RFID射频识别技术介绍.doc

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1、RFID射频识别技术介绍编辑：徐盛日期：2006.2.12目 录第一章 RFID的基础知识1.1 RFID的定义1.2 RFID射频识别技术的概念1.3 RFID的基本组成部分1.4 RFID技术的基本工作原理第二章 RFID技术的标准2.1 RFID相关标准总览 2.2 RFID技术标准面面观2.3 RFID前端技术标准体系简述2.4 RFID相关标准的推动力 2.5 RFID相关标准的社会影响因素2.6 RFID相关标准在中国的运行情况第三章 RFID技术特点和面临的困难3.1 射频技术与条形码技术的区别3.2 智能标签特点及其制印技术现状分析3.3 SAW射频识别无源电子标签技术及应用3

2、.4 成本高标准不统一 电子标签中国推行遇困第四章 RFID技术配套产品介绍4.1 电子标签中的射频天线 4.2 基于TI S6700系列芯片的RFID阅读器 4.3 射频标签读写设备基本原理4.4 EPCglobal网络实现RFID数据交换 第五章 RFID技术的应用5.1 RFID技术的典型应用5.2 零售商推崇RFID的原因5.3 电子标签与电子标签库存管理 5.4 RFID在食品医药等重要市场的最新发展第六章 行业信息6.1 富士通发布配备FRAM的无源型UHF频带无线标签系统6.2 飞利浦RFID芯片通过EPC Gen 2标准认证 6.3 汽车电子标签纳入全国汽标委2006工作计划

3、6.4 国际纸业应用RFID技术进行原材料跟踪 6.5 国家金卡工程协调领导小组成员兼办公室主任-在国家金卡工程第七次全国IC卡应用工作会议上的讲话 6.6 我国标签芯片发展现状6.7 RFID系统将无处不在第七章 生产900MHz电子标签的厂家7.1 深圳市联祥瑞和科技开发有限公司7.2 广东劲翔金卡有限公司7.3 美国德州仪器公司 第一章 RFID基础知识简介1.1 RFID的定义 RFID是什么？RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。RFID其主要核心部件是一个电子标签，直径仅为 2毫米不到，通过相距几厘米到几米距离内传感

4、器发射的无线电波，可以读取电子标签内储存的信息，识别电子标签代表的物品、人和器具的身份。1.2 RFID射频识别技术的概念RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签， 操作快捷方便。 埃森哲实验室首席科学家弗格森认为RFID是一种突破性的技术：“第一，可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读

5、。此外，储存的信息量也非常大。” 1.3RFID的基本组成部分最基本的RFID系统由三部分组成：标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。1.4 RFID技术的基本工作原理RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或

6、主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。第二章 RFID技术的标准2.1RFID相关标准总览 摘要本文就RFID技术及其应用的相关标准作一结构化梳理，并分析了RFID相关标准在中国的发展、RFID标准的社会影响因素、标准的推动力等方面。标准能够确保协同工作的进行，规模经济的实现，工作实施的安全性以及其他许多方面。RFID标准化的主要目的在于通过制定、发布和实施标准解决编码、通信、空气接口和数据共享等问题，最大程度的促进RFID技术及相关系统的应用。但是，如果标准采用过早，有可能会制约技术的发展进步；如果采用太晚的话，则可能会限制技术的应用范围，导致危险事件的发生以

7、及不必要的开销。 事实上，RFID的相关标准涉及到其许多具体的应用，例如：不停车收费系统，宠物标识，货物集装箱标识以及智能卡应用等。而RFID主要用于物流管理等行业，需要标签能够实现数据共享。目前，许多与RFID有关的ISO标准正在研制当中，主要包括可回收货运集装箱，可回收运输单品，运输单元，产品包装，产品标识以及电子货柜封条等。从GS1(电子商务、物品标识、数据同步交换方面的全球标准化组织)、EPC Global及ISO到国家与地方的众多组织（如日本UID等）以及US IEEE和AIM Global等都已参与到RFID相关标准的研制当中。 由于WiFi，WiMax，蓝牙，ZigBee，专用短

