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国外RFID技术发展现状和趋势

国外的 RFID 射频识别技术发展现状和趋势
技术预见通讯 2008 年第 8 期(总第 175 期) RFID 射频识别技术被公认为是本世纪最有发展前途的信息技术之一,已经得到业界高 度重视。近年来,RFID 技术应用发展迅速。 一、发展现状 RFID 射频识别技术正在成为市场关注的热点。RFID 射频识别技术正在逐步被广泛应用 于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多的领域。各国政府、零售业巨头、IT 业著名厂商给予高度关注,并且大力支持甚至给于巨大的投入,全面推动 RFID 电子标签产 业快速发展。由于发达的国家 RFID 电子标签工作开展得较早,所以在标准、技术、产业链 及应用方面都已经比较完备, 并且仍在发展中。 发达的国家在核心技术尤其是在芯片技术上 目前已经提供了相对完备的产品线,并且由于技术进步和 RFID 电子标签工艺的提升,以及 成本的降低,应用推广进入了良性循环。 随着全球产品电子代码中心推出第 2 代超高频(UHF)RFID 电子标签标准(EPCG2)作为欧美 地区的新标准,各大供应商的 EPCG2 芯片纷纷亮相:飞利浦公司推出 UCODEEPCG2 芯片; Impinj 公司推出 Monza 芯片和读取器平台;TI 也推出 EPCG2 产品,并且实现量产。相对于 第 1 代标准, EPCGen2 具有若干优势, 例如, 中心频率在 900MHz, 使读出速率达到 500~1500 标签/秒,反向散射数据速率提高到 650kbps,扫描范围提高到 30 英尺。许多高科技公司, 包括英特尔、微软、甲骨文和 SUN 等,正在开发支持 RFID 射频识别电子标签专用的软件和 硬件。 二、发展趋势 RFID 射频识别技术已经逐步发展成为独立跨学科的专业领域。RFID 射频识别技术将大 量的来自完全不同的专业领域的技术(例如,高频技术、电磁兼容技术、半导体技术、数据 保护和密码学技术、电信技术、制造技术等)综合起来。过去的十多年,RFID 射频识别技 术得到了快速发展,逐步被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多 的溯源和防伪应用领域。而随着技术进步,基于 RFID 射频识别技术产品的种类将越来越丰 富,应用也将越来越广泛,可预计,在今后的几年中,RFID 射频识别技术将持续保持高速 发展的势头。 总体而言,RFID 射频识别技术当前发展趋于标准化、低成本、低差错率、高安全性、 低功耗。具体表现在,基于 RFID 射频识别技术的电子标签产品将达到:芯片所需的功耗更 低,无源标签、半有源标签技术更趋成熟;作用距离更远;无线可读写性能更加完善;适合 高速移动物品识别;快速多标签读/写功能;一致性更好;强场强下的自保护功能更完善; 智能性更强;成本更低。读写器性能将达到:多功能(与条码识读集成、无线数据传输、脱 机工作等) ;智能多天线端口;多种数据接口(RS232,RS422/485,USB,红外,以太网口) ; 多制式兼容(兼容读写多种标签类型) ;小型化、便携式和嵌入式,以及模块化;多频段兼 容;成本更低。管理系统将达到:高频近距离系统具有更高智能、安全特性;超高频远距离 系统性能更完备,系统更完善。标准化将达到:标准化基础性研究更深入,也更成熟;标准 化为更多企业所接受。系统和模块将达到:可替换性更好,也更普及。自 2007 年起,RFID 射频识别技术单品级应用是全球最大的 RFID 射频识别技术应用市场。 据预测,到 2009 年,全球的 RFID 射频识别技术的应用市场的规模将由 2004 年 3 亿美 元增至 28 亿美元。 如果目前有关 RFID 电子标签的单个条款能得到广泛接纳, RFID 射频识别 技术单品级的应用市场份额有可能远远超过这个数字——1 年中将有超过万亿的邮件使用 RFID 电子标签。这将是继零售供应链 RFID 电子标签产品的应用之后,全球使用 RFID 射频识

