射频识别基础知识
射频识别技术的标准
射频识别技术特点和面临的困难
射频识别的定义
射频识别即RFID，Radio Frequency Identification的缩写，俗称标签。RFID其主要核心部件是一个电子标签，直径仅为 2毫米不到，通过相距几厘米到几米距离内发射的无线电波，可以读取电子标签内储存的信息，识别电子标签代表的物品、人和器具的身份。
射频识别的基本组成部分
最基本的RFID系统由三部分组成：
标签(Tag)：由耦合元件及组成，每个标签具有唯一的编码，附着在物体上标b 识目标对象；
阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；
(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。
射频识别基本工作原理
射频识别技术的基本工作原理并不复杂：标签进入后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在中的产品信息Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
射频识别相关标准总览
本文就射频识别技术及其应用的相关标准作一结构化梳理，并分析了RFID相关标准在中国的发展、RFID标准的社会影响因素、标准的推动力等方面。
　　标准能够确保协同工作的进行，规模经济的实现，工作实施的安全性以及其他许多方面。RFID标准化的主要目的在于通过制定、发布和实施标准解决编码、通信、空气和数据共享等问题，最大程度的促进RFID技术及相关系统的应用。但是，如果标准采用过早，有可能会制约技术的发展进步；如果采用太晚的话，则可能会限制技术的应用范围，导致危险事件的发生以及不必要的开销。&&&&
&&& 事实上，RFID的相关标准涉及到其许多具体的应用，例如：不停车收费系统，宠物标识，货物集装箱标识以及应用等。而RFID主要用于物流管理等行业，需要标签能够实现数据共享。目前，许多与RFID有关的ISO标准正在研制当中，主要包括可回收货运集装箱，可回收运输单品，运输单元，产品包装，产品标识以及货柜封条等。从GS1(电子商务、物品标识、数据同步交换方面的全球标准化组织)、EPC 及ISO到国家与地方的众多组织（如日本UID等）以及US IEEE和AIM 等都已参与到RFID相关标准的研制当中。
&&& 由于WiFi，WiMax，蓝牙，ZigBee，专用短程通信协议（DSRC）以及其他短程无线通信协议正用于RFID系统或融入到RFID设备当中，这使得RFID等的实际应用变得更为复杂。此外，RFID当中"接口间的接口" 近距无线通信（Near Field Communicati，NFC)的采用有其根源所在：因其用到了RFID设备通常采用的最佳频率。&&&&
&&& 引用业界某专家的分析来说，RFID与标准的关系可以从处理一下几个问题来说：
&& （1）技术—如接口和转送技术。比如，中间件技术—RFID中间件扮演RFID标签和应用程序之间的中介角色，从应用程序端使用中间件所提供一组通用的应用程序接口（API），即能连到RFID，读取RFID标签数据。RFID中间件采用程序逻辑及存储再转送（Store-and-Forward）的功能来提供顺序的消息流，具有数据流设计与管理的能力。&&&
&& （2）一致性。主要指其能够支持多种编码格式，比如支持EPC，DOD等规定的编码格式，也包括EPC所所规定的标签数据格式标准。&&&
&& （3）性能—尤其是指数据结构和内容，即数据编码格式及其分配。&&&
&& （4）辅助及的融合。目前，RFID同传感逐步相融合， 物品定位采用RFID三角定位法以及更多复杂的技术，还有一些RFID技术中用传感代替。比如，能够实现温度和应变传感的面波（SAW）标签用于RFID技术中。然而，几乎所有的传感器系统，包括有源RFID等都需要从电池获取能量。&&
（一）ISO/IEC相关RFID标准&&&
&&& ISO/IEC已出台的RFID标准主要关注基本的模块构建，空中接口，涉及到的数据结构以及其实施问题。具体可以分为技术标准、数据内容标准、一致性标准及应用标准四个方面。
图： ISO/IEC已制定的RFID相关标准
&& 其中，ISO18000系列含括了有源和无源RFID技术标准，主要是基于物品管理的RFID空中接口参数。
&&& ISO 17363 至17364 是一系列物流容器识别的规范，它们还未被认定为标准。该系列内的每种规范都用于不同的包装等级，比如货盘、货箱、纸盒与个别物品。
&&& 目前在我国常用的两个RFID标准为用于非接触智能卡两个ISO标准：ISO 14443，ISO 15693。ISO 14443和ISO 15693标准在1995年开始操作，其完成则是在2000年之后，二者皆以13.56MHz交变信号为载波频率。ISO 15693读写距离较远，而ISO 14443读写距离稍近，但应用较广泛。目前的第二代电子身份证采用的标准是ISO 14443 TYPE B协议。ISO 14443定义了TYPE A、TYPE B两种类型协议，通信速率为106kbit/s，它们的不同主要在于载波的调制深度及位的编码方式。TYPE A采用键控（On-Off keying）的曼切斯特编码，TYPE B采用NRZ-L的BPSK编码。TYPE B与TYPE A相比，具有传输能量不中断、速率更高、抗干扰能力列强的优点。RFID的核心是防冲撞技术，这也是和接触式IC卡的主要区别。ISO 14443-3规定了TYPE A和TYPE B的防冲撞机制。二者防冲撞机制的原理不同，前者是基于位冲撞检测协议，而TYPE B通信系列命令序列完成防冲撞。ISO 15693采用轮寻机制、分时查询的方式完成防冲撞机制。防冲撞机制使得同时处于读写区内的多张卡的正确操作成为可能，既方便了操作，也提高了操作的速度。
