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出版日期:2005-04-25 总期号:1406 本年期号:29

本期导读
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中国信息安全
RFID频率标准亟需完善

文 国家无线电监测中心 希玉久

  飞机的导航、电台的广播、军事应用等,无处不用到电磁波。采用射频技术的RFID系统,需占用大量无线频谱资源,而无线频谱资源又是非常宝贵而有限的。因而,在当前无线频段资源日益拥挤的条件下,发展RFID技术首先是根据其应用特点选用适当频率,同时对其发射特性包括工作频率范围、频率容限、必要带宽、发射功率、杂散功率以及调制方式等做出相应规定。美国国家和地区都对电磁频率的使用进行了许可证制度,中国由国家无线电管理委员会(简称无委会)进行归口管理。

  缺少国际通用的RFID频段

  国际电联(ITU)将9 kHz~400 GHz的频率范围划分为12个频段,目前实用性比较高的频段主要是在40GHz以下。RFID系统设备属于短距离、微功率无线电发射设备,按规定,RFID系统应保证在工作时不会干扰附近的无线电广播和电视广播、移动业务、航空、导航等其它各类无线电业务,这在很大程度上限制了适用于RFID系统的工作频率的选择。

  RFID系统通常使用与工业、科学和医疗设备(ISM)共用的频段,有的国家如北美、南美和日本等,除了使用与ISM的共用频段之外,还使用了135kHz以下的频率,因为在这个频段里可以使用较大的磁场强度来工作,特别适用于电感耦合的RFID系统。对射频识别系统而言,一些国家考虑使用的最主要的频率是9~135kHz,以及ISM频率6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.68MHz、433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz (在欧洲不使用)、2.45GHz以及24.125GHz。

  RFID技术在各国所使用的频率不统一,在物流等领域应用时,难以满足跨地域、跨国家操作使用。北美指定使用915MHz为RFID频段,是由于该频段是划分给工科医(ISM)使用的频段,射频识别(RFID)系统与之共用此频段是既合理又可行的。欧盟除明确430~434.79MHz频段为专用短程设备RFID使用外,要求使用868MHz频段,因为该频段在欧洲是作为微功率、短距离无绳电话CT2系统使用的频段,也可以用作RFID系统使用,但是这个频段在中国则是分配给无线数据通信使用的频段。日本最近将原定给无线蜂窝手机使用的950~956MHz划分给RFID技术使用。中国的此频段是分配给GSM蜂窝手机使用的频段。

  由上述可见,协调研究出一个或几个国际通用的RFID系统使用的频率是一个非常紧迫而且相当艰难的课题。根据REID系统设备应用的特点和操作使用的范围等,应由制订标准部门、操作使用部门和用户尽快研究,提出使用频率需求计划和规划,由频率主管机构研究规划并协调出专用(如智能交通、铁路及电子政务等)和通用等不同业务和设备系列使用的频段。

  选择合适的RFID频段

  就RFID的频率特性来看,RFID系统可以简单地分为:低频(0~300kHz)、高频(3MHz~30MHz)和超高频(300MHz~960 MHz)以及微波系统(2.45GHz~1000GHz)。

  低频系统一般工作在100~500kHz,常见的工作频率有125kHz、134.2kHz;高频系统工作在10到15MHz左右,常见的高频工作频率为13.56MHz;超高频工作频率为433~960MHZ,常见的工作频率为433MHZ 、869.5MHz、915.3MHz;有些射频识别系统工作在5.8GHz的微波段。

  在低频段,常见的应用是航空与航海导航系统、定时信号系统以及军事上的应用。此外,在普通门禁上,低频系统也得到了非常广泛的应用。高频应用范围为新闻广播、电信服务、电感射频识别、遥控系统、远距离控制模拟系统、无线电演示设备以及传呼台等,目前国内较大型的应用为二代身份证的应用和学生火车优待证的应用。超高频RFID产品被推荐应用在供应链管理上。但是,超高频技术对于金属等可导媒介完全不能穿透。实践证明,由于高湿物品、金属物品对超高频无线电波的吸收与反射特性,超高频RFID产品对于此类物品的跟踪与识读是完全失败的。微波主要应用于射频识别、遥测发射器与计算机的无线网络。采用双频技术的射频识别系统同时具有低频和高频系统各自的优点,能够广泛地运用在动物识别,导体材料干扰的环境及潮湿的环境等,诸如托盘、集装箱、水果箱、食品罐头等物流供应链场合、动物识别、人员门禁、运动计时等。

  


  希玉久简历:

  1964年毕业于北京邮电大学无线电系,长期从事电信技术标准体制研究工作及无线电频谱工程和无线电管理工作,曾任邮电部电信传输研究所副所长、国家无线电频谱管理中心副主任,现任国家无线电监测中心科协副理事长,教授级高级工程师。

