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“精于芯、簡于形”的通用讀寫器何時出現(xiàn)

作者:山東省標(biāo)準(zhǔn)化研究院 蘇冠群、盧菲菲
來源:《中國自動識別技術(shù)》
日期:2007-03-04 11:45:15
摘要:目前,在資產(chǎn)管理、物品識別和物流應(yīng)用中使用最廣泛的是433MHz(有源超高頻)、13.56MHz(無源)和860-960MHz(無源超高頻)標(biāo)簽。理想中的“通用”讀寫器可以通過配置或自動識別三種不同的RFID標(biāo)簽,這給技術(shù)開發(fā)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。同頻段的RFID技術(shù)都有其自己的空中接口和通訊協(xié)議;都要求不同的天線設(shè)計。這種復(fù)雜性不僅包括不同的通訊頻率,還來自同頻率下存在的不同協(xié)議。我們不禁要問,“通用”RFID讀寫器能夠創(chuàng)造出來嗎?
   RFID技術(shù)本身所具有的多樣性特征,可以滿足在不同環(huán)境下對識讀距離、識讀對象和抗干擾性等性能的不同要求,當(dāng)然這也意味著RFID設(shè)計方案和產(chǎn)品選型的多樣化。一個涉及大范圍的項目或大機構(gòu)面對這種技術(shù)的多樣性時,RFID設(shè)計和實施的復(fù)雜度就會成倍增加。美國國防部和通用電氣使用了大量的RFID技術(shù),RFID已經(jīng)成為其業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)中不可缺少的一部分,為了最優(yōu)化工作效率,他們提出需要“通用”RFID讀寫器。

  目前,在資產(chǎn)管理、物品識別和物流應(yīng)用中使用最廣泛的是433MHz(有源超高頻)、13.56MHz(無源)和860-960MHz(無源超高頻)標(biāo)簽。理想中的“通用”讀寫器可以通過配置或自動識別三種不同的RFID標(biāo)簽,這給技術(shù)開發(fā)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

“通用”讀寫器可能嗎

  不同頻段的RFID技術(shù)都有其自己的空中接口和通訊協(xié)議;都要求不同的天線設(shè)計。這種復(fù)雜性不僅包括不同的通訊頻率,還來自同頻率下存在的不同協(xié)議。我們不禁要問,“通用”RFID讀寫器能夠創(chuàng)造出來嗎?

  回顧一下條碼的發(fā)展歷史,對于認(rèn)識RFID讀寫器的發(fā)展是很有幫助的。

  條碼閱讀器或數(shù)據(jù)采集器使用光(包括可見光、紅光和激光)而不是無線電信號來識讀符號。換句話說,首先條碼的空中接口是非常通用的。在早期,條碼閱讀器根據(jù)制造商所申請的專利,能夠?qū)σ环N特定的條碼符號進行解碼。就在國際標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)的幾年之前,RFID也受到了這種限制。大多數(shù)的條碼符號最后合并入一個公共域中。國際物品編碼協(xié)會GS1為集裝箱統(tǒng)一了UPC和交插25碼(ITF)。美國國防部和美國保健產(chǎn)業(yè)條碼委員會,以及后來的美國汽車工業(yè)行動集團(AIAG)決定統(tǒng)一使用39碼。雖然美國國防部、保健產(chǎn)業(yè)條碼委員會和美國汽車工業(yè)行動集團的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和格式不同,但是其條碼符號的解碼算法不做任何改變。對大多數(shù)的應(yīng)用場合來說,即使存在多種條碼符號,同時讀取幾種條碼符號沒有很大必要,在很大程度上,閱讀器的設(shè)計只針對特定的應(yīng)用。例如,在物流運輸業(yè)中,閱讀器通常只需要讀條碼長度較長對比度較低的ITF符號,而零售行業(yè)的POS閱讀器只需識讀EAN-13和EAN-128。大多數(shù)情況下,處理器功率、存儲器成本和幾個芯片集中在一塊解碼器電路板都會限制解碼能力。后來發(fā)展到條碼閱讀器變得高度智能,可以自動區(qū)分不同的碼制。即使是這樣,存儲器的一些限制仍然存在,用戶不得不選擇使用碼制或購買能識讀這些碼制的條碼閱讀器。目前,條碼閱讀器可以識讀范圍很廣的符號(包括二維條碼符號),但必須建立在較大的處理功率和存儲器基礎(chǔ)之上,條碼閱讀器如此智能的另一個重要原因是解碼功能被集成到了一個芯片上,而不是一塊電路板上放置多個芯片。