&&& ISO技术委员会及联合工作组TC104/SC4主要处理有关ISO/IEC贸易应用方面，如货运集装箱及包装，制定了 RFID电子封条 (ISO 18185)、集装箱标签(ISO 10374)和供应链标签 (ISO 17363)等标准。
（二）EPC标准
&EPC主要关注的是：
&物理对象系统标识的数据载体/内容；
&"物联网"自动识别基础架构最低性能；
&网络数据交换准—如对象名解析系统（Object Numbering System，O）；
&其中EPC的第二代（Gen2）RFID标签标准已在今年6月作为ISO18000－6 Part C部分的提案修改稿在没有作任何大的技术改动的情况下通过了ISO委员会的第一轮投票，最后的通过要在今年底明年初完成。
射频识别技术标准面面观
通常情况下，RFID阅读器发送的频率称为RFID系统的工作频率或载波频率。RFID载波频率基本上有3个范围：低频(30kHz～300kHz)、高频(3MHz～30MHz)和超高频(300MHz～3GHz)。常见的工作频率有低频125kHz与134.2kHz、高频13.56MHz、超高频433Mhz、860MHz～930MHz、2.45GHz等。
RFID的低频系统主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、煤气表、水表等；高频系统则用于需传送大量数据的应用系统；超高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，其波束方向较窄且价格较高，在火车监控、高速公路收费等系统中应用。另外值得一提的是在供应链中的应用，EPC 规定用于EPC的载波频率为13.56MHz和860MHz～930MHz两个频段，其中13.56MHz频率采用的标准原型是ISO/IEC15693，已经收入到ISO/IEC18000-3中。这个频点的应用已经非常成熟。
而860～930MHz频段的应用则较复杂，国际上各国家采用的频率不同：美国为915MHz，欧洲为869MHz，而我国由于被、等占用，目前仍然待定。
目前常用的RFID国际标准主要有用于对动物识别的ISO 1，用于非接触的ISO 10536(Close coupled cards)、ISO 15693(Vicinity cards)、ISO 14443 (Proximity cards)，用于集装箱识别的ISO 10374等。有些标准正在形成和完善之中，比如用于供应链的ISO 18000无源超高频（860Mhz～930Mhz载波频率）部分的C1G2标准不久会正式推出，我国自己的国家标准最快在今年年末会出台。下面对这几个标准加以简述。
ISO 11784和ISO 11785
ISO 1分别规定了动物识别的代码结构和技术准则，标准中没有对应答器样式尺寸加以规定，因此可以设计成适合于所涉及的动物的各种形式，如玻璃管状、耳标或项圈等。
技术准则规定了应答器的数据传输方法和阅读器规范。工作频率为134.2KHz，数据传输方式有全双工和半双工两种，阅读器数据以差分双相代示。应答器采用FSK调制，NRZ编码。
由于存在较长的应答器充电时间和工作频率的限制，通信速率较低。
ISO 10536、ISO 15693和ISO 14443
ISO 10536标准主要发展于年间，由于这种卡的成本高，与接触式IC卡相比优点很少，因此这种卡从未在市场上销售。
ISO 14443和ISO 15693标准在1995年开始操作，单个系统于1999年进入市场，两项标准的完成则是在2000年之后。二者皆以13.56MHz交变信号为载波频率：ISO15693读写距离较远，当然这也与应用系统的天线形状和发射功率有关；而ISO 14443 读写距离稍近，但应用较广泛，目前的第二代身份证采用的标准是ISO 14443 TYPE B协议。
ISO14443定义了TYPE A、TYPE B两种类型协议。通信速率为106kbits/s，它们的不同主要在于载波的调制深度及位的编码方式。
从PCD向PICC传送信号时，TYPE A采用改进的Miller编码方式，调制深度为100%的ASK信号；TYPE B则采用NRZ编码方式，调制深度为10%的ASK信号。
从PICC向PCD传送信号时，二者均通过调制载波传送信号,副载波频率皆为847KHz。TYPE A采用键控（-Off keying）的Manchester编码；TYPE B采用NRZ-L的BPSK编码。
TYPE B与TYPE A相比，由于调制深度和编码方式的不同，具有传输能量不中断、速率更高、抗干扰能力更强的优点。
ISO 15693标准规定的载波频率亦为13.56MHz，和VICC全部都用ASK调制原理，调制深度为10%和100%，VICC必须对两种调制深度正确解码。
从VCD向VICC传送信号时，编码方式为两种："256出1"和"4出1"。二者皆以固定时间段内以位置编码。这两种编码方式的选择与调制深度无关。当"256出1"编码时，10%的ASK调制优先在长距离模式中使用，在这种组合中，与载波信号的场强相比，调制波边带较低的场强允许充分利用许可的强度对IC卡提供能量。与此相反，阅读器的"4出1"编码可和100%的ASK调制的组合在作用距离变短或在阅读器的附近被屏蔽时使用。