8、程通信协议（DSRC）以及其他短程无线通信协议正用于RFID系统或融入到RFID设备当中，这使得RFID等的实际应用变得更为复杂。此外，RFID当中接口间的接口 近距无线通信（Near Field Communication，NFC)的采用有其根源所在：因其用到了RFID设备通常采用的最佳频率。 引用业界某专家的分析来说，RFID与标准的关系可以从处理以下几个问题来说： （1）技术如接口和转送技术。比如，中间件技术RFID中间件扮演RFID标签和应用程序之间的中介角色，从应用程序端使用中间件所提供一组通用的应用程序接口（API），即能连到RFID读写器，读取RFID标签数据。RFID中间件采用

9、程序逻辑及存储再转送（Store-and-Forward）的功能来提供顺序的消息流，具有数据流设计与管理的能力。 （2）一致性。主要指其能够支持多种编码格式，比如支持EPC，DOD等规定的编码格式，也包括EPCglobal所规定的标签数据格式标准。 （3）性能尤其是指数据结构和内容，即数据编码格式及其内存分配。 （4）电池辅助及传感器的融合。目前，RFID同传感逐步相融合， 物品定位采用RFID三角定位法以及更多复杂的技术，还有一些RFID技术中用传感代替芯片。比如，能够实现温度和应变传感的声表面波（SAW）标签用于RFID技术中。然而，几乎所有的传感器系统，包括有源RFID等都需要从电池获取

10、能量。 （一）ISO/IEC相关RFID标准 ISO/IEC已出台的RFID标准主要关注基本的模块构建，空中接口，涉及到的数据结构以及其实施问题。具体可以分为技术标准、数据内容标准、一致性标准及应用标准四个方面。图： ISO/IEC已制定的RFID相关标准 其中，ISO18000系列含括了有源和无源RFID技术标准，主要是基于物品管理的RFID空中接口参数。 ISO 17363 至17364 是一系列物流容器识别的规范，它们还未被认定为标准。该系列内的每种规范都用于不同的包装等级，比如货盘、货箱、纸盒与个别物品。 目前在我国常用的两个RFID标准为用于非接触智能卡两个ISO标准：ISO 144

11、43，ISO 15693。ISO 14443和ISO 15693标准在1995年开始操作，其完成则是在2000年之后，二者皆以13.56MHz交变信号为载波频率。ISO 15693读写距离较远，而ISO 14443读写距离稍近，但应用较广泛。目前的第二代电子身份证采用的标准是ISO 14443 TYPE B协议。ISO 14443定义了TYPE A、TYPE B两种类型协议，通信速率为106kbit/s，它们的不同主要在于载波的调制深度及位的编码方式。TYPE A采用开关键控（On-Off keying）的曼切斯特编码，TYPE B采用NRZ-L的BPSK编码。TYPE B与TYPE A相比，

12、具有传输能量不中断、速率更高、抗干扰能力列强的优点。RFID的核心是防冲撞技术，这也是和接触式IC卡的主要区别。ISO 14443-3规定了TYPE A和TYPE B的防冲撞机制。二者防冲撞机制的原理不同，前者是基于位冲撞检测协议，而TYPE B通信系列命令序列完成防冲撞。ISO 15693采用轮寻机制、分时查询的方式完成防冲撞机制。防冲撞机制使得同时处于读写区内的多张卡的正确操作成为可能，既方便了操作，也提高了操作的速度。 ISO技术委员会及联合工作组TC104/SC4主要处理有关ISO/IEC贸易应用方面，如货运集装箱及包装，制定了 RFID电子封条 (ISO 18185)、集装箱标签(I

13、SO 10374)和供应链标签 (ISO 17363)等标准。 （二）EPCglobal标准 EPCglobal主要关注的是： 物理对象系统标识的数据载体/内容； 物联网自动识别基础架构最低性能； 网络数据交换准如对象名解析系统（Object Numbering System，ONS）； 其中EPCglobal的第二代（Gen2）RFID标签标准已在今年6月作为ISO180006 Part C部分的提案修改稿在没有作任何大的技术改动的情况下通过了ISO委员会的第一轮投票，最后的通过要在今年底明年初完成。 2.2 RFID技术标准面面观 通常情况下，RFID阅读器发送的频率称为RFID系统的工作

