RFID过去让你失望了吗？它可能比你想象的要好

介绍

最近，在一次贸易展上展出时，几位与会者在一周内找到我，问我同样的问题——“为什么我们应该再次尝试RFID？”第一次听到这个问题时，我被“又一次”这个词吓了一跳。在与每位成员交谈并讲解他们使用RFID时遇到的问题后，我能够对这个问题提供一些解释并提出合适的建议。会议结束后，我有时间评估与会者的对话，并深入探讨他们对再次使用RFID解决业务需求的犹豫态度。

当零售巨头沃尔玛于2003年开始测试和部署RFID时，一些拥有可用资金的全球公司都急于跟进。虽然这带来了对UHF RFID需求的显著增长，但对该技术来说时机稍显过早，RFID未能满足部分公司的预期。为什么沃尔玛依然能在RFID上取得成功，而有些公司经历失败，甚至在十年后仍犹豫是否再尝试？

这个问题没有放诸四海而皆准的答案;相反，几个因素综合显示，RFID很可能无法在十年前准确且经济地解决他们的问题。以下是我向与会者提出的一些问题以及我收到的平均回答。

了解事实

你上次尝试RFID是什么时候？大多数人回答说，他们上一次尝试RFID是在5到15年前。

描述一下你想解决的问题。答案各异，但大多数人回答说他们是在具体的项目层面上解决库存或资产管理问题。

你解决了问题吗？（无论是否配备RFID）大多数人回答说他们的问题从未解决。虽然做了一些小的改进以稍微改进流程，但整体库存/资产管理和准确性仍然是个已知问题。

RFID失败的原因是什么？虽然成本是一个因素，但大多数人表示他们无法实现符合申请目标的实际阅读范围或阅读率。

你们是与技术专家合作，还是依赖自己动手的选择、测试和部署方法？大多数人回答说他们依赖DIY测试方法，并将整个项目委托给内部工程师。这些工程师先学习RFID的基础知识，随后获得了硬件预算和项目时间安排。

你的测试流程是怎样的？你用了多少个标签？大多数人回答说他们不知道测试过程，但只知道使用了少数标签，并在特定物品上进行了测试。

请描述你的应用环境。大多数人回答说他们身处典型的制造环境或仓储仓库。通常，该区域被描述为一个宽敞开放的环境，配有金属机械设备、金属货架或货架。

如果你的物品是金属或液体填充物，你用了合适的标签吗？大多数人对具体标签不确定，但表示他们相当确定金属安装标签是按需使用的。

UHF RFID时间线：2010年与2020年

2003年至2006年间，许多公司与沃尔玛一起测试了UHF RFID，导致需求激增。然而，一些公司在开始自身测试前，等待沃尔玛的结果。最初的激增，随后稳步但陡峭地上升，导致大量公司在2005年至2015年间测试了UHF RFID。

Alien Technology的Terrel Pruett，市场营销及全球读卡销售副总裁，分享了2005年UHF RFID的一些见解。

“我从事被动射频识别已有18年，在Alien Technology工作了15年。起初，这项技术的引入相对于其功能来说还为时过早。简单来说……效果并不理想。直到2005年，第一代RFID的读取率仍达到60%。这不是作数字……这是一个实验性数字。

但投资资金却在流动，而最终用户的失望感却在加剧。这两点都至关重要：

1. 客户对这项技术越来越怀疑。这对RFID的普及产生了深远的负面影响。许多客户此后多年都不考虑被动RFID。

2. 投资资本使RFID制造商能够投资第二代，同时芯片和读卡器技术也取得了巨大进步，最终实现了95%-100%的读取率，且时间是100%。

不幸的是，当行业达到真正的运营能力时，早期的势头……以及随之而来的宣传……已经消失了。许多客户在2005年被冻结了好几年。“——特雷尔·普鲁特，Alien Technology。

为了成功展示UHF RFID的发展，我们将比较和对照过去十年该技术的发展。为了铺垫，以下是2010年一些最大的技术进步。

• 苹果发布了第一款iPad和iPhone 4
• 三星发布了首款安卓平台上的Galaxy S手机
• Windows Phone 7 的第一个版本发布了
• 主要的电话公司是黑莓和诺基亚
• “流媒体革命”刚刚开始，Netflix正试图扩展到加拿大
• Instagram首次亮相

RFID技术的进展

1、整体技术

UHF RFID多年来不断发展，成为2005年以来所声称的主张的更好代表。Confidex美国区智能工业执行副总裁Joe Hoerl分享了他对技术为何被迫“成熟”并自我证明的见解，以及制造商在幕后所面临的压力。