从VICC向VCD传送信号时，用负载调制副载波。或电容调制阻抗在副载波频率的时钟中接通和断开。而副载波本身在Manchester编码数据流的时钟中进行调制，使用ASK或FSK调制。调制方法的选择是由阅读器发送的传输协议中FLAG字节的标记位来标明，因此，VICC总是支持两种方法：ASK(副载波频率为424KHz)和FSK(副载波频率为424/484KHz）。数据传输速率的选择同样由FLAG中的位来表明，而且必须两种速率都支持：高速和低速。这两种速率根据采用的副载波速率不同而略有不同，采用单副载波时低速为6.62kbits/s，高速为26.48kbits/s；采用双副载波时则分别为6.67kbits/s和26.69kbits/s。
可见，ISO 15693应用更加灵活，操作距离又远，更重要的是它与ISO 18000-3兼容，了解ISO 15693标准对将来了解我国的国家标准是有助益的，因为我国的国家标准肯定会与ISO 18000大部分兼容。
如果在同一时间段内有多于一个的VICC或PICC同时响应，则说明发生冲撞。RFID的核心是防冲撞技术，这也是和接触式IC卡的主要区别。ISO 14443-3规定了TYPE A和TYPE B的防冲撞机制。二者防冲撞机制的原理不同:前者是基于位冲撞检测协议，而TYPE B通过系列命令序列完成防冲撞；ISO 15693 采用轮寻机制、分时查询的方式完成防冲撞机制，在标准的第三部分有详细规定。
防冲撞机制使得同时处于读写区内的多张卡的正确操作成为可能，只用算法编程，读头即可自动选取其中一张卡进行读写操作。这样既方便了操作，也提高了操作的速度。
如果与硬件配合，可用一些算法快速实现多卡识别，比如公司的R6C有一个解码出错指示引脚，利用它可以快速识别多卡：当冲撞产生时引脚电平发生变化，此时记录下用来查询的低UID位，然后在此低位基础上增加查询位数，直到没有冲撞发生，这样就可以识别出所有卡片。
ISO 10374标准说明了基于微波应答器的集装箱自动识别系统。
应答器为有源设备，工作频率为850MHz～950Mhz及2.4GHz～2.5GHz。只要应答器处于此场内就会被活化并采用变形的FSK副载波通过反向散射调制做出应答。信号在两个副载波频率40kHz和20kHz之间被调制。
此标准和ISO 6346共同应用于集装箱的识别，ISO 6346规定了光学识别，ISO 10374则用微波的方式来表征光学识别的信息。
ISO 18000是一系列标准。此标准是目前最新的也是最热门的标准，原因是它可用于商品的供应链，其中的部分标准也正在形成之中。表2是ISO 18000标准的内容。
其中ISO 18000-6基本上是整合了一些现有RFID厂商的产品规格和EAN-UCC所提出的标签架构要求而订出的规范。它只规定了空气接口协议，对数据内容和数据结构无限制，因此可用于EPC。
实际上，若采用ISO 18000-6对空气接口的规定加上EPC系统的编码结构再加上O架构，就可以构成一个完整的供应链标准。
花好还需绿叶扶
应用好RFID技术，除了接口的设计，还有天线的设计、数据库管理技术等，这在以后的实际应用中会不断地积累经验，不断地改进创新。因为这项技术的应用前景决定了它的技术和标准的日臻完善。近年来，射频识别已经逐步发展成为一个独立的跨学科的专业领域，这个领域与其他传统学科不同，它将大量来自完全不同专业领域的技术综合到一起：如高频技术、电磁兼容性、半导体技术、数据保护和密码学、电信、制造技术和许多专业领域。所以在这个领域要做的事很多，要探讨的问题也很多，但这一切都是值得努力去做的。
小资料2:数字调制技术
数字调制是指用数字数据调制模拟信号，主要有三种形式：移幅键控法ASK、移频键控法FSK、移相键控法PSK。
幅度键控（ASK）：即按载波的幅度受到数字数据的调制而取不同的值，例如对应二进制0，载波振幅为0；对应二进制1，载波振幅为1。调幅技术实现起来简单，但容易受增益变化的影响，是一种低效的调制技术。在电话线路上，通常只能达到1200bps的速率。
频移键控（FSK）：即按数字数据的值（0或1）调制载波的频率。例如对应二进制0的载波频率为F1，而对应二进制1的载波频率为F2。该技术抗干扰性能好，但占用带宽较大。在电话线路上，使用FSK可以实现全双工操作，通常可达到1200bps的速率。
相移键控（PSK）：即按数字数据的值调制载波相位。例如用180相移表示1，用0相移表示0。这种调制技术抗干扰性能最好，且相位的变化也可以作为定时信息来同步发送机和的时钟，并对传输速率起到加倍的作用。
射频识别前端技术标准体系简述
目前常用的RFID国际标准主要有用于对动物识别的ISO 1，用于非接触的ISO 10536、ISO 15693、ISO 14443，用于集装箱识别的ISO 10374等。
RFID技术具有很多突出的优点:实现了无源和免接触操作，应用便利，无机械磨损，寿命长，机具无直接对最终用户开放的物理，能更好地保证机具的安全性；数据安全方面除标签的密码保护外，数据部分可用一些算法实现安全管理，如DES、RSA、DSA、MD5等，读写机具与卡之间也可相互认证，实现安全通信和存储；总体成本一直处于下降之中，越来越接近接触式IC卡的成本，甚至更低，为其大量应用奠定了基础；应用领域也非常宽，RFID技术已经在物流管理、生产线工位识别、绿色畜牧业养殖个体记录跟踪、汽车安全控制、身份证、公交等领域大量成功应用。
世界排名第一的零售商沃尔玛在年宣布，到年1月份时要求它前100大的供应商采用RFID技术，实现货品自动识别，以继续提高其供应链的管理能力。这也威胁到我国的零售商是否能继续销售自己的产品，因为有70%的货品都是由中国厂商生产的，可见RFID识别技术的发展已经自下而上地被推动。
