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零售行業的RFID應用難點及核心技術分析

你有沒有想過這樣的場景,某一天到沃爾瑪超市買東西不用長時間排隊了,因為通過自助買單系統,你手中的小推車就能完成買單過程,無需收銀員。另外一個新聞故事,世界知名品牌寶潔公司在多年前試圖通過街區系統采集大資料,他們在産品中使用了rfid技術,采集車出巡時能擷取到rfid資訊,下一步就是利用大資料來處理規劃問題。

将這兩個故事場景結合到一起的是alien的全球産品經理甘泉先生口中所說的rfid。長期從事uhf rfid晶片的開發和研究工作的甘泉先生目前也是rfid世界網的特約專家講師。在2016年4月7日至8日的2016 rfid世界大(http://huiyi.rfidworld.com.cn/)上,甘老師以“零售行業的rfid應用難點及核心技術分析”為題發表了精彩的演講。

“無源rfid技術頻率可以選擇很多,為什麼最終選擇了uhf?”甘老師從rfid技術原理開啟了當天演講。他解釋其原因是,傳統行業的标簽尺寸為3*5英寸左右,在此尺寸下,隻有在uhf的頻段下才能rfid電子标簽達到性能最佳,中心頻率為915mhz。

從沃爾瑪對一維條碼的推廣到沃爾瑪提出無源電子标簽需求,從berkeley大學教授提出無源rfid研究到成立alien等rfid科技公司,從alien研發出第一代标簽晶片h2到工業化量産的封裝标簽技術,從全球第一顆-18dbm靈敏度的标簽晶片h3橫空出世到香港機場及沃爾瑪大規模使用rfid标簽……甘老師通過自已豐富的行業經曆編撰出一個清晰的uhf rfid的編年史。用他自己的話講,這也是一個“晶片靈敏度不斷提高,标簽成本不斷降低”行業發展史。

零售行業的RFID應用難點及核心技術分析

意聯科技全球産品經理甘泉

甘老師在演講中指出,uhf rfid的技術特性決定了目前rfid标簽應用量最大的是服裝和零售兩個市場,而嵌入式應用市場也正在慢慢崛起,未來會有明顯的增長。他引用了idtechex 2015的市場調研資料,從标簽的應用總量來看,2016年将接近60億枚,到2021年将接近270億枚;從産值上講,2016年将超過3.9億美元,到2021将超過14億美元。資料還顯示,在零售服裝領域2011年标簽使用量為3億,2016年增至47億。全球服裝領域的巨頭們, kohl's & macys,decathlon, tesco, h&m, marks & spencer emea均在極力推廣rfid的普及應用。

為何這些服裝和零售品牌都很樂意推廣rfid?甘老師指出了三個最主要的原因:一是rfid能幫助這部分企業減少庫存,二是rfid能提高貨品盤點的準确率,三是rfid能帶來更高效率經營成果。

甘老師認為,在海量零售市場中,rfid也有必須面對的技術難點,目前的标簽晶片技術和閱讀器技術中都有一些難點一直困擾大家。首先是晶片存儲穩定性問題:為了追求超低功耗低成本的晶片存儲,在實際應用中會有萬分之一左右的存儲失效。出現rfid标簽資料丢失(幾乎所有的晶片供應商都有問題),将對自動化讀取帶來很多麻煩。且且,這個問題已經是長達20年的技術問題一直沒有解決。其次是閱讀器的讀取率:如果超過100件衣服在短時間裡被快速讀取,那麼對閱讀器的性能要求将會很高。從趨勢上看,過去企業關注讀取距離,而現在更加關注讀取率。

甘老師為大家推薦了alien新一代的uhf rfid晶片higgs ec。它采用ecc存儲技術,實作存儲自校正功能,從基礎研究進行突破,徹底解決了存儲失效的問題。該技術具有高穩定性特點,通過設計、測試、工藝保證。

新一代标簽晶片為何要命名為higgs ec?所謂ec,即self-correcting memory,是一項自校正存儲功能。甘老師指出,它是全球首創針對低功耗存儲的自校準功能,采用全新的存儲架構體系,穩定存儲時間可達50年,超過20萬次的重複寫入,每次讀寫可以自校準和更改,解決了海量應用中的存儲資料丢失問題(現在存在萬分之一到三左右的資料丢失)。此外它還能實作安全加密:支援硬加密動态認證算法,隻有alien授權的閱讀器可以進行通訊和身份确認防克隆。在靈敏度方面,讀靈敏度-22.5dbm(with 2dbi antenna),寫靈敏度-19dbm(with 2dbi antenna),支援爆炸寫、快速寫指令。

零售行業的RFID應用難點及核心技術分析

alien新一代的uhf rfid晶片higgs ec性能清單

針對日益成熟的uhf rfid技術,甘泉發表了自己的看法,指出未來超高頻rfid技術發展主要有三個方向:定位、加密、傳感器內建。

定位的市場需求有:貨架或倉庫實時盤點、快速找貨、人員車輛物品定位或軌迹判斷,現階段實作方式為手持機通過場強尋找、進出門的區域定位,或地标定位、寬範圍的覆寫定位,未來的研發方向将采用多天線列陣的波束控制定位、基于衛星定位的三點式定位、基于信号強度及相位變化的3d處理軌迹定位。

加密的市場需求有:電子票證、電子車牌等對安全加密的需求不斷提出、對身份認證和防克隆的需求越來越高、對資料防篡改的需求種類增多。現階段實作方式為gen2 v1不具有安全加密方式、gen2 v2和國标都具有加密方式,國外推出了128 bits aes加密,國内行業标準電子車牌标準使用ms7國密、gen2 v2 不相容gen2 v1。未來的研發方向将側重于如何實作加密環境下的标簽高靈敏度應用,成本、性能、速度的妥協。

傳感器內建的市場需求:帶有溫度傳感器的應用大量出現,如冷鍊管理;物聯網和傳感網的低成本節點;需要帶有傳感器接口的晶片。現階段實作方式是傳感器和adc及mcu的iic接口,相容gen2 标準,成本高、功耗大。未來的研發方向側重如何實作高靈敏度高精度的傳感器內建、如何控制成本等。

據悉,美國alien公司下一步還将研發支援中國标準、軍标的晶片産品,相信higgs-ec的推出将會給rfid行業帶來驚喜,協助行業進步,推動行業發展。

本文轉自d1net(轉載)

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