零售行業(yè)的RFID應(yīng)用難點(diǎn)及核心技術(shù)分析

　　你有沒(méi)有想過(guò)這樣的場(chǎng)景，某一天到沃爾瑪超市買(mǎi)東西不用長(zhǎng)時(shí)間排隊(duì)了，因?yàn)橥ㄟ^(guò)自助買(mǎi)單系統(tǒng)，你手中的小推車就能完成買(mǎi)單過(guò)程，無(wú)需收銀員。另外一個(gè)新聞故事，世界知名品牌寶潔公司在多年前試圖通過(guò)街區(qū)系統(tǒng)采集大數(shù)據(jù)，他們?cè)诋a(chǎn)品中使用了RFID技術(shù)，采集車出巡時(shí)能獲取到RFID信息，下一步就是利用大數(shù)據(jù)來(lái)處理規(guī)劃問(wèn)題。

　　將這兩個(gè)故事場(chǎng)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(shuō)的RFID。長(zhǎng)期從事UHF RFID芯片的開(kāi)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(yīng)用難點(diǎn)及核心技術(shù)分析”為題發(fā)表了精彩的演講。

　　“無(wú)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(kāi)啟了當(dāng)天演講。他解釋其原因是，傳統(tǒng)行業(yè)的標(biāo)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(biāo)簽達(dá)到性能最佳，中心頻率為915MHz。

　　從沃爾瑪對(duì)一維條碼的推廣到沃爾瑪提出無(wú)源電子標(biāo)簽需求，從Berkeley大學(xué)教授提出無(wú)源RFID研究到成立Alien等RFID科技公司，從Alien研發(fā)出第一代標(biāo)簽芯片H2到工業(yè)化量產(chǎn)的封裝標(biāo)簽技術(shù)，從全球第一顆-18dBm靈敏度的標(biāo)簽芯片H3橫空出世到香港機(jī)場(chǎng)及沃爾瑪大規(guī)模使用RFID標(biāo)簽……甘老師通過(guò)自已豐富的行業(yè)經(jīng)歷編撰出一個(gè)清晰的UHF RFID的編年史。用他自己的話講，這也是一個(gè)“芯片靈敏度不斷提高，標(biāo)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(dāng)前RFID標(biāo)簽應(yīng)用量最大的是服裝和零售兩個(gè)市場(chǎng)，而嵌入式應(yīng)用市場(chǎng)也正在慢慢崛起，未來(lái)會(huì)有明顯的增長(zhǎng)。他引用了IDTechEx 2015的市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)，從標(biāo)簽的應(yīng)用總量來(lái)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(guò)3.9億美元，到2021將超過(guò)14億美元。數(shù)據(jù)還顯示，在零售服裝領(lǐng)域2011年標(biāo)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(yīng)用。

　　為何這些服裝和零售品牌都很樂(lè)意推廣RFID?甘老師指出了三個(gè)最主要的原因：一是RFID能幫助這部分企業(yè)減少庫(kù)存，二是RFID能提高貨品盤(pán)點(diǎn)的準(zhǔn)確率，三是RFID能帶來(lái)更高效率經(jīng)營(yíng)成果。

　　甘老師認(rèn)為，在海量零售市場(chǎng)中，RFID也有必須面對(duì)的技術(shù)難點(diǎn)，當(dāng)前的標(biāo)簽芯片技術(shù)和閱讀器技術(shù)中都有一些難點(diǎn)一直困擾大家。首先是芯片存儲(chǔ)穩(wěn)定性問(wèn)題：為了追求超低功耗低成本的芯片存儲(chǔ)，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)有萬(wàn)分之一左右的存儲(chǔ)失效。出現(xiàn)RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)丟失(幾乎所有的芯片供應(yīng)商都有問(wèn)題)，將對(duì)自動(dòng)化讀取帶來(lái)很多麻煩。且且，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)是長(zhǎng)達(dá)20年的技術(shù)問(wèn)題一直沒(méi)有解決。其次是閱讀器的讀取率：如果超過(guò)100件衣服在短時(shí)間里被快速讀取，那么對(duì)閱讀器的性能要求將會(huì)很高。從趨勢(shì)上看，過(guò)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(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)自校正功能，從基礎(chǔ)研究進(jìn)行突破，徹底解決了存儲(chǔ)失效的問(wèn)題。該技術(shù)具有高穩(wěn)定性特點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)、測(cè)試、工藝保證。