14、频率或载波频率。RFID载波频率基本上有3个范围：低频(30kHz300kHz)、高频(3MHz30MHz)和超高频(300MHz3GHz)。常见的工作频率有低频125kHz与134.2kHz、高频13.56MHz、超高频433Mhz、860MHz930MHz、2.45GHz等。 RFID的低频系统主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、煤气表、水表等；高频系统则用于需传送大量数据的应用系统；超高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，其天线波束方向较窄且价格较高，在火车监控、高速公路收费等系统中应用。另外值得一提的是在供应链中的应用，EPC Global规定用于E

15、PC的载波频率为13.56MHz和860MHz930MHz两个频段，其中13.56MHz频率采用的标准原型是ISO/IEC15693，已经收入到ISO/IEC18000-3中。这个频点的应用已经非常成熟。 而860930MHz频段的应用则较复杂，国际上各国家采用的频率不同：美国为915MHz，欧洲为869MHz，而我国由于被GSM、CDMA等占用，目前仍然待定。 目前常用的RFID国际标准主要有用于对动物识别的ISO 11784和11785，用于非接触智能卡的ISO 10536(Close coupled cards)、ISO 15693(Vicinity cards)、ISO 14443 (

16、Proximity cards)，用于集装箱识别的ISO 10374等。有些标准正在形成和完善之中，比如用于供应链的ISO 18000无源超高频（860Mhz930Mhz载波频率）部分的C1G2标准不久会正式推出，我国自己的国家标准最快在今年年末会出台。下面对这几个标准加以简述。 ISO 11784和ISO 11785 ISO 11784和11785分别规定了动物识别的代码结构和技术准则，标准中没有对应答器样式尺寸加以规定，因此可以设计成适合于所涉及的动物的各种形式，如玻璃管状、耳标或项圈等。 技术准则规定了应答器的数据传输方法和阅读器规范。工作频率为134.2KHz，数据传输方式有全双工和半

17、双工两种，阅读器数据以差分双相代码表示。应答器采用FSK调制，NRZ编码。 由于存在较长的应答器充电时间和工作频率的限制，通信速率较低。 ISO 10536、ISO 15693和ISO 14443 ISO 10536标准主要发展于1992到1995年间，由于这种卡的成本高，与接触式IC卡相比优点很少，因此这种卡从未在市场上销售。 ISO 14443和ISO 15693标准在1995年开始操作，单个系统于1999年进入市场，两项标准的完成则是在2000年之后。二者皆以13.56MHz交变信号为载波频率：ISO15693读写距离较远，当然这也与应用系统的天线形状和发射功率有关；而ISO 14443

18、 读写距离稍近，但应用较广泛，目前的第二代电子身份证采用的标准是ISO 14443 TYPE B协议。 ISO14443定义了TYPE A、TYPE B两种类型协议。通信速率为106kbits/s，它们的不同主要在于载波的调制深度及位的编码方式。 从PCD向PICC传送信号时，TYPE A采用改进的Miller编码方式，调制深度为100%的ASK信号；TYPE B则采用NRZ编码方式，调制深度为10%的ASK信号。 从PICC向PCD传送信号时，二者均通过调制载波传送信号,副载波频率皆为847KHz。TYPE A采用开关键控（On-Off keying）的Manchester编码；TYPE B

19、采用NRZ-L的BPSK编码。 TYPE B与TYPE A相比，由于调制深度和编码方式的不同，具有传输能量不中断、速率更高、抗干扰能力更强的优点。 ISO 15693标准规定的载波频率亦为13.56MHz，VCD和VICC全部都用ASK调制原理，调制深度为10%和100%，VICC必须对两种调制深度正确解码。 从VCD向VICC传送信号时，编码方式为两种：256出1和4出1。二者皆以固定时间段内以位置编码。这两种编码方式的选择与调制深度无关。当256出1编码时，10%的ASK调制优先在长距离模式中使用，在这种组合中，与载波信号的场强相比，调制波边带较低的场强允许充分利用许可的磁场强度对IC卡提

20、供能量。与此相反，阅读器的4出1编码可和100%的ASK调制的组合在作用距离变短或在阅读器的附近被屏蔽时使用。 从VICC向VCD传送信号时，用负载调制副载波。电阻或电容调制阻抗在副载波频率的时钟中接通和断开。而副载波本身在Manchester编码数据流的时钟中进行调制，使用ASK或FSK调制。调制方法的选择是由阅读器发送的传输协议中FLAG字节的标记位来标明，因此，VICC总是支持两种方法：ASK(副载波频率为424KHz)和FSK(副载波频率为424/484KHz）。数据传输速率的选择同样由FLAG中的位来表明，而且必须两种速率都支持：高速和低速。这两种速率根据采用的副载波速率不同而略有不

