《電子技術(shù)應(yīng)用》
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富士通RFID系統(tǒng)的整體化解決方案
摘要: RFID技術(shù)象征著網(wǎng)絡(luò)無(wú)所不在社會(huì)的代表,,已開(kāi)始被運(yùn)用在各種領(lǐng)域中,。富士通從2003下半年度開(kāi)始,正式啟動(dòng)R...
Abstract:
Key words :

關(guān)鍵字:RFID 整體化

  
 
RFID技術(shù)象征著網(wǎng)絡(luò)無(wú)所不在社會(huì)的代表,,已開(kāi)始被運(yùn)用在各種領(lǐng)域中,。富士通從2003下半年度開(kāi)始,,正式啟動(dòng)RFID業(yè)務(wù)。自2004上半年度起,,陸續(xù)提供13.56MHz頻帶的產(chǎn)品,,并且在今年上半度開(kāi)始提供UHF頻帶的產(chǎn)品,保持領(lǐng)先業(yè)界的開(kāi)發(fā)腳步,。在此透過(guò)RFID的實(shí)際運(yùn)用案例,,說(shuō)明富士通將如何為今后的業(yè)務(wù)發(fā)展提供助力。

  電子卷標(biāo)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)無(wú)所不在社會(huì)的意義

  面臨突破點(diǎn)的RFID市場(chǎng)

  日本總務(wù)省“網(wǎng)絡(luò)無(wú)所不在時(shí)代的電子卷標(biāo)高度運(yùn)用情形調(diào)査研究會(huì)”指出,,預(yù)計(jì)RFID業(yè)務(wù)將在2007年出現(xiàn)突破點(diǎn),,并于2010年度達(dá)到超過(guò)17兆日?qǐng)A的市場(chǎng)規(guī)模。 根據(jù)我們實(shí)際經(jīng)手業(yè)務(wù)的感想,,這個(gè)突破點(diǎn)似乎將會(huì)來(lái)得更早,,或許是在2005年度或2006年度時(shí)出現(xiàn)。 理由是,,以住在2003年度時(shí),,只需向客戶說(shuō)明什么是RFID就夠了,但進(jìn)入到2004年度之后,,以制造業(yè),、流通業(yè)為主的咨詢案件急速增加,至今仍有持續(xù)上升的趨勢(shì),,預(yù)估2005年度時(shí),,除了進(jìn)行測(cè)試導(dǎo)入的企業(yè)會(huì)比前一年度增加,連正式展開(kāi)運(yùn)作的企業(yè)數(shù)量也將隨之攀升,。 當(dāng)然,,這種情形有一部份也是來(lái)自于日本總務(wù)省、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省,、國(guó)土交通省,、農(nóng)林省等各機(jī)關(guān)、業(yè)界團(tuán)體與媒體等運(yùn)作的結(jié)果。 預(yù)測(cè)今后在邁向網(wǎng)絡(luò)無(wú)所不在的社會(huì)時(shí),,RFID仍將是一個(gè)最基本的要素,,并且發(fā)揮出極為重要的效果。

  UHF頻帶登場(chǎng)

  在這樣的情勢(shì)之中,,今年4月日本總務(wù)省也修正法律,,開(kāi)放UHF頻帶的使用。 UHF頻帶和過(guò)去的13.56MHz等頻帶相比之下,,不論是在讀取或?qū)懭敕秶矫妫季哂羞b遙領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)地位,。 以13.56MHz為例,,它雖然可以進(jìn)行60cm左右的通信,但UHF頻帶更可達(dá)到超過(guò)2.5m的長(zhǎng)距離通信效果,。 通信距離越長(zhǎng),,就越能送達(dá)至以往周波數(shù)頻帶無(wú)法讀取的目標(biāo)位置物品,藉此不但能夠提升讀取時(shí)的準(zhǔn)確度,,可供批次讀取的可能性也越高,,優(yōu)點(diǎn)相當(dāng)?shù)囟唷R虼?,UHF頻帶得以運(yùn)用在過(guò)去難以導(dǎo)入RFID的業(yè)務(wù)上,,可說(shuō)是具有促進(jìn)RFID加速發(fā)展的效果。 然而,,通信距離越長(zhǎng),,多個(gè)讀寫機(jī)之間的電波干擾問(wèn)題(共享化),以及設(shè)置讀寫機(jī)時(shí),,必須考慮到傳送訊號(hào)越大,,對(duì)于人體所造成的影響等問(wèn)題,都不得不令人注意,。 因此,,雖然并非所有業(yè)務(wù)都適合使用UHF頻帶,但它的確可以發(fā)送至過(guò)去以13.56MHz或2.45GHz無(wú)法傳達(dá)到的距離,,目前富士通也正在為眾多客戶展開(kāi)UHF頻帶的導(dǎo)入作業(yè),。

