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經(jīng)驗之談:如何定制一款心儀的RFID電子標簽

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來源:RFID創(chuàng)新部落
日期:2016-10-20 09:06:03
摘要:自從1998年,美國德州儀器(TI)和荷蘭菲利浦公司(Philips)宣布開發(fā)出了一種廉價的非接觸感應(yīng)芯片,到了2000年,國際標準化組織已把這種非接觸感應(yīng)芯片寫入了國際標準ISO15693。因獨有的特點和優(yōu)點,現(xiàn)正廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)、領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞:RFID電子標簽

  電子標簽是射頻識別(RFID)的俗稱,RFID是射頻識別技術(shù)的英文(RadioFrequencyIdentification)的縮寫,射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到自動識別目的的技術(shù)。電子標簽(RFID)技術(shù)是上世紀90年代迅速發(fā)展起來的物品自動識別技術(shù)。當每件產(chǎn)品制造完成時給它賦予惟一信息的電子標簽,使它不管流通到哪里,人們都能夠通過識別器(或稱讀寫器)隨時獲得這件產(chǎn)品的相關(guān)信息。電子標簽是時下最為先進的非接觸感應(yīng)技術(shù),自從1998年,美國德州儀器(TI)和荷蘭菲利浦公司(Philips)宣布開發(fā)出了一種廉價的非接觸感應(yīng)芯片,到了2000年,國際標準化組織已把這種非接觸感應(yīng)芯片寫入了國際標準ISO15693。因獨有的特點和優(yōu)點,現(xiàn)正廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)、領(lǐng)域。

  電子標簽的應(yīng)用主要是滿足以下的一個或幾個要求:

  (1)對物品信息的跟蹤性和可追溯性的要求;

  (2)對高準確度、高安全性的要求;

  (3)對唯一識別、無法偽造的要求;

  (4)對處理大量物品的快捷性的需求;

  (5)對物品實時監(jiān)控的需求。 可見,應(yīng)用市場不限于如上所述,只要系統(tǒng)有以上方面的要求,電子標簽都可以得以應(yīng)用。

  RFID電子標簽在各個領(lǐng)域是如何應(yīng)用的呢?

  1、物流:物流過程中的貨物追蹤,信息自動采集,倉儲應(yīng)用,港口應(yīng)用,快遞。

  2、零售:商品的銷售數(shù)據(jù)實時統(tǒng)計,補貨,防盜 。

  3、制造業(yè):生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控,質(zhì)量追蹤,自動化生產(chǎn)。

