RFID标准化中的问题与建议

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RFID概况与标准化趋势

1.RFID概况


         RFID是英文”Radio Frequency Identification“的缩写。意为”射频识别”,是非接触式自动识别技术的一种。到目前为止,自动识别技术最成功的应用案例,是”条形码”技术在包装、零售和物流业中的广泛应用,提高了这些领域中企业的管理水平和生产效率。降低了生产成本,提高了产品质量。 

         随着Wal—Mart和Metro两大全球零售商巨头率先提出在其零售管理中首先使用RFID技术,使这个并非新生的技术受到世界越来越多的关注甚至热烈地追捧。根据英国Pira的研究,RFID是未来几年中对包装、印刷和纸张生产业产生重要影响的技术之一。可以肯定地说,随着技术的突破和成本的降低,目前在包装、零售和物流业中广泛应用的”条形码”技术正在且必将被”RFID”技术所取代。在信息化、数字化、全球化的今天,人们对于可以承载大量信息且灵活方便的RFID技术的需求正在呈几何级数式的增长。图1是F&S公司对全球RFID应用市场的分析(单位:亿美元)与预测,到2009年,全球 RFID市场将从2003年的20亿美元猛增到100亿美元。 

         国际形势如此.国内形势也如此,这是经济全球化的必然趋势。我国已有多家从事RFID研发与系统集成的供应商,如普诺玛、实华开等。许多新兴的高科技公司正在从事RFID技术应用的开创性工作。正如条形码”技术的推广与应用带给世界的震惊与惊喜一样,RFID技术的普及对人类社会的影响将远比前者更深远和持久。 

         在RFID浪潮到来时,人类社会的生产管理效率将得到极大的提高,劳动者将得到解放,更多的人力、物力将集中用于创造与改善人们生活所需的各种服务领域。

2.RFID标准化趋势 

         随着RFID技术的普及,标准化是其广泛获得市场接受的必要措施,同时也是各国企业发展与国际化的一个良好契机。目前,主要的RFID标准有欧美体系 (EPCgloba1)与日本体系(UID),还有ISO系列,其他标准多为各国或地区自定的标准,如韩国采用本国制定的标准。可以预测,如同”条形码” 标准的制定,RFID标准必将在各国或地区标准的基础上,形成国际统一的主流标准,同时修改与兼容主要国家或地区的标准。另外,由于RFID技术是一种电子技术,其国际标准与移动通信标准的形成过程相似,不断延伸的应用领域会催生出基于不同应用的主流标准,随着成本不断降低和市场的扩大,会产生在一定时期占绝对主导地位的国际标准。尽管我们希望RFID的国际标准既内容丰富又简洁明了,操作性强。但随着通信技术的发展,RFID技术必然会越来越多地借鉴或移植来自信息科技领域的成果,这样,统一的国际标准会更多地将指导性定义或法则集中在体制、协议、接口与应用层面上来。 

         在RFID领域.虽然射频识别读取机与标签技术还未统一,不同制造商所开发的卷标通讯协议,也各不相同.各国、各地区和各大RFID供应商与应用商都在加快各自标准的制定进程,但RFID技术应用带来的巨大效益与潜在的市场需求会促进统一的主流标准的产生。由于RFID技术的高效率、大容量特征和其灵活性、保密性特点,可以预见.RFID标准不会像“条形码”标准那样简单,其需要关注与解决的问题会多得多.同时也复杂得多。 

