RFID標準化中的問(wèn)題與建議

RFID概況與標準化趨勢

1．RFID概況

RFID是英文”Radio Frequency Identification“的縮寫(xiě)。意為”射頻識別”，是非接觸式自動(dòng)識別技術(shù)的一種。到目前為止，自動(dòng)識別技術(shù)最成功的應用案例，是”條形碼”技術(shù)在包裝、零售和物流業(yè)中的廣泛應用，提高了這些領(lǐng)域中企業(yè)的管理水平和生產(chǎn)效率。降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

隨著(zhù)Wal—Mart和Metro兩大全球零售商巨頭率先提出在其零售管理中首先使用RFID技術(shù)，使這個(gè)并非新生的技術(shù)受到世界越來(lái)越多的關(guān)注甚至熱烈地追捧。根據英國Pira的研究，RFID是未來(lái)幾年中對包裝、印刷和紙張生產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重要影響的技術(shù)之一?？梢钥隙ǖ卣f(shuō)，隨著(zhù)技術(shù)的突破和成本的降低，目前在包裝、零售和物流業(yè)中廣泛應用的”條形碼”技術(shù)正在且必將被”RFID”技術(shù)所取代。在信息化、數字化、全球化的今天，人們對于可以承載大量信息且靈活方便的RFID技術(shù)的需求正在呈幾何級數式的增長(cháng)。圖1是FS公司對全球RFID應用市場(chǎng)的分析(單位：億美元)與預測，到2009年，全球 RFID市場(chǎng)將從2003年的20億美元猛增到100億美元。

國際形勢如此．國內形勢也如此，這是經(jīng)濟全球化的必然趨勢。我國已有多家從事RFID研發(fā)與系統集成的供應商，如普諾瑪、實(shí)華開(kāi)等。許多新興的高科技公司正在從事RFID技術(shù)應用的開(kāi)創(chuàng )性工作。正如條形碼”技術(shù)的推廣與應用帶給世界的震驚與驚喜一樣，RFID技術(shù)的普及對人類(lèi)社會(huì )的影響將遠比前者更深遠和持久。

在RFID浪潮到來(lái)時(shí)，人類(lèi)社會(huì )的生產(chǎn)管理效率將得到極大的提高，勞動(dòng)者將得到解放，更多的人力、物力將集中用于創(chuàng )造與改善人們生活所需的各種服務(wù)領(lǐng)域。

2．RFID標準化趨勢

隨著(zhù)RFID技術(shù)的普及，標準化是其廣泛獲得市場(chǎng)接受的必要措施，同時(shí)也是各國企業(yè)發(fā)展與國際化的一個(gè)良好契機。目前，主要的RFID標準有歐美體系 (EPCgloba1)與日本體系(UID)，還有ISO系列，其他標準多為各國或地區自定的標準，如韓國采用本國制定的標準?？梢灶A測，如同”條形碼” 標準的制定，RFID標準必將在各國或地區標準的基礎上，形成國際統一的主流標準，同時(shí)修改與兼容主要國家或地區的標準。另外，由于RFID技術(shù)是一種電子技術(shù)，其國際標準與移動(dòng)通信標準的形成過(guò)程相似，不斷延伸的應用領(lǐng)域會(huì )催生出基于不同應用的主流標準，隨著(zhù)成本不斷降低和市場(chǎng)的擴大，會(huì )產(chǎn)生在一定時(shí)期占絕對主導地位的國際標準。盡管我們希望RFID的國際標準既內容豐富又簡(jiǎn)潔明了，操作性強。但隨著(zhù)通信技術(shù)的發(fā)展，RFID技術(shù)必然會(huì )越來(lái)越多地借鑒或移植來(lái)自信息科技領(lǐng)域的成果，這樣，統一的國際標準會(huì )更多地將指導性定義或法則集中在體制、協(xié)議、接口與應用層面上來(lái)。

在RFID領(lǐng)域．雖然射頻識別讀取機與標簽技術(shù)還未統一，不同制造商所開(kāi)發(fā)的卷標通訊協(xié)議，也各不相同．各國、各地區和各大RFID供應商與應用商都在加快各自標準的制定進(jìn)程，但RFID技術(shù)應用帶來(lái)的巨大效益與潛在的市場(chǎng)需求會(huì )促進(jìn)統一的主流標準的產(chǎn)生。由于RFID技術(shù)的高效率、大容量特征和其靈活性、保密性特點(diǎn)，可以預見(jiàn)．RFID標準不會(huì )像“條形碼”標準那樣簡(jiǎn)單，其需要關(guān)注與解決的問(wèn)題會(huì )多得多．同時(shí)也復雜得多。

本文在借鑒現代信息技術(shù)應用與標準化進(jìn)程的經(jīng)驗的基礎上．主要對RFID標準化所需注意與解決的3大類(lèi)問(wèn)題(一般問(wèn)題、重要問(wèn)題、法律與道德問(wèn)題)提出筆者的觀(guān)點(diǎn)與建議。