21、同，采用单副载波时低速为6.62kbits/s，高速为26.48kbits/s；采用双副载波时则分别为6.67kbits/s和26.69kbits/s。 可见，ISO 15693应用更加灵活，操作距离又远，更重要的是它与ISO 18000-3兼容，了解ISO 15693标准对将来了解我国的国家标准是有助益的，因为我国的国家标准肯定会与ISO 18000大部分兼容。 如果在同一时间段内有多于一个的VICC或PICC同时响应，则说明发生冲撞。RFID的核心是防冲撞技术，这也是和接触式IC卡的主要区别。ISO 14443-3规定了TYPE A和TYPE B的防冲撞机制。二者防冲撞机制的原理不同:前者

22、是基于位冲撞检测协议，而TYPE B通过系列命令序列完成防冲撞；ISO 15693 采用轮寻机制、分时查询的方式完成防冲撞机制，在标准的第三部分有详细规定。 防冲撞机制使得同时处于读写区内的多张卡的正确操作成为可能，只用算法编程，读头即可自动选取其中一张卡进行读写操作。这样既方便了操作，也提高了操作的速度。 如果与硬件配合，可用一些算法快速实现多卡识别，比如TI公司的R6C接口芯片有一个解码出错指示引脚，利用它可以快速识别多卡：当冲撞产生时引脚电平发生变化，此时记录下用来查询的低UID位，然后在此低位基础上增加查询位数，直到没有冲撞发生，这样就可以识别出所有卡片。ISO 10374 ISO 1

23、0374标准说明了基于微波应答器的集装箱自动识别系统。 应答器为有源设备，工作频率为850MHz950Mhz及2.4GHz2.5GHz。只要应答器处于此场内就会被活化并采用变形的FSK副载波通过反向散射调制做出应答。信号在两个副载波频率40kHz和20kHz之间被调制。 此标准和ISO 6346共同应用于集装箱的识别，ISO 6346规定了光学识别，ISO 10374则用微波的方式来表征光学识别的信息。 ISO 18000 ISO 18000是一系列标准。此标准是目前最新的也是最热门的标准，原因是它可用于商品的供应链，其中的部分标准也正在形成之中。表2是ISO 18000标准的内容。 其中IS

24、O 18000-6基本上是整合了一些现有RFID厂商的产品规格和EAN-UCC所提出的标签架构要求而订出的规范。它只规定了空气接口协议，对数据内容和数据结构无限制，因此可用于EPC。 实际上，若采用ISO 18000-6对空气接口的规定加上EPC系统的编码结构再加上ONS架构，就可以构成一个完整的供应链标准。 花好还需绿叶扶 应用好RFID技术，除了接口的设计，还有天线的设计、数据库管理技术等，这在以后的实际应用中会不断地积累经验，不断地改进创新。因为这项技术的应用前景决定了它的技术和标准的日臻完善。近年来，射频识别已经逐步发展成为一个独立的跨学科的专业领域，这个领域与其他传统学科不同，它将大

25、量来自完全不同专业领域的技术综合到一起：如高频技术、电磁兼容性、半导体技术、数据保护和密码学、电信、制造技术和许多专业领域。所以在这个领域要做的事很多，要探讨的问题也很多，但这一切都是值得努力去做的。 小资料2:数字调制技术 数字调制是指用数字数据调制模拟信号，主要有三种形式：移幅键控法ASK、移频键控法FSK、移相键控法PSK。 幅度键控（ASK）：即按载波的幅度受到数字数据的调制而取不同的值，例如对应二进制0，载波振幅为0；对应二进制1，载波振幅为1。调幅技术实现起来简单，但容易受增益变化的影响，是一种低效的调制技术。在电话线路上，通常只能达到1200bps的速率。 频移键控（FSK）：即