“在过去十年里，制造商面临着越来越大的市场压力，要求提升产品可追溯性、提升安全性、降低成本，并实现准时交付给客户。近年来在线订购的激增将这些市场压力与对个性化产品的需求相结合。RAIN RFID已成为制造商现代化生产和物流流程的首选技术，以跟上消费者期望。”——乔·霍尔，《Confidex》

让我们看看UHF RFID作为一项技术在过去十年中的发展。

通用标准——2004年，首个UHF RFID标准被制定，多年来不断补充和完善，2015年进行了重大更新，推出了Gen2 v 2.0或G2V2。没有包含技术规范和指南的标准，没有两家公司能协同使用RFID。

RAIN Alliance——2014年，RAIN Alliance成立，这是行业内最大的进步之一。该联盟推动通用标准和普及，并帮助UHF射频识别制造商和行业携手实现全球普及的共同目标。

新的“上”欧盟频段——RAIN Alliance创建了一个新的上欧盟频段，运行在915至921 MHz范围内。这对于需要在全球部署解决方案的公司来说意义重大。现在，相同的FCC标签和天线可以在北美、欧洲以及所有在902-928 MHz频率范围内运营的国家使用。

传感器技术——大约在2015年，像Smartrac这样的公司能够将传感器技术（如温度和湿度感应）整合进来，为RFID带来了前所未有的功能。

RFID与物联网——RFID系统和标签是物联网（IoT）产品和设备的重要组成部分，整体上对该技术大有裨益。

“越来越多的RFID系统集成商和读卡器制造商正在使RFID读卡器能够以物联网设备的形式呈现，抽象化低级命令和厂商专用的SDK[软件开发套件]。

采用MQTT等标准物联网协议有助于更轻松、更快、更低成本地集成客户现有的企业资源计划（ERP）和仓库管理系统（WMS）产品。”– 卢·帕克，战略发展副总裁，发表于 智能标签解决方案（SLS）

阅读距离和准确度提升——由于标签灵敏度提升，以及读取灵敏度、读取率和发射功率的提升，读取距离和读取准确率逐年提升。甚至可以达到前所未有的距离，比如中型镶嵌可在60+英尺外读取，而大多数系统的读取准确率通常超过99%，与2005年的60%相比有巨大差距。

2、RFID标签的进展

更小的占地面积——UHF RFID标签比以往任何时候都更小、更薄、更轻。如今市面上有少数标签大小如一粒米。

灵敏度提升——芯片组比以往任何时候都更灵敏，这意味着它们可以从更远的距离和读取角度供电，这是以前不可能的。例如，Impinj于2019年发布的Monza R6P芯片组，其读取灵敏度为-22.1 dBm（2）。与2010年发布的Monza 4（读灵敏度为-19.5 dBm）相比，R6P芯片组的灵敏度提升了2.6 dBm。

新的独特标签选项——新的标签选项由以下方式创建：

新标签形态——新增标签形态，如旗帜标签、牛耳朵标签和防篡改标签。

“形制的重大进步克服了环境和物理上的挑战，从而给难题标记。例如Smartrac提供的Dura产品线，该产品通过IP68认证并符合ATEX标准。DogBone等领先设计被纳入该产品结构，使得在高需求应用中实现一流的性能，且具备比传统硬标签更低成本的多功能性和坚固性。”洛伦·米勒，工业销售经理， Smartrac，Avery Dennison 公司

新天线设计——像Avery Dennison聚乙烯标签和Alien Tread RFID嵌入式这样的新天线设计，创造了电力到达标签IC（集成电路）的新途径。

新型集成电路（IC）——配备更多内存选项、改进功能、新功能以及通过防止错误提升的精度的新集成电路。

针对液体填充物品优化的标签——测试了新的天线设计和封装，旨在创建能够可靠读取液体填充物品的标签，这在之前因UHF RFID与液体不兼容而无法实现。展示这一点的标签有Smartrac MIDAS FLAGTAG和Avery Dennison AD-810r6。

可打印金属贴装标签——Xerafy、Omni-ID和Confidex于2012年左右发布并不断改进，推出了可使用专用RFID打印机打印的金属贴装标签系列。这些标签的例子包括Xerafy铂金金属皮肤标签、Omni-ID IQ 400P和Confidex Silverline。

