印刷行业纵观RFID技术-RFID是什么

世界各地都在关注射频识别标签RFID (电子标签)技术，并预测它的增长趋势。RFID 标签的能取代条形码吗? 下面我们来分析下RFID技术及其利弊。

1.RFID 简介

1)什么是RFID?

RFID 是Radio FrequencyIdentififieation的缩写， 即射频识别，也常称为感应式电子晶片或接近卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码， 等等。是一种通过无线电波传递信息和交换信息的混合技术。

2)RFID 的工作原理

阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号， 当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量， 发送出自身编码等信息被读取器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。

3)RFID 的组成

RFID系统由三部分组成：标签(Tag)： 由耦合元件及芯片组成， 每个标签具有唯一的电子编码， 附着在物体上标识目标对象；

阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式：天线(Antenna) 在标签和读取器间传递射频信号。天线的制作方法通常是：冲压或蚀刻金属线圈而形成。或者用铝箔碾压而形成，或者直接在片基上印刷导电油墨。导电油墨可用于连接标签的各组成部分，充当传感器或天线的作用。

RFID 标签用的导电油墨是由细微导电粒子或其他特殊材料(如导电的聚合物等)组成， 印刷到承印物上后， 起到导线、天线和电阻的作用。如今，在高速印刷中使用导电油墨来制作RFID标签天线，优势突出。

另外， 导电油墨从两方面节约了RFID标签的成本。首先，从材料成本上， 油墨要比冲压或蚀刻金属线圈的价格低； 其次，从材料耗用量上说， ；中压或蚀刻要消耗大量金属， 而导电油墨印刷天线或电路速度高， 成本低，效率高。

4)RFID 标签分类

RFID 标签分为被动标签(Passive tags)和主动标签(Activetags)两种。主动标签自身带有电池供电， 读／写距离较远同时体积较大， 与被动标签相比成本更高，也称为有源标签。被动标签由阅读器产生的磁场中获得工作所需的能量， 成本很低并具有很长的使用寿命， 比主动标簦更小也更轻， 读写距离则较近，也称为无源标签。

3 RFID 标签的系统工作频率

RFID装置具有一定的范围，LF、HF、UHF对应着不同频率的射频。LF代表低频射频， 在125KHz左右，低频标签比超高频标签便宜，节省能量， 穿透废金属物体能力强，最适合用于含水成份较高的物体， 例如水果等：HF代表高频射频， 在13．56MHz左右， 广泛应用于公交、门禁、考勤、物流管理、电子存折等多个领域，此种形式的标签工作时间短，工作距离长，应用范围广：UHF代表超高频射频， 在850～910MHz范围之内， 其作用范围广，传送数据速度快，但是耗能大， 穿透力较弱，作业区域不能有太多干扰， 适合用于监测从海港运输到仓库的物品。

在标签和包装印刷中，低频和高频是两个主要的工作频段。然而，低频和高频限制了标签转换装置能提供的整合水平和附加操作范围， 这是由于天线的复杂性决定的。低频和高频要求非常高的传导性， 事实上， 要求天线是固体金属箔而不是导电油墨。在分配和运输过程中， 由于成本、阅读器的阅读范围、数据传输、标签尺寸和耐久，性因素， 当前的RFID 发展主要集中在UHF标签方面。UHF将成为市场上R FID 的主要工作频率， 不同于低频和高频的天线设计— — uHF的天线适合于常规印刷方式， 用导电银油墨印刷， 其油墨的印刷厚度是3～5 U ino目前， 不同的国家使用的频率也各不相同。现在， 美国使用的UHF无线电频段， 中国要采用仍有困难， 欧洲使用的超高频是868MHz，美国则是9l5MHz。

RFID阅读器具有读／写接收器的功能， 和我们听的收音机道理一样，射频标签和阅读器也要调制到相同的频率才能工作。

3 RFID 的静电消除

随着射频识别技术的异军突起，射频标签已进入了纸制品加9-行业。

在包装和纸制品加工的过程中， 静电是一个老生常谈的问题。例如：裁切、印刷和涂布等过程都与静电有关。

对于RFID 标签生产， 静电释放(ESD)是最危险的， 当高电压从ESD被引入穿过复杂微型电路时， 芯片极易被损坏。但在连接天线后芯片就能受到保护，由于电路的载入， 在天线被安装入标签结构中后， RFID 芯片是很安全的。

在当今纸制品加工领域表现最为活跃的射频产品就是压敏标签。现在， 它的生产过程已经变得非常缓慢了， 当芯片从卷筒纸架转移到承印物上时， 运转速度仅为l5～45m／min。有一些制造商们会把射频芯片的生产过程嵌入它们的纸制品加工过程， 或者有一些小型标签加工厂会把一些预先组装的射频芯片转移到印刷好的标签上。在这两种情况下，无论他们使用的插入设备是非常成熟的名牌产品还是自己组装的加工机器，都容易产生静电。