别技术产品的第 2 大行业。国际邮联目前已经做出决议,并且正在积极推进高效、低成本的 RFID 射频识别技术解决方案在世界各国邮政监管中的应用。 就技术来讲目前有两大发展内容:发展智能安全技术,增强通讯安全性,即 RFID 电子 标签芯片增加各种加密解密算法, 将在原接触卡中才能使用的各种加密解密算法移植到非接 触电子标签芯片上,或者开发适合于非接触 RFID 电子标签芯片应用的加密解密算法,这目 前主要集中在 13.56MHz 频段, 适合取代原接触加密卡领域; 发展超高频低成本单品级技术, 超高频频段 RFID 射频识别系统具有识别距离远、识别速度快、多标签识别效率高和标签成 本低等优点,尤其是低成本和单品级产品适合物流控制与管理领域。 1、发展智能安全技术 (1)研究的重点 RFID 电子标签体积虽然小,但是其潜在的安全问题却不容忽视。有些厂商对 RFID 电子 标签的安全问题做出了很大的努力,针对 RFID 电子标签前端无线装置和协议面临的威胁, 部份厂商考虑采用设置标签记忆体密码、设置标签记忆体开关键、加强对 RFID 电子标签读 写器完整性维护、设置读写器保护功能、设置读写探测器、使用消除 RFID 电子标签资料技 术、使用法拉第杯技术、使用有源干扰技术、使用 RSA 加密防干扰技术、使用逻辑式缓冲 区散列锁技术等硬件解决方案来加强对 RFID 电子标签数据保护。但是这些硬件解决方案由 于种种原因不能完全实现在不同的系统中安全防护, 所以基于密码技术的软件安全机制越来 越受到人们的关注,设计和实现符合 RFID 电子标签安全需求的密码协议是当前 RFID 电子标 签安全研究的重点。 (2)安全方法的分析 很多的技术规范目前已经开始出现,在电子标签推广应用中,RFID 电子标签的安全问 题集中在对个人用户的隐私和企业用户的商业秘密保护、防范对 RFID 电子标签系统的攻击 和应用 RFID 电子标签技术进行安全防范等多个方面。使用各种认证及加密的方法和途径可 确保 RFID 电子标签与读写器之间的数据安全,比如在读写器发送密码来解锁数据之前 RFID 电子标签的数据处于锁定状态。更严格的还可能是同时包括认证和加密方案。但是 RFID 电 子标签的成本直接影响到其计算能力及采用算法的强度。在 RFID 电子标签系统中,可采用 流密码加密的方法对信息进行加密。流密码加密是指将明文信息逐位加密成密文的单钥体 制。采用硬件实现流密码加密算法,伪噪声编码加密是其中的方法之一。伪噪声编码具有白 噪声信号的统计特性, 故整个系统具有较强的抗干扰能力, 且伪噪声编码的形成方式和结构 多样化、软件化,可随时变换密钥。 RFID 电子标签采用许多的复杂而又有细微差别的安全技术是有相当难度的,但是解决 公众对隐私和安全性方面的疑虑是 RFID 电子标签生产商必须解决的问题。特别是在重要领 域的 RFID 电子标签应用推广中,RFID 电子标签不仅需要有很高的加密等级技术,而且应用 密码方案能否自主掌握,将对国家安全和社会生活有很大的影响。 2、发展超高频低成本单品级技术 超高频 RFID 射频识别技术因为其识别距离远、识别速度快、有较强的防冲突能力而被 主要用在物流和供应链管理上,并且得到了沃尔玛、麦德隆和 IBM 等国际大公司的大力推 动 , 发 展 十 分 迅 速 。 在 通 讯 协 议 上 , 超 高 频 RFID 射 频 识 别 技 术 目 前 发 展 主 要 为 ISO/IEC18000-6C(EPCGen2),同时有部分 ISO/IEC18000-6B 的应用。 超高频 RFID 射频识别技术在电子标签应用上还有许多技术难点尚待突破,这表现在: 在读取的准确度上,尤其是对靠近液体和金属等特殊介质材料的超高频 RFID 电子标签的读 取差错率还比较高。另外,一次性读取防冲突问题及在快速移动物体上的 RFID 电子标签读 取准确性问题,还没有很好解决。超高频电子标签芯片的研究,降低芯片的成本、提高芯片 的工作距离、提高芯片的识别效率和芯片的安全问题,是当前主要集中的热点。超高频 RFID

电子标签芯片由于其自身特点,更适合于作为简单的低成本识别标签使用,超高频 RFID 射 频识别系统目前还难以支持加密、解密等复杂的算法。所以国外目前在超高频 RFID 射频识 别技术用于电子标签实现与应用上比较偏重于可用于物流管理的低成本单品级产品的研制 与优化的解决方案的提出。 由于 RFID 射频识别技术可给人们带来极大的方便,随着价格的下降,技术本身的完善, RFID 射频识别技术正在快速进入到各个方面的日常生活和工作中来。 ◇以上内容仅供参考


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