逾半个世纪的RFID 技术以及在内部物流中的应用
原创 2023-09-14 09:04 南山 来源:AGV射频识别(RFID)是一种科技,它通过无线电波在物体、人或动物之间进行数据传输和识别。从最初的军事应用,如第二次世界大战期间的“朋友或敌人”识别系统,到今天广泛用于商业、医疗、交通、零售和更多其他行业,RFID已经经历了五十年的飞速发展。这篇文章将概览RFID在过去半个世纪中的重要里程碑,探讨其技术演进,以及评估它在全球社会和经济中的影响。我们还将研究该技术未来可能的发展方向,特别是在物联网(IoT)和数据驱动时代的角色。
20 世纪 70 年代,人们首次用射频识别技术对动物进行标记。直到 20 世纪 80 年代,人们才第一次估算出这项新技术的应用范围。20 世纪 90 年代,RFID 技术开始进入 "大众 "视野,在大多数情况下都是无形的:汽车防盗器、滑雪证或加油卡。但 RFID 究竟是什么呢?从字面上翻译,"Radio-Frequency Identification(无线射频识别)"的意思不过是通过射频识别(芯片),即识别物体并在 RFID 芯片和阅读器之间无线交换信息。
RFID类别
(1)RFID标签(Tag): 这是一个小型的电子设备,通常包含一个微型天线和一块微型集成电路。标签可以存储一定量的信息,如商品的序列号或其他标识符。标签可以是主动的(包含电池以增加其广播范围)或被动的(无电池,依赖读取器提供的能量激活)。
(2)RFID读取器(Reader):
(3)数据处理系统: 一旦读取器收到了标签的信息,这些数据通常会发送到一个数据处理系统进行解析和处理,这样可以方便地将数据整合到其他系统或应用程序中。
RFID技术在许多不同的应用中都有用,包括物流跟踪、库存管理、门禁系统、支付系统等。它有几个优点,如操作简便、数据读取迅速、不需要直接接触或视线,但也有一些缺点,如成本、隐私问题等。
RFID的历史
射频识别(RFID)的历史可以追溯到20世纪40年代,当时主要用于军事应用,特别是在第二次世界大战中。下面是RFID发展历程中的一些重要时刻:
(1)第二次世界大战与雷达技术:在第二次世界大战期间,英国使用了一种基础的“朋友或敌人”(IFF,Identification Friend or Foe)系统,以帮助区分盟军和敌军飞机。这可以看作是RFID技术的早期形式。
(2)1950s - 1960s 初步商用化:在这一时期,射频识别技术开始脱离纯军事用途,进入商业领域。一些简单的应用开始出现,比如用于追踪货物和动物。
(3)1970s 技术成熟与标准化:到了20世纪70年代,人们开始认识到RFID的潜力,并开始研发更先进和可靠的系统。在这一时期,RFID技术标准也逐渐形成。
(4)1980s - 1990s 应用广泛化:RFID开始被用于多种应用,如仓储和物流、零售、医疗、交通(如电子收费)等。
(5)2000s - 今天大规模部署与物联网(IoT):随着技术的不断成熟和成本的降低,RFID应用更加广泛,从简单的库存跟踪到复杂的供应链管理。近年来,随着物联网(IoT)的兴起,RFID技术被广泛用于设备间的通讯和数据收集。
(6)隐私与安全问题:随着RFID技术的广泛应用,有关隐私和安全的问题也逐渐引起了人们的关注。这些问题包括无授权的数据读取、数据泄露等。
(7)未来展望:未来,RFID有可能与其他先进技术(如区块链、人工智能)结合,进一步提升其应用范围和效率。
毕业于美国布鲁克林理工学院(现纽约大学坦登工程学院)的马里奥-卡杜罗被认为是 RFID 芯片的发明者。他于 1973 年获得了第一项可读写的无源射频识别专利。第一个射频识别 "芯片 "是一个应答器,由装在塑料容器中的线圈和电路组合而成。这种芯片由实际的微型芯片和细如发丝的天线(线圈)组成,在电场中显示芯片上存储的信息。
RFID的标准
