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冷链伴侣-rfid标签

作者: 杨柳暗笑风参月
日期:2024-10-15 11:33:58
摘要:rfid标签实现了无源和免接触操作,应用便利,无机械磨损,寿命长,能更好的保证器具的安全性
关键词:rfid标签

无线射频识别技术( Radio Frequency Identification RFID ) 是一种非接触式的自动识别技术, 通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,无须人工干预。与传统的条形码、磁条、磁卡、IC卡等自动识别技术相比,RFID 技术具有自动化程度高、识别距离远、储存信息量大、环境适应性强等优点,而且RFID 技术实现了无源和免接触操作,应用便利,无机械磨损,寿命长,能更好的保证器具的安全性。

  

  1 无线射频识别技术及原理


  RFID 系统必须需要具备2种关键能力,首先是自动识别、数据读写能力;其次是能满足数据存储和数据转换的数据处理能力。一般RFID 系统的以下3个基本部件组成:


  1.1 电子标签


  一般由芯片以及耦合元器件组成, 主要功能是完成与读/ 写器的通信。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比, 射频识别卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。

  按照能量供给方式的不同,RFID 标签可以分为被动标签、半主动标签和主动标签,其中半主动标签和主动标签中芯片的能量由电子标签所附的电池提供,主动标签可以主动发出射频信号。而按照工作频率的不同,RFID 标签可以分为微波、超高频( UFH) 、高频( HF ) 和低频(LF)等不同种类。不同频段的RFID 工作原理不同,微波和超高频段的RFID 一般采用电磁发射原理,高频和低频段的RFID 电子标签一般采用电磁耦合原理。


  1.2 读写器


  读写器是用于读取标签信息的设备。RFID 读写器是控制射频模块向标签发射读取信号, 并接收标签的应答, 对标签的对象标识信息进行解码,将对象标识信息连带标签上其他相关信息传输到主机以供处理。

  在多数RFID 系统中,读写器在一个区域内发射电磁波( 区域大小取决于工作频率和天线尺寸) 。卡片内有一个LC 串联谐振电路,频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时,在电磁波的激励下,LC 谐振电路产生共振, 从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端, 接有一个单向通道的电子泵,将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V 时,此电容可作为电源为其他电路提供工作电压,将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后,解码并进行错误校验来决定数据的有效性,然后,通过RS232 、RS422 、RS485 或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFID 产品就是一种非接触的IC 卡,而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数,甚至可与GP S 系统连接来跟踪物体。


  1.3 数据交换与管理系统


  读写器发送一定频率的射频信号, 当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流, 射频卡获得能量被激活,射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送出去,系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,经调节器传送到读写器,读写器对接收的信号进行解调和解码,然后送到后台主系统进行相关处理,主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作。

  无线射频识别技术是利用射频信号和空间耦合的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。无线射频识别系统由读写器( 阅读器,读头,Reader ) 、电子标签( Tag ) 和数据交换与管理系统三个部分组成。无线射频识别技术的原理是:阅读器在可阅读的范围内产生一个能量场以激励电子标签, 当附有电子标签的食品进入这个距离范围时,阅读器将受控发射出微波查询信号, 而电子标签受到阅读器的信号后,将信号与标签中的数据信息合成一体反射回阅读器,反射回的微波合成信号,已经携带有电子标签上的数据信息,阅读器接收到标签反射回来的微波信号后,经阅读器内部微处理器处理后即可将标签内储存的信息读取出来。


       2RFID标签对冷链的意义


RFID标签对于冷链物流具有重要意义,具体如下: 


一、确保货物质量安全 


在冷链物流中,温度控制是保证货物质量的关键。RFID温度传感器标签能够实时监测货物所处环境的温度,一旦温度超出预设范围,可及时发出警报。例如,对于生鲜食品、药品、疫苗等对温度敏感的货物,精确的温度监控可以有效防止货物变质、失效,确保货物在整个冷链运输和储存过程中的质量安全。


