現代識別技術的分類
條碼技術
條碼技術最早出現在20世紀40年代,它是在計算機技術與信息技術基礎上發(fā)展起來的一門集編碼、印刷、識別、數據采集和處理于一身的識別技術。條碼技術的核心內容是利用光電掃描設備識讀條碼符號,從而實現機器的自動識別,并快速準確地將信息錄入到計算機進行數據處理,以達到自動化管理的目的。
條碼則是由一組按規(guī)則排列的條、空及其對應字符組成的表示一定信息的符號。不同的碼制,條碼符號的組成 規(guī)則不同。目前,較常用的碼制有EAN條碼、UPC條碼、二五條碼、交插二五條碼、庫德巴條碼、九三條碼、 128條碼等。
生物識別技術
生物識別技術始于70年代中期,生物識別技術是利用人體生物特征進行身份認證的一種技術。對生物特征進行取樣,提取其唯一的特征并且轉化成數字代碼,并進一步將這些代碼組成特征模板,人們同識別系統(tǒng)交互進行身份認證時,識別系統(tǒng)獲取其特征并與數據可中的特征模板進行比對,以確定是否匹配。
基于生物特征,人們已經發(fā)展了手形識別、指紋識別、面部識別、發(fā)音識別、虹膜識別、簽名識別等多種類別的識分類識別技術。目前人體特征識別技術市場上占有率最高的是指紋機和手形機,這兩種識別方式也是目前技術發(fā)展中相對成熟的。
智能卡識別
智能卡已經深入到社會的各個角落,如:就餐卡、消費卡、信譽卡、交通卡、GSM卡等等。智能卡上的芯片處理能力也正以每年30~50%的速度提高,日新月異的卡片加密技術可保證卡上的數據隱私。電子商務的資金流的各支付環(huán)節(jié)也在采用智能卡這一支付手段。由電子錢包(e-wallet)、電子通道、電子銀行(e-bank)、認證機構所組成的網上支付系統(tǒng)中,智能卡提供支付方案、提供在終端與網絡上的可靠標識,對銀行、電信公司和電子商務中其他主體間的資金流動,成為一種必然的交割機制。
RFID與EPC
無線電技術在自動識別領域的應用技術稱為射頻識別技術,即RFID(Radio Frequency Identification)。RFID并不是新技術,早在二戰(zhàn)時它就被美軍用于戰(zhàn)爭中識別自家和盟軍的飛機。射頻技術是對條碼技術的改革和發(fā)展,回避了條碼技術的一些局限性,解決了生物識別系統(tǒng)中處理效率緩慢,操作不便的實際問題;拓展了傳統(tǒng)智能卡單條信息、近距離處理的特定使用領域,快速、防沖撞讀取標簽信息,奠定了大量信息的存儲、改寫和遠距離的識別基礎。近年來在物流、交通運輸、安全認證、身份識別等行業(yè)的人員識別等應用方面顯現出優(yōu)越的應用前景。
EPC(Electronic Product Code)是最近幾年國際最新發(fā)展起來的一種全球統(tǒng)一標識體系。它不同于條形碼的是將原來“對同一類物品的編碼”改變?yōu)椤皩γ恳患锲返木幋a”?;诨ヂ?lián)網和RFID技術的EPC系統(tǒng),將構造一個實現全球物品信息實時共享的"物聯(lián)網(Internet of Things)"。[nextpage]
RFID/EPC在現代物流和供應鏈管理中將帶來不可替代的好處,這一技術的出現,將會使在此之前這一領域所有技術相形見絀。
射頻識別技術及特點
射頻識別技術(RFID)是自動識別技術的一種,即通過無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信對目標加以識別。一個典型的RFID系統(tǒng)一般由RFID標簽、讀寫器以及計算機系統(tǒng)等部分組成。其中RFID標簽中一般保存有約定格式的編碼數據,用以唯一標識標簽所附著的物體。