26、按数字数据的值（0或1）调制载波的频率。例如对应二进制0的载波频率为F1，而对应二进制1的载波频率为F2。该技术抗干扰性能好，但占用带宽较大。在电话线路上，使用FSK可以实现全双工操作，通常可达到1200bps的速率。 相移键控（PSK）：即按数字数据的值调制载波相位。例如用180相移表示1，用0相移表示0。这种调制技术抗干扰性能最好，且相位的变化也可以作为定时信息来同步发送机和接收机的时钟，并对传输速率起到加倍的作用。2.3 RFID前端技术标准体系简述 摘要目前常用的RFID国际标准主要有用于对动物识别的ISO 11784和11785，用于非接触智能卡的ISO 10536、ISO 1569

27、3、ISO 14443，用于集装箱识别的ISO 10374等。 RFID技术具有很多突出的优点:实现了无源和免接触操作，应用便利，无机械磨损，寿命长，机具无直接对最终用户开放的物理接口，能更好地保证机具的安全性；数据安全方面除标签的密码保护外，数据部分可用一些算法实现安全管理，如DES、RSA、DSA、MD5等，读写机具与卡之间也可相互认证，实现安全通信和存储；总体成本一直处于下降之中，越来越接近接触式IC卡的成本，甚至更低，为其大量应用奠定了基础；应用领域也非常宽，RFID技术已经在物流管理、生产线工位识别、绿色畜牧业养殖个体记录跟踪、汽车安全控制、身份证、公交等领域大量成功应用。 世界排名

28、第一的零售商沃尔玛在2003年宣布，到2005年1月份时要求它前100大的供应商采用RFID技术，实现货品自动识别，以继续提高其供应链的管理能力。这也威胁到我国的零售商是否能继续销售自己的产品，因为有70%的货品都是由中国厂商生产的，可见RFID识别技术的发展已经自下而上地被推动。 另外，还有诸如Target、Tesco、FDA等也宣布了其使用计划。 RFID推广受标准问题困扰 目前，世界一些知名公司各自推出了自己的很多标准，这些标准互不兼容，表现在频段和数据格式上的差异，这也给RFID的大范围应用带来了困难。 目前全球有两大RFID标准阵营：欧美的Auto-ID Center与日本的Ubiq

29、uitous ID Center（UID）。前者的领导组织是美国的EPC环球协会，旗下有沃尔玛集团、英国Tesco等企业，同时有IBM、微软、飞利浦、Auto-ID Lab等公司提供技术支持。后者主要由日系厂商组成。 欧美的EPC标准采用UHF频段，为860MHz930MHz，日本RFID标准采用的频段为2.45GHz和13.56MHz；日本标准电子标签的信息位数为128位，EPC标准的位数则为96位。 将RFID应用到供应链中还存在另外一些需要解决的问题，如读写设备的可靠性、成本、数据的安全性、个人隐私的保护和与系统相关的网络的可靠性、数据的同步等等，不解决好以上问题，肯定会制约RFID的进

30、步，不过最近RFID相关的高层会议接连不断，RFID技术的快速发展已呈燎原之势。 2.4 RFID相关标准的推动力 （1）大零售商（如沃尔玛、麦德龙等）的要求。随着RFID标签价格下降，沃尔玛与其供货商继续商议，寻找在他们更多分店及分销中心接收供货商更多RFID贴标货品的可行性。我们来看一下最新的沃尔玛RFID要求进度表： 沃尔玛要求 时间 前100家供应商贴RFID标签 2005年1月前 前300家供应商贴RFID标签 2006年1月前 前600家供应商贴RFID标签 2007年1月前 Gen2开始取代Gen1标签 2006年中期 由此可以看出，沃尔玛对应用RFID 和EPC标识的决心。 而

31、世界第三大零售商麦德龙集团(Metro Group)也计划在供应链上采用射频识别技术(RFID)，并在其德国莱茵博格市(Rheinberg)的一家未来商店里大量应用RFID。 英国大零售商Tesco也已将RFID技术应用于Sandhurst商店以跟踪DVD的销售，并在年初将这一类型的芯片尝试使用在Cambridge商店的Gilette剃须刀的出售上。最近的一次计划中，公司打算将RFID技术覆盖整个商店和所有产品，除了对item-level产品的跟踪，还要包括如茶杯和常用工具等普通产品。所有的产品，包括化妆品，电池，以及移动通讯设备等等，都会在英国全国范围内被Tesco的RFID技术跟踪。 （2