 二、提高物流效率 


1.快速识别与追踪:RFID标签可以远距离、快速地读取货物信息,无需人工逐一扫描条形码。在冷链物流的各个环节,如装卸货、仓库存储、运输过程中,能够大大提高货物的识别和追踪效率,减少操作时间和人力成本。


2.自动化管理:通过与物流管理系统集成,RFID标签可以实现自动化的库存管理、货物出入库登记等功能。系统可以实时掌握货物的位置、状态和温度信息,便于进行合理的调度和安排,提高物流运作的整体效率。 


三、增强供应链透明度 


1.全程追溯:RFID标签可以记录货物在冷链物流中的每一个环节的信息,包括温度变化、运输路线、停留时间等。这使得供应链上的各个参与方,如生产商、物流企业、零售商等,能够实时了解货物的状态,实现全程追溯。在出现质量问题时,可以快速准确地定位问题环节,采取相应的措施,降低损失和风险。


2.信息共享:RFID技术可以实现不同企业之间的信息共享,打破信息孤岛。供应链上的各方可以通过统一的平台获取货物的信息,加强协作和沟通,提高整个供应链的响应速度和协同能力。


 四、降低运营成本 


1.减少货物损失:由于RFID标签能够有效地监控温度和确保货物质量,减少了因温度失控导致的货物损失。这对于高价值的冷链货物尤为重要,可以降低企业的经济损失。


2.优化库存管理:通过实时掌握库存信息,企业可以进行更精准的库存控制,避免库存积压或缺货现象。同时,减少了人工盘点的工作量和错误率,降低了库存管理成本。


3.提高设备利用率:在冷链物流中,制冷设备的能耗较高。RFID温度传感器标签可以帮助企业优化制冷设备的运行,根据实际需求调整温度,避免过度制冷,从而降低能源消耗和运营成本。  


        3冷链物流对RFID标签的 

                     择 偶 标 准


在冷链物流行业,对标签的性能有如下具体要求:

一、耐低温性能

冷链物流涉及的温度范围通常较低,可能低至零下几十摄氏度。因此,标签必须能够在极寒的环境下正常工作,保持稳定的性能,包括信号的发射和接收不受低温影响。例如,在运输冷冻食品或药品时,标签要能在零下 18 摄氏度甚至更低的温度下可靠地存储和传输数据。

二、防水防潮性能

冷链环境中常常存在冷凝水和高湿度的情况。标签需要具备良好的防水防潮性能,防止水分侵入导致标签损坏或性能下降。无论是在冷库中存储,还是在运输过程中经历温度变化产生的冷凝,标签都应能有效抵御水分的侵蚀,确保数据的完整性和可读性。

三、抗干扰性能

冷链物流场景中可能存在各种干扰源,如金属货架、制冷设备等。标签应具有较强的抗干扰能力,能够在复杂的电磁环境中准确地传输数据。即使周围有其他电子设备运行,标签也能稳定地与读写器进行通信,不受干扰信号的影响。

四、牢固耐用性能

在冷链物流的搬运、装卸过程中,货物可能会受到碰撞、挤压等外力作用。标签需要具备足够的牢固性和耐用性,能够承受一定的机械冲击和磨损。例如,在货物堆垛时,标签不应轻易脱落或损坏,以确保整个物流过程中的持续追踪和管理。

五、读取距离和准确性

为了提高物流效率,标签应具有较远的读取距离,以便在较大范围内被读写器快速识别。同时,标签的数据准确性至关重要,能够准确地存储和传输货物的相关信息,如批次号、生产日期、温度记录等。在快速移动的物流环节中,也能保证数据的可靠读取,减少错误率。


        4冷链RFID标签的常见品类 

                     

以下是一些常见的应用于冷链物流行业的 RFID 标签:

- 抗液体抗干扰电子标签:适用于玻璃或含液体物品,比如在冷链物流中盛装液体的容器。这种标签具有抗液体和抗干扰的特性,能在复杂的环境中保持稳定的性能,确保对物品的准确识别。例如在运输瓶装药品、瓶装试剂等含液体物品时,可使用此类标签进行识别和跟踪。