射頻識別技術依其采用的頻率不同可分為低頻系統(tǒng)和高頻系統(tǒng)兩大類;根據電子標簽內的有源與否,可分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)兩大類;從電子標簽內保存的信息注入方式,又可將其分成集成電路固化式、現場有線改寫式和現場無線改寫式三大類。
讀寫器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號;當RFID標簽進入讀寫器工作場時,其天線產生感應電流,從而RFID標簽獲得能量被激活并向讀寫器發(fā)送出自身編碼等信息;讀寫器接收到來自標簽的載波信號,對接收的信號進行解調和解碼后送至計算機主機進行處理;計算機系統(tǒng)根據邏輯運算判斷該標簽的合法性,針對不同的設定做出相應的處理和控制,發(fā)出指令信號;RFID標簽的數據解調部分從接收到的射頻脈沖中解調出數據并送到控制邏輯,控制邏輯接收指令完成存儲、發(fā)送數據或其他操作。
與傳統(tǒng)的識別方式相比,RFID技術無需直接接觸、無需光學可視、無需人工干預即可完成信息輸入和處理,且操作方便快捷,能夠廣泛應用于生產、物流、交通、運輸、醫(yī)療、防偽、跟蹤、設備和資產管理等需要收集和處理數據的應用領域,并被認為是條形碼標簽的未來替代品。
包羅萬象的RFID應用
按照工作頻率的不同,RFID系統(tǒng)可以分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波等不同種類。每一種頻率都有它的特點,被用在不同的領域。
?低頻系統(tǒng):低頻系統(tǒng)典型工作頻率有125KHz和133KHz。低頻標簽一般為無源標簽,其工作能量通過電感耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。低頻標簽的閱讀距離一般情況下小于1米。低頻標簽的典型應用有:動物識別、容器識別、工具識別、電子閉鎖防盜(帶有內置應答器的汽車鑰匙)等;
?高頻系統(tǒng):高頻系統(tǒng)典型工作頻率為13.56MHz。該頻段的射頻標簽一般也采用無源為主,其工作能量同低頻標簽一樣,也是通過電感(磁)耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。閱讀距離一般情況下在1米左右。其標簽由于可方便地做成卡狀,廣泛應用于電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜(電子遙控門鎖控制器)、小區(qū)物業(yè)管理、大廈門禁系統(tǒng)等。中國HF頻段方面的設計技術接近國際先進水平,并已經自主開發(fā)出符合ISO14443 Type A、Type B和ISO15693標準的RFID芯片,并成功地應用于交通“一卡通”和第二代身份證等項目中;
?超高頻系統(tǒng):超高頻系統(tǒng)其典型工作頻率有433.92MHz、862(902)MHz~928MHz、2.45GHz、5.8GHz。相應的射頻識別系統(tǒng)閱讀距離一般大于1m,典型情況為4~6m,最大可達10m以上。閱讀器天線一般均為定向天線,只有在閱讀器天線定向波束范圍內的射頻標簽才可以被讀/寫,多標簽識讀功能是系統(tǒng)的一個重要特征。超高頻標簽主要用于鐵路車輛自動識別、集裝箱識別,還可用于公路車輛識別與自動收費系統(tǒng)中;[nextpage]
?微波系統(tǒng):微波系統(tǒng)比較成功的產品相對集中在902MHz~928MHz工作頻段上。微波射頻標簽的數據存儲容量一般限定在2Kbits以內,其主要功能在于標識物品并完成無接觸的識別過程。典型的數據容量指標有:1Kbits、128Bits、64Bits等。由Auto-ID Center制定的產品電子代碼EPC的容量為90Bits。微波射頻標簽的典型應用包括移動車輛識別、電子閉鎖防盜(電子遙控門鎖控制器)、醫(yī)療科研等行業(yè)。
