物联网技术

物联网技术


            RFID技术最早的应用可追溯到第二次世界大战中“战机的敌我目标识别”,但是由于技术和成本原因,一直没有被广泛应用。近年来,随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展,RDID技术进入商业化应用阶段。由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点,RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间,被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一。
        1964年,RF.Harrington开始研究和RFID相关的电磁理论,并于1964年发表了“Theory of Loaded Scatters”。此时商业应用也逐渐出现,如Sensor-matic、Checkpoint Systems,Knogo等公司开发出用于电子物品监控EASElectronic Article Surveillance的应用。这种早期的商业应用被称之为1-比特标签系统,因为它只能检测被标识的目标是否存在,从而防止物体被偷窃。标签不能携带更大的存储容量,当有多个物体存在时,甚至无法区分出被标识物体的差别。
        20世纪70年代,学者、公司和政府等都开始认识到RFID的巨大潜力,并进行积极研究。其中最早也最重要的研究成果是由Los Alaimos科学实验室Koelle、Steven和Freymal于1975年发表的“Short Rallge Radio Telemetryfor Electronic Identfficatio Using Modulated Backscatter”。他们成功开发出了能够适用于特殊环境下传输距离可达5米的被动标签原型。
        20世纪80年代,更加完善的RFlD应用开始涌现。世界各个国家对RFID的应用兴趣不尽相同,在美国RFID技术主要应用于传输业和访问控制,在欧洲则是将短距离通信的RFID技术应用于动物监控。
        20世纪90年代是RFID发展史上最为重要的十年,在这期间电子收费系统在美国开始大量部署,在北美约共有3亿个RFID标签被安装在汽车尾部。1991年,世界第一个高速公路不停车收费系统在美国Oklahoma(俄克拉荷马州)开始投人使用。1992年,世界第一个电子收费系统和交通管理系统的集成系统在美国休斯顿安装并使用。多个地区和公司开始注意到系统之间的互操作性,即运行频率和通信协议的标准化问题。只有提供了统一的标准,RFID才能在更广泛的领域得到应用。例如,当时E-zPass系统能够兼容美国七大地区的电子收费系统,通过这套系统,附带同一个标签的汽车在七大地区均可使用。
        21世纪初,零售巨头沃尔玛及一些政府机构如美国国防部都开始推进RFID应用,并要求他们的供应商也采用此项技术。同时,标准化的纷争催生了多个全球性的RFID标准和技术联盟,主要有EPC Global、AIM Global、ISO/IEC、UID、IP-X等。这些组织试图在标签频率数据标准、传输和接口协议、网络运营和管理、行业应用等方面获得统一平台。
        RFID技术在国外发展较早也较快,尤其是在发达国家如美国、英国、德国、日本具有较为先进而且成熟的RFID系统。
        全球最大的零售商沃尔玛通过一项决议,要求其前100家供应商在2005年1月之前向其配送中心发送货盘和包装箱时使用RFID技术,小供应商也得在2006年底赶上RFID的末班车。通过采用RFID,沃尔玛预计每年可以节约83.5亿美元。欧洲最大的超市麦德龙也跟着宣布了类似的计划,他们在2006年初已经在德国最大的配送中心完成RFID阅读器和标签的安装工作。
        美国为保护本土安全,于2002年1月由美国海关出台了以提升世界贸易中的全球海运货物集装箱运输这一重要环节的安全性为要旨的“集装箱安全协议CSI”。为使CSI得到有效落实,华盛顿安全技术策略委员会推出了智能保安贸易路线Smartand Secure Tradelines,SST。SST其实是一个安全网络系统,可提供实时可视化管理、非正常开箱自动报警、从始发地到目的地全程追踪等功能。实施SST方案的货运公司在集装箱码头安装Smart Chain软件平台、运输安全系统软件和射频识别标签数据阅读器。这些数据阅读器可从安装在集装箱上的电子封条中获取数据,然后将信息实时传送到Smart Chain公用信息平台。当货柜受到损坏、运输线路变更或延迟等意外情况发生时,集装箱管理者可通过计算机、手机或PDA迅速接收系统的自动报警,使集装箱的安全得到强有力保障,从而能够为货运公司提供与美国海关互联的自动化数据传输接口,增强安全防范以及提高出口货运的清关速度。货柜抵美后,通关、检验一路“绿灯”,极大地缩减了货物周转时间,节约了运输成本。目前,已有60余家全球领先的港口运营商、发货商、服务及解决方案供应商参与了SST计划,包括港口经营商、付货人、物流服务供应商及船运公司,已在欧洲、美国及亚洲间形成网络,并建立了一个公共信息平台。全球还有15个百万吨级港口安装井实施了SST安全网络基础架构,这些港口的吞吐量占全球总额的70%。实时安全网络系统已在全球港口部署,同时建立一个公共信息平台,利用实时信息监察整个运输安全流程。除此之外,美国的军品管理、日本的手机支付与近场通信等都是业界比较成功的大规模应用案例。
        近几年来,随着我国政府和相关企业对RFID技术发展和应用的重视程度提升,我国在RFID芯片的制造、机具产品的研发、标准的制定以及测试技术等方面都取得了一定的成果,拥有了一批芯片设计与封装、终端机具与标签生产和系统集成商。国内厂商们已经逐步掌握了集成及部分核心技术,初步形成了国内的RFID产业链。我国RFID产业链中,技术研发与生产最活跃和集中的地区为广东、上海、北京。其中上海以芯片为主,深圳则以封装、应用占优势,北京在系统集成方面发展很快,我国江浙、东北、西部等地RFID也开始迅猛发展。在芯片设计领域,国内的芯片公司已经完全把握了13.56MHz RFID芯片的设计技术,并能提供相应的读写机具芯片。如上海复旦微电子,推出了多款关于RFID标签芯片和读写器芯片方面的产业化产品,并在和国外大公司的竞争中取得越来越多的市场份额。在UHF和更高频段的RFID芯片设计上,国内各芯片厂商均高度关注.但策略不一,部分厂商处于观望阶段,部分厂家则已经开始或预备开始开发UHF频段的RFID芯片。