RFID在中国的未来

  [摘要]  简要介绍了RFID技术及其与传统条形码相比的特点,概括了RFID技术在国内发展的现状,重点阐述了RFID技术在中国未来发展中面临的问题及相应的对策。

  [关键字]  RFID 

  前  言

  自20世纪70年代以来,条码技术一直是商品清单管理的主流方法。而如今,又出现了一种新型的标签——RFID,全球零售巨无霸Wal—Mart要求自己的百强供应商必须从2005年1月1日使用RFID条形码;此外,美国国防部也要求进出口商品开始采用RFID标签;英国的零售巨人Tescob推动更早,2003年9月就对非食品类商品实施RFID标签。所以,可以肯定地说,随着技术的突破和成本的降低,目前在包装、零售和物流业中广泛应用的“条形码”技术一定会被“RFID”技术所取代。

  在信息化、数字化、全球化的今天,人们对于可以承载大量信息且灵活方便的RFID技术的需求正在呈几何级数式的增长。图1是F&S公司对全球RFID应用市场的分析与预测,到2009年,全球RFID市场将从2003年的20亿美元猛增到100亿美元。
 
  那么国内形势如何呢?为适应经济全球化的必然趋势,我国也有多家从事RFID研发与系统集成的供应商,如普诺玛、实华开等,许多新兴的高科技公司正在从事RFID技术应用的开创性工作。

  一、RFID技术概述

  RFID是英文“Radio Frequency Identification”的缩写,中文称为无线射频身份识别、感应式电子芯片或是近接卡、感应卡、非接触卡等,是非接触式自动识别技术的一种。它的主要核心部件是一个电子标签,直径不足2毫米,数据量可高达2的96次方以上。通过相距几厘米到几米距离内传感器发射的无线电波,可以读取电子标签内储存的信息,识别电子标签代表的物件的身份。最简单的RFID 系统由标签(Tag) 、阅读器(Reader)和天线(Antenna)三部分组成。实际应用中还需要其他硬件和软件的支持。

  目前市场上流行的条形码存在许多的不足之处,比如:典型数据量少(仅1~100字节),数据密度小,污染影响大,受光遮盖失效,阅读距离短,数据安全性差以及阅读速度低等,而相比之下,RFID标签识别技术具有如下特点:

1) 数据记忆容量大(可达几十千字节),随着存储材料技术的发展,数据容量可以进一步增大;
2) 数据密度高;
3) 抗污染能力和耐久性好,水、油和化学药品的污染几乎对其没有影响;
4) 阅读距离长、速度快,RFID系统可以同时读取多个电子标签,且速度快(约0.5秒),只需要将贴有标签的物品送至射频感应区即可,无须人工扫描干预;
5) 数据内容可经密码保护,且不易被仿造,数据安全性能好。

  二、RFID技术在国内的现状

  目前我国的射频识别技术还处于一个起步阶段, 从频率上看,RFID市场以低频和高频应用为主。这是由于这一频段的RFID技术门坎较低,有众多的企业参与,产品应用成本低。而且在中国第二代身份证和智能交通卡等项目带动下加快了低频和高频RFID在其它领域的应用,发展迅速。但是目前这一频段产品同质化程度高。 

  超高频RFID应用在Wal—Mart等国际企业的带动下进入高速发展阶段。虽然中国目前在超高频芯片的研发上还比较薄弱,但是政府非常重视超高频标准的制定和芯片的研发,目前已取得一定进展。而且目前超高频的应用已经在政府和一些企业的推动下取得了很好的闭环应用效果。相信在政府的不断推动下,一批国内的超高频芯片提供商也将发展起来。 

  另据IDC最新发布的报告《中国RFID跨行业解决方案市场2006-2010预测与研究》显示,2005年RFID跨行业应用总体市场规模为14.77亿元人民币,其中超高频RFID应用市场规模仅占RFID总体应用规模的10.6%,达到1.56亿元人民币。IDC预测到2010年,RFID跨行业应用总体市场规模将达到298.37亿元人民币,2005-2010年的复合年平均增长率高达82.4%。

  三、RFID在中国的未来

  IDC中国垂直行业研究部高级分析师童华指出,中国的RFID应用市场已经经过了导入期,进入初级应用阶段。在这一阶段的RFID应用以低频和高频为主,应用多种多样并且已经成熟。超高频应用虽然具有更高的商业价值,但是由于标准、技术和价格等多方面原因应用得非常少,并且几乎全部为小规模试点应用。那么RFID在中国的未来会是什么样子呢?在2003年4月26日召开的首届RFID应用展览会暨中国峰会上,信息产业部电子信息产品管理司司长张琪说:“未来几年,RFID在我国每年将有十几亿元以上的需求,加快研发具有自主知识产权并与国际兼容的技术标准已是当务之急。”