  不同频率RFID的一般特性及其应用场合比较

  频率 工作频段 耦合形式 可导媒介特性 有效距离 特点 应用场合

  低频 <150kHz 磁场 衰减小 <1.0米 技术简单,无频率限制 动物识别,门禁系统。

   近距离及中等距离读写 库存控制,停车管理

   价格相对便宜

   读取速度慢

   天线尺寸大

   防冲撞能力差,不能多卡识别

  高频 13.56MHz 磁场 衰减小 <1.5米 近距离及中等距离读写 各种智能卡,门禁系统

   价格可以做到便宜

   读取速度适中

   天线尺寸大,受金属材料等影

   响大

   可以多卡识别,性能受限

  超高频 UHF 电场 衰减大 6~8米 远距离读写 物流,车辆识别,铁路

   (860MHz~ 读取速度高 车辆检测

   960MHz) 读取速度高

   价格相对较高

   可定向识别

   各国不同频率限制和功率限制

   受某些材料如金属、液体、肉

   体等可导媒介影响大

  微波 2.45GHz 电场 衰减大 1~2米 无源距离近, 车辆管理,高速路收费

   或5.8GHz 读取速度高 系统

   价格高

   发射功率受限制

   天线尺寸小

   技术相对复杂

  双频 磁场 衰减小 <2.5米 读取距离远 人员自由流跟踪,水果

   读取速度高 箱、食品罐头,运动计

   价格便宜 时、动物识别等,实现

   防冲撞能力好,多卡识别能力强 无障碍识别

  

  用户声音

  深圳白沙物流有限公司市场部 张汉城

  白沙物流已把条形码和电子标签结合应用在托盘级。应用这项技术后节省了大量人力成本,出错率降至零。如果客户指定要发出某10个编号的货品,按以前的做法,往往要十多人花上半天甚至一天的时间。而现在,只需要输入货品编号,几分钟就可以找到该货品了。以前货品先进先出完全靠人工排列,空间无法规划,现在也不用了,产品超过设定期限,库存就会报警。

  由于目前RFID仍处于调试阶段,在技术上仍然存在不足之处,需要不断改进。另一方面,RFID在硬件设施和软件开发方面的成本较高,也阻碍了这一技术的全面应用。白沙物流将在RFID的应用方面加大投入,以先进的技术,提升企业的核心竞争力。

  

  宝供物流IT总监 唐友三

  在物流企业推广应用RFID,技术不是主要问题,两个特性将起到决定作用。一是取决于上游企业驱动力,二是无线频率使用价格。目前笔记本无线上网是200元/月,手机如果经常出差费用会很高,作为无线射频传输,做到24小时实时跟踪,费用相当可观。物流企业竞争激烈、利润率逐步降低,要推广这项应用有一定的难度。物流企业托盘级应用目前可以做,宝供也打算做这件事情。

  

  综合信兴仓运(深圳)有限公司电脑部 谢国伟

  作为IBM(中国) 产品最主要的合作伙伴之一,我们认为RFID目前一是成本上还比较高,二是不太适合高科技产品,更适合于服装、超市消费品。因为在手机、电子元器件、CPU等高科技电子产品里贴上电子标签,相互之间有无干扰没有定论。如果上游厂商不要求,物流企业率先应用RFID标签不太可行。

  

  长城国际信息产品(深圳)有限公司物流部仓库经理 马东博

  RFID前景会非常好,但我们现在还没有应用的考虑。

  

  深圳海王生物IT部经理 钱玉森

  近年来医药行业毛利呈现总体下降趋势,而物流费用却连续几年居高不下。缺乏信息技术的支撑已成为医药物流改革的“软肋”,尽快实现医药行业特别是医药商业的物流信息化已成为必须解决的重要问题。以湖北九州通为例,该公司在全国设立了11家分公司,仅北京分公司每天的出货量就达到1400万元,零碎的药品配货、送货,光是靠人工分拣费时耗力。如果运用RFID标签,做到自动扫描、分拣、装货,将大大提高准确率,减少库存,加快流通速度,提升效益。RFID从技术上看一点也不神秘。但是应用至少要受两方面的制约,一是使用成本会全部传嫁到消费者身上,可能得不偿失;二是要建立统一、通用的条码体系。

  

  盐田国际集装箱码头资讯服务部数据中心支援经理 刘波

  去年,曾经有国外的RFID供应商给我们进行过关于RFID应用的介绍,其实我们也知道RFID会提升效率。在国外,物流和集装箱码头的应用很多,但在国内,还缺乏很好的应用案例,这也是我们暂时没考虑应用的原因之一。

  

  北京博士伦眼睛护理产品有限公司IT经理 陈其伟

  目前我们正在密切关注RFID,并非常希望通过应用RFID来降低成本,但谈到应用还为时过早,因为目前有两个问题的困扰:一个是标准问题,作为一个跨国企业,我们非常希望我国的标准能和世界接轨,否则,对我们来说,应用不同的标准将产生管理难度,甚至增加成本;另外一个是成本问题,目前,由于技术的进步,电子标签的单位价格还比较贵,对于我们价格比较低的产品来说,应用的话将会使得成本增加一倍甚至更多,因此,大面积推广将受到限制。

  

  中国图书进出口(集团)公司信息化办公室主任 吴立明

  我们公司已经实现了RFID的一些低频应用,比如在收货、发货等管理方面。标准的不同,来自美国和日本的图书应用不同的RFID编码,因此在读取条码的时候会出现问题,要对部分商品进行重新编码。RFID应用对于海量商品的管理确实切实有效,所以我们不能等待相关标准的成熟。我们会在边学边用中升级。

  

  上海光明乳业股份有限公司CIO 赵春雨

  RFID在我公司估计短期内还不会实现,这主要是成本的原因,尽管从接触的RFID供应商来看,他们的技术还算是相对成熟。

  

  广东美的集团股份有限公司

  RFID对我们来说最重要的应用是仓库精细化管理。以前在人工管理的时候,出错率比较高,特别是产品种类和型号越来越多的情况下。最近,我们的仓库将扩大到3万平方米,大大增加了管理的难度。以目前RFID的整体成本看,如果企业全面应用RFID来管理,投入很大。只要成本足够低,一定会使用。