不同頻率的標簽有不同的特點,例如低頻標簽比超高頻標簽便宜,節(jié)省能量,穿透廢金屬物體力強,工作頻率不受無線電頻率管制約束,最適合用于含水成分較高的物體,如水果等;超高頻作用范圍廣,傳送數據速度快,但是比較耗能,穿透力較弱,作業(yè)區(qū)域不能有太多干擾,適用于監(jiān)測港口、倉儲等物流領域的物品;而高頻標簽屬中短距識別,讀寫速度也居中,產品價格也相對便宜,如應用在電子票證“一卡通”上。
正確面對RFID熱潮
從市場營銷角度來看,企業(yè)不會為了單純追求技術的先進而投資,企業(yè)的任何投入都要求足夠的回報,對于RFID也是同樣。作為專業(yè)從事RFID 技術推廣應用的公司,我們更多認真研究的是如何運用RFID技術為企業(yè)創(chuàng)造價值,實現投資效益的最大化。
RFID基于無線電載波通信技術,設備與標簽之間的數據連接看不見、摸不著,存在許多不確定性因素,周圍環(huán)境因素對系統(tǒng)的影響更大、更復雜,使用同樣的產品很可能因為系統(tǒng)實施者技術水平的差別,存在成功或失敗的兩種可能。
RFID項目實施過程
RFID系統(tǒng)實施的完整過程需要經過以下步驟:1)用戶業(yè)務分析;2)流程設計與重組;3)現場環(huán)境測試與應用模式確定;4)天線與標簽 選型與設計;5)應用軟件的設計與開發(fā);6)硬件及系統(tǒng)的設計與開發(fā); 7)網絡系統(tǒng)的設計;8)軟硬件安裝;9)與現有系統(tǒng)集成及連接測試;10)人員培訓;11)軟硬件維護與支持。
需要注意的環(huán)節(jié)
現場環(huán)境測試與應用模式確定、天線與標簽選型與設計工作的好壞將直接影響到系統(tǒng)的最終性能。首先需要根據規(guī)劃確定的業(yè)務流程,選擇確定RFID的使用模式,然后,對實施現場環(huán)境開展測試,掌握實施現場電磁場環(huán)境的實際情況,分析其可能對系統(tǒng)產生的影響以及影響的強度。在以上工作的基礎上,進一步開展標簽和天線的選型,以及天線布置方案的設計工作。
此外,要考慮使用環(huán)境條件對標簽封裝形式、尺寸的限制,包括外界電磁場因素的影響、標簽附著物的材質對標簽性能的影響,以及標簽與讀寫設備之間的配合關系等等。不僅要選擇適當數量、技術指標和類型的天線,還要將這些天線恰當地搭配布置才能保證標簽的識讀效果。必要時,還有可能針對應用的特殊需求,專門設計開發(fā)特制的設備。
RFID系統(tǒng)必不可少的還有中間件軟件,其作用主要包括兩個方面:其一, 操縱控制RFID讀寫設備按照預定的方式工作,保證不同讀寫設備之間 很好地配合協(xié)調;其二,按照一定的規(guī)則篩選過濾數據,篩除絕大部分冗余數據,將真正有效的數據傳送給后臺的信息系統(tǒng)。[nextpage]
風險的合理規(guī)避
現階段,為了合理規(guī)避風險,RFID項目應用實施的過程可以遵循以下三個步驟:
第一步,企業(yè)在決定實施RFID之前,首先要認清RFID,明確RFID跟公司的長遠發(fā)展戰(zhàn)略是否相吻合,避免盲目屈從。
第二步工作是測試。一旦企業(yè)對RFID有了科學的評估,就可以考慮實施了,這時候最重要的工作是選擇合適的合作伙伴進行小范圍的測試。
第三步是全面實施。為了規(guī)避風險,RFID計劃肯定會是逐步地展開。
現階段射頻識別的成熟應用
人員與資產安全管理
傳統(tǒng)的門禁產品主要集中在低頻(125KHz&134KHz),產品類型主要是磁條、條形碼和125KHz感應系統(tǒng),讀取速度慢,無法存儲數據,不適合同時讀取多條信息,且沒有讀寫功能。ID技術的第二次浪潮已經達到13.56MHz,它獨特的安全特性使得非接觸式智能卡難以被復制,同時它可以存儲多種不同應用的數據,ISO15693協(xié)議標準的系統(tǒng)更是兼顧檢測距離和穿透性識別的優(yōu)勢,同時識別多條標簽信息,提高了信息處理的效率。