  1、我国将成为全球最大的RFID应用市场

  众所周知,无线设备识别系统作为本世纪最有发展前途的技术之一,得到了广泛的重视。2005年是RFID产业与应用发展的一个里程碑,许多行业都将逐步采用RFID这一革命性的技术。

  2003年4月16日,我国颁布了全国产品与服务统一代码规则。规定了中国境内销售的产品和服务,在周期内必须申请并且拥有一个唯一不变的代码标识,这就为电子标签的产业化及其广泛的应用莫定了基础。

  电子标签应用的领域和市场需要很广泛。例如:电子标签已经成为中国IC卡市场的一大热点,上海已经开发了基于电子标签的内贸集装箱运输系统,特种设备和燃气钢瓶的管理和物流跟踪系统,也已经得到实际的应用。此外,结合安全监管还有重要危险品的管理、特殊药品的管理、重要文献资料的跟踪管理等,应用的前景极为广泛。

  据vnunet.com报道,由咨询公司IDTechEX提供的数据表明,如果按照RFID产品数量计算,英国在该领域位列世界第二,然而如果从总投资金额考虑,中国则紧随美国之后。而我国公安部门利用非接触式工IC卡换身份证是当今全球最重要的RFID工程。今年启动的换发第二代居民身份证便是采用RFID技术,预计到2008年将完成多达9亿张IC卡身份证的工作。毋庸置疑,届时我国将成为全球最大的RFID应用市场。

  2、我国将大力发展RFID技术

  关于电子标签的巨大市场需求和它在经济社会发展中将发挥的重要作用,已经引起世界各国的普遍重视。我国也正在积极寻求国际合作,着手制定政策并采取有效措施,引导支持相关技术产品的研发,不断提升产品技术水平,改进工艺,降低电子标签的成本,积极拓展电子标签的应用领域。我国是一个发展中国家,人口众多,RFID在我国的应用正如我国的信息化建设一样,必须要立足于自己产业发展的坚实基础,要拥有自主的知识产权。   

  张琪指出,我国是有能力在全球电子标签产业和应用方面起主导作用的,为此我们必须抓住机遇,齐心协力,务实地工作。我们将以市场为导向,推动产品标准和检验规范的工作,推进完善的检测机构和配套的技术实验和产品的研发,为RFID系统建设和应用推广奠定坚实的技术和产业化基础。我们将结合不同领域的需求和特点,制定不同的产品标准和技术规范,先满足硬的需求,保障信息共享和产品开展。根据测试和分析的结果,以我国资源的实际使用情况,国家信息产业部正式规划电子标签的使用频段,探索并建立我国电子标签应用的市场模型,在典型行业应用的同时要结合信息安全的要求,加强相关的安全产品和系统的研发,通过建立试点工程开拓应用领域,推动产业建设和普及。

  3、我国RFID技术应用发展面临的主要问题及对策

  RFID是一门新兴的技术,尤其在我国,在应用中还存在着许多的问题。下面列出我国RFID技术在应用发展面临的几个主要问题和相应对策:

  1) 大多数RFID芯片易被破解问题

  目前,廉价且流行的RFID芯片都是没有电池的,它们在扫描时由读卡机提供能量,缺乏自己的动力系统,这种芯片也容易受到“能耗途径窃取”的攻击。一些专业界人士已经能侵入到RFID标签中,并开发出相应的密码杀手(一种可使标签自毁的代码)。

  我国基本具有RFID天线的设计和研发能力,但还不具备应用于金属材料、液体环境上的可靠性RFID标签天线设计能力;不能进行UHF频段的标签封装;还没有UHF频段以上读写器设计和制造能力,RFID芯片的安全隐患问题始终不能得到根本上的解决。

  2) RFID的安全问题

  RFID行业很快将成为电脑黑客们下一个战场。对RFID系统的各类攻击,如重写标签以篡改物品信息;使用特制设备伪造标签应答以欺骗读写器,制造物品存在的假相;根据RFID前后向信道的不对称性远距离窃听标签信息;通过干扰RFID工作频率实施拒绝服务攻击;通过发射特定电磁波破坏标签等。

