2khz，數(shù)據(jù)傳輸方式有全雙工和半

17、雙工兩種，閱讀器數(shù)據(jù)以差分雙相代碼表示。應(yīng)答器采用fsk調(diào)制，nrz編碼。 由于存在較長(zhǎng)的應(yīng)答器充電時(shí)間和工作頻率的限制，通信速率較低。 iso 10536、iso 15693和iso 14443 iso 10536標(biāo)準(zhǔn)主要發(fā)展于1992到1995年間，由于這種卡的成本高，與接觸式ic卡相比優(yōu)點(diǎn)很少，因此這種卡從未在市場(chǎng)上銷售。 iso 14443和iso 15693標(biāo)準(zhǔn)在1995年開始操作，單個(gè)系統(tǒng)于1999年進(jìn)入市場(chǎng)，兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的完成則是在2000年之后。二者皆以13.56mhz交變信號(hào)為載波頻率：iso15693讀寫距離較遠(yuǎn)，當(dāng)然這也與應(yīng)用系統(tǒng)的天線形狀和發(fā)射功率有關(guān)；而iso 14443

18、 讀寫距離稍近，但應(yīng)用較廣泛，目前的第二代電子身份證采用的標(biāo)準(zhǔn)是iso 14443 type b協(xié)議。 iso14443定義了type a、type b兩種類型協(xié)議。通信速率為106kbits/s，它們的不同主要在于載波的調(diào)制深度及位的編碼方式。 從pcd向picc傳送信號(hào)時(shí)，type a采用改進(jìn)的miller編碼方式，調(diào)制深度為100%的ask信號(hào)；type b則采用nrz編碼方式，調(diào)制深度為10%的ask信號(hào)。 從picc向pcd傳送信號(hào)時(shí)，二者均通過調(diào)制載波傳送信號(hào),副載波頻率皆為847khz。type a采用開關(guān)鍵控（on-off keying）的manchester編碼；type b

19、采用nrz-l的bpsk編碼。 type b與type a相比，由于調(diào)制深度和編碼方式的不同，具有傳輸能量不中斷、速率更高、抗干擾能力更強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。 iso 15693標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的載波頻率亦為13.56mhz，vcd和vicc全部都用ask調(diào)制原理，調(diào)制深度為10%和100%，vicc必須對(duì)兩種調(diào)制深度正確解碼。 從vcd向vicc傳送信號(hào)時(shí)，編碼方式為兩種：256出1和4出1。二者皆以固定時(shí)間段內(nèi)以位置編碼。這兩種編碼方式的選擇與調(diào)制深度無關(guān)。當(dāng)256出1編碼時(shí)，10%的ask調(diào)制優(yōu)先在長(zhǎng)距離模式中使用，在這種組合中，與載波信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)相比，調(diào)制波邊帶較低的場(chǎng)強(qiáng)允許充分利用許可的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)ic卡提

20、供能量。與此相反，閱讀器的4出1編碼可和100%的ask調(diào)制的組合在作用距離變短或在閱讀器的附近被屏蔽時(shí)使用。 從vicc向vcd傳送信號(hào)時(shí)，用負(fù)載調(diào)制副載波。電阻或電容調(diào)制阻抗在副載波頻率的時(shí)鐘中接通和斷開。而副載波本身在manchester編碼數(shù)據(jù)流的時(shí)鐘中進(jìn)行調(diào)制，使用ask或fsk調(diào)制。調(diào)制方法的選擇是由閱讀器發(fā)送的傳輸協(xié)議中flag字節(jié)的標(biāo)記位來標(biāo)明，因此，vicc總是支持兩種方法：ask(副載波頻率為424khz)和fsk(副載波頻率為424/484khz）。數(shù)據(jù)傳輸速率的選擇同樣由flag中的位來表明，而且必須兩種速率都支持：高速和低速。這兩種速率根據(jù)采用的副載波速率不同而略有不

21、同，采用單副載波時(shí)低速為6.62kbits/s，高速為26.48kbits/s；采用雙副載波時(shí)則分別為6.67kbits/s和26.69kbits/s。 可見，iso 15693應(yīng)用更加靈活，操作距離又遠(yuǎn)，更重要的是它與iso 18000-3兼容，了解iso 15693標(biāo)準(zhǔn)對(duì)將來了解我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是有助益的，因?yàn)槲覈?guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)肯定會(huì)與iso 18000大部分兼容。 如果在同一時(shí)間段內(nèi)有多于一個(gè)的vicc或picc同時(shí)響應(yīng)，則說明發(fā)生沖撞。rfid的核心是防沖撞技術(shù)，這也是和接觸式ic卡的主要區(qū)別。iso 14443-3規(guī)定了type a和type b的防沖撞機(jī)制。二者防沖撞機(jī)制的原理不同:前者

22、是基于位沖撞檢測(cè)協(xié)議，而type b通過系列命令序列完成防沖撞；iso 15693 采用輪尋機(jī)制、分時(shí)查詢的方式完成防沖撞機(jī)制，在標(biāo)準(zhǔn)的第三部分有詳細(xì)規(guī)定。 防沖撞機(jī)制使得同時(shí)處于讀寫區(qū)內(nèi)的多張卡的正確操作成為可能，只用算法編程，讀頭即可自動(dòng)選取其中一張卡進(jìn)行讀寫操作。這樣既方便了操作，也提高了操作的速度。 如果與硬件配合，可用一些算法快速實(shí)現(xiàn)多卡識(shí)別，比如ti公司的r6c接口芯片有一個(gè)解碼出錯(cuò)指示引腳，利用它可以快速識(shí)別多卡：當(dāng)沖撞產(chǎn)生時(shí)引腳電平發(fā)生變化，此時(shí)記錄下用來查詢的低uid位，然后在此低位基礎(chǔ)上增加查詢位數(shù)，直到?jīng)]有沖撞發(fā)生，這樣就可以識(shí)別出所有卡片。iso 10374 iso 1