“作为可打印金属上RAIN RFID标签的先驱和思想领袖，Confidex研发团队不断突破物理界限，推动金属上RAIN RFID性能的提升，同时降低客户产品成本。这些进步促成了RAIN RFID标签的实现，适用于小型汽车零件、零售化妆品、IT资产及许多此前被认为过于困难的项目。“——乔·霍尔，智慧工业执行副总裁——美国在Confidex的报道

更多附着和粘合剂选项——更强韧的嵌片粘剂，硬标签使用超高粘结（VHB）泡沫胶，以及新的嵌入选项，确保标签能更长时间更高效地粘附物品。

成本降低——UHF RFID标签多年来在大量生产时已降低至每枚一次性镶嵌物0.10美元以下。

3、RFID天线的进展

专用天线——2010年仅有少数专用天线可用，如赛车定时垫天线和近场天线。如今，有大量专用天线，如行波天线、超薄桌面天线、门口天线和销售点天线。

“SLS的一个关键区别在于将Newave Sensor Solutions的Wave天线集成到我们的smartPORTAL、smartTUNNEL和smartWAVE产品中。

十年前的一个挑战是，不仅要在给定的读取点读取物品级别的标签资产，还要避免读取超出指定读取点的“散落”标签（例如码头门、输送带等）;Wave天线在提供强烈但受限的读区方面展现出的惊人能力极大提升了我们的产品线，并促使我们与NSS签署了Wave天线的独家协议。

例如，我们smartTUNNEL产品中使用的Wave天线元件，使其能够在运输过程中读取箱内带标签的物品，而非箱子前后带标签的物品，而无需大量屏蔽，避免了增加产品和运输成本以及安装复杂度的防护。——卢·帕克，SLS战略发展副总裁

更小的占地面积——天线比以往更轻小、更轻，且形状和尺寸多样。有些面板天线甚至只有0.11磅。

成本降低——RFID天线的成本从平均约250至300美元降至约150美元。现在有些天线价格低于100美元，这在2010年并不常见。

4、RFID读卡器的进展

阅读灵敏度提升——除了标签，RFID读卡器比以往任何时候都更灵敏。例如，Impinj的R700 RFID读卡器相比前一代RFID读卡器，读取灵敏度提升至-92 dBm，而前一代通常最大读敏度约为-84 dBm。

“RFID系统中读取器和标签芯片组件的射频灵敏度必须密切提升，因为和任何系统一样，它的强度取决于最弱的部分。例如，为了有效利用标签芯片灵敏度提升1dB的优势，读者灵敏度需要提升2dB。” ——卢·帕克，战略发展副总裁， SLS

读取速率提升——几年前，大多数企业级UHF射频识别读取器的平均读取速率为每秒750个或更低。现在，大多数企业级UHF RFID读卡器每秒可读取1000至1200个标签。

发射功率提升——美国联邦通信委员会（FCC）规定，RFID系统发射的功率不得超过4瓦EIRP，即30分贝。然而，大约在2015年，读卡器制造商找到了一种方法，在提高读卡器发射功率的同时，保持这些指导方针，以提升读距。许多制造商为读取器增加了1.5 dB的发射功率，总发射功率达到31.5 dB，以补偿RFID读卡器与天线之间的电缆损耗。由于平均电缆损耗为-1.5 dB或更高，系统仍以30 dB或更低的频率传输，遵守FCC规定。

处理能力——一些RFID读卡器现在内置了处理能力。

“能够利用RFID读卡器作为边缘处理器，降低了成本并减少了特定网络所需的带宽;如今RFID读卡器内存和处理能力的提升，使这一目标成为可能。例如，Impinj的R700固定读卡器提供十年前典型固定读卡机的十倍内存和五倍的处理能力，并能以极快的切换速度控制多达32个天线端口。——卢·帕克，SLS战略发展副总裁

不同价位的读卡器选项——2010年大多数读卡器价格在1200美元及以上，除非是非常简单的桌面USB读卡器，阅读范围较低。如今，RFID读卡器起价低于500美元，价格根据用途不同而异。