卷筒纸印刷机和纸制品加工机械是最易产生静电荷的， 在空气干燥的情况下， 对于薄膜材料(高绝缘体)静电释放是最高的，所以对于卷筒纸印刷机，在其上安装静电消除器非常重要， 它能保持相对的电离平衡，而且也能够中和在特定条件下(速度，材料种类等等)应用过程中产生的电荷。

4 RFID 与条形码的区别

从概念上来说， 两者很相似， 目的都是快速准确地确认追踪目标物体。主要区别如下： 有无写入信息或更新内存的能力。条形码的内存不能更改。射频标签不像条形码， 它特有的辨识器不能被复制。射频标签的作用不仅仅局限于视野之内， 因为信息是由无线电波传输， 而条形码必须在视野之内。由于条形码成本较低， 有完善的标准体系， 已在全球广为应用， 所以已经被普遍接受，从总体来看， 射频技术只被局限在有限的市场份额之内。

射频技术与条形码是两种不同的技术， 有不同的适用范围，有时会有重叠。两者之间最大的区别是： 条形码是“可视技术”，扫描仪在人的指导下工作， 只能接收它视野范围内的条形码。相比之下， 射频识别不要求看见目标，只要在接受器的作用范围内就可以被读取。条形码本身还具有其他缺点， 如果标签被划破，污染或是脱落， 扫描仪就无法辨认目标。条形码只能识别生产者和产品， 并不能辨认具体的商品，贴在所有同一种产品包装上的条形码都一样， 无法辨认哪些产品先过期。而射频标签的芯片内存有该产品的详细信息： 产品的名称、产地、材料、批次、生产日期， 以及产品有效等信息。

RFID与条形码相比优势非常明显：

·不需要光源， 甚至可以透过外部材料读取数据：

·使用寿命长， 能在恶劣环境下工作；

·能够轻易嵌入或附着在不同形状、类型的产品上；

·读取距离更远：

·可以写入及存取数据， 写入时间相比打印条形码更少：

·标签的内容可做动态改变；

·能够同时处理多个标签；

·标签的数据存取有密码保护，安全性更高；

·可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位。

有分析指出，该技术可节省人力及自动控制库存，也可改善商品断货及因盗窃或供应链被搞乱引起的商品损耗问题，估计每年可为沃尔玛节省83．5亿美元。

5 RFID 的应用

1)在零售业中， 自动识别技术的运用使得数以万计的商品种类、价格、产地、批次、货架、库存、销售等各环节被管理得井然有序；

2)采用车辆自动识别技术，使得路桥、停车场等收费场所避免了车辆排队通关现象，减少了时间浪费，从而极大地提高了交通运输效率及交通运输设施的通行能力；

3)在粉尘、污染、寒冷、炎热等恶劣环境中，远距离射频识别技术的应用改善了卡车司机必须下车办理手续的不便；

4)在公交车的运行管理中，自动识别系统准确地记录着车辆在沿线各站点的到发站时刻， 为车辆调度及全程运行管理提供实时可靠的信息。

6 RFID 的市场进展及发展趋势

RFID 是一个不断进化的标签市场， 每天发生的改变都会影响RFID 的发展。新的GEN2芯片技术， 新的导电油墨技术，新的RFID使用理念和我们不断缩小的全球市场对这个变化的市场都有影响。

尽管RFID 标签具有以上种种优点， 但对于是否投资RFID标签仍存在许多不能回答的问题，如：

在全球使用RFID 标签能成为现实吗?

相对于市场渗透和需求，什么时候RFID标签的价格才能被人们所接受?

什么时候投资RFID 标签市场才是最好时机? 什么时候投资会太晚?

对于我们的顾客什么才是最好的技术， 或者说我投资的这个技术适合我的顾客需求吗7我的投资能及时地得到回报吗？

RFID标签尚未普及的因素式多方面的，其最大障碍就是成本， 现在每张RFID 标签的价格是0．25美元， 量少的话，每张需0．5～0．75美元， 对比一年前每张1美元， 价格下调不少， 高价位产品如电器、音像等产品尚可承担0．5美元的标签成本， 但低价位商品， 如：纸巾、牙刷等日用品也贴上标签的话， 势必提高整体成本，最终削弱产品的市场竞争力。所以，对大多数消费品而言，成本仍是过高。

有人士认为， 一旦RFID也能像电脑一样普及，那成本自然会降低，但电脑与RFID不一样，电脑有很多品牌，百花齐放，品牌的竞争必会驱使价格下调， 但目前拥有RFID芯片的制造技术的供应商， 寥寥可数，全世界也只有五六家， 如供应商不降价， 标签价格自然不可能下调。

另外，RFID 也有自己的天敌， 如遇金属、电波干扰等情况， 无线电波无法轻易穿透金属， 以至阅读器无法解读电子标签的有关资料。试想， 在超市里， 有多少产品是不含金属的呢?

此外， 由于RFID设备目前制定的标准并不统一，故硬件设备问的兼容仍有问题。

所以， 有专家预测，在未来10年内，RFID均不能发展至成熟阶段，在未来20-25年里， 电子标签与条形码还会长期并存。