  RFID業(yè)務(wù)的優(yōu)點(diǎn)

  富士通所提供的項(xiàng)目,從構(gòu)成IC卷標(biāo)的芯片,、到讀寫機(jī),、天線等各種硬件,以及從客戶本身運(yùn)用觀點(diǎn)出發(fā)的各種業(yè)務(wù)套裝方案,、實(shí)驗(yàn)室,、系統(tǒng)整合、RFID系統(tǒng)導(dǎo)入咨詢等軟件服務(wù)商品也很齊全,提供了RFID系統(tǒng)的整體化解決方案,。

  從RFID的最小構(gòu)成系統(tǒng)來(lái)看,,包括了對(duì)于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)用的IC卷標(biāo)(芯片)進(jìn)行讀寫的讀寫機(jī)、可從端末控制的API及執(zhí)行其上層指示的業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件,。

  為了完成能夠充份發(fā)揮RFID性能的系統(tǒng),,必須徹底了解這些零件才行。因此富士通也自行制造各種RFID相關(guān)硬件,。

  擁有了自行制造的硬件之后,,就可以達(dá)成各種設(shè)計(jì)目標(biāo),例如:為了提升IC卷標(biāo)的讀取性能,,而將天線形狀調(diào)整到優(yōu)化,。并且采用FRAM芯片,力求芯片層級(jí)的高速化,。由于我們充分了解硬件的可能性,,及其他應(yīng)該由軟件處理范圍的分界點(diǎn),更可著重于性能的提升,。

  我們也了解應(yīng)該如何運(yùn)用其他公司的產(chǎn)品,,以發(fā)揮出最佳性能,系統(tǒng)工程師要進(jìn)行最佳的整合作業(yè)時(shí),,是否能夠運(yùn)用自家公司制造的產(chǎn)品,,也變得越來(lái)越重要了。

  當(dāng)然所謂自行開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品,,必須是擁有最尖端科技的硬件才行,,因此我們也結(jié)合了整體力量,挑戰(zhàn)UHF頻帶的產(chǎn)品制作,。

  富士通目前正在推動(dòng)新的對(duì)策,,強(qiáng)化與富士通研究所之間的合作關(guān)系,將最新研究開(kāi)發(fā)成果立即加以實(shí)用化,。

  RFID的最新動(dòng)向

  正式導(dǎo)入時(shí)的課題

  過(guò)去大家一再檢討導(dǎo)入RFID時(shí)的各種問(wèn)題,,主要的課題可分為下述4點(diǎn)。

  成本過(guò)高

  性能(是否能100%讀寫數(shù)據(jù))

  安全性

  隱私權(quán)的保護(hù)

  其中,,在實(shí)際業(yè)務(wù)現(xiàn)場(chǎng)特別受到關(guān)注的問(wèn)題,,在于安全性和性能。成本方面,,已在供貨商之間的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)和銷售量增加等情形之下,,逐漸地降價(jià)。

  而在安全性方面,,也隨著透過(guò)硬件/軟件控制內(nèi)存的架構(gòu),,以及限制特定讀寫機(jī)與IC卷標(biāo)傳送訊號(hào)的概略架構(gòu)出現(xiàn),,隱私權(quán)的問(wèn)題,在交付給末端用戶時(shí),,可以刪除IC卷標(biāo)里的數(shù)據(jù)等技術(shù)的運(yùn)用已漸穩(wěn)固,,因此這些課題正逐步獲得解決。

