RFID技術(shù)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用潛力分析

文章出處：http://m.compasssalessolutions.com 作者：泰爾網(wǎng)　趙慶   人氣： 發(fā)表時間：2011年10月27日

　　近一段時期RFID在全球掀起陣陣熱潮，特別是在全球強(qiáng)力零售商如沃爾瑪，制造商如吉列、強(qiáng)生、寶潔的大力推動下，RFID技術(shù)及其應(yīng)用正處于迅速上升的時期，并被業(yè)界公認(rèn)為是本世紀(jì)最有前途的重要產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用技術(shù)之一。值得注意的是，RFID不僅僅受到全球IT行業(yè)和制造業(yè)的普遍關(guān)注，而當(dāng)前一些具備前瞻視野的通信設(shè)備制造商和電信運(yùn)營商已著手研究如何將RFID技術(shù)與現(xiàn)有或未來的通信系統(tǒng)相結(jié)合，開發(fā)新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用，進(jìn)一步豐富電信業(yè)務(wù)的種類及功能，推動電信行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。從這一角度來看，RFID技術(shù)在通信領(lǐng)域中的潛力是值得研究和進(jìn)一步探討的。

1、RFID技術(shù)及現(xiàn)狀

　　射頻識別技術(shù)RFID(Radio Frequency Identification)是自動識別技術(shù)的一種，即通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信對目標(biāo)加以識別(見表1)，具有快速、準(zhǔn)確、可靠的特點(diǎn)。一個典型的RFID系統(tǒng)一般由RFID標(biāo)簽、讀寫器以及計算機(jī)系統(tǒng)等部分組成。其中RFID標(biāo)簽中一般保存有約定格式的編碼數(shù)據(jù)，用以唯一標(biāo)識標(biāo)簽所附著的物體。與傳統(tǒng)的識別方式相比，RFID技術(shù)無需直接接觸、無需光學(xué)可視、無需人工干預(yù)即可完成信息輸入和處理，且操作方便快捷，因而能夠廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、物流、交通、運(yùn)輸、醫(yī)療、防偽、跟蹤、設(shè)備和資產(chǎn)管理等需要收集和處理數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

表1　識別系統(tǒng)分類

　　來源：電信研究院通信信息研究所

　　RFID技術(shù)可以從多種角度進(jìn)行劃分，包括按頻率劃分、按使用范圍劃分、按可讀寫劃分、按特性劃分和按載碼體劃分。但業(yè)界一般按頻率來劃分RFID技術(shù)(見表2)，這與RFID目前所處的發(fā)展階段有很大的關(guān)系。因?yàn)榻?jīng)過多年的發(fā)展，13.56MHz以下的RFID技術(shù)已相對成熟，目前大家更關(guān)注位于中高頻段的RFID技術(shù)，特別是860MHz～960MHz的遠(yuǎn)距離RFID技術(shù)發(fā)展最快；而2.45GHz和5.8GHz頻段由于產(chǎn)品擁擠，易受干擾，技術(shù)相對復(fù)雜，其相關(guān)的研究和應(yīng)用仍處于探索的階段。

表2　RFID系統(tǒng)分類

　　來源：電信研究院通信信息研究所

　　RFID的應(yīng)用最早可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)時期，那時它被用來在空中作戰(zhàn)行動中進(jìn)行敵我識別。隨著全球有影響的大企業(yè)計劃未來幾年里在零售商店和貨棧開始使用RFID系統(tǒng)，該技術(shù)在今天迅速成為全球矚目的焦點(diǎn)。RFID技術(shù)的發(fā)展可按10年期劃分，如表3所示。值得注意的是目前RFID已經(jīng)發(fā)展到一個非常關(guān)鍵的階段，即形成全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的階段，大規(guī)模應(yīng)用雖然還未形成，很多相關(guān)系統(tǒng)也還是試驗(yàn)或帶有驗(yàn)證性質(zhì)的，但是RFID的走向大規(guī)模應(yīng)用的發(fā)展趨勢已經(jīng)明朗化。

