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经验之谈|如何定制一款心仪的RFID电子标签
来源: | 作者:迅远科技 | 发布时间: 172天前 | 93 次浏览 | 分享到:

电子标签是射频识别(RFID)的俗称,RFID是射频识别技术的英文(RadioFrequencyIdentification)的缩写,射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到自动识别目的的技术。

电子标签(RFID)技术是上世纪90年代迅速发展起来的物品自动识别技术。当每件产品制造完成时给它赋予惟一信息的电子标签,使它不管流通到哪里,人们都能够通过识别器(或称读写器)随时获得这件产品的相关信息。电子标签是时下最为先进的非接触感应技术,自从1998年,美国德州仪器(TI)和荷兰菲利浦公司(Philips)宣布开发出了一种廉价的非接触感应芯片,到了2000年,国际标准化组织已把这种非接触感应芯片写入了国际标准ISO15693。因独有的特点和优点,现正广泛应用于各个行业、领域。


电子标签的应用主要是满足以下的一个或几个要求:

1、对物品信息的跟踪性和可追溯性的要求;

2、对高准确度、高安全性的要求;

3、对唯一识别、无法伪造的要求;

4、对处理大量物品的快捷性的需求;

5、对物品实时监控的需求。 可见,应用市场不限于如上所述,只要系统有以上方面的要求,电子标签都可以得以应用。


RFID电子标签在各个领域是如何应用的呢?


1、物流:物流过程中的货物追踪,信息自动采集,仓储应用,港口应用,快递。

2、零售:商品的销售数据实时统计,补货,防盗 。

3、制造业:生产数据的实时监控,质量追踪,自动化生产。

4、服装业:自动化生产,仓储管理,品牌管理,单品管理,渠道管理 。

5、医疗:医疗器械管理,病人身份识别,婴儿防盗。

6、身份识别:电子护照,身份证,学生证等各种电子证件。

7、防伪:贵重物品(烟,酒,药品)的防伪,票证的防伪等。

8、资产管理:各类资产(贵重的或数量大相似性高的或危险品等)。

9、交通:高速不停车,出租车管理,公交车枢纽管理,铁路机车识别等 。

10、食品:水果,蔬菜,生鲜,食品等保鲜度管理。

11、动物识别:训养动物,畜牧牲口,宠物等识别管理。

12、图书馆:书店,图书馆,出版社等应用。

13、汽车:制造,防盗,定位,车钥匙。

14、航空:制造,旅客机票,行李包裹追踪 。

15、军事:弹药,枪支,物资,人员,卡车等识别与追踪。


但是该如何选择RFID电子标签呢?我们来说道说道。


为什么需要定制化

RFID技术作为目前数据自动采集的主要手段之一,电子标签是RFID系统中不可或缺的组成部分,但在多数情况下,标签的通用性并不强,而是可以根据场景需求选择不同的电子标签。比如说,从频段上来说,可以分为LF,HF,UHF,2.4G和5.8G等,不同频段有各自的优势和不足——低频产品有很好的穿透性,但数据传输速率有限,就可以适用于动物管理;高频(HF)因其读距和协议的限制往往适用于支付和各种身份识别;无源超高频(UHF)可以远距离读取,最重要的特性是一次性批量读取,却容易受环境干扰,尤其是金属与液体,主要应用于服装零售与物流仓储;2.4G和5.8G有源产品信号稳定,数据传输量大,读取距离非常远,但电池耐用性差和价格高是应用的短板。

同一频段的产品,因为使用环境的不同,其封装形态,安装方式也有巨大的差异,以HF为例,用于支付和身份管理,往往采用PVC卡的形式;用于防伪溯源时,可以选用易碎纸或铜版纸的方式。同一频段产品的同一应用,因为客户所遇问题的特殊性,也呈现出一定的差异性。比如,HF易碎标签用于奶粉的追溯时,若奶粉罐表面是塑料材质,可以直接黏贴,若是金属材质,还要考虑加上一层吸波材料。

总体而言,标签的频段特点、应用场景、性能指标和安装方式的不同要求,影响了RFID的标准化,因此RFID电子标签定制化开发是决定RFID系统应用能否成功的关键因素。


如何进行标签定制


电子标签定制化开发是一项系统工程,以笔者的经验大致需要经历6个阶段:需求评估,初步选型,成本评估,样品开发,场景实测,选型优化,耗费的时间依项目需求的复杂程度不尽相同,短的可能只要半个月,长的或需三个月以上。