另外，还有诸如Target、Tesco、FDA等也宣布了其使用计划。
RFID推广受标准问题困扰
目前，世界一些知名公司各自推出了自己的很多标准，这些标准互不兼容，表现在频段和数据格式上的差异，这也给RFID的大范围应用带来了困难。
目前全球有两大RFID标准阵营：欧美的Auto-ID Center与日本的Ubiquitous ID Center（UID）。前者的领导组织是美国的EPC环球协会，旗下有沃尔玛集团、英国Tesco等企业，同时有、微软、飞利浦、Auto-ID Lab等公司提供技术支持。后者主要由日系厂商组成。
欧美的EPC标准采用UHF频段，为860MHz～930MHz，日本RFID标准采用的频段为2.45GHz和13.56MHz；日本标准标签的信息位数为128位，EPC标准的位数则为96位。
将RFID应用到供应链中还存在另外一些需要解决的问题，如读写设备的可靠性、成本、数据的安全性、个人隐私的保护和与系统相关的网络的可靠性、数据的同步等等，不解决好以上问题，肯定会制约RFID的进步，不过最近RFID相关的高层会议接连不断，RFID技术的快速发展已呈燎原之势。
射频识别相关标准的推动力
（1）大零售商（如沃尔玛、麦德龙等）的要求。
　　随着RFID标签价格下降，沃尔玛与其供货商继续商议，寻找在他们更多分店及分销中心接收供货商更多RFID贴标货品的可行性。我们来看一下最新的沃尔玛RFID要求进度表：
&&&&&& 沃尔玛要求& &&&&&&&&&&&&&&&时间&
&前100家供应商贴RFID标签& &年1月前
&前300家供应商贴RFID标签& &年1月前
&前600家供应商贴RFID标签 &&年1月前
&Gen2开始取代Gen1标签&&& &&年中期
由此可以看出，沃尔玛对应用RFID 和EPC标识的决心。
而世界第三大零售商麦德龙集团(Metro Group)也计划在供应链上采用射频识别技术(RFID)，并在其德国莱茵博格市(Rheinberg)的一家"未来商店"里大量应用RFID。
　　英国大零售商Tesco也已将RFID技术应用于Sandhurst商店以跟踪的销售，并在年初将这一类型的尝试使用在Cambridge商店的Gilette剃须刀的出售上。最近的一次计划中，公司打算将RFID技术覆盖整个商店和所有产品，除了对item-level产品的跟踪，还要包括如茶杯和常用等普通产品。所有的产品，包括化妆品，，以及移动通讯设备等等，都会在英国全国范围内被Tesco的RFID技术跟踪。
（2）美国国防部（DOD）的推动。
　　美国国防是RFID在军事国防应用上的主动力。今年，美国国防部在RFID应用上公布了对其供应商的详细指导方针，计划在今年年底前开始接收贴有带RFID标签的物品。美国国防部也采用EPC编码作为其供应商军需物资惟一标识，为与民用系统的EPC标识相区别，EPCglobal专门给其分配一个标头（Header）。
（3）RFID设备安装—ETSI TG34
　　 2004年9月ETSI就发布了EN 302 208标准，规定了865 MHz至868 MHz波段中UHF（RFID射频快报注：欧洲RFID所用超高频段）段RFID设备的"技术要求和测量方法"。年3月第一次RFID Plugtests?测试在ETSI总部进行，测试关注的焦点是码头仓库库门环境下的多解读器同时识读。
（4）AIM REG
2004年11月，AIM(RFID射频快报注：国际自动识别技术协会，其在中国对口协会为中国自动识别技术协会)和CompA宣布为发展RFID的第三方认证而合作。AIM的REG小组（RFID射频快报注：RFID Experts Group，RFID专家组）已经提供从物理硬件安装和现有业务整合进行认证和培训。
射频识别相关标准在中国的运行情况
在RFID技术发展的前10年中，有关RFID技术的国际标准的研讨空前热烈，国际标准化组织ISO／IEC JTCl SC31下级委员会成立了RFID标准化研究工作组WG4。而中国RFID有关的标准化活动，由信标委自动识别与数据采集分委会对口国际ISO/IEC JTC1 SC31，负责条码与射频部分国家标准的统一归口管理。
&& 条码与物品编码领域国家标准主管部门是国家标准化管理委员会，射频领域国家标准主管部门是信息产业部和国家标准化管理委员会，该领域的技术归口由信标委自动识别与数据采集技术分委会负责。
&& 中国ISO/IEC JTC1 SC31秘书处设在中国物品编码中心。挂靠在中国物品编码中心的中国自动识别技术协会，于2003年开始组织其射频工作组的业内资深专家开始跟踪和进行ISO/IEC18000国际标准的研究，目前已完成标准草案的工作，ISO18000相关国标制定工作今年国标委正式立项后，明年相关国标将会看到这一系列基础标准。
射频技术与条形码技术的区别
射频技术与条形码是两种不同的技术，有不同的适用范围，有时会有重叠。两者之间最大的区别是条形码是"可视技术"。射频标签只要在接受器的作用范围内就可以被读取。
　　射频技术和条形码有什么不同？从概念上来说，两者很相似，目的都是快速准确地确认追踪目标物体。主要的区别如下：有无写入信息或更新的能力。条形码的内存不能更改。射频标签不像条形码，它特有的辨识器不能被复制。标签的作用不仅仅局限于视野之内，因为信息是由无线电波传输，而条形码必须在视野之内。由于条形码成本较低，有完善的标准体系，已在全球散播，所以已经被普遍接受，从总体来看，射频技术只被局限在有限的市场份额之内。目前，多种条形码控制模版已经在使用之中，在获取信息渠道方面，射频也有不同的标准。