表3　RFID技術(shù)發(fā)展的歷程表

　　來源：電信研究院通信信息研究所

　　目前，RFID正處于國際化標(biāo)準(zhǔn)形成的關(guān)鍵階段，RFID技術(shù)領(lǐng)先的各個國家和地區(qū)出于自身安全和利益的考慮，都在積極制定自己的標(biāo)準(zhǔn)，主要的RFID相關(guān)規(guī)范有歐美的EPC規(guī)范、日本的UID(Ubiquitous ID)規(guī)范和ISO 18000系列標(biāo)準(zhǔn)。呼聲最高的是由美國主導(dǎo)的EPC global標(biāo)準(zhǔn)，歐洲方面也主要追隨EPC global標(biāo)準(zhǔn)；日本的UID標(biāo)準(zhǔn)由日本泛在ID中心提出，該中心成員絕大多數(shù)都是日本的廠商如NEC、日立、東芝等，影響范圍有限。國際主流標(biāo)準(zhǔn)的爭奪主要是在EPC global和ISO之間展開，國際化的標(biāo)準(zhǔn)即將形成將為RFID技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合奠定了基礎(chǔ)。

2、RFID與通信系統(tǒng)結(jié)合的典型事件

　　隨著RFID受到全球的普遍關(guān)注，如何將RFID與現(xiàn)有的通信系統(tǒng)乃至未來的通信系統(tǒng)相結(jié)合以產(chǎn)生新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用，引起了包括運(yùn)營商和設(shè)備商在內(nèi)的通信業(yè)者的廣泛關(guān)注。從本質(zhì)上看，RFID技術(shù)的獨(dú)特作用是能夠在網(wǎng)絡(luò)的虛擬世界中標(biāo)記現(xiàn)實(shí)世界的任何物或人，具有“標(biāo)記”、“地址號碼”和“傳感功能”三大功能?！皹?biāo)記”指RFID技術(shù)能夠識別真實(shí)世界中的物體和人，RFID標(biāo)簽可以與真實(shí)世界中的任何物體相捆綁，同時通過信息的寫入提示系統(tǒng)該物品的屬性和特征；“地址號碼”指RFID標(biāo)簽可以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)特的實(shí)體位置，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中兩個或兩個以上的實(shí)體能夠利用ID互相通信。ID使物體在網(wǎng)絡(luò)的世界中擁有自己的虛擬地址，這涉及到ID的定義、ID的管理、安全及隱私的多方面考慮；“傳感功能”的實(shí)現(xiàn)主要是通過在RFID標(biāo)簽中植入傳感器來實(shí)現(xiàn)的，通過傳感器RFID標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)χ車囟ōh(huán)境信息有所反應(yīng)，如溫度、濕度、人體血壓等，從具備感應(yīng)傳遞的功能，進(jìn)一步擴(kuò)展人類對外界環(huán)境感知的功能。

　　在眾多RFID與通信業(yè)務(wù)結(jié)合的案例中，只有NTT DoCoMo的Felica業(yè)務(wù)是實(shí)際已得到商用的。2004年12月13日至2004年12月30日，日本調(diào)查公司INFO PLANT對9424名移動用戶進(jìn)行“i-mode FeliCa的業(yè)務(wù)調(diào)查”的隨機(jī)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：盡管只有1.1%的被調(diào)查者表示擁有i-mode FeliCa手機(jī)并正在使用i-mode FeliCa業(yè)務(wù)，但55.2%的稱沒有i-mode FeliCa手機(jī)的被調(diào)查者表示愿意進(jìn)行嘗試，特別以年輕用戶居多，顯示了該業(yè)務(wù)的潛在發(fā)展實(shí)力。

　　*NTT DoCoMo與FeliCa業(yè)務(wù)