32、）美国国防部（DOD）的推动。美国国防是RFID在军事国防应用上的主动力。今年，美国国防部在RFID应用上公布了对其供应商的详细指导方针，计划在今年年底前开始接收贴有带RFID电子标签的物品。美国国防部也采用EPC编码作为其供应商军需物资惟一标识，为与民用系统的EPC标识相区别，EPCglobal专门给其分配一个标头（Header）。 （3）RFID设备安装ETSI TG34 2004年9月ETSI就发布了EN 302 208标准，规定了865 MHz至868 MHz波段中UHF（RFID射频快报注：欧洲RFID所用超高频段）段RFID设备的技术要求和测量方法。2005年3月第一次RFID P

33、lugtests测试在ETSI总部进行，测试关注的焦点是码头仓库库门环境下的多解读器同时识读。（4）AIM REG 2004年11月，AIM(RFID射频快报注：国际自动识别技术协会，其在中国对口协会为中国自动识别技术协会)和CompTIA宣布为发展RFID的第三方认证而合作。AIM的REG小组（RFID射频快报注：RFID Experts Group，RFID专家组）已经提供从物理硬件安装和现有业务整合进行认证和培训2.5 RFID相关标准的社会影响因素 （1）无线通信管理如ETSI（RFID 射频快报注：欧洲电信标准协会)，FCC（RFID射频快报注：美国联邦通信委员会）等相关要求； （2

34、）人类健康主要是ICNIRP（国际非电离辐射保护委员会)，一个为世界卫生组织及其他机构提供有关非电离放射保护建议的独立机构的相关要求，目前许多国家使用其推荐的标准作为该国的放射规范标准。其主要是有关工作频率、功率、无线电波辐射等对健康的影响标准。（3）隐私。隐私问题的解决基于同意原则，即用户或消费者是否能够容忍的程度。 （4）数据安全OECD （RFID射频快报注：经济合作与发展组织)曾发布有关文件，规定了信息系统和网络安全的指导方针。与ISO 17799（信息安全管理的实践代码） 相似，并不强制要求遵从这些指导方针，但这些指导方针却为信息安全计划提供了坚实的基础。2.6 RFID相关标准在中

35、国的运行情况 在RFID技术发展的前10年中，有关RFID技术的国际标准的研讨空前热烈，国际标准化组织ISOIEC JTCl SC31下级委员会成立了RFID标准化研究工作组WG4。而中国RFID有关的标准化活动，由信标委自动识别与数据采集分委会对口国际ISO/IEC JTC1 SC31，负责条码与射频部分国家标准的统一归口管理。 条码与物品编码领域国家标准主管部门是国家标准化管理委员会，射频领域国家标准主管部门是信息产业部和国家标准化管理委员会，该领域的技术归口由信标委自动识别与数据采集技术分委会负责。 中国ISO/IEC JTC1 SC31秘书处设在中国物品编码中心。挂靠在中国物品编码中心

36、的中国自动识别技术协会，于2003年开始组织其射频工作组的业内资深专家开始跟踪和进行ISO/IEC18000国际标准的研究，目前已完成标准草案的工作，ISO18000相关国标制定工作今年国标委正式立项后，明年相关国标将会看到这一系列基础标准。第三章 RFID技术特点和面临的困难3.1 射频技术与条形码技术的区别摘要 射频技术与条形码是两种不同的技术，有不同的适用范围，有时会有重叠。两者之间最大的区别是条形码是可视技术。射频标签只要在接受器的作用范围内就可以被读取。射频技术和条形码有什么不同？从概念上来说，两者很相似，目的都是快速准确地确认追踪目标物体。主要的区别如下：有无写入信息或更新内存的能

37、力。条形码的内存不能更改。射频标签不像条形码，它特有的辨识器不能被复制。标签的作用不仅仅局限于视野之内，因为信息是由无线电波传输，而条形码必须在视野之内。由于条形码成本较低，有完善的标准体系，已在全球散播，所以已经被普遍接受，从总体来看，射频技术只被局限在有限的市场份额之内。目前，多种条形码控制模版已经在使用之中，在获取信息渠道方面，射频也有不同的标准。 射频技术与条形码是两种不同的技术，有不同的适用范围，有时会有重叠。两者之间最大的区别是条形码是可视技术，扫描仪在人的指导下工作，只能接收它视野范围内的条形码。相比之下，射频识别不要求看见目标。射频标签只要在接受器的作用范围内就可以被读取。条形

