(1)交互式智能标签。交互式智能标签结构仍由单芯片无线微功率收发机和单片机组成。在单片机中预先写入各种所需应用程序,必要时通过无线指令来调用这些程序,使标签执行包括识别、定位、数据采集等物联网应用所需各种工作。
标签平时并不向外发射任何信号,而是根据需要每隔一定时间,周期性的监听频道上接收并且记录协调器以广播方式发来的信号,只有在收到唤醒指令后才跳转到读写器工作的频道,接收来自协调器指令,并且根据指令按照预先写入的程序方式进入与读写器进行信息交流的状态,在规定时间内完成指定工作任务,再回到监听跟睡眠状态。可见,这个技术的核心是通过快速过滤无效信号,实现标签超低功耗无线远距离传输,代价是需要额外使用一个协调器。由于交互式智能标签解决物联网应用中的低成本、低功耗和无线远距离传输等关键问题,从而拓展电子标签的应用范畴,可以广泛应用于城市智能交通系统、城市基本数据采集系统等需要远距离识别、定位或者数据采集的领域。
(2)实时的定位与跟踪标签。现有定位系统主要包括卫星定位系统、红外线或者超声波定位系统及基于移动网络的定位系统,但受定位时间、定位精度以环境条件等限制,目前还没有出现一种定位技术能够较为完善地解决诸如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、地下矿井等室内复杂环境中设施跟物品的位置信息问题。
RFID技术为空间定位和跟踪服务提供了新解决方案,尤其适用于卫星定位系统难以应对的室内定位。主要是利用标签对物体的唯一标识特性,依据读写器与安装在物体上的标签之间射频通信的信号强度来测量物品的空间位置。
(3)普适计算标签。通过和传感器技术相结合,RFID标签还能感知物联网节点处物品或环境的温度、湿度以及光照等状态信息,并且利用无线通信技术将这些信息及其变化传递到计算单元,提高了环境对计算模块的可见度,构建未来普适计算基础设施。
(4)移动支付标签。RFID移动支付通过在手机终端跟POS终端间采用短程通信方式进行交易,既可以采用手机话费支付交易金额,又可以采用SIM卡绑定银行账户由银行处理交易。
RFID移动支付是RFID产业跟电信业相互融合产物,现阶段的主要有Felica、NFC、DISIM和RF-SIM4种应用方式。其中RF-SIM是一种基于SIM卡的中近距离无线通信技术,是将RF模块镶嵌在SIM卡内,SIM卡用于正常的手机移动通信、鉴权,跟手机建立物理连接。RF-SIM卡支持市面上所有手机,是一个可以代替钱包、钥匙和身份证的全方位的服务平台。
(5)防伪标签。传统防伪技术如物理防伪、生物防伪、结构防伪、条码跟数码防伪等由于不具备唯一性和独占性,易复制,不能起到真正防伪作用。RFID技术防伪具有绝对性优势,因为每个标签都有一个全球唯一ID号,没有办法修改和仿造。除此之外,RFID防伪技术还具有无物理磨损、读写器物理接口安全性高、标签数据可加密、读写器跟标签之间相互认证等特点,所以基本上是没有办法完全仿制,从而起到杜绝伪造之功效。目前,RFID防伪在证件管理、门票管理、电子车牌、酒类防伪、艺术珍品防伪等领域已经逐步得到应用,并且呈扩大趋势。
1.5标准问题研究
当前,国际上跟电子标签相关通信标准主要有:(1)ISO/TEC18000标准。(2)EPC标准、(3)DSRC标准。(4)UID标准。除此之外,还有许多国家跟机构均在积极制订与RFID相关的区域、同家或产业联盟标准,并且希望通过不同渠道提升为同际标准。
各标准体系均按照工作频率划分为多个部分,它们之间并不兼容主要差别在于通信方式、防冲突协议和数据格式三个方面。2008年1月,欧盟FP7项目组出资赞助举办全球RFID通用性标准论坛(GRIFS),旨在通过加强协作使RFID标准在全球取得最大程度的一致。随着RFID技术的发展,电子标签各种标准出现了融合的趋势,如用于高频13.56MHz的ISO/IFC15693标准已经成为ISO18000-3标准的一部分,EPCGEN2标准也已经成为ISO18000-6C标准。就目前而言,美国、欧盟及其他国家分别采用各自不同的标准,由于利益难以协调,标准的统一尽管迫切,但是过程仍较为漫长。
1.6安全隐私问题研究
研究跟采用的安全性机制主要有物理方法、密码机制及二者的结合。物理方法通常使用在低成本标签中,通过静电屏蔽或者主动干扰实现对标签信息的保护。跟基于物理方法的硬件安全机制相比,基于密码技术的软件安全机制受到更多青睐,其主要利用各种成熟的密码方案跟机制来设计符合RFID安全需求的密码协议。
2、电子标签的发展趋势与对策
电子标签应用跟发展是建立在RFID产业链发展的基础上的,任何的一个环节的落后都将影响整个产业的发展。我围在RFID领域研发时间上落后于欧美韩日等同,在UHF跟微波频段上还缺少完整的产业链,在目前国内RFID已有的技术跟市场基础上发展中国的电子标签,就必须瞄准整个RFID产业链,并且制定具体的措施和策略。
(1)加大研发的力度,寻求技术上的突破。电子标签目前还存在较多的缺陷,如由于天线具有方向性使得单标签读出可靠性偏低容易产生的漏读、射频识别信号容易受金属跟水等导电物质影响造成识别距离下降、RFID系统与频段接近其它无线通信系统同时工作时可能产生电磁干扰影响彼此性能、大量RFID标签放置在一起时标签天线产生阵列效应可能表现出和单个标签天线不同的特性等,都对电子标签发展构成挑战。
(2)尽快制定电子标签的相关标准。
(3)找准应用突破口,提升行业应用的规模。由企业甚至停留在表层,业务流程简单,逻辑单一,缺少后端系统集成,未真正发挥出电子标签在供应链管理以及企业信息化建设中的作用。因此,如何整合RFID与企业现有的信息系统如ERP、SCM、MIS等,对业务流程进行创新,充分的发挥电子标签的优势,提升行业应用规模,形成完整产业链,是日前急需解决问题。
(4)加强技术融合,实现了跨区域、跨行业应用。随着RFID发展不断的拓展,近年来在世博会门票的管理、智能交通、物流、食品安全、商品防伪、电力等领域得到新应用。中国RFID产业已经从政府需求转向市场需求。在RFID发展过程中,既要看到RFID产业发展潜力,又要看到在这个发展过程中出现问题,用更加科学方法来不断深化RFID的应用,以此推动围内RFID产业发展。
3、结束语
文中描述了RFID的基本的功能、优点以及发展趋势。并且介绍了电子标签的关键技术,及对国内外所出现的标准问题和安全隐私问题进行了分析与研究。最终就国内现阶段的电子标签应用跟发展,提出基本政策和发展趋势。这对RFID发展起到关键性作用。