23、0374標(biāo)準(zhǔn)說明了基于微波應(yīng)答器的集裝箱自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。 應(yīng)答器為有源設(shè)備，工作頻率為850mhz950mhz及2.4ghz2.5ghz。只要應(yīng)答器處于此場(chǎng)內(nèi)就會(huì)被活化并采用變形的fsk副載波通過反向散射調(diào)制做出應(yīng)答。信號(hào)在兩個(gè)副載波頻率40khz和20khz之間被調(diào)制。 此標(biāo)準(zhǔn)和iso 6346共同應(yīng)用于集裝箱的識(shí)別，iso 6346規(guī)定了光學(xué)識(shí)別，iso 10374則用微波的方式來表征光學(xué)識(shí)別的信息。 iso 18000 iso 18000是一系列標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)是目前最新的也是最熱門的標(biāo)準(zhǔn)，原因是它可用于商品的供應(yīng)鏈，其中的部分標(biāo)準(zhǔn)也正在形成之中。表2是iso 18000標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。 其中is

24、o 18000-6基本上是整合了一些現(xiàn)有rfid廠商的產(chǎn)品規(guī)格和ean-ucc所提出的標(biāo)簽架構(gòu)要求而訂出的規(guī)范。它只規(guī)定了空氣接口協(xié)議，對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無限制，因此可用于epc。 實(shí)際上，若采用iso 18000-6對(duì)空氣接口的規(guī)定加上epc系統(tǒng)的編碼結(jié)構(gòu)再加上ons架構(gòu)，就可以構(gòu)成一個(gè)完整的供應(yīng)鏈標(biāo)準(zhǔn)。 花好還需綠葉扶 應(yīng)用好rfid技術(shù)，除了接口的設(shè)計(jì)，還有天線的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)等，這在以后的實(shí)際應(yīng)用中會(huì)不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，不斷地改進(jìn)創(chuàng)新。因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景決定了它的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的日臻完善。近年來，射頻識(shí)別已經(jīng)逐步發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的跨學(xué)科的專業(yè)領(lǐng)域，這個(gè)領(lǐng)域與其他傳統(tǒng)學(xué)科不同，它將大

25、量來自完全不同專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)綜合到一起：如高頻技術(shù)、電磁兼容性、半導(dǎo)體技術(shù)、數(shù)據(jù)保護(hù)和密碼學(xué)、電信、制造技術(shù)和許多專業(yè)領(lǐng)域。所以在這個(gè)領(lǐng)域要做的事很多，要探討的問題也很多，但這一切都是值得努力去做的。 小資料2:數(shù)字調(diào)制技術(shù) 數(shù)字調(diào)制是指用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制模擬信號(hào)，主要有三種形式：移幅鍵控法ask、移頻鍵控法fsk、移相鍵控法psk。 幅度鍵控（ask）：即按載波的幅度受到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制而取不同的值，例如對(duì)應(yīng)二進(jìn)制0，載波振幅為0；對(duì)應(yīng)二進(jìn)制1，載波振幅為1。調(diào)幅技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來簡(jiǎn)單，但容易受增益變化的影響，是一種低效的調(diào)制技術(shù)。在電話線路上，通常只能達(dá)到1200bps的速率。 頻移鍵控（fsk）：即

26、按數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值（0或1）調(diào)制載波的頻率。例如對(duì)應(yīng)二進(jìn)制0的載波頻率為f1，而對(duì)應(yīng)二進(jìn)制1的載波頻率為f2。該技術(shù)抗干擾性能好，但占用帶寬較大。在電話線路上，使用fsk可以實(shí)現(xiàn)全雙工操作，通?？蛇_(dá)到1200bps的速率。 相移鍵控（psk）：即按數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值調(diào)制載波相位。例如用180相移表示1，用0相移表示0。這種調(diào)制技術(shù)抗干擾性能最好，且相位的變化也可以作為定時(shí)信息來同步發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的時(shí)鐘，并對(duì)傳輸速率起到加倍的作用。2.3 rfid前端技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系簡(jiǎn)述 摘要目前常用的rfid國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要有用于對(duì)動(dòng)物識(shí)別的iso 11784和11785，用于非接觸智能卡的iso 10536、iso 1569

27、3、iso 14443，用于集裝箱識(shí)別的iso 10374等。 rfid技術(shù)具有很多突出的優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)了無源和免接觸操作，應(yīng)用便利，無機(jī)械磨損，壽命長(zhǎng)，機(jī)具無直接對(duì)最終用戶開放的物理接口，能更好地保證機(jī)具的安全性；數(shù)據(jù)安全方面除標(biāo)簽的密碼保護(hù)外，數(shù)據(jù)部分可用一些算法實(shí)現(xiàn)安全管理，如des、rsa、dsa、md5等，讀寫機(jī)具與卡之間也可相互認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)安全通信和存儲(chǔ)；總體成本一直處于下降之中，越來越接近接觸式ic卡的成本，甚至更低，為其大量應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；應(yīng)用領(lǐng)域也非常寬，rfid技術(shù)已經(jīng)在物流管理、生產(chǎn)線工位識(shí)別、綠色畜牧業(yè)養(yǎng)殖個(gè)體記錄跟蹤、汽車安全控制、身份證、公交等領(lǐng)域大量成功應(yīng)用。 世界排名

