了解RFID發(fā)展的五大研究方向,未來將一路暢通
不管是RFID廠商還是用戶企業(yè),只有抓住RFID發(fā)展趨勢、技術潮流,加以研發(fā)推廣, 才能更好地為國內企業(yè)經(jīng)營管理、市場營銷服務,搶得競爭先機。目前,RFID所涉及的主要技術方向雖然都在快速發(fā)展,但仍然存在方方面面的瓶頸,從目前來看主要存在五個問題。
1、RFID技術的標準化
RFID的標準化工作最早始于1995年,由國際標準化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)組織聯(lián)合技術委員會開展此項工作。ISO/IEC出臺的一系列RFID技術標準主要可以分為技術標準、數(shù)據(jù)結構標準、設備性能標準和應用標準四大類,另外還包含一些規(guī)范。從ISO/IEC制訂的RFID技術標準內容來說,是在RFID編碼、空中接口協(xié)議、讀寫器協(xié)議等基礎技術標準和數(shù)據(jù)結構標準之上,定義了使用條件、標簽尺寸、標簽粘貼位置、數(shù)據(jù)內容格式、使用頻段等具體性能要求,根據(jù)應用領域在包括數(shù)據(jù)完整性、人工識別等其他功能方面制定了應用標準。ISO/IEC所制訂的RFID技術標準最大意義在于通用性,它提供了一個基本框架,在保證互通與互操作性的原則之上兼顧不同應用領域的特點,滿足各應用領域的具體要求。
EPC Global是美國統(tǒng)一代碼協(xié)會(UCC)和國際物品編碼協(xié)會(EAN)組建的全球第二大RFID標準化組織,該中心與眾多企業(yè)成員共同制訂了EPC Global技術標準,該標準的關注點在于“物聯(lián)網(wǎng)”自動識別基礎架構和標識的數(shù)據(jù)載體及其內容,在開放技術和計算機互聯(lián)的基礎體系上,實現(xiàn)商品信息的交換與共享,面向物流供應鏈解決透明性和追蹤性。EPC Global致力于建立面向全球電子標簽用戶的標準化服務網(wǎng)絡,在業(yè)界成為事實上的最大標準而得到了廣泛的應用。目前,EPC Global也將自身的部分技術標準提交給ISO以期成為國際標準,從而使自身技術標準體系具備更強的競爭力。
世界第三大RFID技術標準是由日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省牽頭成立的泛在中心負責起草的,其技術聯(lián)盟成員主要是日本廠商。泛在中心組織及其成員拒絕EPC Global技術標準,該組織制定的RFID相關標準也構建了一個完整的標準體系,擁有自己的ucode編碼系統(tǒng),保持自主獨立又不失兼容性。該體系的關注點更加重視網(wǎng)絡和應用體系的安全性能。
除了這三大RFID技術標準組織,國際上還有AIM-global即全球自動識別組織和第三世界標準組織IP-X共同推進未來的物聯(lián)網(wǎng)技術體系。
2、電子標簽的成本
電子標簽的成本對于RFID技術的推廣具有極其重要的影響,一旦擁有價格低廉的電子標簽,將可以迅速推廣應用。在RFID系統(tǒng)中使用的電子標簽分為主動式電子標簽(即有源電子標簽)和被動式電子標簽(即無源電子標簽)。主動式電子標簽一般配有電池作為電源,所存數(shù)據(jù)內容較多,因而包含更多信息以實現(xiàn)較多功能且識別的空間范圍也相對較大;缺點在于體積較大、價格較高,且電池壽命由標簽功耗決定。被動式電子標簽體積小、成本低、便于使用,但功能有限,包含信息量較小,識別距離較短。受成本因素的制約,目前實際所用電子標簽以被動式無源電子標簽居多。影響電子標簽價格的因素很多,但最主要的是材料及電子元器件,電子標簽的體積和功耗也是影響價格的重要因素,一般而言,技術體系相同且兼容性好的電子標簽因批量較大,往往可以降低單個電子標簽的價格。
3、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)干擾
RFID技術使用多種頻段實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,完成電子標簽的識別及其數(shù)據(jù)的讀寫功能。因其使用非接觸的通信方式,以電磁波作為傳輸媒介并將自由空間作為傳輸信道,所以一般運用電感耦合原理或反向散射工作原理,具體采用的頻段和運用的原理依據(jù)應用需求及應用領域而決定。電磁波在空間傳播時,由于反射、折射、散射和吸收現(xiàn)象的存在,導致?lián)p耗而引起信號的衰減,又因存在多徑效應而產(chǎn)生時延,并且室內空間環(huán)境和室外空間環(huán)境都具有很大的隨機性,使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)母蓴_很難在固定條件的模型里進行分析。另外,由于空間的開放性,實際存在的各種電磁波信號也對空間傳輸信道產(chǎn)生各類干擾。在RFID系統(tǒng)中,由于標簽數(shù)量眾多,閱讀器發(fā)送信號后,來自不同標簽的應答信號也互相干擾,甚至運用多個閱讀器時,閱讀器相互之間也存在干擾,理論上說越龐大的RFID系統(tǒng),自身存在的干擾問題就越復雜和突出?;谶@些原因,最終在數(shù)據(jù)讀寫的傳輸過程中會出現(xiàn)漏讀、無法識別等種種故障現(xiàn)象。
4、數(shù)據(jù)碰撞
在很多RFID系統(tǒng)的應用場合里,往往需要在極短的時間片段(秒級)里對數(shù)十個甚至上百個標簽進行讀寫數(shù)據(jù)操作,信號傳輸在時間域上存在著重疊,從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)碰撞問題。數(shù)據(jù)碰撞問題本質上是信道共享問題,在信道共享問題上,一般采用時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、空分多址(SDMA)、碼分多址(CDMA)四種方式解決,但在RFID系統(tǒng)中受制于功耗及其他因素影響,F(xiàn)DMA、SDMA、CDMA三種方式并不適用。目前廣泛使用的是基于TDMA方式的防沖突算法來解決數(shù)據(jù)碰撞問題:一種是基于二進制數(shù)的確定性算法,還有一種是基于ALOHA的不確定性算法。
5、數(shù)據(jù)安全
RFID系統(tǒng)大量使用電子標簽,在這種環(huán)境下企業(yè)的商業(yè)機密有可能泄露,安全威脅主要來自標簽威脅、網(wǎng)絡威脅和數(shù)據(jù)威脅。RFID標簽的計算能力、存儲空間和電源供給都比較有限,越便宜的電子標簽計算能力越弱,對安全威脅的防護也越差。由于采用無線通信的方式,在某些介質可穿透的狀態(tài)下,對于長達50米以上的通信信道,不法分子可以利用技術手段盜取標簽信息,通過隱蔽方式對電子標簽或者是讀取電子標簽信息的閱讀器發(fā)動攻擊以截獲信息。對于電子標簽本身而言,具有多次讀寫功能的電子標簽相對應用便捷,但也存在更大隱患,安全保護策略顯得尤為重要;對于無線通信信道而言,容易遭受非法截取通信數(shù)據(jù)的風險;對于網(wǎng)絡連接而言,易遭受來自互聯(lián)網(wǎng)的各種攻擊。RFID系統(tǒng)在數(shù)據(jù)安全方面應當保證機密性、數(shù)據(jù)完整性、防欺騙的真實性和通信信息的私密性。