更多类型可选——2020年，UHF RFID读卡器可针对特定场景提供，如雪橇、读卡模块、可穿戴式RFID读卡器和一体化的顶置式RFID读卡器。

额外连接选项——此前RFID读卡器连接选项较少，包括串行或以太网连接用于数据传输。现在，某些读卡器支持Wi-Fi、蜂窝和蓝牙传输数据。

与智能设备和应用的集成——随着蓝牙连接的加入，一些阅读器现在可以通过智能手机上的应用程序作。

为什么你要再试一次RFID？

简单的答案是，你很可能在技术尚未准备好适应你的环境或应用之前就尝试过。

许多公司仍然质疑这项技术为何对沃尔玛有效，而对其应用却无效。如果你仔细观察沃尔玛在UHF RFID上的时间线，很明显RFID在2003年或2005年并未被广泛采用，但在2010年和2012年开始取得更多成功。沃尔玛与其他尝试UHF RFID的全球公司的主要区别在于，沃尔玛从未放弃，也从未对最初的测试和结果感到厌倦。相反，沃尔玛在技术发展过程中持续使用，等待其发挥全部潜力。沃尔玛也开始分阶段部署，初期阶段由供应商在进货货物上标注有关发货的信息数据。沃尔玛最初没有像一些全球公司那样直接进入库存追踪，而是将UHF RFID作为数据标准。

即使在2010年，UHF射频识别技术也远没有今天先进。随着全球标准更新、读取距离更长、读取率和准确度提升、灵敏度提升，以及设备和标签选项数量的翻倍以上，2010年和2020年UHF RFID的差距天壤之别。不仅技术整体发展，RFID系统的每个组件也不断进步，使读取率提升了每秒250+个标签，读取准确率提升了33%，读取灵敏度提升了-8 dBm。

以下是RFID行业专业人士关于为什么你应该重新考虑RFID的看法。

洛伦·米勒， Smartrac工业销售经理，艾弗里·丹尼森公司旗下

“性能和可靠性。RFID生态系统的显著改进使RFID项目更加一致、可预测，整体成功率也随UHF销售的快速增长可见一斑。

奥本大学RFID实验室通过基准测试以及与Avery Dennison和Smartrac等有远见的公司合作，为特定标签应用提供所需的透明度，同时认证产品生产的可靠性和性能，符合ARC质量计划的要求。概念验证中交付的承诺在企业部署中更容易实现，从而将重点从实施转向获取成果。

被动式UHF标签作为低成本物品级标识符的独特作用，加上物联网应用边缘计算设备的普及，根本改变了企业的运营、创新和市场推向方式。拥抱这一数字化转型的公司将在各自市场中占据领先地位。”

乔·霍尔，智慧工业执行副总裁——美国，Confidex

“过去十年里，RAIN RFID系统发生了巨大变化，从非直视（NLOS）替代方案转向条形码，再到能够实时定位整个制造和供应链过程中资产定位的完全功能系统。RAIN RFID集成电路（IC）的改进提高了读卡器和标签的灵敏度，从而提升了标签扫描速率、读取距离以及在多种材料（包括金属和液体）上的性能一致性。这些改进加上顶置读卡天线阵列的进步，开启了RAIN RFID作为低成本资产定位追踪的新时代。实时资产定位带来的情境价值为RAIN RFID系统开辟了新的应用场景，并极大提升了此类系统的投资回报率（ROI）。”

Terry Pruett，Alien Technology市场营销与全球读者销售副总裁

“在新冠疫情爆发前，制造和物流领域已被动RFID的趋势已经在强劲发展。物联网的结构和流程，以及企业级的数据分析，都需要大量数据，并且持续高效地收集。主要目标：最大化库存准确性和运营效率。被动RFID实际上是唯一能够以合理成本实现这一点的数据收集平台。因此，我们看到固定RFID系统在制造中心和分销仓库中呈现强劲增长趋势。

新冠疫情后，对库存准确性的需求将因以下原因不断增加：

1. 零售业务从门店向履约中心的加速转变，受消费者行为变化和利润率迅速缩小推动，将使库存准确性更加重要。

2. 对制造和物流整体效率的不断提升，将提升数据分析在各个运营领域的影响力：工序、行业位置跟踪、可退货物品追踪以及码头门进出。

考虑到所有这些因素，现在显然是被动RFID的时代，这是最高效地持续且无需人工干预地收集大量准确追踪数据的方法。”

如需了解更多关于UHF RFID的信息，并寻求专家意见，判断贵公司是否该再次尝试UHF RFID，还是首次尝试，欢迎随时联系我们。

(1)Monza 4 数据表下载 – https://support.impinj.com/hc/en-us/articles/202756908-Monza-4-RFID-Tag-Chip-Datasheet

(2)Monza R6P 数据表 https://support.impinj.com/hc/en-us/articles/204793258-Monza-R6-P-Product-Brief-Datasheet