1、需求评估

需求评估是最关键的步骤,我们需要根据用户的应用场景评估是否需要RFID技术。并不是所有的应用都适合采用RFID技术,比如许多初级的农业和工业产品的溯源——白菜,柚子,钢材,管件等,这类产品因为本身价值不高,成本上无法承受,在应用过程中还会因为物品的干扰而影响应用效果。因此往往选用成本更低的条码技术解决问题。

那么何时选用RFID技术呢?以机场行李分拣为例,首先是成本上,航空业体量大,服务价值高,对效率的要求非常高,同时对效率成本的容纳也高;其次是技术上,行李条码标识无法固定在位置上,若采用条码技术,很难进行批量的读取和处理,一对一的读取往往还需要人工协助,效率低而成本高。这就形成了对RFID技术的一种强需求——UHF技术可以采用相对较低的成本极大提高行李分拣速度,同时保证准确性。即需求评估是根据用户的应用场景确认RFID能否满足技术和成本两大指标的要求,若能满足,则采用此项技术。


2、初步选型

在明确使用RFID技术可以解决需求的“痛点”后,那么下一步的关键就是标签的选型。根据需求评估的结果,选定标签频段,产品尺寸,芯片类型,封装形态和安装方式等。


我们以一款易碎标签的选型为例,介绍流程:A客户需求一款标签用于高档消费类产品的外包装纸盒,目的是防伪和溯源。为了便于消费者验证,我们建议采用高频14443A协议;纸盒是方形的,折口位置有一定的弹力,我们建议采用既有防撕效果,又很柔韧的铜版纸材质封装。为了便于安装,我们采用背胶黏贴的方式。


在芯片选型时,客户提出采用他们提供的一款芯片,为此, 我们根据芯片资料重新研发了一款线型;考虑到折口位置需要略长的标签,尺寸过大会增加成本,我们推荐给客户一款尺寸合宜的长方形标签。


3、成本评估

在初步选型满足客户要求后,根据其结果,进行成本评估。影响成本的因素主要是芯片类型,封装形态,产品尺寸和数据要求,首先是芯片,根据需求的不同可以选用进口或国产的芯片,一般而言,进口芯片的价格会高一些,存储容量越大的芯片价格越高,功能越多的芯片价格越高,如加密功能,TD功能,双频功能等。其次是封装,封装的结构越复杂,封装的难度越大,成本是越高的。尺寸也是影响因素,一般是尺寸越大价格越高,但在微型标签领域,由于加工难度变大,反而是尺寸越小价格越高。数据要求主要涉及表面打码,写入数据,提取数据和数据关联等,每一项都会增加成本。因为这些因素的影响,我们一般会提供3~4套方案给客户参考,从中选择最优的方案进行样品开发。


4、样品开发
样品开发的过程,最重要的并不是研发费用的多少,而是研发周期的长短。这部分工作花费的时间越短,项目后期的应变空间越大,项目的成功率也越高。样品研发需要几个必备的步骤,包括天线设计,材料制作、天线蚀刻,手工制作,实测验证等。


我们仍以A客户为例,天线设计5—10个工作日,制作和验证10个工作日。在这里需要强调一下,如果是常规的封装形态与工艺技术已确认的情况,主要的开发时间在天线的设计上;如果碰到一种新的封装形态需要尝试不同的工艺技术,在研发过程中的不确定因素会比较多,无法保证一次性成功,需要耗费更长的时间。样品开发速度的快慢是考验一家RFID电子标签企业定制化能力的关键指标。


5、场景实测

样品开发出来后,如果有条件的话需要先模拟应用场景进行测试,并做相关可靠性的测试。客户收到样品后,会进行场景实测,评估效果,提出优化建议,包括性能是否达标,尺寸是否调整,印刷和数据是否变更等。


6、选型优化

如果初次样品未能达到项目需求,需要分析客户测试反馈的数据,甚至有必要到现场实地调研,汇总各种信息,确认优化方案,并进行第二次打样和实测。因此,一个完整的样品研发周期,最快大约需要一个月的时间。


小结


如上所述,我们不难看出,RFID系统方案电子标签定制化的探讨和选型需要时间,过程中的诸多因素需要逐一确认,一名合格的销售人员在接到客户询盘的初期,需要为客户提供有价值的需求分析与产品方案评估,而不只是糊里糊涂地报价,这是不负责的做法。但在实际的工作实践中,客户往往忽略了需求的本质,急忙忙地要求供应商报价,一旦报完价格结果经常是不了了之。任何产品只有让客户的商业价值获得成功才是真正有价值的,RFID也不例外,所以要定制化一款性价比高的RFID电子标签,就需要供应链的上下游相互信任,共同参与、互通有无。


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