《傳感器及RFID技術(shù)應(yīng)用》課件-項目八 閱讀材料 RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢隨著各類通信、AI、識別、傳感技術(shù)的不斷深入發(fā)展，人們對物聯(lián)網(wǎng)寄予越來越多期待。相較于互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)將人與人之間的通信進一步拓寬到人與物、甚至物與物之間，將給人類的社會生產(chǎn)與生活方式帶來極大革新。在實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)節(jié)中，RFID技術(shù)可以擺脫人工的限制，實現(xiàn)對物體信息的采集與處理，是極重要的物品識別技術(shù)，因而在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的位置。RFID系統(tǒng)使用電子標(biāo)簽來標(biāo)記物品，標(biāo)簽中包含芯片和天線，再通過RFID讀寫器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)與處理。目前，RFID已經(jīng)在物流、零售、制造、交通、醫(yī)療、圖書等各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，并仍在不斷開拓新的疆域。1、RFID的應(yīng)用發(fā)展史RFID這一技術(shù)最早可以追溯到20世紀(jì)40年代，它源自對雷達(dá)技術(shù)的改進和應(yīng)用，當(dāng)時還只是局限在軍事領(lǐng)域。在二戰(zhàn)時期，英國空軍率先在飛機上使用了這一技術(shù)，主要用于分辨敵方飛機與自方飛機。1948年，哈里·斯托克曼在IEEE的前身——無線電工程師協(xié)會(IRE)的論文集上發(fā)表了“利用反射功率的通訊”一文，正是這篇論文奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)60年代，科研人員開始針對RFID開發(fā)新應(yīng)用，商品電子監(jiān)視器便是在這一時期發(fā)明出來的，它是RFID技術(shù)實現(xiàn)的第一個商業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。到了20世紀(jì)90年代，RFID逐漸獲得一些企業(yè)內(nèi)部的采用。也是在這一時期，RFID技術(shù)在美國的公路自動收費系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。1991年，美國俄克拉荷馬州出現(xiàn)了世界上第一個開放式公路自動收費系統(tǒng)，使得交通擁堵問題得到明顯緩解。1999年，美國麻省理工學(xué)院(MIT)首次提出“物聯(lián)網(wǎng)”這一概念，其構(gòu)想的關(guān)鍵思路便是給所有物品提供一個電子編碼，進而實現(xiàn)對所有物體的唯一標(biāo)識。2003年，全球知名超市零售巨頭沃爾瑪宣布于2005年開始使用基于RFID技術(shù)的EPC系統(tǒng)，隨后聯(lián)合利華、寶潔、卡夫、可口可樂、吉列、強生等跨國巨頭紛紛選擇跟進，RFID電子標(biāo)簽開始大量出現(xiàn)在貨箱上。作為全球最大的連鎖超市，沃爾瑪?shù)倪@一決定極大地推動了RFID技術(shù)的市場普及。進入21世紀(jì)后，RFID終于進入了快速增長期。隨著應(yīng)用面的不斷拓展，RFID的標(biāo)準(zhǔn)化問題受到了空前重視，各種新型產(chǎn)品形態(tài)不斷涌現(xiàn)。同時，由于電子標(biāo)簽的成本不斷降低，RFID開始進入各行各業(yè)，并從企業(yè)內(nèi)部走向大眾的日常生活場景。2、RFID的分類1）根據(jù)工作頻率的不同，RFID分為以下四類：（1）低頻(LF)其中，低頻RFID所使用的頻率一般為125KHz-134KHz，波長約為2500m。這一頻段采用電感耦合的方式來工作，即讀寫器線圈和感應(yīng)器線圈間存在的變壓器耦合作用。相較于其他頻段類型，低頻RFID具有穿透性好、傳輸距離近、容量小、單目標(biāo)讀取等特性。受低頻特性與成本等因素的影響，常見的應(yīng)用場景有畜牧業(yè)管理、動物標(biāo)識、汽車防盜、自動停車場收費、門禁等等。（2）高頻(HF)高頻RFID的工作頻率一般為13.56MHz，該頻率的波長大約為22m，也是通過電感耦合的方式進行能量供應(yīng)和數(shù)據(jù)傳輸。高頻RFID可以同時實現(xiàn)多目標(biāo)讀取，該頻段在全球?qū)崿F(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。在高頻RFID中最常見的應(yīng)用便是大眾熟知的智能卡，包括第二代身份證也是使用這一頻段。此外，高頻RFID在圖書管理、瓦斯鋼瓶管理、物流等場景中應(yīng)用非常普遍。（3）超高頻(UHF)超高頻RFID常用的頻率有433MHz、868-950MHz。