  4、服裝業(yè):自動化生產(chǎn),倉儲管理,品牌管理,單品管理,渠道管理 。

  5、醫(yī)療:醫(yī)療器械管理,病人身份識別,嬰兒防盜。

  6、身份識別:電子護照,身份證,學(xué)生證等各種電子證件。

  7、防偽:貴重物品(煙,酒,藥品)的防偽,票證的防偽等。

  8、資產(chǎn)管理:各類資產(chǎn)(貴重的或數(shù)量大相似性高的或危險品等)。

  9、交通:高速不停車,出租車管理,公交車樞紐管理,鐵路機車識別等 。

  10、食品:水果,蔬菜,生鮮,食品等保鮮度管理。

  11、動物識別:訓(xùn)養(yǎng)動物,畜牧牲口,寵物等識別管理。

  12、圖書館:書店,圖書館,出版社等應(yīng)用。

  13、汽車:制造,防盜,定位,車鑰匙。

  14、航空:制造,旅客機票,行李包裹追蹤 。

  15、軍事:彈藥,槍支,物資,人員,卡車等識別與追蹤。

  但是該如何選擇RFID電子標簽?zāi)?我們來說道說道。

  為什么需要定制化

  RFID技術(shù)作為目前數(shù)據(jù)自動采集的主要手段之一,電子標簽是RFID系統(tǒng)中不可或缺的組成部分,但在多數(shù)情況下,標簽的通用性并不強,而是可以根據(jù)場景需求選擇不同的電子標簽。比如說,從頻段上來說,可以分為LF,HF,UHF,2.4G和5.8G等,不同頻段有各自的優(yōu)勢和不足——低頻產(chǎn)品有很好的穿透性,但數(shù)據(jù)傳輸速率有限,就可以適用于動物管理;高頻(HF)因其讀距和協(xié)議的限制往往適用于支付和各種身份識別;無源超高頻(UHF)可以遠距離讀取,最重要的特性是一次性批量讀取,卻容易受環(huán)境干擾,尤其是金屬與液體,主要應(yīng)用于服裝零售與物流倉儲;2.4G和5.8G有源產(chǎn)品信號穩(wěn)定,數(shù)據(jù)傳輸量大,讀取距離非常遠,但電池耐用性差和價格高是應(yīng)用的短板。

經(jīng)驗之談:如何定制一款心儀的RFID電子標簽

  同一頻段的產(chǎn)品,因為使用環(huán)境的不同,其封裝形態(tài),安裝方式也有巨大的差異,以HF為例,用于支付和身份管理,往往采用PVC卡的形式;用于防偽溯源時,可以選用易碎紙或銅版紙的方式。同一頻段產(chǎn)品的同一應(yīng)用,因為客戶所遇問題的特殊性,也呈現(xiàn)出一定的差異性。比如,HF易碎標簽用于奶粉的追溯時,若奶粉罐表面是塑料材質(zhì),可以直接黏貼,若是金屬材質(zhì),還要考慮加上一層吸波材料。

經(jīng)驗之談:如何定制一款心儀的RFID電子標簽

  總體而言,標簽的頻段特點、應(yīng)用場景、性能指標和安裝方式的不同要求,影響了RFID的標準化,因此RFID電子標簽定制化開發(fā)是決定RFID系統(tǒng)應(yīng)用能否成功的關(guān)鍵因素。

  如何進行標簽定制

  電子標簽定制化開發(fā)是一項系統(tǒng)工程,以筆者的經(jīng)驗大致需要經(jīng)歷6個階段:需求評估,初步選型,成本評估,樣品開發(fā),場景實測,選型優(yōu)化,耗費的時間依項目需求的復(fù)雜程度不盡相同,短的可能只要半個月,長的或需三個月以上。

  1需求評估

  需求評估是最關(guān)鍵的步驟,我們需要根據(jù)用戶的應(yīng)用場景評估是否需要RFID技術(shù)。并不是所有的應(yīng)用都適合采用RFID技術(shù),比如許多初級的農(nóng)業(yè)和工業(yè)產(chǎn)品的溯源——白菜,柚子,鋼材,管件等,這類產(chǎn)品因為本身價值不高,成本上無法承受,在應(yīng)用過程中還會因為物品的干擾而影響應(yīng)用效果。因此往往選用成本更低的條碼技術(shù)解決問題。

  那么何時選用RFID技術(shù)呢?以機場行李分揀為例,首先是成本上,航空業(yè)體量大,服務(wù)價值高,對效率的要求非常高,同時對效率成本的容納也高;其次是技術(shù)上,行李條碼標識無法固定在位置上,若采用條碼技術(shù),很難進行批量的讀取和處理,一對一的讀取往往還需要人工協(xié)助,效率低而成本高。這就形成了對RFID技術(shù)的一種強需求——UHF技術(shù)可以采用相對較低的成本極大提高行李分揀速度,同時保證準確性。即需求評估是根據(jù)用戶的應(yīng)用場景確認RFID能否滿足技術(shù)和成本兩大指標的要求,若能滿足,則采用此項技術(shù)。

  2初步選型

  在明確使用RFID技術(shù)可以解決需求的“痛點”后,那么下一步的關(guān)鍵就是標簽的選型。根據(jù)需求評估的結(jié)果,選定標簽頻段,產(chǎn)品尺寸,芯片類型,封裝形態(tài)和安裝方式等。

  我們以一款易碎標簽的選型為例,介紹流程:A客戶需求一款標簽用于高檔消費類產(chǎn)品的外包裝紙盒,目的是防偽和溯源。為了便于消費者驗證,我們建議采用高頻14443A協(xié)議;紙盒是方形的,折口位置有一定的彈力,我們建議采用既有防撕效果,又很柔韌的銅版紙材質(zhì)封裝。為了便于安裝,我們采用背膠黏貼的方式。

