物聯網技術

2019-09-23 0

  RFID技術最早的應用可追溯到第二次世界大戰中“戰機的敵我目標識別”,但是由于技術和成本原因,一直沒有被廣泛應用。近年來,隨著大規模集成電路、網絡通信、信息安全等技術的發展,RDID技術進入商業化應用階段。由于具有高速移動物體識別、多目標識別和非接觸識別等特點,RFID技術顯示出巨大的發展潛力與應用空間,被認為是21世紀的最有發展前途的信息技術之一。
        1964年,RF.Harrington開始研究和RFID相關的電磁理論,并于1964年發表了“Theory of Loaded Scatters”。此時商業應用也逐漸出現,如Sensor-matic、Checkpoint Systems,Knogo等公司開發出用于電子物品監控EASElectronic Article Surveillance的應用。這種早期的商業應用被稱之為1-比特標簽系統,因為它只能檢測被標識的目標是否存在,從而防止物體被偷竊。標簽不能攜帶更大的存儲容量,當有多個物體存在時,甚至無法區分出被標識物體的差別。
        20世紀70年代,學者、公司和政府等都開始認識到RFID的巨大潛力,并進行積極研究。其中最早也最重要的研究成果是由Los Alaimos科學實驗室Koelle、Steven和Freymal于1975年發表的“Short Rallge Radio Telemetryfor Electronic Identfficatio Using Modulated Backscatter”。他們成功開發出了能夠適用于特殊環境下傳輸距離可達5米的被動標簽原型。
        20世紀80年代,更加完善的RFlD應用開始涌現。世界各個國家對RFID的應用興趣不盡相同,在美國RFID技術主要應用于傳輸業和訪問控制,在歐洲則是將短距離通信的RFID技術應用于動物監控。
        20世紀90年代是RFID發展史上最為重要的十年,在這期間電子收費系統在美國開始大量部署,在北美約共有3億個RFID標簽被安裝在汽車尾部。1991年,世界第一個高速公路不停車收費系統在美國Oklahoma(俄克拉荷馬州)開始投人使用。1992年,世界第一個電子收費系統和交通管理系統的集成系統在美國休斯頓安裝并使用。多個地區和公司開始注意到系統之間的互操作性,即運行頻率和通信協議的標準化問題。只有提供了統一的標準,RFID才能在更廣泛的領域得到應用。例如,當時E-zPass系統能夠兼容美國七大地區的電子收費系統,通過這套系統,附帶同一個標簽的汽車在七大地區均可使用。
        21世紀初,零售巨頭沃爾瑪及一些政府機構如美國國防部都開始推進RFID應用,并要求他們的供應商也采用此項技術。同時,標準化的紛爭催生了多個全球性的RFID標準和技術聯盟,主要有EPC Global、AIM Global、ISO/IEC、UID、IP-X等。這些組織試圖在標簽頻率數據標準、傳輸和接口協議、網絡運營和管理、行業應用等方面獲得統一平臺。
        RFID技術在國外發展較早也較快,尤其是在發達國家如美國、英國、德國、日本具有較為先進而且成熟的RFID系統。
        全球最大的零售商沃爾瑪通過一項決議,要求其前100家供應商在2005年1月之前向其配送中心發送貨盤和包裝箱時使用RFID技術,小供應商也得在2006年底趕上RFID的末班車。通過采用RFID,沃爾瑪預計每年可以節約83.5億美元。歐洲最大的超市麥德龍也跟著宣布了類似的計劃,他們在2006年初已經在德國最大的配送中心完成RFID閱讀器和標簽的安裝工作。
        美國為保護本土安全,于2002年1月由美國海關出臺了以提升世界貿易中的全球海運貨物集裝箱運輸這一重要環節的安全性為要旨的“集裝箱安全協議CSI”。為使CSI得到有效落實,華盛頓安全技術策略委員會推出了智能保安貿易路線Smartand Secure Tradelines,SST。SST其實是一個安全網絡系統,可提供實時可視化管理、非正常開箱自動報警、從始發地到目的地全程追蹤等功能。實施SST方案的貨運公司在集裝箱碼頭安裝Smart Chain軟件平臺、運輸安全系統軟件和射頻識別標簽數據閱讀器。這些數據閱讀器可從安裝在集裝箱上的電子封條中獲取數據,然后將信息實時傳送到Smart Chain公用信息平臺。當貨柜受到損壞、運輸線路變更或延遲等意外情況發生時,集裝箱管理者可通過計算機、手機或PDA迅速接收系統的自動報警,使集裝箱的安全得到強有力保障,從而能夠為貨運公司提供與美國海關互聯的自動化數據傳輸接口,增強安全防范以及提高出口貨運的清關速度。貨柜抵美后,通關、檢驗一路“綠燈”,極大地縮減了貨物周轉時間,節約了運輸成本。目前,已有60余家全球領先的港口運營商、發貨商、服務及解決方案供應商參與了SST計劃,包括港口經營商、付貨人、物流服務供應商及船運公司,已在歐洲、美國及亞洲間形成網絡,并建立了一個公共信息平臺。全球還有15個百萬噸級港口安裝井實施了SST安全網絡基礎架構,這些港口的吞吐量占全球總額的70%。實時安全網絡系統已在全球港口部署,同時建立一個公共信息平臺,利用實時信息監察整個運輸安全流程。除此之外,美國的軍品管理、日本的手機支付與近場通信等都是業界比較成功的大規模應用案例。
        近幾年來,隨著我國政府和相關企業對RFID技術發展和應用的重視程度提升,我國在RFID芯片的制造、機具產品的研發、標準的制定以及測試技術等方面都取得了一定的成果,擁有了一批芯片設計與封裝、終端機具與標簽生產和系統集成商。國內廠商們已經逐步掌握了集成及部分核心技術,初步形成了國內的RFID產業鏈。我國RFID產業鏈中,技術研發與生產最活躍和集中的地區為廣東、上海、北京。其中上海以芯片為主,深圳則以封裝、應用占優勢,北京在系統集成方面發展很快,我國江浙、東北、西部等地RFID也開始迅猛發展。在芯片設計領域,國內的芯片公司已經完全把握了13.56MHz RFID芯片的設計技術,并能提供相應的讀寫機具芯片。如上海復旦微電子,推出了多款關于RFID標簽芯片和讀寫器芯片方面的產業化產品,并在和國外大公司的競爭中取得越來越多的市場份額。在UHF和更高頻段的RFID芯片設計上,國內各芯片廠商均高度關注.但策略不一,部分廠商處于觀望階段,部分廠家則已經開始或預備開始開發UHF頻段的RFID芯片。

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