RFID標準化中的一般問(wèn)題

在RFID標準化內容中，要解決和規范的一般問(wèn)題是硬件或與硬件相關(guān)的問(wèn)題．包含物理特性(電磁特性、頻譜要求與機械特性)、測試方法與要求、硬件接口、傳輸協(xié)議(工作模式、同步方式、編碼與調制方式、文件格式、字符集選定等)、加密與安全、硬件擴展等幾個(gè)方面的問(wèn)題。準確地說(shuō)．現有的RFID標準．無(wú)論是歐美體系還是日本體系．或者是其他地區或國家制定的標準．更多地是表達硬件的基本要求與軟件的簡(jiǎn)單規范．在體系的平衡性、擴展性、加密與安全方面還只是初步的考慮．并沒(méi)有完善的解決方案．更多地像”條形碼”標準的復制品。盡管也有稱(chēng)RFID為“電子條形碼”的說(shuō)法．還是必須清醒地認識到它更多地是一種信息收集與交互的技術(shù)．它的信息載體是可以具有極大容量的電子媒體，它的交互方式是無(wú)線(xiàn)數據交互．它的技術(shù)基礎是整個(gè)信息學(xué)與通信學(xué)。因此．它潛在的應用能力與應用領(lǐng)域極為廣大．它應用的深度與廣度將遠遠超過(guò)”條形碼”技術(shù)所能達到的程度。如果在RFID標準化中不考慮這些因素．將很快面I臨標準滯后與重大修改的窘迫．同時(shí)也會(huì )給RFID供應商和使用商造成混亂與損失．甚至破壞好不容易建立起來(lái)的RFID國際統一標準聯(lián)盟成員之間的互信與協(xié)作關(guān)系。

1．RFID物理特性

在RFID物理特性方面．與現有大多數標準不同的是．應該規定的頻譜要求是一個(gè)復合的范圍而不是單一的頻點(diǎn)．這可以增加卷標的靈活性．降低其生產(chǎn)成本。同時(shí)讀取器可以使用頻率掃描的方式進(jìn)行工作，提高頻率方面的兼容性。在電磁強度方面．可以采用分級的方式規定不同用途的RFID的最大與最小電磁強度要求．把它作為一個(gè)發(fā)射機來(lái)看待。作為零售業(yè)使用的RFID與作為動(dòng)物追蹤應用的RFID可使用不同頻率和不同的電磁強度。主動(dòng)式RFID的電源要求、傳輸距離與其應用分級相適應。在機械特性方面．要求在一定范圍的溫度、濕度、光電環(huán)境、輻射環(huán)境下RFID的可靠性．抗彎曲、抗變形、抗摩擦的能力和耐水、熱、輕度酸堿的性能．還有抗突發(fā)式機械擠壓與碰撞的要求。這些要求針對不同的應用．重點(diǎn)側重于適應各自的應用環(huán)境，并在信息結構中留下分級應用要求的說(shuō)明性代碼。

2．RFID的測試內容

RFID的測試要求可以單獨作為標準的附件或正文的一節存在，這部分內容應該對應分級模式按”必要”與”可選擇要求”的參數來(lái)執行。在硬件測試的基礎上．應對其所有功能進(jìn)行檢查．重點(diǎn)是接口參數、傳輸協(xié)議。接口參數對天線(xiàn)的性能按分級模式要求．對讀取器接收前端匹配特性作分級要求，在接口參數中．與軟件接口的兼容性應當作重要測試．保證讀取器硬件可以在多種服務(wù)軟件平臺下工作，當然對軟件的要求是可以在多種硬件平臺上正常運行。對傳輸協(xié)議的檢驗．重點(diǎn)針對糾錯與防”碰撞(多個(gè)卷標的信號同時(shí)到達接收端．導致無(wú)法分辨出需要的信息源)”能力進(jìn)行測試。對”碰撞”的處理．可以采用掃描啟動(dòng)或相關(guān)檢測的技術(shù)．通過(guò)一定的算法結合標準規定的體制來(lái)共同完成．提高識別的效率。另外．對被動(dòng)式RFID建議采用同時(shí)多通道接收與處理的技術(shù)．對主動(dòng)式RFID采用掃描接收與處理的技術(shù)，或者根據讀取數據的目的．選擇讀取器工作的方式。

3．RFID的傳輸協(xié)議

在傳輸協(xié)議部分，應該確定分級應用的體制．在構建信息結構時(shí)．可以借鑒”條形碼”的經(jīng)驗．區分RFID的國家或地區代碼、行業(yè)或商品的應用種類(lèi)代碼、分級要求代碼、糾錯段、讀寫(xiě)操作種類(lèi)與記錄、分級數據內容、保密措施結構、權限設置、廠(chǎng)商信息等．同時(shí)對信息重發(fā)模式進(jìn)行規范。多種操作行為控制(寫(xiě)入、覆蓋、自毀、可重啟式自毀或鎖定等)與高級標準版本兼容信息．用于幫助讀取器進(jìn)行兼容處理。文件格式應該容許多種格式由軟件來(lái)處理．字符集應選用通用信息字符集．與現有I T行業(yè)或計算機操作系統所用字符集相同。對加密與安全的考慮．主要從軟件數據加解密體制和權限驗證來(lái)考慮．特別對批量改寫(xiě)的權限進(jìn)行嚴格審查．在主控系統中應保留原有數據一段時(shí)間。這些要求由軟件與應用商來(lái)協(xié)商決定。分級模式按從上到下的順序逐級兼容．應用不同．成本不同．要求不同．價(jià)格也不同。

硬件擴展主要指讀取器，采用插卡式或模塊式集成．來(lái)保證硬件的各個(gè)功能模塊部分可以根據不同的需求替換或升級．甚至直接與電腦進(jìn)行數據傳輸．可以是無(wú)線(xiàn)(紅外或藍牙)連接．也可以是有線(xiàn)的連接。