&&& 射频技术与条形码是两种不同的技术，有不同的适用范围，有时会有重叠。两者之间最大的区别是条形码是"可视技术"，在人的指导下工作，只能接收它视野范围内的条形码。相比之下，射频识别不要求看见目标。射频标签只要在接受器的作用范围内就可以被读取。条形码本身还具有其他缺点，如果标签被划破，污染或是脱落，扫描仪就无法辨认目标。条形码只能识别生产者和产品，并不能辨认具体的商品，贴在所有同一种产品包装上的条形码都一样，无法辨认哪些产品先过期。
&& 目前，在成本方面，由於组成部分不同，智能标签要比条形码贵得多，条形码的成本就是条形码纸张和油墨成本，而有内存的主动射频标签价格在2美元以上，被动射频标签的成本也在1美元以上。但是没有内置芯片的标签价格只有几美分，它可以用于对数据信息要求不那么高的情况，同时又具有条形码不具备的防伪功能。
抗干扰能力
纸、塑料薄膜、金属表面
CCD或激光束扫描
智能标签特点及其制印技术现状分析
智能标签的印刷与传统标签的印刷有着很大的区别，由于智能标签及其的特殊性，不能承受的压力，所以，除喷墨印刷外，一般是采用先印刷面层，再与芯片层复合、模切的工艺。
　　传统的条形码标签在各行各业的广泛应用和其方便快捷的作用以及一定的防伪功能已成为人们的共识，但随着人们对商品的生产、贮运、保质、防伪、管理等诸多方面更高更全的信息需求，传统的条形码标签显然是力不从心了，它不但无法提供商品生产、管理等方面的信息，不能警示商品保质需要的温度等情况，在防伪效果上，也由于其印刷单一、容易仿造而逐渐失去商品的防伪效果。随着科技的进步及在标签制作领域的应用，一种全新、多功能、有良好防伪效果的智能标签已开始广泛应用，它将为标签制印带来新的生机和活力。
　　一、智能标签的特点及应用
　　智能标签(SmartLabel)也有人称之为无线射频识别标签，它是标签领域高新技术产品，如今已在产品包装中发挥重要的作用，逐步替代传统的产品标签和条形码。智能标签是标签领域的新秀，它具有超越传统标签的功能，是和计算机等高新技术在标签制印上的结晶。智能标签包含无线射频识别技术(RFID)电子标签，隐蔽或公开的商标保护或提示产品状况的。电子标签主要由芯片和组成，芯片主要用于接收和传送数据，通过由阅读器发出的无线射频信号来读取，阅读器与天线和计算机网络相连，形成一个，阅读器发送来自其天线的特殊信号给特定区域的电子标签，再将反馈信息处理后传送给计算机网络，从而使管理人员得到商品的特殊信息。
　　智能标签可以帮助厂商和消费者实时了解商品库存、流通、保质等情况，为厂商监控其产品在供应链中的状况和位置起到很大的作用。例如，许多食品和药品等的包装必须在特定的温度和低污染环境下储存运输，一般的标签无法了解和监控产品保存的温度和保质情况，而智能标签就可以在产品贮运过程中适时监控对温度要求敏感、易腐烂产品的温度，它凭借特殊的芯片、天线、传感器等，测量贮运过程中的温度，警示厂商防止温度变化对产品的影响。还有，如仓库管理员可以利用智能标签了解货架上的产品种类和数量的信息，来核对产品库存数据而判断产品的销售情况。此外，智能标签提高了传统标签的防伪效果，尤其在药品包装中，它的防伪功能已大大超过传统的条形码标签。
　　智能标签的核心是含有IC芯片的射频和传感器，内部装有可程序化的和天线，可通过无线射频信号与读写装置进行信息的接收和传输，具有产品鉴别、防伪、防盗、管理等多种功能，是目前广泛使用的产品条形码标签的升级和更新的产品。智能标签具有小、薄、柔(制作的产品厚度可达到0.1mm 左右，大小从几毫米到近二十厘米，可随意扭曲、弯折)的优点，以及具有读取数据信息快，并可依特殊命令读取ID 号码和一些特殊信息等特点。
　　智能标签有防冲撞的读写特性，并且能同时读写多个电子标签。它可以携带数据，并可将其芯片中存储的数据通过专门的以无线的方式快速读取，在工作过程中还可非常方便地对其数据进行改写。智能标签在使用时可以做到无需连线、无需、无需接触，且还可在射频频率上进行丰富的变化。在智能标签中，可植入多种材料内部特性和可读取的功能被广泛地应用于无线识别领域，如产品识别、质量监控、票证、资产管理和提供系列追踪管理等。智能标签为防伪、物流管理领域提供了多变的新。
　　智能标签的相关产品在商品生产、储运、销售的库存管理等领域有广阔的应用空间，在日本，、和凸版印刷株式会社已经大规模生产并销售智能标签。有资料显示，日本的智能标签以及相关服务与软件市场将在 年达到9 万日元以上的水平，在美国和欧洲，包括沃尔玛在内的主要零售商也都在努力推广智能标签的使用， 年6 月沃尔玛公司就要求 年开始采用RFID 技术管理货品，要求其主要的100 家供货商在 年前必须使用智能RFID 标签，并在一两年内要求绝大部分供应商都要使用标准的智能标签。据报道，目前这种智能标签的生产呈高速增长的趋势，在欧洲， 年市场已达到5 0 亿美元以上，并以每年约4 0 % 的速度增长，预计 年，全世界的RFID 标签的使用量将达到200 亿个以上，届时零售业将会全面普及应用RFID 智能标签。
二、智能标签的制印技术
　　智能标签的印刷与传统标签的印刷有着很大的区别，目前，我国传统标签的印刷技术已具有很高的水平，商标印刷业中不乏有经验丰富的企业，也生产出许多设计精美和高品质的产品，但对于智能标签，有人认为它并无特殊之处，只要用普通标签给它外覆一件美丽的外衣，这对于高品质标签的制印企业来说并不困难，但这样单纯地添加美丽外衣的智能标签，其高附加值却是令人担忧的，否则会造成重要的损失。那么，与传统标签印刷相比，智能标签印刷有什么特点呢?