通過電磁耦合的方式進行能量和信息的傳輸。這一頻段RFID的讀取距離較遠(yuǎn)，需要通過天線布置配合來定制讀寫區(qū)域。目前，UHFRFID的標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展迅猛，已經(jīng)成為RFID體量最大的市場，在鞋服、物流、零售交通、醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。（4）微波微波RFID系統(tǒng)頻段在1GHz以上，常用的有2.45GHz與5.8GHz頻段，一般采用電磁反向散射方式進行工作，電子標(biāo)簽通常采用有源供電方式，工作原理與藍(lán)牙、WIFI類似，需要一個基站發(fā)射與接收信號，然后識別標(biāo)簽的信息，RFID標(biāo)簽就是一個帶身份識別的節(jié)點。微波RFID對環(huán)境的敏感性很高，一般應(yīng)用于行李追蹤、移動車輛識別、集裝箱管理、供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域。2）根據(jù)供電方式的不同，RFID分為以下3類：（1）有源電子標(biāo)簽其中，有源電子標(biāo)簽通過外接電源供電，能主動向讀寫器發(fā)送信號，傳輸距離更遠(yuǎn)、速率更高，通常在微波頻段使用，超高頻頻段亦有少量應(yīng)用。目前，有源電子標(biāo)簽的應(yīng)用并不多，主要場景有用RFID進行定位、以及早交通、高速公路上對車輛進行識別等等。（2）無源電子標(biāo)簽無源電子標(biāo)簽通過讀寫器讀取天線發(fā)出的無線電磁波，再在標(biāo)簽內(nèi)部產(chǎn)生信號傳輸，有著體積小、讀取距離近、穩(wěn)定性高等特點，通常在低頻RFID和高頻RFID系統(tǒng)中使用，超高頻RFID系統(tǒng)中也有部分應(yīng)用。無源電子標(biāo)簽日常中最常見的應(yīng)用是各類智能卡，包括第二代身份證。（3）半有源電子標(biāo)簽半有源電子標(biāo)簽通常處于休眠狀態(tài)，當(dāng)標(biāo)簽進入讀寫器識別范圍便會被激活而進入工作狀態(tài)。半有源RFID系統(tǒng)工作時，需要在不同位置安置多個讀寫器用于激活半有源RFID標(biāo)簽，適合在既有定位需求，又有信息采集與傳輸需求的頻率信號大范圍覆蓋的場合中使用。3、RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況根據(jù)相關(guān)市場統(tǒng)計數(shù)據(jù)，國內(nèi)RFID市場規(guī)模在2015年首次突破500億元大關(guān)，經(jīng)過短短四年便又實現(xiàn)翻番，2019年的市場規(guī)模已經(jīng)約為1100億元。如今，RFID已經(jīng)在國內(nèi)金融支付、物流、零售、制造業(yè)、服裝業(yè)、醫(yī)療、身份識別、防偽、資產(chǎn)管理、交通、食品、動物識別、圖書館、汽車、航空、軍事等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。（1）超高頻RFID與微波RFID有望迎來新的發(fā)展機遇隨著新零售和傳統(tǒng)服裝零售的大規(guī)模應(yīng)用，超高頻RFID的需求隨之上升。為應(yīng)對日益增長的市場需求，政府相關(guān)部門出臺了物聯(lián)網(wǎng)“十三五”規(guī)劃，指出未來將重點發(fā)展超高頻和微波RFID，超高頻RFID與微波RFID有望迎來新的發(fā)展機遇。超高頻RFID雖然得到了政府的大力支持，但我國在超高頻領(lǐng)域仍面臨著不小挑戰(zhàn)。雖然國內(nèi)從事RFID的企業(yè)并不在少數(shù)，但真正觸及RFID超高頻核心技術(shù)開發(fā)的企業(yè)卻寥寥無幾，這也是國內(nèi)RFID產(chǎn)業(yè)鏈里相對薄弱的環(huán)節(jié)。（2）“RFID+”蘊藏巨大市場潛力未來，RFID技術(shù)將與其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，包括傳感器、紅外、生物識別、超聲波等。通過與這些技術(shù)結(jié)合不僅能取長補短，更能幫助RFID開辟出新的應(yīng)用市場。（3）電子標(biāo)簽體積更小、價格更低隨著標(biāo)簽和芯片技術(shù)的更新升級，電子標(biāo)簽會向體積更小、更精細(xì)的方向發(fā)展，其價格也會進一步降低，這將促使RFID的應(yīng)用市場變得更大。（4）個性化定制需求致行業(yè)市場細(xì)分化RFID個性需求日益凸顯，行業(yè)定制化愈加普遍。RFID企業(yè)正在積極尋求開拓新的應(yīng)用市場，面對不同的RFID用戶群，由于需求、行業(yè)、經(jīng)營規(guī)模等屬性不同，導(dǎo)致RFID方案差異性較大。因此，行業(yè)化、細(xì)分化將是未來RFID產(chǎn)業(yè)的一大發(fā)展趨勢。面對不斷臨近的物聯(lián)網(wǎng)時代，RFID的市場