         本文在借鉴现代信息技术应用与标准化进程的经验的基础上.主要对RFID标准化所需注意与解决的3大类问题(一般问题、重要问题、法律与道德问题)提出笔者的观点与建议。

RFID标准化中的一般问题 

         在RFID标准化内容中,要解决和规范的一般问题是硬件或与硬件相关的问题.包含物理特性(电磁特性、频谱要求与机械特性)、测试方法与要求、硬件接口、传输协议(工作模式、同步方式、编码与调制方式、文件格式、字符集选定等)、加密与安全、硬件扩展等几个方面的问题。准确地说.现有的RFID标准.无论是欧美体系还是日本体系.或者是其他地区或国家制定的标准.更多地是表达硬件的基本要求与软件的简单规范.在体系的平衡性、扩展性、加密与安全方面还只是初步的考虑.并没有完善的解决方案.更多地像”条形码”标准的复制品。尽管也有称RFID为“电子条形码”的说法.还是必须清醒地认识到它更多地是一种信息收集与交互的技术.它的信息载体是可以具有极大容量的电子媒体,它的交互方式是无线数据交互.它的技术基础是整个信息学与通信学。因此.它潜在的应用能力与应用领域极为广大.它应用的深度与广度将远远超过”条形码”技术所能达到的程度。如果在RFID标准化中不考虑这些因素.将很快面I临标准滞后与重大修改的窘迫.同时也会给RFID供应商和使用商造成混乱与损失.甚至破坏好不容易建立起来的RFID国际统一标准联盟成员之间的互信与协作关系。

1.RFID物理特性 

         在RFID物理特性方面.与现有大多数标准不同的是.应该规定的频谱要求是一个复合的范围而不是单一的频点.这可以增加卷标的灵活性.降低其生产成本。同时读取器可以使用频率扫描的方式进行工作,提高频率方面的兼容性。在电磁强度方面.可以采用分级的方式规定不同用途的RFID的最大与最小电磁强度要求.把它作为一个发射机来看待。作为零售业使用的RFID与作为动物追踪应用的RFID可使用不同频率和不同的电磁强度。主动式RFID的电源要求、传输距离与其应用分级相适应。在机械特性方面.要求在一定范围的温度、湿度、光电环境、辐射环境下RFID的可靠性.抗弯曲、抗变形、抗摩擦的能力和耐水、热、轻度酸碱的性能.还有抗突发式机械挤压与碰撞的要求。这些要求针对不同的应用.重点侧重于适应各自的应用环境,并在信息结构中留下分级应用要求的说明性代码。

2.RFID的测试内容 

         RFID的测试要求可以单独作为标准的附件或正文的一节存在,这部分内容应该对应分级模式按”必要”与”可选择要求”的参数来执行。在硬件测试的基础上.应对其所有功能进行检查.重点是接口参数、传输协议。接口参数对天线的性能按分级模式要求.对读取器接收前端匹配特性作分级要求,在接口参数中.与软件接口的兼容性应当作重要测试.保证读取器硬件可以在多种服务软件平台下工作,当然对软件的要求是可以在多种硬件平台上正常运行。对传输协议的检验.重点针对纠错与防”碰撞(多个卷标的信号同时到达接收端.导致无法分辨出需要的信息源)”能力进行测试。对”碰撞”的处理.可以采用扫描启动或相关检测的技术.通过一定的算法结合标准规定的体制来共同完成.提高识别的效率。另外.对被动式RFID建议采用同时多通道接收与处理的技术.对主动式RFID采用扫描接收与处理的技术,或者根据读取数据的目的.选择读取器工作的方式。

3.RFID的传输协议 

         在传输协议部分,应该确定分级应用的体制.在构建信息结构时.可以借鉴”条形码”的经验.区分RFID的国家或地区代码、行业或商品的应用种类代码、分级要求代码、纠错段、读写操作种类与记录、分级数据内容、保密措施结构、权限设置、厂商信息等.同时对信息重发模式进行规范。多种操作行为控制(写入、覆盖、自毁、可重启式自毁或锁定等)与高级标准版本兼容信息.用于帮助读取器进行兼容处理。文件格式应该容许多种格式由软件来处理.字符集应选用通用信息字符集.与现有I T行业或计算机操作系统所用字符集相同。对加密与安全的考虑.主要从软件数据加解密体制和权限验证来考虑.特别对批量改写的权限进行严格审查.在主控系统中应保留原有数据一段时间。这些要求由软件与应用商来协商决定。分级模式按从上到下的顺序逐级兼容.应用不同.成本不同.要求不同.价格也不同。 

         硬件扩展主要指读取器,采用插卡式或模块式集成.来保证硬件的各个功能模块部分可以根据不同的需求替换或升级.甚至直接与电脑进行数据传输.可以是无线(红外或蓝牙)连接.也可以是有线的连接。
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