　　首先，从智能标签的定义上来看，智能，是由芯片、天线等组成的射频电路；而标签是由标签印刷工艺使射频电路具有商业化的外衣。从印刷的角度来看，智能标签的出现会给传统标签印刷带来更高的含金量。智能标签的芯片层可以用纸、PE、PET甚至纺织品等材料封装并进行印刷，制成不干胶贴纸、纸卡、吊标或其他类型的标签。芯片是智能标签的关键，由其特殊的结构决定，不能承受印刷机的压力，所以，除喷墨印刷外，一般是采用先印刷面层，再与芯片层复合、模切的工艺。
　　(1)印刷方法。印刷主要是以丝网印刷为首选，因为丝网印刷在集成电路板、薄膜等方面的印刷质量是其他印刷方法所无法企及的。在智能标签印刷中，要使用导电油墨，而印刷导电油墨较好的丝网是镍箔穿孔网。它是一种高技术丝网，它不是由一般的金属或尼龙等丝线编织成的丝网，而是由镍箔钻孔而成箔网，网孔呈六角形，也可用成形法制成圆孔形。整个网面平整匀薄，能极大地提高印迹的稳定性和精密性，用于印刷导电油墨、及集成电路等高技术产品效果较好，能分辨0.1mm 的电路线间隔、定位精度可达0.01mm。
　　(2)导电油墨的应用。导电油墨是一种特种油墨，它可在UV 油墨、柔版水性油墨或特殊胶印油墨中加入可导电的载体，使油墨具有导电性。导电油墨主要是由导电填料(包括金属粉末、金属氧化物、非金属和其他复合粉末)、连接剂(主要有合成树脂、光敏树脂、低熔点有机玻璃等) 、添加剂(主要有分散剂、调节剂、增稠剂、增塑剂、润滑剂、抑制剂等)、溶剂(主要有芳烃、醇、酮、酯、醇醚等)等组成。该油墨是一种功能性油墨，在印刷中主要有碳浆、银浆等导电油墨。碳浆油墨是一液型热固型油墨，成膜固化后具有保护铜箔和传导电流的作用，具有良好的导电性和较低的阻抗力；它不易氧化，性能稳定，耐酸、碱和化学溶剂的侵蚀；具有耐磨性强、抗磨损、抗热冲击性好等特点。银浆油墨是由超细银粉和热塑性树脂为主体组成的一液型油墨，在PET、PT、PVC片材上均可使用，有极强的附着力和遮盖力，可低温固化，具有可控导电性和很低的值。另外，可将具有导电性的纳米级碳墨加入油墨制成导电油墨，也可将导电油墨中金属粉(如银粉)制成纳米级银粉来制造导电油墨，这种导电油墨不仅印刷的膜层薄且均匀光滑，性能优良，而且还可大量节省材料。
　　在智能标签制印中，导电油墨主要用于印制RFID天线，替代传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线。它具有两个主要的优点，首先，传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线，工艺复杂，成品制作时间长，而应用导电油墨印刷天线是利用高速的印刷方法，高效快速，是印刷天线和电路中首选的既快又便宜的方法。如今，导电油墨已开始取代各频率段的蚀刻天线，如超高频段(860～950MHz)和微波频段(2450MHz)，用导电油墨印刷的天线可以与传统蚀刻的铜天线相比拟，此外，导电油墨还用于印制智能标签中的传感器及线路印刷。其次，传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线要消耗浪费金属材料，成本较高，而导电油墨的原材料成本要低于传统的金属天线，这对于降低智能标签的制作成本有很大的意义。
　　(3)独特的工艺要求。智能标签制印对制作工艺有其独特的要求，主要应注意高成品率、厚纸印刷和复合加工。
　　在高成品率上，由于智能标签本身的价值要高于普通印刷标签许多倍，所以给企业带来高利润的同时，印刷品高成品率尤为重要。尤其是许多产品都要求多色UV 墨印刷、上光、上胶，印量大的标签大多数还采用卷到卷印刷或无印刷( 通花) 等方式加工，由于加工工序多，也加大了成品的筛选难度。
　　对于厚纸印刷，在卡纸加工中，必须注意设备对350克厚的卡纸要有良好的印刷适性，卡纸印刷中要保持纸带的张力稳定，保证印刷累计套印误差降到最小，因此如果每个画面都套印很准，但是画面之间的间距产生误差较大，也会给智能标签印刷后的复合和模切工序造成麻烦。
　　至于复合加工，它是智能标签加工中的关键工序，在复合加工中不仅要求每个标签之间的尺寸不会因为张力变化而改变，而且对于薄膜类材料，还要考虑拉伸变形造成标签间距增加，并做适当调整。
SAW射频识别无源电子标签技术及应用
射频识别系统
　　射频识别(RFID)技术是一种无接触自动识别技术，其基本原理
是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止的或移动中
的待识别物品的自动机器识别。
　　射频识别系统一般由两个部分组成，即标签和阅读器。电子
标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合，
在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。发生
在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种：
　　(1)耦合，通过空间高频交变实现耦合，依据的是电磁
感应定律。
　　(2)电磁反向散射耦合：雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰
到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规
　　电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。
典型的工作频率有：125kHz、225kHz和13.56MHz。识别作用
距离小于1m，典型作用距离为10cm～20cm。电磁反向散射耦合方式一
般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有：
433MHz，868MHz，915MHz，2.45GHz，5.8GHz。识别作用
距离大于1m，典型作用距离为3m～l0m。
　　电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体，电子标签附着在
待识别的物品上，是射频识别系统真正的数据载体。一般情况下，电
子标签由标签和标签专用组成。
　　依据电子标签供电方式的不同，可以分为有源标签(Active tag)
和无源标签(Passive tag)两种，有源标签内装有，无源标
签没有内装电池。
