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RFID:高頻還是超高頻?

作者:Packaging Digest China
來源:RFID世界網(wǎng)
日期:2005-10-31 10:18:28
摘要:與超高頻(UHF)技術(shù)相比,高頻技術(shù)(HF)要成熟得多。1995年高頻技術(shù)就已經(jīng)商業(yè)化了,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會也于1999年制定了ISO/IEC 15693標(biāo)準(zhǔn),對高頻射頻識別技術(shù)的實(shí)施進(jìn)行了規(guī)范。
關(guān)鍵詞:高頻超高頻
 

 與超高頻(UHF)技術(shù)相比,高頻技術(shù)(HF)要成熟得多。1995年高頻技術(shù)就已經(jīng)商業(yè)化了,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會也于1999年制定了ISO/IEC 15693標(biāo)準(zhǔn),對高頻射頻識別技術(shù)的實(shí)施進(jìn)行了規(guī)范。幾家生產(chǎn)廠商已經(jīng)生產(chǎn)了數(shù)以幾十億計(jì)的高頻標(biāo)簽,獲得了99%以上的收益率。針對標(biāo)簽生產(chǎn)、數(shù)據(jù)協(xié)議共享和構(gòu)造RFID應(yīng)用的基礎(chǔ)等等方面的學(xué)習(xí)曲線都已經(jīng)被建立起來了。目前包括芯片、鑲嵌、標(biāo)簽、讀取器、天線、打印機(jī)和軟件等各方面的100多個RFID供應(yīng)商都已經(jīng)能支持ISO/IEC 15693標(biāo)準(zhǔn)了。還有更多的公司支持私有高頻產(chǎn)品。高頻技術(shù)在如圖書館系統(tǒng)、紡織品租賃和工業(yè)洗滌等市場應(yīng)用領(lǐng)域的商業(yè)化的成功率極高。

  全球標(biāo)準(zhǔn)和功率要求

  無限射頻波的波段由世界上不同地區(qū)的政府團(tuán)體管理著。13.56兆赫茲的高頻波為在世界范圍內(nèi)有效的國際科學(xué)和醫(yī)學(xué)(ISM)波段。在日本于2002年12月同意使用一致的高頻頻率后,其功率水平也在世界范圍內(nèi)得到了統(tǒng)一。但對超高頻來說,情況卻不是這樣。一些標(biāo)準(zhǔn)化組織,比如EPCglobal, Inc.,正在與政府合作,努力協(xié)調(diào)超高頻波的頻率使用問題。

  目前不同地區(qū)使用的頻率從860兆赫茲到960兆赫茲不等。美國已經(jīng)指定了915兆赫茲用于無限射頻識別技術(shù)的應(yīng)用,歐盟指定的是868兆赫茲。在某些國家,整個超高頻波段應(yīng)用到了軍事上。這種在頻率分配上的多樣性要求生產(chǎn)廠商針對不同的國家或地區(qū)生產(chǎn)不同的標(biāo)簽和讀取器,這就會導(dǎo)致一個潛在的問題,那就是使那些試圖建立無縫國際供應(yīng)鏈連接的公司的供應(yīng)鏈斷開。日本剛剛開始對該領(lǐng)域進(jìn)行規(guī)范,留出了一個可行的超高頻波段供無限射頻技術(shù)來使用。除中國以外的其他亞洲國家也處于同樣的階段,而中國還沒有就超高頻波段的標(biāo)準(zhǔn)化問題做出反應(yīng)。

  當(dāng)涉及到功率要求問題時,歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI )的EN 300-220規(guī)范有兩個主要的條款對超高頻RFID不太有利。第一是關(guān)于功率的限制,規(guī)定有效輻射功率為500瓦,第二是關(guān)于帶寬的限制,結(jié)果是無法使讀取器跳頻,也限制了標(biāo)簽的反沖突仲裁速度。

  功率方面的限制縮短了讀取距離,缺少跳頻意味著不可能達(dá)到最適宜的標(biāo)簽可視性和讀取可行性。歐洲規(guī)范的改變有望允許使用869兆赫茲的頻率和2瓦的有效輻射功率。即使在這個新的功率水平下,歐洲規(guī)范仍將繼續(xù)限制標(biāo)簽和讀取器之間的信號調(diào)制,導(dǎo)致美國和歐洲系統(tǒng)的不一致性。

  環(huán)境因素

  高頻和超高頻RFID系統(tǒng)很依賴于讀取器和標(biāo)簽之間的通訊環(huán)境。由于在這個過程中并沒有真正的能量發(fā)射出去,因此高頻技術(shù)的近場感應(yīng)耦合減少了潛在的無線干擾,使高頻技術(shù)對環(huán)境噪聲和電磁干擾(EMI)有極強(qiáng)的免疫力。而超高頻遠(yuǎn)場技術(shù)會發(fā)射真正的能量,其更強(qiáng)的信號使得它更易于受到電磁干擾的影響。在醫(yī)院使用的設(shè)備中,RFID信號受到干擾的可能性應(yīng)該得到高度重視。由于符合醫(yī)院對電磁輻射限制在每米3瓦以內(nèi)的規(guī)范要求,因此高頻技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)院里應(yīng)用了許多年,沒有出現(xiàn)與典型醫(yī)療設(shè)備的電磁干擾現(xiàn)象。

