无线射频识别 (RFID) 技术是目前发展最迅速且最具价值
的技术之一，并且已为当今的企业所采用。近年来，随着相关重要标准的逐步建立，零售商和政府的有力推动，再加
上技术本身性能的大幅提高，实施成本的进一步降低，
这一自动数据采集 (ADC) 技术得到了广泛的应用。RFID
为许多行业和应用带来了巨大的利益。然而，由于对 RFID 技术及其应用的误解，使某些组织无法有效利用该技术
的优势。
本白皮书提供了对 RFID 技术及其功能的概述，并对商业
应用中的常见频率与技术进行了介绍，它还分析了相关重
要标准，并针对如何利用 RFID 的优点来提高便利性、准
确性和安全性等进行了阐述。
RFID 是一种采用无线方式交换数据的技术类别。在这类
技术中，通过对某个芯片写入和读取数据，并由其连接的天线接收来自读/写设备（通常称为读写器、编码器或询答器）的射频信号，以实现相关功能。数据自动进行交换，无需
操作者干预即可启动 RFID 读取操作。
与其他数据采集形式相比，RFID 具备以下显著优点：
· RFID 标签读取无需任何人力，可实现在人员不宜
进入的环境中进行监控和数据采集。
· 每秒可执行数千次读取操作，速度快且准确性高。
· RFID 标签数据可反复修改。
· RFID 在标签和读写器之间无需直接瞄准，可适合许
多条形码不可行的应用。
· 已有遍布众多行业的数千家企业在积极探索如何利
用 RFID 的优点来开展运营，以监控物流过程，提供实时数据准确性，跟踪资产和库存，并减少人力需求等。
· RFID 技术可与条形码系统和 Wi-Fi 网络配合使用。
RFID 的工作原理
RFID 系统包括标签、读写器以及处理数据的软件。
RFID 标签通常作为胶粘条形码标签的一部分而粘贴在货物上。这些标签还可以贴在更耐用的外壳、ID 卡或腕带中。
读写器
可以是独立的无人值守设备（例如，用来监控码头闸口或传送带），也可以与移动计算机集成以供手持或叉车应用，还可整合到条形码打印机中。
读写器可发出射频信号，在射频区域内所有调谐到该频率
的标签都可接收到该信号。RFID 标签通过其天线接收到
信号，并发射其存储的数据进行响应。
标签可以存储多种
数据类型，包括序列号、配置说明、活动记录（例如，上次维护日期、标签通过特定位置的时间等），甚至还可以存储由传感器提供的温度及其他数据。读/写设备通过天线接收到
标签所发出的信号，在对其解码之后通过电缆或无线连接将数据传输到计算机系统。
以下各部分将介绍有关 RFID 标签、读写器、打印机及性能等方面的详细信息。
标签（应答器）
RFID 标签包含两个基本元件：芯片和天线。芯片和天线经过安装构成一个嵌体（图 1）。
图 1：嵌体 – RFID 标签部件
然后，将嵌体封装在其他材料中，从而形成产品标签
（图 2）。
图 2：产品标签
不同类型的标签适用于不同的应用环境。例如，对内装塑料商品的纸箱适合的标签可能并不适合木制托盘、金属容器或玻璃制品。RFID 标签可以小如米粒，也可大如砖块，或者薄软到足以嵌入胶粘标签中。此外，这些标签在性能方面差异也很大，包括读/写能力、存储容量和电源要求等。
超薄型标签，也称为“智能标签”，通常适用于诸如货箱和托盘标识等一次性应用。打印机/编码器可根据要求生成智
能标签，即在外层标签上打印文字和/或条形码时对标签
进行编码。智能标签可满足有关货箱和托盘的大部分 RFID 标签需求。
根据不同的应用和环境，RFID 标签在耐用性方面也有所差异。用于永久性标识的标签在经过封装之后可以耐受极限温度、湿度、酸溶剂、涂料、油及其他可能影响文字、条形码及光学识别技术的情况。RFID 标签可制作成反复使用并适合终生标识的标签，这与条形码标签及其他一次性/非长期性标识方式相比，具有一定的总体拥有成本 (TCO) 优势。
RFID 标签可分为只读和读写两种形式（尽管后者已成为现行标准）。只读标签在工厂中设定为序列号或其他不可更改数据。而读/写标签上的数据则可进行数千次的修改。读/写标签通常划分为两个区域：一个是由用户定义的安全只读区域，该区域可能包括一个唯一 ID 号码；另一个区域为可擦写的存储器部分，用户可以随意地重新编程。因此，用户可将托盘 ID 号码永久性地写入只读存储器中，然后使用可读写空间来记录托盘上的物品。当托盘卸载之后，用户可以擦除其中的可复写部分以便重新利用。
此外，RFID 标签也可分为无源标签、半无源标签或有源标签。无源标签所需的发射能量来自读写器，它也是到目前
为止应用最为普遍的标签。所有 RFID 智能标签均为无源
标签。有源标签附带有电池，以提供发射能量，因此其发射距离较远。但这使得有源标签比无源标签体积更大，并且
更加昂贵。半无源标签的通信方式与无源标签类似，不同
之处在于它也附带有电池。其工作范围介于无源标签和有源标签之间，尽管它们的电池具有较长寿命，但其体积与
无源标签相当。
读/写器选件
与条形码读写器不同，RFID 读/写设备与标签之间无需直
接瞄准，并且读取范围更广，因此可以灵活放置。例如，读
写器可以安装在地板下或天花板上。在许多商用 RFID 系
统中采用超高频 (UHF) 频段，能够提供 10 米以上的读取
范围。便携式读写器可以集成到手持式计算机或智能标签打印机中，也可以安装到叉车等车辆设备中。