28、第一的零售商沃爾瑪在2003年宣布，到2005年1月份時(shí)要求它前100大的供應(yīng)商采用rfid技術(shù)，實(shí)現(xiàn)貨品自動(dòng)識(shí)別，以繼續(xù)提高其供應(yīng)鏈的管理能力。這也威脅到我國(guó)的零售商是否能繼續(xù)銷售自己的產(chǎn)品，因?yàn)橛?0%的貨品都是由中國(guó)廠商生產(chǎn)的，可見rfid識(shí)別技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)自下而上地被推動(dòng)。 另外，還有諸如target、tesco、fda等也宣布了其使用計(jì)劃。 rfid推廣受標(biāo)準(zhǔn)問題困擾 目前，世界一些知名公司各自推出了自己的很多標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)互不兼容，表現(xiàn)在頻段和數(shù)據(jù)格式上的差異，這也給rfid的大范圍應(yīng)用帶來了困難。 目前全球有兩大rfid標(biāo)準(zhǔn)陣營(yíng)：歐美的auto-id center與日本的ubiq

29、uitous id center（uid）。前者的領(lǐng)導(dǎo)組織是美國(guó)的epc環(huán)球協(xié)會(huì)，旗下有沃爾瑪集團(tuán)、英國(guó)tesco等企業(yè)，同時(shí)有ibm、微軟、飛利浦、auto-id lab等公司提供技術(shù)支持。后者主要由日系廠商組成。 歐美的epc標(biāo)準(zhǔn)采用uhf頻段，為860mhz930mhz，日本rfid標(biāo)準(zhǔn)采用的頻段為2.45ghz和13.56mhz；日本標(biāo)準(zhǔn)電子標(biāo)簽的信息位數(shù)為128位，epc標(biāo)準(zhǔn)的位數(shù)則為96位。 將rfid應(yīng)用到供應(yīng)鏈中還存在另外一些需要解決的問題，如讀寫設(shè)備的可靠性、成本、數(shù)據(jù)的安全性、個(gè)人隱私的保護(hù)和與系統(tǒng)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)的可靠性、數(shù)據(jù)的同步等等，不解決好以上問題，肯定會(huì)制約rfid的進(jìn)

30、步，不過最近rfid相關(guān)的高層會(huì)議接連不斷，rfid技術(shù)的快速發(fā)展已呈燎原之勢(shì)。 2.4 rfid相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)力 （1）大零售商（如沃爾瑪、麥德龍等）的要求。隨著rfid標(biāo)簽價(jià)格下降，沃爾瑪與其供貨商繼續(xù)商議，尋找在他們更多分店及分銷中心接收供貨商更多rfid貼標(biāo)貨品的可行性。我們來看一下最新的沃爾瑪rfid要求進(jìn)度表： 沃爾瑪要求 時(shí)間 前100家供應(yīng)商貼rfid標(biāo)簽 2005年1月前 前300家供應(yīng)商貼rfid標(biāo)簽 2006年1月前 前600家供應(yīng)商貼rfid標(biāo)簽 2007年1月前 gen2開始取代gen1標(biāo)簽 2006年中期 由此可以看出，沃爾瑪對(duì)應(yīng)用rfid 和epc標(biāo)識(shí)的決心。 而

31、世界第三大零售商麥德龍集團(tuán)(metro group)也計(jì)劃在供應(yīng)鏈上采用射頻識(shí)別技術(shù)(rfid)，并在其德國(guó)萊茵博格市(rheinberg)的一家未來商店里大量應(yīng)用rfid。 英國(guó)大零售商tesco也已將rfid技術(shù)應(yīng)用于sandhurst商店以跟蹤dvd的銷售，并在年初將這一類型的芯片嘗試使用在cambridge商店的gilette剃須刀的出售上。最近的一次計(jì)劃中，公司打算將rfid技術(shù)覆蓋整個(gè)商店和所有產(chǎn)品，除了對(duì)item-level產(chǎn)品的跟蹤，還要包括如茶杯和常用工具等普通產(chǎn)品。所有的產(chǎn)品，包括化妝品，電池，以及移動(dòng)通訊設(shè)備等等，都會(huì)在英國(guó)全國(guó)范圍內(nèi)被tesco的rfid技術(shù)跟蹤。 （2

32、）美國(guó)國(guó)防部（dod）的推動(dòng)。美國(guó)國(guó)防是rfid在軍事國(guó)防應(yīng)用上的主動(dòng)力。今年，美國(guó)國(guó)防部在rfid應(yīng)用上公布了對(duì)其供應(yīng)商的詳細(xì)指導(dǎo)方針，計(jì)劃在今年年底前開始接收貼有帶rfid電子標(biāo)簽的物品。美國(guó)國(guó)防部也采用epc編碼作為其供應(yīng)商軍需物資惟一標(biāo)識(shí)，為與民用系統(tǒng)的epc標(biāo)識(shí)相區(qū)別，epcglobal專門給其分配一個(gè)標(biāo)頭（header）。 （3）rfid設(shè)備安裝etsi tg34 2004年9月etsi就發(fā)布了en 302 208標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了865 mhz至868 mhz波段中uhf（rfid射頻快報(bào)注：歐洲r(nóng)fid所用超高頻段）段rfid設(shè)備的技術(shù)要求和測(cè)量方法。2005年3月第一次rfid p