  在芯片選型時,客戶提出采用他們提供的一款芯片,為此, 我們根據(jù)芯片資料重新研發(fā)了一款線型;考慮到折口位置需要略長的標簽,尺寸過大會增加成本,我們推薦給客戶一款尺寸合宜的長方形標簽。

  3成本評估

  在初步選型滿足客戶要求后,根據(jù)其結(jié)果,進行成本評估。影響成本的因素主要是芯片類型,封裝形態(tài),產(chǎn)品尺寸和數(shù)據(jù)要求,首先是芯片,根據(jù)需求的不同可以選用進口或國產(chǎn)的芯片,一般而言,進口芯片的價格會高一些,存儲容量越大的芯片價格越高,功能越多的芯片價格越高,如加密功能,TD功能,雙頻功能等。其次是封裝,封裝的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,封裝的難度越大,成本是越高的。尺寸也是影響因素,一般是尺寸越大價格越高,但在微型標簽領(lǐng)域,由于加工難度變大,反而是尺寸越小價格越高。數(shù)據(jù)要求主要涉及表面打碼,寫入數(shù)據(jù),提取數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等,每一項都會增加成本。因為這些因素的影響,我們一般會提供3~4套方案給客戶參考,從中選擇最優(yōu)的方案進行樣品開發(fā)。

  4樣品開發(fā)

  樣品開發(fā)的過程,最重要的并不是研發(fā)費用的多少,而是研發(fā)周期的長短。這部分工作花費的時間越短,項目后期的應(yīng)變空間越大,項目的成功率也越高。樣品研發(fā)需要幾個必備的步驟,包括天線設(shè)計,材料制作、天線蝕刻,手工制作,實測驗證等。

  我們?nèi)砸訟客戶為例,天線設(shè)計5—10個工作日,制作和驗證10個工作日。在這里需要強調(diào)一下,如果是常規(guī)的封裝形態(tài)與工藝技術(shù)已確認的情況,主要的開發(fā)時間在天線的設(shè)計上;如果碰到一種新的封裝形態(tài)需要嘗試不同的工藝技術(shù),在研發(fā)過程中的不確定因素會比較多,無法保證一次性成功,需要耗費更長的時間。樣品開發(fā)速度的快慢是考驗一家RFID電子標簽企業(yè)定制化能力的關(guān)鍵指標。

  5場景實測

  樣品開發(fā)出來后,如果有條件的話需要先模擬應(yīng)用場景進行測試,并做相關(guān)可靠性的測試??蛻羰盏綐悠泛?,會進行場景實測,評估效果,提出優(yōu)化建議,包括性能是否達標,尺寸是否調(diào)整,印刷和數(shù)據(jù)是否變更等。

  6選型優(yōu)化

  如果初次樣品未能達到項目需求,需要分析客戶測試反饋的數(shù)據(jù),甚至有必要到現(xiàn)場實地調(diào)研,匯總各種信息,確認優(yōu)化方案,并進行第二次打樣和實測。因此,一個完整的樣品研發(fā)周期,最快大約需要一個月的時間。

  小結(jié)

  如上所述,我們不難看出,RFID系統(tǒng)方案電子標簽定制化的探討和選型需要時間,過程中的諸多因素需要逐一確認,一名合格的銷售人員在接到客戶詢盤的初期,需要為客戶提供有價值的需求分析與產(chǎn)品方案評估,而不只是糊里糊涂地報價,這是不負責(zé)的做法。但在實際的工作實踐中,客戶往往忽略了需求的本質(zhì),急忙忙地要求供應(yīng)商報價,一旦報完價格結(jié)果經(jīng)常是不了了之。任何產(chǎn)品只有讓客戶的商業(yè)價值獲得成功才是真正有價值的,RFID也不例外,所以要定制化一款性價比高的RFID電子標簽,就需要供應(yīng)鏈的上下游相互信任,共同參與、互通有無。

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