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观察:消费市场正成为RFID下一步发展重点

2007/10/11/08:45 来源:电子工程专辑 作者:Mark David

    所有关于射频识别(RFID)的大力宣传,尤其那些关于零售供应链巨大增长的预言似乎已经慢慢冷却。虽然它经过了20多年的发展,并得到了工业联盟EPCglobal的支持,但是电子产品代码(EPC)RFID标签仍然有待成为下一步发展重点。

    虽然面向供应链标签的EPCglobalGen2标准的实现步伐比众多分析家预言的要慢很多,但是该过程确实在继续前进。不久以后,RFID集装箱和托台贴标将融入很多其它已实现的RFID应用中(从收费应答器到动物标签),这些应用可在视线范围之外对日常用品进行跟踪和识别并连接起物质世界与IT领域。尽管进展缓慢,但是在Gen2大肆宣传的背后存在着一定发展潜力。这个标准已经将主要零售商(如Target和Wal-Mart)的跟踪需求和消费品生厂商的产品包装进行了统一。更重要的是,EPC是推动RFID超越传统封闭模式的首个重要动力:通常,系统的所有组成部分来自同一个供应商,或者至少这些组成部分恰好面向一个给定应用。虽然这种闭环式系统运作良好,但是在电子设计者的工具箱中,系统的所有组成部分并不相关(除了直接设计RFID系统的工程师)。现在,这种模式开始改变了。

    通过将开放标准和低成本读卡机及贴标商品的潜在普遍性进行结合,RFID正在从专有应用转向更加多变的前景。读卡器和标签将内置在移动电话、手提电脑和其他电子设备中。作为一个电子产品设计者,不久你可能会发现RFID成为你下一个产品设计的一部分。

    配对

    对这些应用新浪潮的关键驱动是将RFID用于“配对”或者自动识别需要连接的事物。这些事物包括建立通信的电子外围器件或者需要正确匹配或控制的易损耗部件。

    SwatchGroup旗下的半导体公司EMMicroelectronic,已经实现了很多通过RFID逻辑绑定物理对象的项目。其中一个例子是对带有可替换部分的电子设备(如电动牙刷头)进行“智能重装”。另一个例子是与打印机通讯传送的喷墨打印机墨盒,它可以相应调整墨盒的功能。

    EM主席MougahedDarwish表示,在配对应用中,一个电子设备集成了一个RFID读卡芯片,对应的可用或可重装部分集成一个信号收发芯片。收发器被用作一个可配置的EEPROM,而主设备可以根据所传输的参数调整自身行为。

    根据TI高频读卡器产品经理JohnsyVarghese的观点,工作在13.56MHz的最新RFID读卡器IC所具有的小型化、低功耗和新功能使得系统设计者能更容易地开发嵌入式RFID应用。

    最新的RF芯片具有更多功能,比如一个集成模拟前端、编码器/解码器、滤波器、稳压器、可变增益设置、自动增益控制(AGC)及外部电路可用输出电源和时钟。这些特点降低了整个系统复杂度,减少了材料清单(BOM)和对额外软件的需求。此外,约为25美分硬币大小的小型RF芯片封装可简化系统设计,从而扩展了嵌入式RFID产品的应用领域。

    新创公司SkyeTek致力于开发可以与任何供应商的标准化标签协作的低成本嵌入式标签读卡器。SkyeTek已推出tagnostic读写器,该公司CEORobBalgley指出,RFID读卡器过去是针对指定市场(如供应链)而设计,并且它们一直都比较复杂和昂贵。

    SkyeTek的目标是一个通用RFID结构,围绕频率协议和标签选择建立一个公用性。Balgley说:“我们的产品使得某些设计者能够容易地确定不同的设计方案。他们不需要锁定在一个特定频率或者一个特定协议或者甚至一个特定标签,因为我们的产品非常抵制这三种局限性。”

    该公司HF和UHF产品具有相同的机械、电子和软件接口,甚至相同的管脚输出。在最后时刻,设计者可以决定对HF和UHF的选择。他说:“或者,如果你得到整个系列产品且打算朝2个方向进行,可以简化你的目录和库存。”(图1)

图1

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    SkyeTek的目标是开发最廉价的硬件平台,该平台具有功能和性能极其强大的软件。当针对嵌入式系统设计RFID时,Balgley指出:保证较低的BOM成本非常重要。他说:“我们不希望设计者的材料清单中罗列很多昂贵部件、高端放大器和类似循环器的部分,这些一共可能达到100到200美元。”

    M9 UHF Skye Module采用一个低成本手机部件。UHF板成本为200美元,Balgley表示这个价格比其他竞争模块要低50%,同时能以每秒20到30个标签的速度提供3米读取范围。SkyeTek的模块已获得牌照,这使得它的价格更低并增强了集成度。

