零售行業(yè)的RFID應用難點及核心技術(shù)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(tǒng)，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(qū)系統(tǒng)采集大數(shù)據(jù)，他們在產(chǎn)品中使用了RFID技術(shù)，采集車出巡時能獲取到RFID信息，下一步就是利用大數(shù)據(jù)來處理規(guī)劃問題。

　　將這兩個故事場景結(jié)合到一起的是Alien的全球產(chǎn)品經(jīng)理甘泉先生口中所說的RFID。長期從事UHF RFID芯片的開發(fā)和研究工作的甘泉先生目前也是RFID世界網(wǎng)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(yè)的RFID應用難點及核心技術(shù)分析”為題發(fā)表了精彩的演講。

　　“無源RFID技術(shù)頻率可以選擇很多，為什么最終選擇了UHF?”甘老師從RFID技術(shù)原理開啟了當天演講。他解釋其原因是，傳統(tǒng)行業(yè)的標簽尺寸為3*5英寸左右，在此尺寸下，只有在UHF的頻段下才能RFID電子標簽達到性能最佳，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標簽需求，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(fā)出第一代標簽芯片H2到工業(yè)化量產(chǎn)的封裝標簽技術(shù)，從全球第一顆-18dBm靈敏度的標簽芯片H3橫空出世到香港機場及沃爾瑪大規(guī)模使用RFID標簽……甘老師通過自已豐富的行業(yè)經(jīng)歷編撰出一個清晰的UHF RFID的編年史。用他自己的話講，這也是一個“芯片靈敏度不斷提高，標簽成本不斷降低”行業(yè)發(fā)展史。

　　意聯(lián)科技全球產(chǎn)品經(jīng)理甘泉

　　甘老師在演講中指出，UHF RFID的技術(shù)特性決定了當前RFID標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(diào)研數(shù)據(jù)，從標簽的應用總量來看，2016年將接近60億枚，到2021年將接近270億枚;從產(chǎn)值上講，2016年將超過3.9億美元，到2021將超過14億美元。數(shù)據(jù)還顯示，在零售服裝領(lǐng)域2011年標簽使用量為3億，2016年增至47億。全球服裝領(lǐng)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(yè)減少庫存，二是RFID能提高貨品盤點的準確率，三是RFID能帶來更高效率經(jīng)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(shù)難點，當前的標簽芯片技術(shù)和閱讀器技術(shù)中都有一些難點一直困擾大家。首先是芯片存儲穩(wěn)定性問題：為了追求超低功耗低成本的芯片存儲，在實際應用中會有萬分之一左右的存儲失效。出現(xiàn)RFID標簽數(shù)據(jù)丟失(幾乎所有的芯片供應商都有問題)，將對自動化讀取帶來很多麻煩。且且，這個問題已經(jīng)是長達20年的技術(shù)問題一直沒有解決。其次是閱讀器的讀取率：如果超過100件衣服在短時間里被快速讀取，那么對閱讀器的性能要求將會很高。從趨勢上看，過去企業(yè)關(guān)注讀取距離，而現(xiàn)在更加關(guān)注讀取率。

　　甘老師為大家推薦了Alien新一代的UHF RFID芯片Higgs EC。它采用ECC存儲技術(shù)，實現(xiàn)存儲自校正功能，從基礎(chǔ)研究進行突破，徹底解決了存儲失效的問題。該技術(shù)具有高穩(wěn)定性特點，通過設(shè)計、測試、工藝保證。

　　新一代標簽芯片為何要命名為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(chuàng)針對低功耗存儲的自校準功能，采用全新的存儲框架體系，穩(wěn)定存儲時間可達50年，超過20萬次的重復寫入，每次讀寫可以自校準和更改，解決了海量應用中的存儲數(shù)據(jù)丟失問題(現(xiàn)在存在萬分之一到三左右的數(shù)據(jù)丟失)。此外它還能實現(xiàn)安全加密：支持硬加密動態(tài)認證算法，只有Alien授權(quán)的閱讀器可以進行通訊和身份確認防克隆。在靈敏度方面，讀靈敏度-22.5dBm(with 2dBi antenna)，寫靈敏度-19dBm(with 2dBi antenna)，支持爆炸寫、快速寫指令。

　　Alien新一代的UHF RFID芯片Higgs EC性能列表

　　針對日益成熟的UHF RFID技術(shù)，甘泉發(fā)表了自己的看法，指出未來超高頻RFID技術(shù)發(fā)展主要有三個方向：定位、加密、傳感器集成。

　　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跡判斷，現(xiàn)階段實現(xiàn)方式為手持機通過場強尋找、進出門的區(qū)域定位，或地標定位、寬范圍的覆蓋定位，未來的研發(fā)方向?qū)⒉捎枚嗵炀€列陣的波束控制定位、基于衛(wèi)星定位的三點式定位、基于信號強度及相位變化的3D處理軌跡定位。

　　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、對數(shù)據(jù)防篡改的需求種類增多?，F(xiàn)階段實現(xiàn)方式為Gen2 V1不具有安全加密方式、Gen2 V2和國標都具有加密方式，國外推出了128 Bits AES加密，國內(nèi)行業(yè)標準電子車牌標準使用MS7國密、Gen2 V2 不兼容Gen2 V1。未來的研發(fā)方向?qū)?cè)重于如何實現(xiàn)加密環(huán)境下的標簽高靈敏度應用，成本、性能、速度的妥協(xié)。

　　傳感器集成的市場需求：帶有溫度傳感器的應用大量出現(xiàn)，如冷鏈管理;物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)的低成本節(jié)點;需要帶有傳感器接口的芯片?，F(xiàn)階段實現(xiàn)方式是傳感器和ADC及MCU的IIC接口，兼容Gen2 標準，成本高、功耗大。未來的研發(fā)方向側(cè)重如何實現(xiàn)高靈敏度高精度的傳感器集成、如何控制成本等。

　　據(jù)悉，美國Alien公司下一步還將研發(fā)支持中國標準、軍標的芯片產(chǎn)品，相信Higgs-EC的推出將會給RFID行業(yè)帶來驚喜，協(xié)助行業(yè)進步，推動行業(yè)發(fā)展。

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