33、lugtests測(cè)試在etsi總部進(jìn)行，測(cè)試關(guān)注的焦點(diǎn)是碼頭倉庫庫門環(huán)境下的多解讀器同時(shí)識(shí)讀。（4）aim reg 2004年11月，aim(rfid射頻快報(bào)注：國(guó)際自動(dòng)識(shí)別技術(shù)協(xié)會(huì)，其在中國(guó)對(duì)口協(xié)會(huì)為中國(guó)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)協(xié)會(huì))和comptia宣布為發(fā)展rfid的第三方認(rèn)證而合作。aim的reg小組（rfid射頻快報(bào)注：rfid experts group，rfid專家組）已經(jīng)提供從物理硬件安裝和現(xiàn)有業(yè)務(wù)整合進(jìn)行認(rèn)證和培訓(xùn)2.5 rfid相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的社會(huì)影響因素 （1）無線通信管理如etsi（rfid 射頻快報(bào)注：歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))，fcc（rfid射頻快報(bào)注：美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)）等相關(guān)要求； （2

34、）人類健康主要是icnirp（國(guó)際非電離輻射保護(hù)委員會(huì))，一個(gè)為世界衛(wèi)生組織及其他機(jī)構(gòu)提供有關(guān)非電離放射保護(hù)建議的獨(dú)立機(jī)構(gòu)的相關(guān)要求，目前許多國(guó)家使用其推薦的標(biāo)準(zhǔn)作為該國(guó)的放射規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。其主要是有關(guān)工作頻率、功率、無線電波輻射等對(duì)健康的影響標(biāo)準(zhǔn)。（3）隱私。隱私問題的解決基于同意原則，即用戶或消費(fèi)者是否能夠容忍的程度。 （4）數(shù)據(jù)安全oecd （rfid射頻快報(bào)注：經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織)曾發(fā)布有關(guān)文件，規(guī)定了信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)安全的指導(dǎo)方針。與iso 17799（信息安全管理的實(shí)踐代碼） 相似，并不強(qiáng)制要求遵從這些指導(dǎo)方針，但這些指導(dǎo)方針卻為信息安全計(jì)劃提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.6 rfid相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在中

35、國(guó)的運(yùn)行情況 在rfid技術(shù)發(fā)展的前10年中，有關(guān)rfid技術(shù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的研討空前熱烈，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織isoiec jtcl sc31下級(jí)委員會(huì)成立了rfid標(biāo)準(zhǔn)化研究工作組wg4。而中國(guó)rfid有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，由信標(biāo)委自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)采集分委會(huì)對(duì)口國(guó)際iso/iec jtc1 sc31，負(fù)責(zé)條碼與射頻部分國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一歸口管理。 條碼與物品編碼領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主管部門是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，射頻領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主管部門是信息產(chǎn)業(yè)部和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，該領(lǐng)域的技術(shù)歸口由信標(biāo)委自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)采集技術(shù)分委會(huì)負(fù)責(zé)。 中國(guó)iso/iec jtc1 sc31秘書處設(shè)在中國(guó)物品編碼中心。掛靠在中國(guó)物品編碼中心

36、的中國(guó)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)協(xié)會(huì)，于2003年開始組織其射頻工作組的業(yè)內(nèi)資深專家開始跟蹤和進(jìn)行iso/iec18000國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的研究，目前已完成標(biāo)準(zhǔn)草案的工作，iso18000相關(guān)國(guó)標(biāo)制定工作今年國(guó)標(biāo)委正式立項(xiàng)后，明年相關(guān)國(guó)標(biāo)將會(huì)看到這一系列基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。第三章 rfid技術(shù)特點(diǎn)和面臨的困難3.1 射頻技術(shù)與條形碼技術(shù)的區(qū)別摘要 射頻技術(shù)與條形碼是兩種不同的技術(shù)，有不同的適用范圍，有時(shí)會(huì)有重疊。兩者之間最大的區(qū)別是條形碼是可視技術(shù)。射頻標(biāo)簽只要在接受器的作用范圍內(nèi)就可以被讀取。射頻技術(shù)和條形碼有什么不同？從概念上來說，兩者很相似，目的都是快速準(zhǔn)確地確認(rèn)追蹤目標(biāo)物體。主要的區(qū)別如下：有無寫入信息或更新內(nèi)存的能

37、力。條形碼的內(nèi)存不能更改。射頻標(biāo)簽不像條形碼，它特有的辨識(shí)器不能被復(fù)制。標(biāo)簽的作用不僅僅局限于視野之內(nèi)，因?yàn)樾畔⑹怯蔁o線電波傳輸，而條形碼必須在視野之內(nèi)。由于條形碼成本較低，有完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，已在全球散播，所以已經(jīng)被普遍接受，從總體來看，射頻技術(shù)只被局限在有限的市場(chǎng)份額之內(nèi)。目前，多種條形碼控制模版已經(jīng)在使用之中，在獲取信息渠道方面，射頻也有不同的標(biāo)準(zhǔn)。 射頻技術(shù)與條形碼是兩種不同的技術(shù)，有不同的適用范圍，有時(shí)會(huì)有重疊。兩者之間最大的區(qū)別是條形碼是可視技術(shù)，掃描儀在人的指導(dǎo)下工作，只能接收它視野范圍內(nèi)的條形碼。相比之下，射頻識(shí)別不要求看見目標(biāo)。射頻標(biāo)簽只要在接受器的作用范圍內(nèi)就可以被讀取。條形