  消費(fèi)者隱私權(quán)問題

  從技術(shù)角度來說,RFID與全球定位系統(tǒng)(GPS)的工作方式不同。它的可讀取區(qū)域有限,而且并不是在所有時間內(nèi)都是跟蹤貼了標(biāo)簽的物品的實(shí)時定位裝置。目前的大多數(shù)RFID芯片使用EEPROM存儲技術(shù),數(shù)據(jù)可從芯片中永久地刪除。廢除功能或是終止命令的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)化組織如EPCglobal, Inc.進(jìn)行了詳細(xì)的說明。

  這一特性為消費(fèi)者提供了在商品售出時是否關(guān)閉芯片的選項(xiàng),但這樣會影響消費(fèi)者在涉及售后利益時要求進(jìn)一步與芯片交互的能力。這個功能被嵌入到所有帶電子產(chǎn)品編碼(EPC)的產(chǎn)品中并且會被合成到所有建立在EPC標(biāo)準(zhǔn)上的集成電路中。

  另外,安全加密方法可以嵌入到標(biāo)簽中,以確保芯片上的數(shù)據(jù)只能由有權(quán)限的指定用戶讀取或者寫入。

  高頻產(chǎn)品級試點(diǎn)項(xiàng)目

  在藥品供應(yīng)鏈和健康產(chǎn)業(yè)市場中,大量的用于產(chǎn)品級管理的高頻試點(diǎn)項(xiàng)目已經(jīng)在實(shí)施過程中了。雖然仍有大量由于在這些市場中采用RFID解決方案而帶來的效率和安全措施方面的問題有待研究,但實(shí)施RFID試點(diǎn)項(xiàng)目的公司正在體驗(yàn)著操作過程的提高和安全性方面的收益。醫(yī)藥工業(yè)的供應(yīng)商們,從醫(yī)用服裝供應(yīng)商到外科手術(shù)器械供應(yīng)商,以及負(fù)責(zé)血液和組織標(biāo)本處理的保健機(jī)構(gòu),正在調(diào)查高頻技術(shù)解決方案的生存能力和可靠性,并且已經(jīng)預(yù)見到了這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的重要收益。

 

  例如專為手術(shù)室和導(dǎo)管實(shí)驗(yàn)室以及放射科、整形外科和神經(jīng)放射科和心臟科設(shè)計(jì)的,由Mobile Aspects` 公司出品的提供了高頻識別功能的庫存系統(tǒng)已經(jīng)在美國最好的15家醫(yī)院中的4家實(shí)施使用了。該系統(tǒng)自動管理著設(shè)備和庫存補(bǔ)給,當(dāng)必需品從帶有RFID功能的櫥柜里被取走時,可以實(shí)時地生成報(bào)告,還可以與醫(yī)院的信息系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)無縫的物品補(bǔ)充。

  供給品鑲嵌有高頻標(biāo)簽,并且櫥柜間隔里裝有RFID讀取器,一旦有物品從櫥柜中被取走,配套軟件就會要求對現(xiàn)有庫存進(jìn)行掃描,識別所有的剩余物品并注意到是哪個物品被取走了,是被哪一個工作人員取走的,在什么時間取走的。RFID使得這些步驟都可以自動發(fā)生,不需要手工讀取條形碼,提升了生產(chǎn)率,加強(qiáng)了質(zhì)量管理,減少了消耗,簡化了整個處理過程。

  隨著系統(tǒng)的安裝,移動裝置部分已被證實(shí)在不到一年的時間就可以收回成本——這是在醫(yī)院庫存管理技術(shù)可以在兩到三年內(nèi)回收成本方面的重大提高。

  這個實(shí)現(xiàn)更安全可靠也更高效率的供應(yīng)鏈的承諾,在美國食品藥品管理局的支持下,正驅(qū)動著RFID在醫(yī)藥工業(yè)中的影響力和需求。制造商、分銷商和零售商各自利用這項(xiàng)技術(shù)帶來的諸多好處,并且為了更好的理解和在自己的業(yè)務(wù)中應(yīng)用該技術(shù)而開展試點(diǎn)項(xiàng)目。談到頻率選擇時,高頻技術(shù)和超高頻技術(shù)各有長處。由于大量技術(shù)和配置方面的特點(diǎn),包括讀取范圍、構(gòu)成要素、成熟度、全球標(biāo)準(zhǔn)和全球?qū)嵱眯裕哳l技術(shù)可以在最低的技術(shù)和業(yè)務(wù)風(fēng)險下提供最有效的途徑,能夠在醫(yī)藥和保健方面的應(yīng)用中達(dá)到單一物品級別的識別和譜系跟蹤。