RFID的应用开发空间不断扩大

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1973 年在 RFID 发展历史中是非常关键的一年,美国批准了首批两项专利,一项是有源 RFID 标签,另一项则是无钥匙进入系统。在随后的 20 年中,RFID 实现了快速的商业扩展,并在欧洲和美国的运输、动物追踪和与库存相关的各种应用中得到了广泛采纳。随着 1990 年代在技术上的成熟,一系列 RFID 标准相继出现,到上世纪末,全球已申请了 1000 多项 RFID 专利。
 
2002 年又是具有里程碑意义的一年,恩智浦(NXP)、索尼(Sony)和诺基亚(Nokia)推出了近场通信(NFC)技术,用于在低功率移动设备上进行非接触式数据传输,从而使这种技术在所有主要品牌智能手机上实现了标准化。 
 
从 RFID 的第一项专利申请到现在已经过去了近 50 年时间,但其采用没有丝毫放缓迹象,领先的市场数据提供商 Statista 预测,全球 RFID 市场将从 2020 年的 200 亿美元增长到 2025 年的超过 440 亿美元。本文中,我们将介绍当今 RFID 技术的一些流行应用,讨论一些与 RFID 开发相关的技术,并探讨推动 RFID 未来发展的新兴应用。
 
RFID 已经在许多领域得到广泛应用
 
如表 1 所示,根据载波频率和耦合方法的不同,RFID 有三种主要变体,每一种都有其自身的优势,因而可使 RFID 设备适应不同的应用场景。NFC 作为 RFID 的子集,在 RFID 频谱的高频(HF)范围内运行。
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表 1:三种 RFID 变体。
 
在这三种变体中,技术的发展趋势是标签变得越来越小,而成本却直线下降,导致 RFID 在各种应用中得到广泛采纳。RFID 和 NFC 分别面向不同的特定应用:RFID 以物品为中心,将 RFID 标签粘贴到物品上,使其能够向计算机网络报告其身份和其他信息。另一方面,NFC 则具有非常短的作用范围,是一种以用户为中心的技术,需要用户的特意参与,以确保完成诸如付款或建筑物访问等功能。 
 
全球已有数千万个 RFID 标签正在用于越来越多的任务,如表 2 所示,其中还标明了最受欢迎的市场。
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表 2:到 2018 年所有类型 RFID 标签的累计销售量。(来源:IDTechEx)
 
确保 RFID 未来发展的重要事件
 
随着时间的推移,NFC 和 RAIN 已经成为最受欢迎的 RFID 变体,并且最近的一些发展动态也推动了它们的普及率,其中包括: 
 
014 年成立了 RAIN RFID 产业联盟,以促进可互操作的 UHF RFID 应用开发,从而为进一步发展铺平了道路。
 
物联网的快速增长给嵌入式传感器产生的数据带来了巨大需求,低成本 RAIN 标签可以为更多的“物品”提供基本的智能。 
 
2018 年,Apple 宣布从 XR/XS 型号开始,所有 iPhone 都能够本机读取 NFC 标签。由于 Android 智能手机已具备此项功能,估计 NFC 现在已经用于大约 22 亿部手机,随着多个组织继续探索越来越多的应用,将继续释放 NFC 的全部潜力。 
 
低成本、无芯片 RFID 标签的出现,能够将信息存储在可打印的谐振器和延迟线中,并在柔性基板中得以实现,从而使 RFID 在新的大批量、成本敏感应用中得到更多采纳。 
 
这些重要的发展动态确保了 RFID 技术在当今瞬息万变的世界中仍然具有重要意义,并将其定位于能够支持越来越多应用的推动技术。
 
RFID 的发展潜力
 
上述发展动态为 RFID RAIN 和 NFC 技术创造了坚实的平台。零售行业将继续成为 RAIN 技术的主要应用市场,2019 年服装行业采用了大约 100 亿个 RFID 标签。非接触卡还将成为 RAIN 技术发展的另一重要驱动力,其中包括非接触支付、运输和安全访问等应用。预计未来将增加采用 RAIN 技术的其他领域包括: 
 
动物标签,这是许多国家 / 地区的法律要求,2019 年采用了 5.8 亿个标签 
 
航空行李处理–国际航空运输协会(IATA)现在要求航空公司使用 RAIN 技术标记行李
 
作为一种廉价的技术,RAIN 能够将许多日常物品变成可以连接到物联网的智能“物品” 
 
全球范围内正在使用的智能手机中,有相当大数量能够支持 NFC,这为基于此项技术的应用增长创造了巨大潜力。 
 
公共交通已开始使用 NFC 技术,用户可以通过在入口处通过手机来进入,并且这项应用注定要在全球迅速扩展。在零售业中,品牌所有者正在使用智能包装中的 NFC 来创建“实体数字式(physical-digital)”购物体验。通过点击带有嵌入式 NFC 标签的产品,消费者可以访问从品牌视频到社交媒体产品评论的所有内容。
 
在汽车行业,制造商也在使用 NFC 技术来增强用户体验。宝马和特斯拉等高端车型正在其车辆中部署 NFC 标签,以实现许多自动化功能,包括共享车辆进入、驾驶员设置、信息娱乐系统定制等。 
 
最后,在医疗领域,NFC 技术也非常适合用于可植入设备,由于这些设备必须在体内停留数年,因此必须具备很高的能效,尽可能节省电能。对于这些应用,执业医生能够在只有必要时使用读码器来激活标签,并且还可以进行无线充电。
 
这些只是正在新出现的通过 RFID RAIN 和 NFC 技术完成创新应用的几个例子,随着 RFID 标签尺寸缩小,成本降低,未来将在更多领域出现更多的应用。 
 
结论
 
尽管 RFID 技术已经应用了将近 50 年,但它仍处于其技术生命周期的早期阶段。这项技术起初主要用于资产标签和物品追踪,最近的技术发展使得标签更小,价格更便宜,从而将其应用潜力扩展到更广泛的领域。 NFC 技术已经在大多数当代智能手机中得以集成,为 NFC 的进一步应用开发搭建了巨大平台,与此同时,RFID RAIN 联盟为确保互操作性做出了巨大努力,这也为 RFID 在消费领域之外的快速增长奠定了坚实的基础。 
 
50 年后,RFID 技术才刚刚起步。
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