RFID 系统还可以与无线网络一起工作，并且通常与无线局域网进行整合以便同主机计算机系统交换数据，而 Wi-Fi 局域网不会对 RFID 系统产生干扰。（旧的专有 915 MHz 无线网络设备会对 UHF RFID 系统造成干扰，不过这些设备
目前已很少使用。）
RFID 性能
以上描述的基本特性适用于所有 RFID 技术。RFID 系统
之间的差异主要体现在所使用频率和工作范围、芯片内
存、安全性、所采集数据类型以及其他特性方面。弄清这
些不同点，对于理解 RFID 的性能和如何应用它非常重要。在接下来的部分中将简要介绍最重要的一些 RFID 特性。
频率
频率是决定 RFID 的工作范围、抗干扰能力以及其他功能特点的首要因素。大多数商用 RFID 系统均在 859 到 960 MHz 间的 UHF 频段，或 13.56 MHz 的高频段 (HF) 下工作。其他常见的 RFID 频率还包括 125KHz（一种低频近距离 RFID 系统，常用于车辆识别）、430 MHz 和 2.45 GHz，后两种
都用于长距离识别，通常与昂贵的电池供电标签配合使用。
在供应链和工业自动化应用中，最常用的是 UHF 频段。
目前流行的 EPCglobal 第二代 (Gen2) 标准（稍后将详细
介绍）就是采用了 UHF 频段技术。
工作范围
这是指 RFID 系统的有效读取距离，即要读取标签芯片中的信息，标签读写器天线到标签的距离必须在一定范围以内，该距离从数厘米到几十米不等，并取决于当前所使用的频率、功率输出以及天线的方向灵敏度。HF 技术多用于近距离应用，可读取最多 3 米以内标签的数据。UHF 技术可提供 20 米以上的读取范围。此外，工作范围在很大程度上也受到邻近物理环境的影响，例如金属和液体的存在可能干扰读取操作，从而影响有效读取距离和读/写能力。因此，在
相同设施中的多个 RFID 系统可能具有不同的工作距离，具体取决于周围环境及天线位置。对于读/写标签，读取距离通常大于写入距离。
安全性
RFID 芯片的伪造极其困难。黑客必须具备无线工程、编码算法以及解密技术等多领域专业知识。而且，在标签上可以对数据采取分级安全措施，这使得数据在供应链上的某些位置可以读取，而其他位置却不行。某些 RFID 标准还规定了额外的安全措施。由于 RFID 所具备的这些固有安全性，美国食品药品监督管理局 (FDA) 已经提倡使用 RFID 作为药品防伪的手段之一。因此，制药商们现已在积极探索应用 RFID 所拥有的高度安全性，而电子、服装和其他行业中的生产商们也同样如此。
标准
在 RFID 技术发展初期，一直盛行着 RFID 是一种专有技术，没有任何标准可遵循的错误观念。如今，为确保各种频率和应用的顺利实施，大量标准已得以建立。例如，在有关物品管理、物流集装箱、计费磁卡、动物标识、轮胎和车轮识别以及许多其他应用中，均建立了相应的 RFID 标准。
国际标准化组织 (ISO) 和 EPCglobal Inc. 是两家与供应
链最相关的标准组织。许多国家和行业标准均基于 ISO
或 EPCglobal 标准，例如用于可回收性集装箱识别的美国 ANSI 标准 MH10.8.4（基于 ISO 规范）。
根据定义，ISO 标准能够在全球各地通用，并在许多国家中作为国家标准。EPCglobal 第二代 (EPC Gen 2) UHF 标准现已提交给 ISO，并有望成为 ISO-18000 系列标准的一部分。
第二代标准的制定是为了促进 Electronic Product Code（产品电子代码，EPC）的推广使用，这些编码专门用于
标识托盘、货箱或单个产品等对象。EPC 标准不仅提供了 RFID 技术参数，还制定一个独特清晰的货物标识编码体系。第二代和其他 EPC 标准均由 EPCglobal 负责管理，
这是 GS1（发布 U.P.C. 编码并管理 EAN.UCC 系统的非赢
利机构）的一家分支机构。许多制造商、零售商、其他公司、公共机构与行业协会均已采用或签署了 EPC 标准，特别
是第二代标准。
使用 RFID
在使用其他技术或手工采集数据不可行或无法实现时，可以选择使用 RFID。这种技术可适用于下列环境：由于诸如非直接瞄准、高速读取要求、温度极限以及存在某些气体和
化学品等因素而无法采用其他数据收集方法。此外，它还可为大量的常见任务带来便利性。例如，顾客可以定期使用 RFID 来远程锁定汽车车门，或在图书馆中快速地签出或签入书籍，或在加油泵（内置读写器）处快速刷卡以加快加油站交易。某些企业依赖 RFID 来安全地跟踪并报告数以千计的资产、货运和库存物品的位置。
而且，RFID 仍然具有大量尚未利用的潜力，尤其在与其他
技术和软件应用集成方面。例如，可以考虑将温度或振动传感器集成到 RFID 标签中，这样就能在出现损坏产品的变化情况时自动发出警告。RFID 还可以与无线网络系统实现集成，提供全天候的广泛监控。例如，受监控地点的库存变动可自动触发库存补货请求，或者当库存物品被未授权人员动用时，可通知安全人员。这些应用已在现实中得以实现，与其他的前瞻性系统一样，它们在顾客事务、保健、人员识别、制造、物流、资产管理以及许多其他运营领域中提供了更高的便利性和效率。
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