　　NTT DoCoMo于2004年中期開始在日本推出Felica業(yè)務(wù)(由索尼開發(fā))就屬于將RFID技術(shù)與其PDC和FOMA相融合而產(chǎn)生的業(yè)務(wù)。支持Felica業(yè)務(wù)的手機(jī)(含2代手機(jī)和3代FOMA手機(jī))采用內(nèi)置RFID芯片，將手機(jī)變成了移動錢包。除支付功能外，商家還能通過使用可讀取存儲卡和手機(jī)上FeliCa芯片上的信息以及根據(jù)需要更換信息的讀寫器，向Felica用戶提供電子貨幣和顧客積分點(diǎn)發(fā)行等FeliCa特別服務(wù)。

　　為了推動支持非接觸式IC卡“FeliCa”的手機(jī)的普及，2004年7月NTT DoCoMo開展了FeliCa讀寫器的設(shè)置業(yè)務(wù)。具體內(nèi)容為：對于希望推出FeliCa支持服務(wù)的店鋪，NTT DoCoMo將代其承擔(dān)讀寫器等的設(shè)置費(fèi)用。因?yàn)橐峁╇娮迂泿乓约邦櫩头e分點(diǎn)發(fā)行等FeliCa業(yè)務(wù)的話，就必須使用可以讀取存儲卡和手機(jī)上配備的FeliCa芯片上的信息以及根據(jù)需要更換信息的讀寫器。NTT DoCoMo經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不少規(guī)模較小的服務(wù)提供商雖然有引進(jìn)FeliCa業(yè)務(wù)的意向，但實(shí)際引進(jìn)時還是猶豫不決，因此決定向他們提供援助資金，推動其積極引進(jìn)。NTT DoCoMo為此準(zhǔn)備了100億日元，約合7.7億元人民幣。除讀寫器外，實(shí)現(xiàn)服務(wù)所需的軟件開發(fā)費(fèi)用等也在援助對象之列。作為援助的回報，NTT DoCoMo根據(jù)一定比例，按FeliCa手機(jī)所帶來的營業(yè)額收取部分手續(xù)費(fèi)。

　　*日本電信演示追蹤電話

　　2004年8月，在日本會議中心開幕的“NetWorld+Interop2004 Tokyo(N+I)”上，日本電信披露了使用RFID、通過IPv6安裝的用1個電話號碼即可在任何地方拔打電話的服務(wù)。在該服務(wù)中，首先要擁有一部安裝有IC標(biāo)簽讀取裝置的筆記本電腦。在自己使用的每部電話機(jī)上都要預(yù)備有IC標(biāo)簽。當(dāng)攜帶筆記本電腦出行時，要讓讀取裝置能夠識別出行地點(diǎn)電話機(jī)的IC標(biāo)簽。這樣就能讓本人的電話與這部電話機(jī)結(jié)合到一起。使用過程是：在讀取IC標(biāo)簽后，向定位服務(wù)器發(fā)出信息，通知本人的電話轉(zhuǎn)移到哪部電話機(jī)上。以這一信息為基礎(chǔ)，變更ENUM服務(wù)器上的電話機(jī)登錄地址。當(dāng)有電話撥打本人的專用號碼時，參照ENUM服務(wù)器轉(zhuǎn)移到本人當(dāng)前的電話機(jī)上。通過這一地址與SIP服務(wù)器聯(lián)接后就可以通話了。

　　該服務(wù)的好處是即使沒有加入SIP服務(wù)器，通過追加定位服務(wù)器、ENUM服務(wù)器也可以實(shí)現(xiàn)電話追蹤。與此次使用的方式不同，曾考慮讓用戶攜帶個人認(rèn)證IC標(biāo)簽、在出行地點(diǎn)讀取IC標(biāo)簽的方式。但如果利用這種方式的話，在哪里設(shè)置讀取設(shè)備來檢測個人出行地點(diǎn)就不好說了。因此，通過在電話機(jī)上預(yù)備IC標(biāo)簽避免了這種擔(dān)心。

　　*SKT與u-SCM業(yè)務(wù)

