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现阶段下电子标签的发展和关键技术
来源: | 发布时间:2018-7-4 10:34:42 | 浏览次数:

  RFID标签的广泛应用给人们的生活带来了很多的便利,相信在不久的将来,将会被应用到更多更有用的地方。那时候,我们的生活将会更加美好,人们也能节省很多时间去做更有意义的事。下面我们就一起来了解下RFID技术在未来有哪些方面的发展和应用?

  一、在国内外研究文献中,目前对电子标签的研究主要集中在以下几个方面

  1.1芯片技术

  芯片技术是RFID技术中的一项核心技术,一个标签芯片即为一个系统,集成了除标签天线及匹配线以外的所有电路包括射频前端、模拟前端、数字基带和存储器单元等模块。对芯片的基本要求是轻、薄、小、低、廉。

  RFID芯片设计与制造技术的发展趋势是芯片功耗更低,作用距离更远,读写速度更快,可靠性更高,并且成本不断降低。除增加标签的存储容量以携带更多的信息、缩小标签的体积以降低成本、提高标签的灵敏度以增加读取距离之外,当前研究的热点还包括:超低功耗电路;安全与隐私技术,密码功能及实现;低成本芯片设计与制造技术;新型存储技术;防冲突算法及实现技术;与传感器的集成技术;与应用系统紧密结合的整体解决方案。

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  1.2天线设计技术

  在RFID标签天线的设计中,小型化问题始终倍受关注。为扩展应用范围,小型化后的天线带宽和增益特性及交叉极化特性也是重要的研究方向。目前的RFID标签仍然使用片外独立天线,其优点是天线Q值较高、易于制造、成本适中,但是体积较大、易折断,不能胜任防伪或以生物标签形式植入动物体内等任务。若能将天线集成在标签芯片上,无需任何外部器件即可进行工作,可使整个标签体积减小,而且简化了标签制作流程,降低了成本,这就引发了片上天线技术的研究。另外,目前标签天线研究的重点还包括,天线匹配技术、结构优化技术、覆盖多种频段的宽带天线设计、多标签天线优化分布技术、抗金属设计技术、一致性与抗干扰技术等。

  1.3封装技术

  电子标签的封装主要包括芯片装配、天线制作等主要环节。随着新封装技术的发展,在标签封装技术上相继出现了新的加工工艺,如倒装芯片凸点生成(Bunping)、天线印刷等。与传统的线连接或载带连接相比,倒装芯片技术的优点是封装密度较高、具有良好的电和热性能、可靠性好、成本低。使用导电油墨印刷标签天线代替传统的腐蚀法制作标签天线,大幅降低了电子标签的制作成本。除此之外,标签封装技术的研究热点还包括低温热压封装工艺、精密机构设计优化、多物理量检测与控制、高精高速运动控制、在线检测技术等。

  二、RFID的应用现状

  RFID被广泛应用于加工与制造业的生产自动化、安全认证、商品防伪、图书档案管理、医疗卫生、商业自动化和交通运输控制管理众多领域:火车、汽车等交通监督;高速公路自动收费系统;停车场管理系统;物品管理(如邮包及航空行李的跟踪);仓储管理和动物识别管理等。在交通管理方面,采用RFID技术实时跟踪车辆,然后由交通指挥中心进行督导,能有效地减少交通堵塞。在铁路系统运营中,采用RFID对车厢进行监控,可以防止遗漏在轨道上的车厢发生撞车事故,还能及时了解货车内装的物品信息,提高铁路运输安全。

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  此外,RFID在电子物品监视系统、车辆防盗和汽车点火系统等新兴领域也得到应用。RFID的一个特殊应用领域是军事物流管理。在伊拉克战争期间,联军在军用物品的管理,医院伤病员、战俘和平民的管理都采用过RFID技术,取得了较好效果,美军宣称未来要全部采用RFID进行管理。另外,电子标签也被用于一些有创意的地方。如罗伯特博世电动工具公司开始提供内置RFID芯片的电动工具,虽然会增加2%~5%左右的成本,但对建筑业来说,如果能避免电动工具的丢失,全球每年就可以节省10亿美元以上的成本。

  三、RFID发展趋势展望

  3.1 生物特征识别将成为RFID关键技术

  随着光电技术、微计算机技术、图像处理技术与模式识别等技术的快速发展,尤其是嵌入式人脸识别技术的成熟,生物特征识别技术被列为21世纪对人类社会带来革命性影响的十大技术之一。近几年来,国内外已开发应用了声音识别、人脸识别、签字识别、指纹识别、掌形识别、眼虹膜识别等人体生物特征的鉴别。这两年,生物识别技术已部分应用到公安、安全、海关、金融、军队、机场、边防口岸、安防等多个重要行业及领域,以及智能门禁、考勤等民用市场。

  3.2 RFID数据处理能力越来越强,对软件的需求越来越大

  对于使用RF]D技术的企业来说,如何有效处理应用RFID技术带来的海量数据来降低成本,提高管理效率将是未来非常追切的问题。因此企业需要一个强大数据管理平台,它包括后端数据库、应用程序以及正确的分析能力来处理由RF]D系统生成的巨量数据。否则,企业可能会被大量的数据淹没而享受不到RFID技术带来的益处。目前软件在RFID应用中比较简单,平均费用不超过整体RFID项目的13%。未来几年,随着大规模物流应用及开环方式应用的发展,海量RFID信息处理、传输和安全对RFID的系统集成和应用技术提出了新的挑战,软件将是RFID项目支出中相当重要的部分,在某些应用中,甚至会超过硬件的费用。

  3.3 RFID日趋网络化,并与其他产业加速融合

  当RFID系统应用普及到一定程度时,每件产品将通过电子标签赋予自己独特的身份标识,尤其是如今随着3G、三网融合的日益普及,今后RFID与互联网、电子商务结合将是必然趋势,也必将改变人们传统的生活、工作和学习方式。同时,与其他IT产业一样,当标准和关键技术解决和突破之后,RFID也将与其他产业融合形成更大的产业集群,并得到更加广泛的应用,实现跨地区、跨行业应用。另外,如今芯片频率、容量、天线、封装材料等组合日益形成产品系列化,RFID将与其他高科技加速融合,如与传感器、GPS、生物识别结合。这一切,将促成RFID由单一识别向多功能识别发展。

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