傳統(tǒng)的門禁系統(tǒng)面臨新的升級,人員的管理需要延伸到人員所攜帶物品的管理,市場對信息化管理的要求越來越高,人們需要明確“什么人”在“某一確定的時間”做了“怎樣的事情”。這無疑使得低頻的門禁市場逐漸衰退,更高的安全機制、更遠的檢測距離,同時識別多張標簽信息的高頻門禁系統(tǒng)成為市場需求的趨勢。
此外,市場上各種類型的重要會議逐漸走向數字化的管理模式,高效的簽到管理、安全檢測、智能身份識別是趨勢所向,各級人大會議的遠距離簽到管理需求和應用,直接推動了通道式人員和資產管理系統(tǒng)的概念深入人心,同時,各級政府部門和大中型企事業(yè)會議的簽到及考勤系統(tǒng)也可以通過應用高頻遠距離識別系統(tǒng),進行會議信息的采集和人員身份的核驗等。
物流供應鏈管理
隨著RFID技術的發(fā)展演進以及成本的降低,未來幾年內RFID技術主要以供應鏈的應用為贏利的主體,全球開放的市場將為RFID帶來巨大的商機。簡單來講,從采購、倉儲、生產、包裝、卸載、流通加工、配送、銷售到服務,這些是供應鏈上的業(yè)務流程和環(huán)節(jié)。在供應鏈運轉時,企業(yè)必須隨時實地、精確的掌握供應鏈上的商流、物流、信息和資金的流向,才能夠使企業(yè)發(fā)揮出最大的效率和效益。但實際上,物體在流動的過程中各種環(huán)節(jié)處于松散的狀況,商流、物流、信息和資金常常隨著時間和位置的變化而變化,使企業(yè)對這四種流的控制能力大大下降,從而產生失誤造成不必要的損失。RFID技術正是可以有效解決供應鏈上各項業(yè)務運作資料的輸入與輸出、業(yè)務過程的控制與跟蹤,以及減少出錯率等難題的一種技術。
據Deloitte研究中心的分析和預測,從2006年開始,供應鏈將成為推動RFID的主要產業(yè),而且每年都在高速成長,事實上,供應鏈的每一個環(huán)節(jié)加入RFID之后,就會變得更加順暢。
工業(yè)自動化應用
隨著工業(yè)自動化程度的不斷發(fā)展提高,中國要保持原有世界工場的優(yōu)勢,必然面臨持續(xù)不斷的提高生產效率、降低成本的現實問題,珠三角及長江三角洲大量制造企業(yè)存在著大量潛在的需求。 [nextpage]
RFID技術天然適于提高生產效率,通過讀寫器非接觸讀寫、標簽可反復擦寫等特性,完成原始的生產數據實時、精確的采集和上傳,解決了目前制造業(yè)的諸多難題:如作業(yè)流水線(或產品裝配線)工序復雜、數據量大,管理困難,不能實時跟蹤生產過程,進而無法達到連通各個獨立的系統(tǒng)有效作業(yè),不能實時掌握生產過程的數據,甚至無法靈活調配生產任務,不能從根本上節(jié)約企業(yè)運作成本,提高生產效率等等。
目前市面上已經推出一款應用于工業(yè)流水線進行數據采集、控制、跟蹤管理的可編程RFID智能數據終端機。通過上位機軟件可方便地實現對工序步驟及工序結構的編程處理,根據生產流水線的流程控制,實時顯示數據信息并可自動提示操作步驟,同時還可外接閱讀器及條碼機設備,滿足了企業(yè)原有的管理系統(tǒng)所應用技術的合理過渡。
小結
當然,現階段RFID的發(fā)展也面臨一些障礙,包括頻段標準、標簽成本、隱私問題等。其中最主要的是RFID標簽的價格。但是,標簽價格將隨著技術的發(fā)展及生產規(guī)模的擴大而得以解決,隱私問題則需要各個國家通過立法對用戶的隱私權加以保護來逐步解決;各國的RFID應用必將推動相應標準的產生。RFID技術所獨有的優(yōu)勢,最終將在全球形成一個巨大的產業(yè),值得各個領域加以關注。