　　SKT曾宣布計劃2005年第三季度推出基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)在手機(jī)中嵌入RFID的應(yīng)用，涉及物流、家庭網(wǎng)絡(luò)、購物、醫(yī)療等多個領(lǐng)域。

　　*諾基亞開發(fā)RFID手機(jī)

　　2004年10月，諾基亞宣布正在開發(fā)一款使用RFID芯片的手機(jī)。諾基亞表示，向使用RFID芯片的手機(jī)傳輸產(chǎn)品信息能夠擴(kuò)展該技術(shù)的使用范圍。使之進(jìn)入供應(yīng)鏈、客戶服務(wù)、營銷、品牌管理之外的其它領(lǐng)域。諾基亞考慮例如零售商可以在貨架上設(shè)置內(nèi)置有RFID芯片的“使手機(jī)接近這里”標(biāo)簽，向手機(jī)上發(fā)送贈券，或者在收銀臺邊貼上相同的標(biāo)簽，迅速地交換存儲在手機(jī)上的個人資料，完成質(zhì)保手續(xù)。在“CTIA無線IT和娛樂”展會上，諾基亞公司展示了與VeriSign公司聯(lián)合開發(fā)的早期原型產(chǎn)品。該原型產(chǎn)品基于諾基亞公司的5140手機(jī)，RFID閱讀裝置安裝在手機(jī)殼體中。在被問到RFID手機(jī)何時會實(shí)現(xiàn)商業(yè)化時，諾基亞方面表示，它還只是處于早期開發(fā)階段。

　　*u-Japan和u-Korea

　　正是基于RFID的“標(biāo)記”、“地址號碼”和“傳感功能”這三大基本特征能夠極大地擴(kuò)展通信網(wǎng)絡(luò)“監(jiān)測”與“控制”功能，從而催生出許多新的應(yīng)用，日本和韓國也正是基于這一點(diǎn)，將RFID技術(shù)提升到國家信息化的高度，由這兩個國家分別提出了泛在網(wǎng)絡(luò)和傳感網(wǎng)絡(luò)的概念，并制訂了名為u-Japan和u-Korea的傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)展計劃。實(shí)際上，它們都可以視為RFID技術(shù)的延伸。

　　日本對于泛在網(wǎng)絡(luò)的定義是允許用戶自由在任意時間、任意地點(diǎn)，使用任意工具，通過寬帶及無線網(wǎng)絡(luò)接入并交換信息。實(shí)際上這是由一系列在我們周圍的計算設(shè)備、平臺和網(wǎng)絡(luò)，以及互聯(lián)互通、獲取信息的用戶終端構(gòu)成的系統(tǒng)。泛在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為日本繼寬帶和移動互聯(lián)網(wǎng)之后的另一發(fā)展重點(diǎn)。韓國對于傳感網(wǎng)絡(luò)的定義與日本泛在網(wǎng)絡(luò)類似，突出強(qiáng)調(diào)在任意時間、任意地點(diǎn)、任意設(shè)備、任何事和任意網(wǎng)絡(luò)幾大要素。在韓國的IT839計劃中，傳感網(wǎng)絡(luò)位列三大基礎(chǔ)設(shè)施之一，是實(shí)現(xiàn)以「anytime，anywhere，any devise」為目標(biāo)的“Ubiquitous Society”構(gòu)想的重要一環(huán)。

3、RFID與通信系統(tǒng)結(jié)合的契機(jī)

　　從通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來看，對RFID應(yīng)用需求的產(chǎn)生直接源于通信技術(shù)的發(fā)展，屬于設(shè)備與設(shè)備之間的通信市場的開拓。通信技術(shù)發(fā)展的直接結(jié)果是一個結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜和功能更加強(qiáng)大的通信系統(tǒng)，因此從根本上看，RFID與通信系統(tǒng)的結(jié)合存在三大契機(jī)：NGN、IPv6和個域網(wǎng)。