- UHF 抗金属电子标签:对于冷链物流中涉及到的金属包装或设备,UHF 抗金属电子标签能很好地适应。它采用特殊材质,可防水、耐高温和低温,还具有抗腐蚀的性能。其工作频率一般在超高频段,如 860 - 960MHz,读写距离较远,能满足在较大范围和复杂环境下对金属表面物品的识别需求。像在冷库中存放的金属货架上的货物,或者运输过程中放置在金属托盘上的物品,都可以使用这种标签进行管理。


- RFID 温度传感器标签:这是冷链物流中非常关键的一种标签,它不仅具备普通 RFID 标签的识别功能,还集成了温度传感器。能够实时准确地测量和记录物品所处环境的温度。例如在运输生鲜食品、疫苗、药品等对温度敏感的货物时,通过这种标签可以随时监控温度变化。一旦温度超出设定范围,系统会及时发出警报,以便采取相应措施保障货物质量。其测温范围通常在 -40℃至 +85℃,精度可达 ±0.1℃(特定校准)或 ±0.5℃(基于晶圆芯片的校准),可广泛应用于新鲜和冷冻食品的温度监控管理、冷链运输集装箱、无人商店超市内测温、乳制品、医疗药品等领域。


- 柔性 RFID 标签:这种标签材质柔软、可弯曲,适用于一些形状不规则或表面不平整的物品,在冷链物流中的服装、包裹等物品上应用较多。它的印刷、复合磨切等工艺可自主完成,品质有保障,能满足冷链环境下对物品的识别和跟踪要求。


        5冷链RFID标签的王者

RFID 温度标签


- 工作原理:标签内部装有天线、RFID 芯片和温度传感器,能够实时收集温度数据,并将数据传输到阅读器进行记录。有的温度标签还带有超薄的纽扣电池,可持续使用较长时间。
- 特性与优势:除了具备一般 RFID 标签的识别功能外,突出的特点是能精确感知和记录温度变化。可以识别温度变化的准确时间,实时监测物品所处环境的温度。具有良好的抗干扰能力,在冷链环境中能稳定工作,不受温度变化、冷凝水等因素影响。
- 应用场景:广泛应用于冷链物流中的温箱存放、冷库存放、冷车存放等场景。例如,在运输生鲜食品、冷冻药品、疫苗等对温度敏感的货物时,可将温度标签贴附在货物或包装上,全程实时监控温度,确保货物质量。

        6冷链RFID温度传感器标签                         的市场前景


RFID 温度传感器标签的市场前景较为广阔,以下是具体分析:

 

1. 冷链物流需求持续增长:


- 食品冷链:随着人们生活水平提高,对新鲜、高品质食品的需求增加,如海鲜、水果、蔬菜、冷冻食品等,这些食品在运输和储存过程中对温度控制要求严格。RFID 温度传感器标签能实时监测冷链各环节温度,确保食品质量安全,减少变质和损耗。据统计,中国食品冷链物流市场规模逐年扩大,未来几年仍将保持较高增速,这为 RFID 温度传感器标签创造了巨大市场空间。


- 医药冷链:疫苗、生物制品、药品等对温度敏感,温度异常可能导致药效降低或失效。RFID 温度传感器标签可对医药冷链全程温度监控和追溯,保障药品质量。全球疫苗市场规模不断增长,且对冷链运输要求极高,带动了相关温度监测需求,RFID 温度传感器标签在医药冷链领域的应用前景广阔。


2. 医疗行业应用潜力大:


- 药品管理:在医院药房、药品仓库中,用于监测药品存储环境温度,确保药品储存条件符合要求。不同药品对储存温度有不同标准,RFID 温度传感器标签可精准监控,及时发现温度异常并预警,避免药品因温度问题失效。


- 医疗设备管理:一些医疗设备对温度敏感,如体外诊断试剂、血液制品存储设备等,通过标签实时监测温度,保证设备正常运行和试剂质量;还可用于医疗设备的资产追踪和管理,提高设备管理效率和准确性。