　　新一代標(biāo)簽芯片為何要命名為Higgs EC?所謂EC，即Self-Correcting Memory，是一項(xiàng)自校正存儲(chǔ)功能。甘老師指出，它是全球首創(chuàng)針對(duì)低功耗存儲(chǔ)的自校準(zhǔn)功能，采用全新的存儲(chǔ)框架體系，穩(wěn)定存儲(chǔ)時(shí)間可達(dá)50年，超過(guò)20萬(wàn)次的重復(fù)寫(xiě)入，每次讀寫(xiě)可以自校準(zhǔn)和更改，解決了海量應(yīng)用中的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題(現(xiàn)在存在萬(wàn)分之一到三左右的數(shù)據(jù)丟失)。此外它還能實(shí)現(xiàn)安全加密：支持硬加密動(dòng)態(tài)認(rèn)證算法，只有Alien授權(quán)的閱讀器可以進(jìn)行通訊和身份確認(rèn)防克隆。在靈敏度方面，讀靈敏度-22.5dBm(with 2dBi antenna)，寫(xiě)靈敏度-19dBm(with 2dBi antenna)，支持爆炸寫(xiě)、快速寫(xiě)指令。

　　Alien新一代的UHF RFID芯片Higgs EC性能列表

　　針對(duì)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(lái)超高頻RFID技術(shù)發(fā)展主要有三個(gè)方向：定位、加密、傳感器集成。

　　定位的市場(chǎng)需求有：貨架或倉(cāng)庫(kù)實(shí)時(shí)盤(pán)點(diǎn)、快速找貨、人員車輛物品定位或軌跡判斷，現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)方式為手持機(jī)通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)尋找、進(jìn)出門(mén)的區(qū)域定位，或地標(biāo)定位、寬范圍的覆蓋定位，未來(lái)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(diǎn)式定位、基于信號(hào)強(qiáng)度及相位變化的3D處理軌跡定位。

　　加密的市場(chǎng)需求有：電子票證、電子車牌等對(duì)安全加密的需求不斷提出、對(duì)身份認(rèn)證和防克隆的需求越來(lái)越高、對(duì)數(shù)據(jù)防篡改的需求種類增多?，F(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)方式為Gen2 V1不具有安全加密方式、Gen2 V2和國(guó)標(biāo)都具有加密方式，國(guó)外推出了128 Bits AES加密，國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電子車牌標(biāo)準(zhǔn)使用MS7國(guó)密、Gen2 V2 不兼容Gen2 V1。未來(lái)的研發(fā)方向?qū)?cè)重于如何實(shí)現(xiàn)加密環(huán)境下的標(biāo)簽高靈敏度應(yīng)用，成本、性能、速度的妥協(xié)。

　　傳感器集成的市場(chǎng)需求：帶有溫度傳感器的應(yīng)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(diǎn);需要帶有傳感器接口的芯片?，F(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)方式是傳感器和ADC及MCU的IIC接口，兼容Gen2 標(biāo)準(zhǔn)，成本高、功耗大。未來(lái)的研發(fā)方向側(cè)重如何實(shí)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(guó)Alien公司下一步還將研發(fā)支持中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、軍標(biāo)的芯片產(chǎn)品，相信Higgs-EC的推出將會(huì)給RFID行業(yè)帶來(lái)驚喜，協(xié)助行業(yè)進(jìn)步，推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。

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