  随着RFID芯片的功能越来越复杂,它们受到攻击的危险也越高,新一代电脑通常更复杂、功能更多,引发的安全问题日益突出。根据去年发表的一份报告,已经有人破解了超过1.5亿个安装了RFID系统的汽车钥匙,这些都是我国实施RFID要重点考虑的安全问题。

  3) 恶意者通过RFID侵犯私人隐私问题

  RFID安全问题集中在对个人用户的隐私保护、对企业用户的商业秘密保护,防范对RFID系统的攻击以及利用RFID技术进行安全防范等多个方面。比如:

  ○1未经授权的人可以访问某用户标签的信息,以获取该用户在消费习惯、个人行踪等方面的隐私。

  ○2由于RFID系统读取速度快,可以迅速扫描并跟踪变化,而被利用来窃取用户商业机密。这样一来,如果有人坐在某家大公司总部的大厅里,可以利用藏在公文包里的探测设备轻易地收集情报。

  4) RFID技术人才缺口问题

  目前,掌握无线RFID技术的人数依然低于市场需求的数量。据调查显示,一些公司需要花费很多的时间、较多的资金对员工培训和教育。因此,在高校开设RFID课程,为将来建设我国特色的RFID技术奠定技术人才基础也不失为一个好策略。

  5) RFID成本问题

  价格是RFID走向大规模市场应用的最大障碍。RFID标签的成本一直居高不下,目前一个RFID标签的价格大概在20到25美分。这对于集装箱或者汽车、冰箱之类的大宗货物当然算不上什么,但对于小宗商品,这一价格必然会遭到成本上的质疑。除了价格外,还需要配置RFID其他相关设备,如RF信号发射机、信号接收机、编程器、天线等也需要一笔巨大的投入,仅一个读写器目前的价格都在1000美元以上,一个企业配置少则几十台、多则几百台,这是一笔不菲的费用。

  因此,为减少RFID的成本,RFID制造商应与国内外芯片制造厂商进行强强联合,在不断提高RFID技术性能的同时,使其成本不断下降。此外,要研究和探索更为高效的运营管理模式以降低成本。

  6) RFID实施标准的开放问题

  当前国际上在UHF频段的RFID技术主要使用430MHz左右和860~960MHz两段频率,但在我国430MHz频段属于专用频段,现阶段开放此频段的RFID业务的条件不成熟。860~960MHz频段的主要业务为固定和移动,次要业务为无线电定位。国家无线电管理局频率规划处处长李健说:“我国在这个频段上已经没有空闲的频率直接规划给RFID使用。”因此,我们在考虑这一频段的RFID频率规划时,必须慎重考虑RFID业务与现有的无线电业务频率的供应问题。

  7) RFID产业发展滞后问题

  芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装及封装设备制造、读写设备开发、数据管理软件设计……,一个个生产环节构成了一条完整的RFID产业链。目前,已有基于13.56MHz频段的芯片,而国际上应用最广的UHF芯片则还在研制之中,这种研发是基于ISO标准的。产业发展滞后尤其核心技术的缺失成了制约我国RFID标准难以逾越的高墙,而RFID中国标准的缺位又反过来制约了产业的发展,因此,我国应针对国情,结合刚刚颁布的RFID应用标准,尽快制订RFID的国内标准。如果没有RFID中国标准将不仅影响到用户应用RFID,而且还会影响到企业的研发。

  结束语

  RFID已成为21世纪最具发展潜力的技术之一,虽然该技术仍存在着一些技术和应用上的问题,相信要克服RFID的种种隐忧,指日可待。在强大的市场导向下,RFID技术在世界范围内必将引起一场重大变革,它将成为未来新的经济增长点,也将最终成为我国企业发展方向的最大信息技术支持。所以我国要在提高相关产业能力的同时,制定电子标签的国家标准,保证各厂家开发的电子标签产品在容量、信息格式等方面一致性。我国无疑将成为世界上电子标签的最大应用市场,电子标签必将广泛应用于商业、银行、公共安全、航空、军事等各领域,并且范围不断扩大,逐渐渗透到老百姓的个人生活中。

[参考文献]
[1]  耿雪霏. RFID技术在物流管理中的应用. 包装工程,2005,26:2
[2]  季永芹.“下一代的条码”——RFID. 广东印刷,2005,3
[3]  魏之仁. RFID & CHINESE MARKET. 中国包装工业,2006.2
[4]  何阿毛. RFID技术应用前景. 集成电路,2006第1~2期

[时间:2007-03-20  来源:中国标签]

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