3. 物联网发展推动融合应用:物联网的快速发展使设备之间的互联互通成为趋势,RFID 温度传感器标签作为物联网感知层的重要组成部分,能与其他物联网设备和系统集成,实现更广泛的应用。例如,在智能家居中,可用于监测室内温度、冰箱温度等;在智能农业中,用于监测温室大棚、养殖环境温度,为精准农业提供数据支持。


4. 政策法规促进市场发展:在食品、药品等行业,政府为保障公众健康和安全,出台了一系列严格的法规和标准,要求企业对产品运输、储存过程中的温度进行严格监控和记录。如食品冷链物流相关法规明确规定了温度监测的要求和责任,这促使企业采用 RFID 温度传感器标签等技术手段满足合规要求,推动了市场发展。

5. 技术进步与成本降低:随着技术不断进步,RFID 温度传感器标签的性能不断提升,如温度测量精度更高、数据传输更稳定可靠、标签尺寸更小等;同时,大规模生产和技术成熟也使成本逐渐降低,使其在更多领域的应用成为可能,市场接受度不断提高。

 

综上所述,RFID 温度传感器标签在冷链物流、医疗、物联网等领域具有广阔市场前景,随着技术发展、需求增长和政策推动,未来市场规模有望持续扩大。但市场发展也面临一些挑战,如标准统一、数据安全等问题,需要行业各方共同努力解决。


        7冷链RFID温度传感器标签                       的行业应用方向


以下行业对RFID温度传感器标签的需求较大:

1. 医药行业:


- 制药企业:部分药品对温度敏感,生产过程需严格控制温度,RFID温度传感器标签可用于监测药品生产车间、储存仓库等区域的温度,保障药品生产环境符合要求,如生物制品、疫苗等药品的生产。
- 医药冷链物流企业:医药冷链物流要求全程温度精确控制,从药品运输、储存到配送环节都需保证温度在规定范围内。RFID温度传感器标签能实时监测药品在冷链过程中的温度变化,实现全程跟踪和记录,确保药品质量和安全,像运输疫苗、血液制品等的冷链物流企业对此需求大。


2. 食品行业:


- 生鲜食品供应商:生鲜食品如水果、蔬菜、肉类、海鲜等在运输和储存中易受温度影响变质,RFID温度传感器标签可监测物流过程中的温度,帮助供应商掌握温度情况,保证食品新鲜度和品质,如大型水果批发商、海鲜供应商等。
- 食品加工企业:一些食品加工过程对温度有严格要求,如巧克力生产加工需特定温度范围,食品加工企业在生产车间、储存仓库等使用此类标签有助于精确控制温度,提高产品质量和生产效率。

- 餐饮企业:部分餐饮企业为保证食材储存安全和加工过程中的温度控制,也会使用RFID温度传感器标签,例如一些大型连锁餐饮企业对食材储存温度有严格标准,会利用这类标签进行监测和管理。


3. 物流行业:


- 综合物流企业:除医药和食品冷链物流外,普通物流企业在运输对温度有特殊要求的货物(如电子设备、精密仪器等)时,也可能用到RFID温度传感器标签,以满足客户对货物温度监控的需求。
- 快递企业:随着电商发展,快递业务量增长,在运输特殊物品(如高档化妆品、特殊材质衣物等)时,为保证物品质量,快递企业可能使用这类标签监测运输过程中的温度。


4. 电力行业:


电力系统中的高压开关柜、环网柜、高压线缆接头、刀闸开关等重要设备,长期运行可能因设备老化、表面氧化、腐蚀、紧固螺栓松动等问题引发温度异常,若不及时发现处理,可能导致严重安全事故。电力企业会使用RFID温度传感器标签对这些关键设备的温度进行实时监测和预警,在不影响电力设备绝缘和安全性的前提下,实现对设备关键节点(如母排、动静触头、堵头等)温度的监控。


5. 仓储行业:


- 大型仓储企业:各类大型仓库(如电商仓库、工业原材料仓库等)储存的货物种类繁多,对于一些对温度敏感的货物(如化工原料、某些电子产品等),需要进行温度监测。仓储企业会购买RFID温度传感器标签来实时掌握仓库内不同区域温度,以便合理安排货物存放位置,及时发现温度异常情况,避免货物因温度问题受损。
- 冷链仓储企业:专门从事冷链仓储服务的企业,对温度控制要求极高,RFID温度传感器标签是其实现冷链仓储温度监控和管理的重要工具,用于确保冷藏或冷冻货物始终处于规定的温度环境下。


6. 科研机构:


- 高校科研实验室:在生物实验、化学实验等过程中,可能需要对实验环境或样本的温度进行精确监测和记录,例如培养细胞、微生物等对温度有严格要求,使用RFID温度传感器标签可方便科研人员实时获取温度数据,提高实验准确性和可重复性。
- 专业科研院所:从事材料研究、环境科学研究等的科研院所,在实验过程中也可能用到温度传感器标签来监测温度变化,如在材料性能测试实验中,温度是重要影响因素,通过使用这类标签可更精准地控制和记录温度数据,为科研提供可靠数据支持。


7. 畜牧业:


养殖企业可以通过给牲畜佩戴或植入带有温度传感器的RFID标签,实时监测牲畜的健康状况,及时发现疾病或异常情况,以便采取相应的治疗和管理措施。此外,在动物运输过程中,也可以利用这类标签监控运输环境的温度,保障动物的福利和安全。


        8影响RFID温度传感器标签                    市场规模的主要因素


影响 RFID 温度传感器标签市场规模的因素有很多,主要包括以下方面:

1. 政策支持:


政府对冷链物流、食品安全、医疗保健等相关领域的政策推动,会促使企业加大对 RFID 温度传感器标签的应用。例如,一些地区要求冷链物流企业加强温度监测和追溯,这将直接带动 RFID 温度传感器标签的需求。


2. 冷链物流发展:


随着人们对生鲜食品、药品等冷链产品的需求增加,冷链物流行业规模不断扩大,对温度监控的要求也日益提高。RFID 温度传感器标签能实现全程实时温度监测和追溯,在冷链物流中的应用愈发广泛,冷链物流市场的发展速度直接影响着 RFID 温度传感器标签的市场规模。


3. 技术进步:


- 传感器技术:温度传感器技术的不断进步,使得 RFID 温度传感器标签的测量精度更高、稳定性更好、响应速度更快,同时成本可能降低,这将提升其市场竞争力,扩大应用范围。
- RFID 技术:RFID 技术本身的发展,如读取距离的增加、读取速度的提升、多标签同时读取能力的增强等,会提高 RFID 温度传感器标签的使用效率和便利性,吸引更多企业采用。


4. 行业标准统一:


如果 RFID 温度传感器标签的行业标准能够统一,不同厂家生产的标签和读写设备之间的兼容性将提高,这会降低企业的使用成本和技术风险,有利于市场的快速发展;反之,标准不统一会阻碍市场的发展。


5. 成本因素:


RFID 温度传感器标签的成本包括标签本身成本、配套读写设备成本、系统集成成本等。如果成本过高,会限制其在一些对成本敏感的行业的应用;而随着技术成熟和生产规模扩大,成本逐渐降低,将有助于市场规模的扩大。


6. 市场竞争状况:


市场上供应商的数量、竞争激烈程度等也会影响市场规模。适度的竞争可以促使供应商提高产品质量、降低价格、提供更好的服务,从而推动市场发展;但过度竞争可能导致价格战,影响企业的研发投入和产品质量提升,不利于市场的长期健康发展。


7. 应用领域拓展:


除了冷链物流和医疗行业,RFID 温度传感器标签在其他领域如智能制造、电力行业、环境监测等的应用拓展,也会增加市场需求,扩大市场规模。例如,在智能制造中用于监测生产设备和环境温度,在电力行业用于实时监测电缆接头等设备的温度。


8. 消费者需求:


消费者对产品质量和安全的关注度提高,对冷链产品、药品等的温度监控要求更为严格,这会促使相关企业采用 RFID 温度传感器标签来满足消费者需求,进而推动市场规模的增长。