    嵌入RFID技术的简化开辟了新的市场,SkyeTek预测,诸如目录清单管理和访问控制等传统RFID应用将汇聚于一个市场。Balgley说:“对于RFID的应用将不再如此独立和不统一。当存在一个巨大市场时,在能够衡量收入和创新性方面市场情况将变得很有趣。”

    个性化和配对

    SkyeTek发现了在利用RFID实现个性化方面的巨大市场。运动器材生产商Brunswick,计划采用这个技术来自动完成踏步机和跑步机的配置。通过将标签内置在健身俱乐部会员卡内,俱乐部可自动读取或记录会员的锻炼历史纪录,从而节省了员工的时间,否则需要浪费时间对这些设备进行手动设置。

    RFID使物质世界和IT服务成为一个整体,并将最终融合互联网协议。嵌入在办公设备(如会议电话或者复印机)中的RFID读卡器可以轻松地自动生成部门列表。Sirit公司出售了2500个InfinityMicro模块给AirGATE,用于集成到RFID电话系统中。某个电话OEM正在将这个系统加入到全国范围内拘留所的电话中。犯人会带上RFID表带以识别使用监狱内对方付费电话的人。

    其他RFID开发商正在申请技术许可阶段。在有源RFID领域,SaviTechnology通过ISO18000-7有源RFID空中协议标准开放其技术,在航运集装箱安全性的应用中工作频率为433.92MHz。

    Savi公司CEOBobKramer说:“广泛参与许可程序是有源RFID市场成熟的标志,也是对标准化将继续推进这个市场的肯定”。他指出标准有助于为基于RFID的电子封条和集装箱安全设备的互操作性确立一个基准。

    NFC近在眼前

    配对对于近场通信(NFC)也非常关键。NFC提供了一个双向、短距离通信协议。基于NFC的设备可以作为一个RFID标签或者读卡器,这取决于具体应用。

    在去年11月NFC被选作Wi-Fi设备的连接方案。为利用NFC建立Wi-Fi通信,两个设备仅需置于相近位置。NFC处理配对过程,在两者之间建立通信协议。

    NXP半导体美国区域市场总监ManuelAlbers表示,首批Wi-Fi和NFC的联合设备应该会在今年下半年投放市场。例如,Sirit已经演示了一个集成NFC功能的USBdongle,可以更方便地完成Wi-Fi设置,很多客户马上就从这个功能获得某些帮助。

    “无线路由器的返修率高达70%,这仅仅是因为用户很难对设备进行初始化设置”,Albers指出,“通过集成NFC功能或至少加入一个USBfob以便于自动设置,可以降低返修率。”

    无线USB、蓝牙和超宽带(UWB)标准组正在考虑其它NFC“配对”方案。Albers认为:“这些应用都是NXP在2002年与Sony联合创建NFC时没有考虑过的。”

    微软已加入NFC论坛组织,期望确保MicrosoftWindows平台中驱动的兼容性和对NFC的支持。“微软有很多关于如何应用NFC的好主意,目前正在保密协议(NDA)下对这些想法进行讨论”,Albers补充道。

    手机仍然是NFC市场的焦点所在。Albers说:“一旦你完成了NFC电话的重要部署,就得到一个廉价读卡器的主要基础设施。只要将NFC加入移动电话中,便拥有一个RFID读卡器。”

    他还指出,NFC电话符合RFID标准:对于无连接智能卡付款设施是ISO14443;对于目标识别和目标跟踪为ISO15693(用于实现的技术方面)和ISO18000(用于供应链的应用方面)。目前正在使用一个预案以协调EPCGen2标准和用于UHF(Gen2)及HF13.56频段的ISO18000(图2)。

图2

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    Albers说:“通过这一处理,你的产品符合已部署的标准,并且可以合并运输和付费过程,也可以在供货链中读取附在目标或者商品上的标签。随着NFC功能集成到移动电话中,你可以获得很便宜的读卡器。”用户可以通过一个安全数字(SD)卡插槽将NFC功能加入到现有电话中,从而获得类似具有无线接口的Palm设备的智能电话。

    电话中的RFID

    ID Tech Ex预计在2010年RFID电话将增长到3千万,2015年将增长到6千万(图3)。韩国LG的Active Tagging Group表示,他们的目标是到2010年能卖出10亿个有源标签。

图3

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    ID Tech Ex还预测,和其他无线技术结合的RFID应用也将增长。RFID可以和GPS或者GSM结合以定位人或者事物。RFID标签可以挂在现有的蓝牙、Wi-Fi或者双向无线通信设备上。应用实例包括Radianse将有源RFID与蓝牙结合用于对医院护士进行定位,以及当社会工作人员受到威胁时Connexion2使用GSM和警察联系。

    

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