RFID標準化中的問題與建議

RFID概況與標準化趨勢

1．RFID概況

RFID是英文”Radio Frequency Identification“的縮寫。意為”射頻識別”，是非接觸式自動識別技術的一種。到目前為止，自動識別技術最成功的應用案例，是”條形碼”技術在包裝、零售和物流業(yè)中的廣泛應用，提高了這些領域中企業(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)品質量。

隨著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，使這個并非新生的技術受到世界越來越多的關注甚至熱烈地追捧。根據(jù)英國Pira的研究，RFID是未來幾年中對包裝、印刷和紙張生產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重要影響的技術之一?？梢钥隙ǖ卣f，隨著技術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”技術正在且必將被”RFID”技術所取代。在信息化、數(shù)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技術的需求正在呈幾何級數(shù)式的增長。圖1是FS公司對全球RFID應用市場的分析(單位：億美元)與預測，到2009年，全球 RFID市場將從2003年的20億美元猛增到100億美元。

國際形勢如此．國內(nèi)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(tǒng)集成的供應商，如普諾瑪、實華開等。許多新興的高科技公司正在從事RFID技術應用的開創(chuàng)性工作。正如條形碼”技術的推廣與應用帶給世界的震驚與驚喜一樣，RFID技術的普及對人類社會的影響將遠比前者更深遠和持久。

在RFID浪潮到來時，人類社會的生產(chǎn)管理效率將得到極大的提高，勞動者將得到解放，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領域。

2．RFID標準化趨勢

隨著RFID技術的普及，標準化是其廣泛獲得市場接受的必要措施，同時也是各國企業(yè)發(fā)展與國際化的一個良好契機。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(qū)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(qū)標準的基礎上，形成國際統(tǒng)一的主流標準，同時修改與兼容主要國家或地區(qū)的標準。另外，由于RFID技術是一種電子技術，其國際標準與移動通信標準的形成過程相似，不斷延伸的應用領域會催生出基于不同應用的主流標準，隨著成本不斷降低和市場的擴大，會產(chǎn)生在一定時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(nèi)容豐富又簡潔明了，操作性強。但隨著通信技術的發(fā)展，RFID技術必然會越來越多地借鑒或移植來自信息科技領域的成果，這樣，統(tǒng)一的國際標準會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。

在RFID領域．雖然射頻識別讀取機與標簽技術還未統(tǒng)一，不同制造商所開發(fā)的卷標通訊協(xié)議，也各不相同．各國、各地區(qū)和各大RFID供應商與應用商都在加快各自標準的制定進程，但RFID技術應用帶來的巨大效益與潛在的市場需求會促進統(tǒng)一的主流標準的產(chǎn)生。由于RFID技術的高效率、大容量特征和其靈活性、保密性特點，可以預見．RFID標準不會像“條形碼”標準那樣簡單，其需要關注與解決的問題會多得多．同時也復雜得多。

本文在借鑒現(xiàn)代信息技術應用與標準化進程的經(jīng)驗的基礎上．主要對RFID標準化所需注意與解決的3大類問題(一般問題、重要問題、法律與道德問題)提出筆者的觀點與建議。

RFID標準化中的一般問題

在RFID標準化內(nèi)容中，要解決和規(guī)范的一般問題是硬件或與硬件相關的問題．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(diào)制方式、文件格式、字符集選定等)、加密與安全、硬件擴展等幾個方面的問題。準確地說．現(xiàn)有的RFID標準．無論是歐美體系還是日本體系．或者是其他地區(qū)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單規(guī)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RFID為“電子條形碼”的說法．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．它的信息載體是可以具有極大容量的電子媒體，它的交互方式是無線數(shù)據(jù)交互．它的技術基礎是整個信息學與通信學。因此．它潛在的應用能力與應用領域極為廣大．它應用的深度與廣度將遠遠超過”條形碼”技術所能達到的程度。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．同時也會給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的RFID國際統(tǒng)一標準聯(lián)盟成員之間的互信與協(xié)作關系。

1．RFID物理特性

在RFID物理特性方面．與現(xiàn)有大多數(shù)標準不同的是．應該規(guī)定的頻譜要求是一個復合的范圍而不是單一的頻點．這可以增加卷標的靈活性．降低其生產(chǎn)成本。同時讀取器可以使用頻率掃描的方式進行工作，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(guī)定不同用途的RFID的最大與最小電磁強度要求．把它作為一個發(fā)射機來看待。作為零售業(yè)使用的RFID與作為動物追蹤應用的RFID可使用不同頻率和不同的電磁強度。主動式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明性代碼。

2．RFID的測試內(nèi)容

RFID的測試要求可以單獨作為標準的附件或正文的一節(jié)存在，這部分內(nèi)容應該對應分級模式按”必要”與”可選擇要求”的參數(shù)來執(zhí)行。在硬件測試的基礎上．應對其所有功能進行檢查．重點是接口參數(shù)、傳輸協(xié)議。接口參數(shù)對天線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(shù)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．重點針對糾錯與防”碰撞(多個卷標的信號同時到達接收端．導致無法分辨出需要的信息源)”能力進行測試。對”碰撞”的處理．可以采用掃描啟動或相關檢測的技術．通過一定的算法結合標準規(guī)定的體制來共同完成．提高識別的效率。另外．對被動式RFID建議采用同時多通道接收與處理的技術．對主動式RFID采用掃描接收與處理的技術，或者根據(jù)讀取數(shù)據(jù)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．可以借鑒”條形碼”的經(jīng)驗．區(qū)分RFID的國家或地區(qū)代碼、行業(yè)或商品的應用種類代碼、分級要求代碼、糾錯段、讀寫操作種類與記錄、分級數(shù)據(jù)內(nèi)容、保密措施結構、權限設置、廠商信息等．同時對信息重發(fā)模式進行規(guī)范。多種操作行為控制(寫入、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．用于幫助讀取器進行兼容處理。文件格式應該容許多種格式由軟件來處理．字符集應選用通用信息字符集．與現(xiàn)有I T行業(yè)或計算機操作系統(tǒng)所用字符集相同。對加密與安全的考慮．主要從軟件數(shù)據(jù)加解密體制和權限驗證來考慮．特別對批量改寫的權限進行嚴格審查．在主控系統(tǒng)中應保留原有數(shù)據(jù)一段時間。這些要求由軟件與應用商來協(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．來保證硬件的各個功能模塊部分可以根據(jù)不同的需求替換或升級．甚至直接與電腦進行數(shù)據(jù)傳輸．可以是無線(紅外或藍牙)連接．也可以是有線的連接。