38、碼本身還具有其他缺點(diǎn)，如果標(biāo)簽被劃破，污染或是脫落，掃描儀就無法辨認(rèn)目標(biāo)。條形碼只能識(shí)別生產(chǎn)者和產(chǎn)品，并不能辨認(rèn)具體的商品，貼在所有同一種產(chǎn)品包裝上的條形碼都一樣，無法辨認(rèn)哪些產(chǎn)品先過期。 目前，在成本方面，由於組成部分不同，智能標(biāo)簽要比條形碼貴得多，條形碼的成本就是條形碼紙張和油墨成本，而有內(nèi)存芯片的主動(dòng)射頻標(biāo)簽價(jià)格在2美元以上，被動(dòng)射頻標(biāo)簽的成本也在1美元以上。但是沒有內(nèi)置芯片的標(biāo)簽價(jià)格只有幾美分，它可以用于對(duì)數(shù)據(jù)信息要求不那么高的情況，同時(shí)又具有條形碼不具備的防偽功能。 信息載體信息量讀/寫性讀取方式保密性智能化抗干擾能力壽命成本條 碼紙、塑料薄膜、金屬表面小只讀ccd或激光束掃描差無差

39、較短最低rfid卡eeprom大讀/寫無線通信最好有很好最長(zhǎng)較高3.2 智能標(biāo)簽特點(diǎn)及其制印技術(shù)現(xiàn)狀分析 摘要智能標(biāo)簽的印刷與傳統(tǒng)標(biāo)簽的印刷有著很大的區(qū)別，由于智能標(biāo)簽及其芯片的特殊性，不能承受印刷機(jī)的壓力，所以，除噴墨印刷外，一般是采用先印刷面層，再與芯片層復(fù)合、模切的工藝。 傳統(tǒng)的條形碼標(biāo)簽在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用和其方便快捷的作用以及一定的防偽功能已成為人們的共識(shí)，但隨著人們對(duì)商品的生產(chǎn)、貯運(yùn)、保質(zhì)、防偽、管理等諸多方面更高更全的信息需求，傳統(tǒng)的條形碼標(biāo)簽顯然是力不從心了，它不但無法提供商品生產(chǎn)、管理等方面的信息，不能警示商品保質(zhì)需要的溫度等情況，在防偽效果上，也由于其印刷單一、容易仿造而逐

40、漸失去商品的防偽效果。隨著科技的進(jìn)步及在標(biāo)簽制作領(lǐng)域的應(yīng)用，一種全新、多功能、有良好防偽效果的智能標(biāo)簽已開始廣泛應(yīng)用，它將為標(biāo)簽制印帶來新的生機(jī)和活力。一、智能標(biāo)簽的特點(diǎn)及應(yīng)用智能標(biāo)簽(smartlabel)也有人稱之為無線射頻識(shí)別標(biāo)簽，它是標(biāo)簽領(lǐng)域高新技術(shù)產(chǎn)品，如今已在產(chǎn)品包裝中發(fā)揮重要的作用，逐步替代傳統(tǒng)的產(chǎn)品標(biāo)簽和條形碼。智能標(biāo)簽是標(biāo)簽領(lǐng)域的新秀，它具有超越傳統(tǒng)標(biāo)簽的功能，是電子和計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)在標(biāo)簽制印上的結(jié)晶。智能標(biāo)簽包含無線射頻識(shí)別技術(shù)(rfid)電子標(biāo)簽，隱蔽或公開的商標(biāo)保護(hù)指示器或提示產(chǎn)品狀況的傳感器。電子標(biāo)簽主要由芯片和天線組成，芯片主要用于接收和傳送數(shù)據(jù)，通過由閱讀器發(fā)出

41、的無線射頻信號(hào)來讀取，閱讀器與天線和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連，形成一個(gè)電子模塊，閱讀器發(fā)送來自其天線的特殊信號(hào)給特定區(qū)域的電子標(biāo)簽，再將反饋信息處理后傳送給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，從而使管理人員得到商品的特殊信息。智能標(biāo)簽可以幫助廠商和消費(fèi)者實(shí)時(shí)了解商品庫存、流通、保質(zhì)等情況，為廠商監(jiān)控其產(chǎn)品在供應(yīng)鏈中的狀況和位置起到很大的作用。例如，許多食品和藥品等的包裝必須在特定的溫度和低污染環(huán)境下儲(chǔ)存運(yùn)輸，一般的標(biāo)簽無法了解和監(jiān)控產(chǎn)品保存的溫度和保質(zhì)情況，而智能標(biāo)簽就可以在產(chǎn)品貯運(yùn)過程中適時(shí)監(jiān)控對(duì)溫度要求敏感、易腐爛產(chǎn)品的溫度，它憑借特殊的芯片、天線、傳感器等，測(cè)量貯運(yùn)過程中的溫度，警示廠商防止溫度變化對(duì)產(chǎn)品的影響。還有，如

42、倉庫管理員可以利用智能標(biāo)簽了解貨架上的產(chǎn)品種類和數(shù)量的信息，來核對(duì)產(chǎn)品庫存數(shù)據(jù)而判斷產(chǎn)品的銷售情況。此外，智能標(biāo)簽提高了傳統(tǒng)標(biāo)簽的防偽效果，尤其在藥品包裝中，它的防偽功能已大大超過傳統(tǒng)的條形碼標(biāo)簽。智能標(biāo)簽的核心是含有ic芯片的射頻電路和傳感器，內(nèi)部裝有可程序化的集成電路和天線，可通過無線射頻信號(hào)與讀寫裝置進(jìn)行信息的接收和傳輸，具有產(chǎn)品鑒別、防偽、防盜、管理等多種功能，是目前廣泛使用的產(chǎn)品條形碼標(biāo)簽的升級(jí)和更新的產(chǎn)品。智能標(biāo)簽具有小、薄、柔(制作的產(chǎn)品厚度可達(dá)到0.1mm 左右，大小從幾毫米到近二十厘米，可隨意扭曲、彎折)的優(yōu)點(diǎn)，以及具有讀取數(shù)據(jù)信息快，并可依特殊命令讀取id 號(hào)碼和一些特殊信