  符合業(yè)務(wù)需求的RFID運(yùn)用方式富士通所實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)入案例業(yè)種可分類如下圖,。

  

  各業(yè)種的運(yùn)用場(chǎng)景

  接下來(lái),,讓我們來(lái)思考掀起話題的UHF頻帶運(yùn)用情形吧。

  UHF頻帶有兩大規(guī)格,,分別是目前富士通所提供的ISO18000-6 Type B(1)與EPC global(2),。

  EPC global是以該組織的前身Auto-ID中心所開(kāi)發(fā)之商品編碼體系為基礎(chǔ),制定RFID的技術(shù)規(guī)格及展開(kāi)各種教育訓(xùn)練活動(dòng),。目前正逐漸被美國(guó)沃爾瑪超市等,,以流通業(yè)為主的業(yè)種加以運(yùn)用,報(bào)章雜志也常有報(bào)導(dǎo),。

  這種規(guī)格的運(yùn)用方式,是假定于一開(kāi)始就將64位或96位商品代碼等數(shù)據(jù),,寫入IC卷標(biāo)里,,在各個(gè)業(yè)務(wù)流程中讀取后,透過(guò)中央服務(wù)器對(duì)照詳細(xì)數(shù)據(jù),。

  相對(duì)之下,,ISO18000-6 Type B不僅可以讀取數(shù)據(jù),還能自由地寫入數(shù)據(jù),,可以在各個(gè)流程中覆蓋或替換一部份的數(shù)據(jù),,很適合用在制造業(yè)的工程管理上。用戶所運(yùn)用的內(nèi)存雖是由供貨商決定,,但通常都有數(shù)十字節(jié)以上的大小,。富士通的UHF頻帶IC卷標(biāo)擁有192字節(jié)的內(nèi)存空間,可以運(yùn)用在各種業(yè)務(wù)場(chǎng)合,。

  用戶可以視其運(yùn)用場(chǎng)景,,從上述兩種規(guī)格中選擇,不過(guò)EPC global已有美國(guó)的先行案例,,可以運(yùn)用在大規(guī)模的流通業(yè)中,,而ISO18000-6 Type B則可于各項(xiàng)工程中讀/寫數(shù)據(jù),應(yīng)該是適合于制造業(yè)和需要追蹤的事物上,。

  富士通在UHF頻帶硬件方面,,目前僅提供對(duì)應(yīng)ISO18000-6 Type B的產(chǎn)品,預(yù)定今年底也將開(kāi)始提供對(duì)應(yīng)EPC的產(chǎn)品,。

  將RFID的價(jià)値進(jìn)一步提升

  之前提到,,對(duì)業(yè)務(wù)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)說(shuō),,成本與性能是RFID的重大課題,但隨著導(dǎo)入作業(yè)順利展開(kāi)后,,卻可以實(shí)現(xiàn)

  隨著導(dǎo)入業(yè)務(wù)而降低成本

  提升了作業(yè)的準(zhǔn)確度

  獲得前所未有的經(jīng)驗(yàn)等價(jià)値,。

  例如,在客戶的工廠里生產(chǎn)訂制的車輛時(shí),,以往都是采用條形碼來(lái)管理車輛的工程,。然而,由于必須將條形碼讀寫機(jī)貼近車輛來(lái)讀取,,工程中停車的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),,讀取時(shí)也曾出現(xiàn)人為的疏失。

  在導(dǎo)入RFID之后,,車輛進(jìn)入到IC卷標(biāo)的讀取范圍內(nèi),,就會(huì)自動(dòng)讀取信息,需要停下車輛的時(shí)間相當(dāng)短,,也不會(huì)再發(fā)生讀取時(shí)的人為疏失,,大幅地提升了作業(yè)時(shí)的準(zhǔn)確度。而且,,還可以減少負(fù)責(zé)處理?xiàng)l形碼讀寫機(jī)的工作人手,,得以降低成本。

  還有其他的案例,,是在通信企業(yè)的展示室里,,運(yùn)用主動(dòng)式卷標(biāo),掌握展示室內(nèi)的顧客位置,,以簡(jiǎn)訊方式傳送到顧客的手機(jī),,說(shuō)明接下來(lái)即將觀賞的展示系統(tǒng)信息,創(chuàng)造出全新的體驗(yàn),。