　　*契機(jī)1　RFID與NGN

　　目前已經(jīng)有設(shè)備商在NGN中考慮RFID的位置，例如西門子正在研究的TISPAN NGN解決方案。該研究項(xiàng)目的主要合作者還包括法國電信、英國電信、德國電信、阿爾卡特、北電、Intel、NTT等。在NGN的物理層所涉及的問題包括root server、DNS、IP和E.164地址、MAC和RFID。在韓國的NGN計劃中所強(qiáng)調(diào)的BcN(Broadband convergence Network，即寬帶匯聚網(wǎng)絡(luò))也有RFID的位置，在其實(shí)現(xiàn)中涵蓋了一系列技術(shù)，包括FTTHHPi、WLAN、DMB、HDTV、RFID和泛在接入(Ubiquitous access)。ITU-T組也已在未來的考慮中涵蓋了RFID標(biāo)簽和傳感器以產(chǎn)生新的業(yè)務(wù)。

　　*契機(jī)2　RFID與IPv6

　　IPv6論壇指出：RFID是一種對移動網(wǎng)絡(luò)非常重要補(bǔ)充型技術(shù)，IPv6的發(fā)展需要與一些技術(shù)的混合來推動，包括游戲、GRID、WLAN、Hpi、xDSL和RFID。從本質(zhì)上看，IPv6提供了巨大的地址資源，如果與RFID的編碼對應(yīng)使每一件被標(biāo)記物品都具有一個IP地址，從而通過虛擬的網(wǎng)絡(luò)就能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)實(shí)中具體物品的監(jiān)控和管理，就能夠大大激發(fā)IPv6應(yīng)用的發(fā)展，帶來一個龐大的市場，從而促進(jìn)IPv6的商業(yè)化進(jìn)程。

　　*契機(jī)3　RFID與個域網(wǎng)

　　隨著個域網(wǎng)應(yīng)用的興起，一些個域網(wǎng)技術(shù)開始獲得人們的重視，其中NFC(Near Field Communication)是最近最受關(guān)注的一個。事實(shí)上這是由RFID衍生出的一個個域網(wǎng)短距離通信的技術(shù)，其目標(biāo)是將近距離通信技術(shù)用于手機(jī)、手表、PDA、數(shù)碼相機(jī)、電腦等電子消費(fèi)品上，通過ID的認(rèn)證使雙方產(chǎn)品能夠以收費(fèi)方式進(jìn)行信息和服務(wù)的交換。在此領(lǐng)域目前處于領(lǐng)先位置的是飛利浦，其Mifare技術(shù)是世界上幾個大型交通系統(tǒng)的核心，此外還為銀行業(yè)者提供VISA等各種服務(wù)。NFC的特征包括：

　　——位于13.56MHz，有效距離20厘米；

　　——信息傳輸速率可選擇106kbit/s、212kbit/s或者424kbit/s；

　　——已通過成為ISO/IEC IS 18092國際標(biāo)準(zhǔn)、EMCA-340標(biāo)準(zhǔn)和ETSI TS 102 190標(biāo)準(zhǔn)；

　　——有主動模式和被動模式。

4、RFID與通信業(yè)相結(jié)合的三個階段

　　RFID與通信的結(jié)合除涉及到RFID本身的發(fā)展，另一方面也與通信技術(shù)的下一步發(fā)展密切相關(guān)，因此我們可以從技術(shù)發(fā)展水平和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)@兩種技術(shù)或系統(tǒng)的結(jié)合劃分為三個互為銜接的階段，分別為低耦合階段、中度耦合階段和高度耦合階段。

　　*低耦合階段

　　低耦合階段是RFID與通信系統(tǒng)相結(jié)合的第一階段。在這一階段里，RFID技術(shù)還不十分成熟，其應(yīng)用還停留在封閉市場內(nèi)，還未涉及數(shù)據(jù)大規(guī)模流轉(zhuǎn)和處理，以低頻RFID系統(tǒng)為主，因此在此階段RFID與通信產(chǎn)業(yè)的耦合度較低。目前，全球仍處于這種低耦合的階段。