43、息等特點(diǎn)。智能標(biāo)簽有防沖撞的讀寫特性，并且能同時(shí)讀寫多個(gè)電子標(biāo)簽。它可以攜帶數(shù)據(jù)，并可將其芯片中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過專門的讀卡器以無線的方式快速讀取，在工作過程中還可非常方便地對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行改寫。智能標(biāo)簽在使用時(shí)可以做到無需連線、無需電源、無需接觸，且還可在射頻頻率上進(jìn)行豐富的變化。在智能標(biāo)簽中，可植入多種材料內(nèi)部特性和可讀取的功能被廣泛地應(yīng)用于無線識(shí)別領(lǐng)域，如產(chǎn)品識(shí)別、質(zhì)量監(jiān)控、票證、資產(chǎn)管理和提供系列追蹤管理等。智能標(biāo)簽為防偽、物流管理領(lǐng)域提供了多變的新工具。智能標(biāo)簽的相關(guān)產(chǎn)品在商品生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、銷售的庫存管理等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用空間，在日本，日立、富士通和凸版印刷株式會(huì)社已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)并銷售智能標(biāo)簽

44、。有資料顯示，日本的智能標(biāo)簽以及相關(guān)服務(wù)與軟件市場(chǎng)將在2010 年達(dá)到9 萬日元以上的水平，在美國(guó)和歐洲，包括沃爾瑪在內(nèi)的主要零售商也都在努力推廣智能標(biāo)簽的使用，2004 年6 月沃爾瑪公司就要求2005 年開始采用rfid 技術(shù)管理貨品，要求其主要的100 家供貨商在2005 年前必須使用智能rfid 標(biāo)簽，并在一兩年內(nèi)要求絕大部分供應(yīng)商都要使用標(biāo)準(zhǔn)的智能標(biāo)簽。據(jù)報(bào)道，目前這種智能標(biāo)簽的生產(chǎn)呈高速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在歐洲，2005 年市場(chǎng)已達(dá)到5 0 億美元以上，并以每年約4 0 % 的速度增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2008 年，全世界的rfid 標(biāo)簽的使用量將達(dá)到200 億個(gè)以上，屆時(shí)零售業(yè)將會(huì)全面普及應(yīng)用rf

45、id 智能標(biāo)簽。二、智能標(biāo)簽的制印技術(shù)智能標(biāo)簽的印刷與傳統(tǒng)標(biāo)簽的印刷有著很大的區(qū)別，目前，我國(guó)傳統(tǒng)標(biāo)簽的印刷技術(shù)已具有很高的水平，商標(biāo)印刷業(yè)中不乏有經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)，也生產(chǎn)出許多設(shè)計(jì)精美和高品質(zhì)的產(chǎn)品，但對(duì)于智能標(biāo)簽，有人認(rèn)為它并無特殊之處，只要用普通標(biāo)簽給它外覆一件美麗的外衣，這對(duì)于高品質(zhì)標(biāo)簽的制印企業(yè)來說并不困難，但這樣單純地添加美麗外衣的智能標(biāo)簽，其高附加值卻是令人擔(dān)憂的，否則會(huì)造成重要的損失。那么，與傳統(tǒng)標(biāo)簽印刷相比，智能標(biāo)簽印刷有什么特點(diǎn)呢?首先，從智能標(biāo)簽的定義上來看，智能，是由芯片、天線等組成的射頻電路；而標(biāo)簽是由標(biāo)簽印刷工藝使射頻電路具有商業(yè)化的外衣。從印刷的角度來看，智能標(biāo)簽的

46、出現(xiàn)會(huì)給傳統(tǒng)標(biāo)簽印刷帶來更高的含金量。智能標(biāo)簽的芯片層可以用紙、pe、pet甚至紡織品等材料封裝并進(jìn)行印刷，制成不干膠貼紙、紙卡、吊標(biāo)或其他類型的標(biāo)簽。芯片是智能標(biāo)簽的關(guān)鍵，由其特殊的結(jié)構(gòu)決定，不能承受印刷機(jī)的壓力，所以，除噴墨印刷外，一般是采用先印刷面層，再與芯片層復(fù)合、模切的工藝。(1)印刷方法。印刷主要是以絲網(wǎng)印刷為首選，因?yàn)榻z網(wǎng)印刷在集成電路板、薄膜開關(guān)等方面的印刷質(zhì)量是其他印刷方法所無法企及的。在智能標(biāo)簽印刷中，要使用導(dǎo)電油墨，而印刷導(dǎo)電油墨較好的絲網(wǎng)是鎳箔穿孔網(wǎng)。它是一種高技術(shù)絲網(wǎng)，它不是由一般的金屬或尼龍等絲線編織成的絲網(wǎng)，而是由鎳箔鉆孔而成箔網(wǎng)，網(wǎng)孔呈六角形，也可用電解成形法制