　　阅读器又称为读出装置，阅读器可以是读/写或只读装置，用于
当附着有电子标签的待识别物品通过其读出范围内时，自动以无接触
的方式将电子标签中的约定识别信息取出，从而实现自动识别物品或
自动收集物品标识信息的功能。
　　面波器件技术
　　声表面波(SAW)是传播于压电晶体表面的机械波，其声速仅为
电磁波速的十万分之一，传播衰耗很小。SAW器件是在压电基片上采用微电子工艺技术制作叉指形电声和反射器等，利用基片材料的压电效应，通过输入叉指换能器(IDT)将电信号转换成声
信号，并局限在基片表面传播，输出IDT将声信号恢复成电信号，实现电-声-电的变换过程，完成电信号处理过程，获得各种用途的电子器件。采用了先进微电子加工技术制造的声表面波器件，具有体积小、重量轻、可靠性高、一致性好、多功能以及设计灵活等优点，在通信、电视、遥控和中已得到广泛应用，数以亿计的和电视机中都应用了多个声表面波。随着加工工艺的飞速发展，SAW器件的工作频率已覆盖10MHz～2.5GHz，是现代信息化产业不可或缺的关键。
　　SAW无源电子标签工作原理
　SAW无源电子标签采用反射调制方式完成电子标签信息向阅读器的传送。
　　SAW标签是由叉指换能器和若干反射器组成，换能器的两条与电子标签的天线相连接。阅读器的天线周期地发送高频询问脉冲，在电子标签天线的接收范围内，被接收到的高频脉冲通过叉指换能器转变成声表面波，并在晶体表面传播。反射器组对入射表面波部分反射，并返回到叉指换能器，叉指换能器又将反射声脉冲串转变成高频电脉冲串。如果将反射器组按某种特定的规律设计，使其反射信号表示规定的编码信息，那么阅读器接收到的反射高频电脉冲串就带有该物品的特定编码。通过解调与处理，达到自动识别的目的。
　　由于声表面波传播速度低，有效的反射脉冲串在经过几微秒的延
迟时间后才回到阅读器，在此延迟期间，来自阅读器周围的干扰反射
已衰减，不会对声表面波电子标签的有效信号产生干扰。
　　SAW无源电子标签应用
　　利用声表面波技术的电子标签始于上世纪80年代末，近年来声表面波标签的研究成为一个热点。声表面波电子标签是应用现代电子学、声学、半导体平面工艺技术和雷达及信号处理技术的系统新成就，它是有别于IC芯片识别的另一种新型非接触自动识别技术。
　　由于SAW器件本身工作在射频波段，无源且抗电磁干扰能力强，
因此SAW技术实现的电子标签具有一定独特的优势，是对技术的补充。其主要特点是：
　　1.读取范围大且可靠，可达数米；
　　2.可使用在金属和液体产品上；
　　3.标签芯片与天线匹配简单，制作工艺成本低；
　　4.不仅能识别静止物体，而且能识别速度达300千米/小时的高速
运动物体；
　　5.可在高温差(-100℃～300℃)、强电磁干扰等恶劣环境下使
　　电子标签技术应用领域非常广泛，包括物流管理、路桥收费、公
共交通、门禁控制、防伪、农场的健康与安全监控识别、超市防盗和
收费、航空行李分拣、邮包跟踪、工厂装配流水线控制和跟踪、设备
和资产管理、体育竞赛等。
　　SAW标签也适用于压力、应力、扭曲、加速度和温度等参数变化的测量，如铁路红外轴温探测系统的热轴定位、轨道衡、超偏载、汽车轮胎压力等。
　　德国的Baumer Ident GmbH公司生产的OIS-W声表面
波标签、Siemens公司的SOFIS声表面波系统已成功用于挪威奥
斯陆汽车过桥自动收费系统以及德国慕尼黑火车进站定位系统。在美
国，Identtronix、i-Ray、RF-SAW等公司也均生产商业化的SAW
电子标签。
SAW研发情况
　　中国电子科技集团公司第五十五研究所(下简称五十五所)是国
家重点军工研究所，已有数十年的部件的成熟经验。
　　目前五十五所已发展成为国内领先国际认可的高频声表面波器件研发与生产基地，具备制作0.5μ m(2GHz)高频声表面波器件
的能力。ND系列高频声表面波器件批量生产的产品规范与国外同类产品的相当，经济运行态势良好，年增长率大于30%。
　　434MHz和915MHz是民用非管制无线电频段，一般民用遥控设
备都使用这些频段，ISO也建议开放用于射频识别。因此我们从2003
年初开始了本项目有关产品技术开发和样品样机的试制，现已试制开
发了数种应用器件样品和样机，达到预期效果。
&&& 发展SAW电子标签的关键
　　1.标签编码容量与作用距离的优化；
　　2.编码和阅读器的配合；
　　3.小型低成本且适合待识别物品的电子标签天线；
　　4.异码标签芯片的批量生产；
5.防碰撞和可读写标签。
&&&SAW RFID的突破
& &&SAW（表面声波）RFID已出现了一段时间，应用在移动电话、寻呼机中的数以亿计的非RFID SAW方案具有可靠性高，成本低的特点，SAW RFID技术也从这些优点中受益良多。SAW RFID首先出现在美国加利福尼亚和挪威的不中断式公路收费系统中，但是数量不多。并且在加利福尼亚它们被贴到汽车挡风玻璃上的硅芯片RFID标签代替了。在挪威，MicroDesign公司供应采用这种技术的只读被动式标签有十几年的时间，后来它就以QFree的名义开始供应针对不中断式公路收费系统和其他设备的硅芯片RFID可读写设备与系统。实际上直到今天，没人知道如何制造主动式的或可读写的SAW RFID标签，尽管Dallas公司的RFSAW已作了一些很好的工作来显示它不需额外的就可感应张力或温度的变化。感应张力或温度的功能用硅芯片和分离式传感器也是可以实现的，但是这种方式的成本太高。今天，温度检测RFID标签在家畜和食品方面都有应用案例，但是数量非常少。
& 　然而，虽然SAW RFID的一个缺陷是仍然采用了类似硅材料的易碎芯片，但它的加工过程所需的步骤更少，所要求的精确性也没有那么高，因此它的成本比硅芯片RFID也要低一些，当然这在市场中还没有真正地实现。RFSAW已向许多行业销售了SAW RFID设备，另外在创建一个包括这种设备的ISO 18000的子标准方面，它也是主要的推动者。
&&& 灭菌过程耐受性
&&& SAW ID芯片的独特物理特性解决了RFID的主要问题，并且实现了：
&&& ◆ 标签与阅读器相互距离较大时的可靠读取。
　　◆ 克服了读取信号可能被液体和金属阻断的情况。
　　◆ 商业化的全货盘读取，这是RFID的一个非常重要的能力。