　　*中度耦合階段

　　第二階段是中度耦合階段，即RFID全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的形成促進(jìn)RFID進(jìn)入開放的物流領(lǐng)域，因?yàn)镽FID具有讀取距離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲數(shù)據(jù)容量更大、存儲信息更改自如等優(yōu)點(diǎn)，會逐步替代商品條形碼。在此階段，RFID與通信技術(shù)關(guān)鍵的結(jié)合點(diǎn)在于其“標(biāo)記”和“地址號碼”的功能，因?yàn)檫@時RFID的應(yīng)用是在一個開放的全球環(huán)境下的應(yīng)用，將涉及到海量數(shù)據(jù)的流動和處理，因此通信系統(tǒng)和RFID的結(jié)合將有效解決物品在流通領(lǐng)域的控制問題。

　　但是值得注意的是在中度耦合階段，通信系統(tǒng)必須具有足夠的能力來支持RFID在全球物流及其他行業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用。這里NGN和IPv6將扮演更加關(guān)鍵的角色，IP將與RFID的編碼一一對應(yīng)起來，使每一件被標(biāo)記物品都具有一個IP地址，從而通過虛擬的網(wǎng)絡(luò)就能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)實(shí)中具體物品的監(jiān)控和管理。從這個角度上看，RFID技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用能夠?yàn)镹GN和IPv6帶來一個巨大的市場，從而推進(jìn)NGN和IPv6的發(fā)展。

　　*高度耦合階段

　　第三階段是高度耦合階段，隨著RFID技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，標(biāo)簽具有環(huán)境的感知能力，標(biāo)簽間可能實(shí)現(xiàn)相互通信，從而使設(shè)備間的通信成為可能，一系列相關(guān)應(yīng)用被創(chuàng)造出來，這是構(gòu)成日韓所構(gòu)想的泛在網(wǎng)絡(luò)(Ubiquitous Network)或傳感網(wǎng)絡(luò)(Ubiquitous Sensor Network)的重要組成部分，RFID技術(shù)已與通信系統(tǒng)融合在一起，因此具有高度的耦合度。

5、RFID的啟示

　　面對RFID產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，我國通信企業(yè)，包括制造業(yè)和運(yùn)營業(yè)應(yīng)該保持敏銳的嗅覺，積極尋找與RFID即將帶來的商機(jī)，做好預(yù)研工作，為RFID的引入作積極的準(zhǔn)備。2005年是RFID國際及國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)成型的重要階段，如果要大規(guī)模擴(kuò)展RFID應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)問題是不得不加以關(guān)注的，這直接涉及到RFID產(chǎn)品的性能、價格等諸多要素。運(yùn)營商和設(shè)備商如果要開發(fā)并推廣RFID應(yīng)用，必須首先關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)，才能夠?qū)⑽磥淼漠a(chǎn)品和全球市場緊密結(jié)合，從而獲得最高的投資回報。

　　其次，即使在目前RFID國際標(biāo)準(zhǔn)尚未建立的階段，運(yùn)營商和設(shè)備商也可以開始進(jìn)行開發(fā)基于RFID新應(yīng)用的嘗試。通過這些活動可以積累RFID業(yè)務(wù)開展的特點(diǎn)，積累經(jīng)驗(yàn)，如果早一些進(jìn)入該市場，能夠掌握先機(jī)。

　　最后，由于在非接觸的條件下，可以對標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，這引發(fā)了人們對RFID技術(shù)對個人隱私權(quán)和安全問題的種種爭議，這種擔(dān)心是普遍存在的，已經(jīng)成為RFID應(yīng)用推廣的一大障礙。特別是在目前日本NTT DoCoMo的RFID應(yīng)用還與移動金融服務(wù)結(jié)合起來，涉及到資金和交易的安全，這些是運(yùn)營商和設(shè)備商在相關(guān)業(yè)務(wù)開發(fā)時需要關(guān)注的，只有首先解除用戶關(guān)于隱私和安全的種種戒心，RFID技術(shù)及應(yīng)用才能夠得以很好的推廣。