47、成圓孔形。整個(gè)網(wǎng)面平整勻薄，能極大地提高印跡的穩(wěn)定性和精密性，用于印刷導(dǎo)電油墨、晶片及集成電路等高技術(shù)產(chǎn)品效果較好，能分辨0.1mm 的電路線間隔、定位精度可達(dá)0.01mm。(2)導(dǎo)電油墨的應(yīng)用。導(dǎo)電油墨是一種特種油墨，它可在uv 油墨、柔版水性油墨或特殊膠印油墨中加入可導(dǎo)電的載體，使油墨具有導(dǎo)電性。導(dǎo)電油墨主要是由導(dǎo)電填料(包括金屬粉末、金屬氧化物、非金屬和其他復(fù)合粉末)、連接劑(主要有合成樹脂、光敏樹脂、低熔點(diǎn)有機(jī)玻璃等) 、添加劑(主要有分散劑、調(diào)節(jié)劑、增稠劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑、抑制劑等)、溶劑(主要有芳烴、醇、酮、酯、醇醚等)等組成。該油墨是一種功能性油墨，在印刷中主要有碳漿、銀漿等導(dǎo)電

48、油墨。碳漿油墨是一液型熱固型油墨，成膜固化后具有保護(hù)銅箔和傳導(dǎo)電流的作用，具有良好的導(dǎo)電性和較低的阻抗力；它不易氧化，性能穩(wěn)定，耐酸、堿和化學(xué)溶劑的侵蝕；具有耐磨性強(qiáng)、抗磨損、抗熱沖擊性好等特點(diǎn)。銀漿油墨是由超細(xì)銀粉和熱塑性樹脂為主體組成的一液型油墨，在pet、pt、pvc片材上均可使用，有極強(qiáng)的附著力和遮蓋力，可低溫固化，具有可控導(dǎo)電性和很低的電阻值。另外，可將具有導(dǎo)電性的納米級(jí)碳墨加入油墨制成導(dǎo)電油墨，也可將導(dǎo)電油墨中金屬粉(如銀粉)制成納米級(jí)銀粉來制造導(dǎo)電油墨，這種導(dǎo)電油墨不僅印刷的膜層薄且均勻光滑，性能優(yōu)良，而且還可大量節(jié)省材料。在智能標(biāo)簽制印中，導(dǎo)電油墨主要用于印制rfid天線，替代

49、傳統(tǒng)的壓箔法或腐蝕法制作的金屬天線。它具有兩個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)，首先，傳統(tǒng)的壓箔法或腐蝕法制作的金屬天線，工藝復(fù)雜，成品制作時(shí)間長(zhǎng)，而應(yīng)用導(dǎo)電油墨印刷天線是利用高速的印刷方法，高效快速，是印刷天線和電路中首選的既快又便宜的方法。如今，導(dǎo)電油墨已開始取代各頻率段的蝕刻天線，如超高頻段(860950mhz)和微波頻段(2450mhz)，用導(dǎo)電油墨印刷的天線可以與傳統(tǒng)蝕刻的銅天線相比擬，此外，導(dǎo)電油墨還用于印制智能標(biāo)簽中的傳感器及線路印刷。其次，傳統(tǒng)的壓箔法或腐蝕法制作的金屬天線要消耗浪費(fèi)金屬材料，成本較高，而導(dǎo)電油墨的原材料成本要低于傳統(tǒng)的金屬天線，這對(duì)于降低智能標(biāo)簽的制作成本有很大的意義。(3)獨(dú)特的

50、工藝要求。智能標(biāo)簽制印對(duì)制作工藝有其獨(dú)特的要求，主要應(yīng)注意高成品率、厚紙印刷和復(fù)合加工。在高成品率上，由于智能標(biāo)簽本身的價(jià)值要高于普通印刷標(biāo)簽許多倍，所以給企業(yè)帶來高利潤(rùn)的同時(shí)，印刷品高成品率尤為重要。尤其是許多產(chǎn)品都要求多色uv 墨印刷、上光、上膠，印量大的標(biāo)簽大多數(shù)還采用卷到卷印刷或無接口印刷( 通花) 等方式加工，由于加工工序多，也加大了成品的篩選難度。對(duì)于厚紙印刷，在卡紙加工中，必須注意設(shè)備對(duì)350克厚的卡紙要有良好的印刷適性，卡紙印刷中要保持紙帶的張力穩(wěn)定，保證印刷累計(jì)套印誤差降到最小，因此如果每個(gè)畫面都套印很準(zhǔn)，但是畫面之間的間距產(chǎn)生誤差較大，也會(huì)給智能標(biāo)簽印刷后的復(fù)合和模切工序造

51、成麻煩。至于復(fù)合加工，它是智能標(biāo)簽加工中的關(guān)鍵工序，在復(fù)合加工中不僅要求每個(gè)標(biāo)簽之間的尺寸不會(huì)因?yàn)閺埩ψ兓淖儯覍?duì)于薄膜類材料，還要考慮拉伸變形造成標(biāo)簽間距增加，并做適當(dāng)調(diào)整。3.3 saw射頻識(shí)別無源電子標(biāo)簽技術(shù)及應(yīng)用 射頻識(shí)別系統(tǒng) 射頻識(shí)別(rfid)技術(shù)是一種無接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理 是利用射頻信號(hào)及其空間耦合、傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止的或移動(dòng)中 的待識(shí)別物品的自動(dòng)機(jī)器識(shí)別。 射頻識(shí)別系統(tǒng)一般由兩個(gè)部分組成，即電子標(biāo)簽和閱讀器。電子 標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無接觸)耦合， 在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。發(fā)生 在閱讀器和電子標(biāo)簽之間