&&& 在许多应用场合中，SAW的读取距离是足够大的，因此被动式标签可以代替用电池驱动的高成本主动式标签。SAW RFID系统具有与生俱来的能力来检测标签位置、运动的方向和标签温度等，这些功能如果用其他的技术很难实现或需要很高成本。另外，SAW标签可以经受一些与安全相关的过程，如一些食品或医药的生产过程会升高操作温度、通过高能量的X射线或用伽马射线灭菌等。
&&& 例如，RFSAW标签采用了成本比较低的芯片和尺寸较小的低成本天线，与基于IC的标签相比，它的成本就很有优势。另外，通过加入关键信号处理功能（如多标签读取功能），整个系统的成本被进一步优化了。它通过多路访问可扩展频谱信号实现了这一功能，这种信号在具备高速读取速度的同时，还具有较高的抗干扰性，与其他无线射频系统和RFID读取器也有较好的频谱相容性。与UHF不同的是，目前它在全世界都可以合法的操作，不需要等待欧洲、中国和其他国家的无线管制规定的审查。256位的版本也是可能的，这远远超出了产品级别、货盘和包装箱所要求的存储空间要求，更不用说运输和车辆上的标签了。
&& &其他开发SAW RFID的公司
&&& 澳大利亚的Carinthian Tech Research (CTR)公司最近开发了一种新型被动式RFID标签。这种标签能够耐受和监测工程与工业应用环境（与RFSAW的大范围低成本的应用场合不同）中的温度变化情况。
成本高标准不统一 电子标签中国推行遇困
当沃尔玛提着篮子来中国上亿元上亿元地采购时，中国的供应商们怎么也不会想到，有一天要在商品上加贴一个叫“标签”的东西。
　　沃尔玛电子标签计划夭折？
　　“年初就收到过沃尔玛的通知，今年以来，沃尔玛为此还特意举办了多次有关‘无线射频识别系统（ RFID）’的讲座培训，公司的信息官都有参加。”
　　电话那头，厦门“进雄”企业有限公司郑总对 RFID毫不陌生。在中国， RFID简称电子标签。郑提及的通知是指，沃尔玛要求其前 100位供应商在 年 1月底之前必须在每个货箱托盘上加贴电子标签。 年年底，沃尔玛的所有供应商都要采用电子标签。
　　厦门“进雄”是美资公司 NORTOLEINC.设在中国的分公司，主要生产户外用品，早年已进入沃尔玛供应体系。不过，在沃尔玛体系中，“进雄”还仅是年供货额为 万美元的“中型供货商”，因此并不在沃尔玛 供货商名单中。不过，郑表示，沃尔玛肯定会要求所有供货商朝着这个方向发展，所以他们也在做着各种准备。
　　其实，早在两年前，沃尔玛已经与 合作，率先导入先进的电子标签系统。只要消费者从货架上拿起一件商品，系统会自动将商品资料报告整个供应链系统，客户结账时只需要将购物车通过读取机，就能一次结清购物车内的所有物品的价格，而后端仓库也能立即了解需要补货的项目。数据显示，采用电子标签可减少 10%至 30%的安全库存量，大大降低仓储成本。
　　然而，即便业界已经认为电子标签可以有效降低成本，但是短期内，沃尔玛的供应商们对于此技术的投资仍持保留态度。“在推行电子标签进程中，来自国内供应商的阻力非常大，没有几家愿意做，为此沃尔玛已经将 100名供货商减少到 50家。”业内知情人士向记者明确表示。
　　成本遏制推广
　　让沃尔玛中国供应商们却步的主要是电子标签的高成本。
　　在日前举行的“全球 RFID中国峰会”上，记者看到，德州展示的电子标签最便宜的也要 25美分（约合人民币 2元）。业内介绍，封装好的电子标签最低也要人民币 7— 8元。
　　沃尔玛一供应商笑言，一台 1000元的电脑和一个 2毛钱的西瓜同样在沃尔玛销售，如果都贴电子标签的话，卖西瓜的还赚钱吗？
　　“进雄”郑总告诉记者，电子标签如果成本不下降，推行会很困难，特别是对中国的中小供货商而言，本身商品价值低，如果加贴电子标签，肯定吃不消。据粗略统计，沃尔玛每年大概要从头 100个供应商那里收到十亿箱的货物。如果全部由供应商承担，将是一笔巨额费用。
　　不过，目前电子标签成本已呈下降趋势。上海复旦微电子股份公司副总经理俞军认为，降低成本的主要手段是技术进步和批量生产。今年，国内电子标签市场容量为 5000万个。 2年以后，一枚电子标签有望降至人民币 2元以内。
　　基础标准亟待出台
　　除了价格，阻碍电子标签推广的瓶颈还有标准。
　　“目前，全球范围内各种电子标签的应用还不存在统一的代码、频率或者标准，”中国物流与采购联合会副会长戴定一表示，“电子标签关键是走到哪里都能用，因此标准一定要统一。”
　　就我国而言，电子标签技术及应用处于初级发展阶段，存在技术水平不高、标准规范不完整等诸多问题。在全球 RFID峰会上，信产部官员表示，我国将充分考虑和引用其他全球组织目前已经制定的标准，结合国情制定出符合中国市场的电子标签行业标准。
　　值得一提的是，在国内标准尚未出台的前提下，国内企业已经将目光投向全球市场。本月 11日，实华开电子商务公司与 IBM签订协议，共同开发 RFID技术，而香港机场正在进行的标准统一的试验中也有中国系统集成商的身影。
　　国内零售试水
　　电子标签技术的应用还要靠企业推动。到目前为止，美国已有 100多家企业承诺支持RFID技术应用，而国内企业，投资使用电子标签的还寥寥无几。
　　昂波国际有限公司总裁王跃接触过很多中国客户，她告诉记者，国内企业对电子标签比较感兴趣，但一旦涉及具体投资，则普遍持观望态度。只有找到好的应用案例，电子标签才具有推广动力。
　　好在已经有国内企业迈出尝试性步伐。日前，北京物美集团和实华开电子商务公司签署协议，物美集团将在未来建立中国第一家电子标签零售示范店，推行电子标签技术。
　　这是电子标签技术首次进入中国商业零售领域。物美集团董事长张文中接受记者专访时表示，零售终端处于供应链的核心地位，对生产者有着直接的制约作用，只有抓住终端，才可能推动整个电子标签产业的发展。
现在有100人对本文发表评论
<form onsubmit="if(document.getElementById('content').value.length500){alert('评论不能少于三个字符，大于500个字符！');document.getElementById('content').focus();}" action="/common/comment_post.aspx" method="post">
Copyright & 2007- Corp.All Rights Reserved. 版权所有　经营许可证编号： 法律声明
维库电子旗下网站：维库电子市场网 | ChinaICMart | 维库电子开发网 | 维库电子人才网
总部：杭州市下城区朝晖路182号国都发展大厦1号楼80A
电话：9-8016 QQ： | MSN: |