目前的問題

  雖然13.56MHz RFID讀寫器的功能都已經(jīng)被集中到一塊芯片上,但是超高頻RFID讀寫器卻還沒有辦法實現(xiàn)。超高頻RFID讀寫器的功能仍然不得不分散在一塊電路板的許多芯片上。雖然電路板越來越小,但是人們還是希望把整個讀寫器的功能都集成在一個單獨的芯片中,這樣讀寫器芯片就可以嵌入手機或掌上電腦中。事實上,芯片巨人Intel也正在做這方面的研發(fā)工作。UHF頻段的集成模塊我們可能還要晚些時候才能見到,把超高頻RFID讀寫功能集成入一個芯片的部分問題在于,符合Gen 2的產(chǎn)品剛剛投入市場,一些顧客可能會在很長的時間內(nèi),繼續(xù)使用第一代EPC標(biāo)簽。因此,制造商不得不回答的問題是:只實施Gen2,還是兩個版本都需要?

  一旦所有的RFID讀寫器功能可以被集成到一塊單獨的芯片中,使用多芯片制造通用讀寫器的潛力大大增加。然而,這樣就可能需要三個分開的天線,造成便攜式通用讀寫器有時顯得笨重。

通用解決方案并非完美

  首先,RFID并不是適用于任何場合這一點很重要。美國國防部作為自動識別技術(shù)的倡導(dǎo)者和應(yīng)用大戶,使用RFID已經(jīng)很多年,并正在迅速的擴大其應(yīng)用。貨物集裝箱被貼上了主動式433MHz標(biāo)簽,標(biāo)簽中包含了整個貨物倉單信息。紙板箱被貼上與EPC標(biāo)準(zhǔn)兼容的超高頻UHF標(biāo)簽。將來,包括輕武器在內(nèi)的物品,有可能被貼上13.56 MHz高頻標(biāo)簽。也就是說,在集裝箱、貨箱、單品這三個不同的物流層級,其RFID標(biāo)簽是不同的。此外,值得注意的是:貨物集裝箱有可能處于干燥或冰凍環(huán)境中,為了識讀433MHz標(biāo)簽從而識別集裝箱中的貨物,必須使用相應(yīng)讀寫器。當(dāng)打開集裝箱時,如果能夠識讀紙板箱上的超高頻標(biāo)簽?zāi)菍⑹抢硐肭闆r,但也不一定完全必須。

  從設(shè)備的獲取和維護的角度來講,很明顯使用一個能夠勝任所有任務(wù)的讀寫器是最優(yōu)的:從識讀一維條碼和二維條碼,到識讀所有RFID標(biāo)簽。然而,從今天的成本觀點來看,只能夠識讀必需的條碼的閱讀器才更劃算。從RFID的發(fā)展趨勢來看,支持HF/UHF的雙頻讀寫器的利用率將非常高,事實上,也有部分敏銳的廠商已經(jīng)推出這種讀寫器,TagSys和Anadigm先后推出兼容HF和UHF的POS讀寫器和芯片組,但整合到一個芯片的UHF/HF通用讀寫器尚未出現(xiàn)。

  對通用RFID讀寫器的需求沒有真正意義上的短期解決方案。對不遠(yuǎn)的將來,最好的解決方案就是設(shè)計能夠辨識不同頻段的RFID技術(shù)的關(guān)鍵識讀點,能夠利用所有自動識別技術(shù)的智能系統(tǒng)。

通用讀寫器的未來

  從哲學(xué)的角度看,簡約、易上手的工具總是要取代復(fù)雜、難操作的工具。從技術(shù)發(fā)展史看,是否會有一個高度智能的通用RFID讀寫器不是真正的問題,何時能有,其成本多少才是真正的問題。實際上,如果客戶需求量大,訂購單多,有能力的廠家就可以立刻著手制造。拋去價格不談,誰能不喜歡一個“精于芯、簡于形”的自動識別通用讀寫器呢。

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