52、的射頻信號(hào)的耦合類型有兩種： (1)電感耦合，通過空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁 感應(yīng)定律。 (2)電磁反向散射耦合：雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電磁波，碰 到目標(biāo)后反射，同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī) 律。 電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。 典型的工作頻率有：125khz、225khz和13.56mhz。識(shí)別作用 距離小于1m，典型作用距離為10cm20cm。電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有：433mhz，868mhz，915mhz，2.45ghz，5.8ghz。識(shí)別作用 距離大于1m，典型作用距離

53、為3ml0m。 電子標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體，電子標(biāo)簽附著在 待識(shí)別的物品上，是射頻識(shí)別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體。一般情況下，電 子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽專用芯片組成。 依據(jù)電子標(biāo)簽供電方式的不同，可以分為有源標(biāo)簽(active tag) 和無源標(biāo)簽(passive tag)兩種，有源標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，無源標(biāo)簽沒有內(nèi)裝電池。 閱讀器又稱為讀出裝置，閱讀器可以是讀/寫或只讀裝置，用于 當(dāng)附著有電子標(biāo)簽的待識(shí)別物品通過其讀出范圍內(nèi)時(shí)，自動(dòng)以無接觸 的方式將電子標(biāo)簽中的約定識(shí)別信息取出，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別物品或 自動(dòng)收集物品標(biāo)識(shí)信息的功能。 聲表面波器件技術(shù) 聲表面波(saw)是傳播于壓電晶體表面的

54、機(jī)械波，其聲速僅為 電磁波速的十萬分之一，傳播衰耗很小。saw器件是在壓電基片上采用微電子工藝技術(shù)制作叉指形電聲換能器和反射器耦合器等，利用基片材料的壓電效應(yīng)，通過輸入叉指換能器(idt)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲 信號(hào)，并局限在基片表面?zhèn)鞑ィ敵鰅dt將聲信號(hào)恢復(fù)成電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電-聲-電的變換過程，完成電信號(hào)處理過程，獲得各種用途的電子器件。采用了先進(jìn)微電子加工技術(shù)制造的聲表面波器件，具有體積小、重量輕、可靠性高、一致性好、多功能以及設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)，在通信、電視、遙控和報(bào)警系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用，數(shù)以億計(jì)的手機(jī)和電視機(jī)中都應(yīng)用了多個(gè)聲表面波濾波器。隨著加工工藝的飛速發(fā)展，saw器件的工作頻率已覆蓋10m

55、hz2.5ghz，是現(xiàn)代信息化產(chǎn)業(yè)不可或缺的關(guān)鍵元器件。 saw無源電子標(biāo)簽工作原理 saw無源電子標(biāo)簽采用反射調(diào)制方式完成電子標(biāo)簽信息向閱讀器的傳送。 saw標(biāo)簽是由叉指換能器和若干反射器組成，換能器的兩條總線與電子標(biāo)簽的天線相連接。閱讀器的天線周期地發(fā)送高頻詢問脈沖，在電子標(biāo)簽天線的接收范圍內(nèi)，被接收到的高頻脈沖通過叉指換能器轉(zhuǎn)變成聲表面波，并在晶體表面?zhèn)鞑ァ７瓷淦鹘M對(duì)入射表面波部分反射，并返回到叉指換能器，叉指換能器又將反射聲脈沖串轉(zhuǎn)變成高頻電脈沖串。如果將反射器組按某種特定的規(guī)律設(shè)計(jì)，使其反射信號(hào)表示規(guī)定的編碼信息，那么閱讀器接收到的反射高頻電脈沖串就帶有該物品的特定編碼。通過解調(diào)與處

56、理，達(dá)到自動(dòng)識(shí)別的目的。 由于聲表面波傳播速度低，有效的反射脈沖串在經(jīng)過幾微秒的延 遲時(shí)間后才回到閱讀器，在此延遲期間，來自閱讀器周圍的干擾反射 已衰減，不會(huì)對(duì)聲表面波電子標(biāo)簽的有效信號(hào)產(chǎn)生干擾。 saw無源電子標(biāo)簽應(yīng)用 利用聲表面波技術(shù)的電子標(biāo)簽始于上世紀(jì)80年代末，近年來聲表面波標(biāo)簽的研究成為一個(gè)熱點(diǎn)。聲表面波電子標(biāo)簽是應(yīng)用現(xiàn)代電子學(xué)、聲學(xué)、半導(dǎo)體平面工藝技術(shù)和雷達(dá)及信號(hào)處理技術(shù)的系統(tǒng)新成就，它是有別于ic芯片識(shí)別的另一種新型非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。 由于saw器件本身工作在射頻波段，無源且抗電磁干擾能力強(qiáng)， 因此saw技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電子標(biāo)簽具有一定獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是對(duì)集成電路技術(shù)的補(bǔ)充。其主要特點(diǎn)是： 1.讀取范圍大且可靠，可達(dá)數(shù)米； 2.可使用在金屬和液體產(chǎn)品上； 3.標(biāo)簽芯片與天線匹配簡(jiǎn)單，制作工藝成本低； 4.不僅能識(shí)別靜止物體，而且能識(shí)別速度達(dá)300千米/小時(shí)的高速 運(yùn)動(dòng)物體； 5.可在高溫差(-100300)、強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下使 用。 電子標(biāo)簽技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括物流管理、路橋收費(fèi)、公 共交通、門禁控制、防偽、農(nóng)場(chǎng)的健康與安全監(jiān)控識(shí)