RFID(射频识别)标准不是单一的,而是由多个组织和机构制定的一系列标准。这些标准涵盖了不同的频率、数据传输速度、传输距离、和其他技术参数。标准化有助于确保不同制造商生产的设备和系统能够互相兼容和互操作。下面是一些主要的标准和组织:
主要的标准组织:
ISO(国际标准化组织):ISO有多个与RFID相关的标准,其中包括ISO 14443(用于近距离无线通信,如智能卡)、ISO 15693(用于更长距离的标签读取)、ISO 18000(描述了多种RFID系统的通信协议)等。
EPCglobal:这个组织推出了EPC(电子产品代码)标准,主要用于供应链管理。EPCglobal是GS1(全球供应链标准组织)的一个子组织。
NFC Forum:该组织负责制定NFC(近场通信)相关的标准,NFC技术与RFID有一定的相似性和可兼容性。
其他地区和行业组织:一些特定地区或行业也有自己的RFID标准,比如ATA(美国航空运输协会)用于航空行业的RFID标准。
常见的RFID标准:
(1)ISO 14443:用于近距离(通常在10cm以内)的通信,主要用于支付系统和安全门禁。
(2)ISO 15693:这是一个用于更长距离(通常最多1-1.5米)的RFID标准。
(3)EPC Class 1 Gen 2(通常简称为EPC Gen 2):这是一个用于UHF(超高频)范围的标准,主要用于商业供应链应用。
(4)NFC(近场通信):这不仅是一种标准,也是一种技术。NFC通常用于非常短的距离,比如几厘米,主要用于移动支付、票务、和数据共享。
每种标准都有其特定的应用场景、距离、数据传输速度和存储能力,因此在选择RFID技术时,需要根据具体需求来选定合适的标准。
RFID在内部物流管理的应用
射频识别(RFID)在内部物流管理中有多种应用,大大提高了效率和准确性。以下是一些主要应用场景:
库存管理
通过在商品上附加RFID标签,企业可以实时追踪库存水平和商品位置,从而提高库存准确性和降低过度储备的成本。
货物追踪
RFID标签能够追踪货物从接收到出货的整个流程。这不仅能确保货物按时到达,还能减少丢失和错误发货的可能。
数据收集和分析
内部物流过程中生成的RFID数据可以用于分析,如货物的平均停留时间,最常用的运输路径等,进一步优化物流效率。
工具和设备管理
在工具和设备上使用RFID标签,可以帮助企业追踪其状态和位置,确保按计划进行维护和替换。
工作流自动化
RFID可以与物流管理系统集成,自动触发特定的工作流程,例如当收到新货物时自动更新库存系统。
质量控制
RFID系统可以追踪产品在生产线上的各个阶段,用于质量控制和合规性检查。
资产管理
不仅产品,固定资产(如叉车、搬运车等)也可以通过RFID进行有效管理,以减少丢失和提高使用率。
实时可视化
通过监控RFID标签,物流人员可以实时查看货物、设备或资产的位置,这有助于提高整体的物流透明度。
防假冒和安全
通过在高价值或高风险物品上使用安全性更高的RFID标签,企业可以更有效地防止盗窃或假冒。
RFID技术由于其可扩展性和灵活性,在内部物流管理中有广泛的应用前景,对于提高效率和准确性具有巨大潜力。
经过五十年的发展,RFID技术已经深刻地改变了我们的世界。从最初的军事应用到现在几乎无处不在的商业和消费用途,这项技术不仅推动了无数行业的创新,还重新定义了数据交换和物流管理的方式。然而,与所有技术一样,RFID也面临着自己的挑战,包括但不限于安全和隐私问题。在未来,随着技术不断进步和新应用的出现,RFID可能会与其他先进技术如人工智能、区块链和云计算等更加紧密地结合。这不仅将进一步提高其应用范围和效率,也可能会带来新的伦理和社会问题。总体而言,RFID在过去的五十年里取得了显著的进展,但其真正的潜力可能还远未被完全挖掘。随着更多的研究和应用,我们有理由相信,这项令人印象深刻的技术将在未来继续发挥重要作用,塑造我们未来数十年的生活和工作方式。