38、码本身还具有其他缺点，如果标签被划破，污染或是脱落，扫描仪就无法辨认目标。条形码只能识别生产者和产品，并不能辨认具体的商品，贴在所有同一种产品包装上的条形码都一样，无法辨认哪些产品先过期。 目前，在成本方面，由於组成部分不同，智能标签要比条形码贵得多，条形码的成本就是条形码纸张和油墨成本，而有内存芯片的主动射频标签价格在2美元以上，被动射频标签的成本也在1美元以上。但是没有内置芯片的标签价格只有几美分，它可以用于对数据信息要求不那么高的情况，同时又具有条形码不具备的防伪功能。 信息载体信息量读/写性读取方式保密性智能化抗干扰能力寿命成本条 码纸、塑料薄膜、金属表面小只读CCD或激光束扫描差无差

39、较短最低RFID卡EEPROM大读/写无线通信最好有很好最长较高3.2 智能标签特点及其制印技术现状分析 摘要智能标签的印刷与传统标签的印刷有着很大的区别，由于智能标签及其芯片的特殊性，不能承受印刷机的压力，所以，除喷墨印刷外，一般是采用先印刷面层，再与芯片层复合、模切的工艺。 传统的条形码标签在各行各业的广泛应用和其方便快捷的作用以及一定的防伪功能已成为人们的共识，但随着人们对商品的生产、贮运、保质、防伪、管理等诸多方面更高更全的信息需求，传统的条形码标签显然是力不从心了，它不但无法提供商品生产、管理等方面的信息，不能警示商品保质需要的温度等情况，在防伪效果上，也由于其印刷单一、容易仿造而逐

40、渐失去商品的防伪效果。随着科技的进步及在标签制作领域的应用，一种全新、多功能、有良好防伪效果的智能标签已开始广泛应用，它将为标签制印带来新的生机和活力。一、智能标签的特点及应用智能标签(SmartLabel)也有人称之为无线射频识别标签，它是标签领域高新技术产品，如今已在产品包装中发挥重要的作用，逐步替代传统的产品标签和条形码。智能标签是标签领域的新秀，它具有超越传统标签的功能，是电子和计算机等高新技术在标签制印上的结晶。智能标签包含无线射频识别技术(RFID)电子标签，隐蔽或公开的商标保护指示器或提示产品状况的传感器。电子标签主要由芯片和天线组成，芯片主要用于接收和传送数据，通过由阅读器发出

41、的无线射频信号来读取，阅读器与天线和计算机网络相连，形成一个电子模块，阅读器发送来自其天线的特殊信号给特定区域的电子标签，再将反馈信息处理后传送给计算机网络，从而使管理人员得到商品的特殊信息。智能标签可以帮助厂商和消费者实时了解商品库存、流通、保质等情况，为厂商监控其产品在供应链中的状况和位置起到很大的作用。例如，许多食品和药品等的包装必须在特定的温度和低污染环境下储存运输，一般的标签无法了解和监控产品保存的温度和保质情况，而智能标签就可以在产品贮运过程中适时监控对温度要求敏感、易腐烂产品的温度，它凭借特殊的芯片、天线、传感器等，测量贮运过程中的温度，警示厂商防止温度变化对产品的影响。还有，如

42、仓库管理员可以利用智能标签了解货架上的产品种类和数量的信息，来核对产品库存数据而判断产品的销售情况。此外，智能标签提高了传统标签的防伪效果，尤其在药品包装中，它的防伪功能已大大超过传统的条形码标签。智能标签的核心是含有IC芯片的射频电路和传感器，内部装有可程序化的集成电路和天线，可通过无线射频信号与读写装置进行信息的接收和传输，具有产品鉴别、防伪、防盗、管理等多种功能，是目前广泛使用的产品条形码标签的升级和更新的产品。智能标签具有小、薄、柔(制作的产品厚度可达到0.1mm 左右，大小从几毫米到近二十厘米，可随意扭曲、弯折)的优点，以及具有读取数据信息快，并可依特殊命令读取ID 号码和一些特殊信

43、息等特点。智能标签有防冲撞的读写特性，并且能同时读写多个电子标签。它可以携带数据，并可将其芯片中存储的数据通过专门的读卡器以无线的方式快速读取，在工作过程中还可非常方便地对其数据进行改写。智能标签在使用时可以做到无需连线、无需电源、无需接触，且还可在射频频率上进行丰富的变化。在智能标签中，可植入多种材料内部特性和可读取的功能被广泛地应用于无线识别领域，如产品识别、质量监控、票证、资产管理和提供系列追踪管理等。智能标签为防伪、物流管理领域提供了多变的新工具。智能标签的相关产品在商品生产、储运、销售的库存管理等领域有广阔的应用空间，在日本，日立、富士通和凸版印刷株式会社已经大规模生产并销售智能标签

44、。有资料显示，日本的智能标签以及相关服务与软件市场将在2010 年达到9 万日元以上的水平，在美国和欧洲，包括沃尔玛在内的主要零售商也都在努力推广智能标签的使用，2004 年6 月沃尔玛公司就要求2005 年开始采用RFID 技术管理货品，要求其主要的100 家供货商在2005 年前必须使用智能RFID 标签，并在一两年内要求绝大部分供应商都要使用标准的智能标签。据报道，目前这种智能标签的生产呈高速增长的趋势，在欧洲，2005 年市场已达到5 0 亿美元以上，并以每年约4 0 % 的速度增长，预计2008 年，全世界的RFID 标签的使用量将达到200 亿个以上，届时零售业将会全面普及应用RF

45、ID 智能标签。二、智能标签的制印技术智能标签的印刷与传统标签的印刷有着很大的区别，目前，我国传统标签的印刷技术已具有很高的水平，商标印刷业中不乏有经验丰富的企业，也生产出许多设计精美和高品质的产品，但对于智能标签，有人认为它并无特殊之处，只要用普通标签给它外覆一件美丽的外衣，这对于高品质标签的制印企业来说并不困难，但这样单纯地添加美丽外衣的智能标签，其高附加值却是令人担忧的，否则会造成重要的损失。那么，与传统标签印刷相比，智能标签印刷有什么特点呢?首先，从智能标签的定义上来看，智能，是由芯片、天线等组成的射频电路；而标签是由标签印刷工艺使射频电路具有商业化的外衣。从印刷的角度来看，智能标签的

46、出现会给传统标签印刷带来更高的含金量。智能标签的芯片层可以用纸、PE、PET甚至纺织品等材料封装并进行印刷，制成不干胶贴纸、纸卡、吊标或其他类型的标签。芯片是智能标签的关键，由其特殊的结构决定，不能承受印刷机的压力，所以，除喷墨印刷外，一般是采用先印刷面层，再与芯片层复合、模切的工艺。(1)印刷方法。印刷主要是以丝网印刷为首选，因为丝网印刷在集成电路板、薄膜开关等方面的印刷质量是其他印刷方法所无法企及的。在智能标签印刷中，要使用导电油墨，而印刷导电油墨较好的丝网是镍箔穿孔网。它是一种高技术丝网，它不是由一般的金属或尼龙等丝线编织成的丝网，而是由镍箔钻孔而成箔网，网孔呈六角形，也可用电解成形法制

47、成圆孔形。整个网面平整匀薄，能极大地提高印迹的稳定性和精密性，用于印刷导电油墨、晶片及集成电路等高技术产品效果较好，能分辨0.1mm 的电路线间隔、定位精度可达0.01mm。(2)导电油墨的应用。导电油墨是一种特种油墨，它可在UV 油墨、柔版水性油墨或特殊胶印油墨中加入可导电的载体，使油墨具有导电性。导电油墨主要是由导电填料(包括金属粉末、金属氧化物、非金属和其他复合粉末)、连接剂(主要有合成树脂、光敏树脂、低熔点有机玻璃等) 、添加剂(主要有分散剂、调节剂、增稠剂、增塑剂、润滑剂、抑制剂等)、溶剂(主要有芳烃、醇、酮、酯、醇醚等)等组成。该油墨是一种功能性油墨，在印刷中主要有碳浆、银浆等导电油墨。碳浆油墨是一液型热固型油墨，成膜固化后具有保护铜箔和传导电流的作用，具有良好的导电性和较低的阻抗力；它不易氧化，性能稳定，耐酸、碱和化学溶剂的侵蚀；具有耐磨性强、