  RFID的導(dǎo)入作業(yè)正在各種運(yùn)用場(chǎng)景中逐步開(kāi)展,,而成本也在近年來(lái)有降低的趨勢(shì),預(yù)估成本的問(wèn)題不用多久將可獲得解決,。

  相對(duì)之下,,現(xiàn)在的課題似乎偏重于性能方面,不過(guò)這個(gè)問(wèn)題卻不能被動(dòng)地等待技術(shù)進(jìn)歩而讓性能隨之提升,,而是應(yīng)該去思考如何將目前的性能提升,,或是創(chuàng)造出具有實(shí)用性的架構(gòu),才是最重要的,。

  1 ISO18000-6 Type B:

  ISO18000-6是指管理商品用的Radio Frequency Identification(RFID),。

  Part 6:860~960MHz空中接口的通信參數(shù)規(guī)格

  2 EPC global。:

  EPCglobal是由EAN.international與美國(guó)UCC(Uniform Code Council)所設(shè)立的非營(yíng)利性法人,。

  EPCglobal目前可運(yùn)用的規(guī)格有Generation1的Class0與Class1,。

  Top Story(4)讓富士通成為RFID的操作高手—踏入軟件服務(wù)時(shí)代

  RFID的最新動(dòng)向

  成為RFID運(yùn)用高手的提示

  富士通常接到客戶的咨詢案件,,表示雖然已試著導(dǎo)入RFID,但卻有著無(wú)法順利運(yùn)作的問(wèn)題,。 這些客戶的問(wèn)題如下,。

  1. 硬件的選擇不適當(dāng)

  大多是在選擇IC卷標(biāo)與讀寫機(jī)時(shí),未做出適當(dāng)?shù)剡x擇,。原本應(yīng)該在一開(kāi)始就選擇符合環(huán)境或?qū)ο笪锲返闹懿〝?shù)頻帶,、讀寫機(jī)與IC卷標(biāo)的類型,卻直接選用了容易取得的規(guī)格,。

  2. 對(duì)于實(shí)現(xiàn)的可能性研究不足

  沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)際貼附在運(yùn)用環(huán)境與對(duì)象物品上的測(cè)試,,就直接導(dǎo)入系統(tǒng),因此無(wú)法取得預(yù)期的效果,。

  3. 設(shè)置場(chǎng)所與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不適當(dāng)

  天線/讀寫機(jī)的設(shè)置場(chǎng)所及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不適當(dāng),,使得機(jī)器的性能無(wú)法充分發(fā)揮。

  4. 需讀寫的數(shù)據(jù)量過(guò)大

  在IC卷標(biāo)上讀寫過(guò)多的數(shù)據(jù)時(shí),,會(huì)花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間,,對(duì)于需要取得響應(yīng)訊號(hào)的業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)并不適合。

  在這些失敗的案例中,,隱含著推動(dòng)RFID實(shí)用化時(shí)的暗示,。想要根據(jù)這些提示來(lái)成為RFID運(yùn)用高手,就得留意下列4點(diǎn),。

  1. 業(yè)務(wù)分析

  導(dǎo)入前需將業(yè)務(wù)流程詳細(xì)分析,,檢討適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用方法,。首先,,可定義出業(yè)務(wù)所需的IC卷標(biāo)數(shù)據(jù)內(nèi)容處理方式,以及應(yīng)該何時(shí)/如何進(jìn)行IC卷標(biāo)的初期發(fā)行作業(yè)等問(wèn)題,。此外,,進(jìn)行讀寫動(dòng)作的時(shí)機(jī)與規(guī)則等運(yùn)用設(shè)計(jì)也很重要。

  RFID即使是在和條形碼不同的位置,,也可以讀寫數(shù)據(jù),,對(duì)于以傳統(tǒng)條形碼為前提的業(yè)務(wù)內(nèi)容,會(huì)造成業(yè)務(wù)流程的改變,。

  而且,,選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)來(lái)進(jìn)行寫入的動(dòng)作,將有助有提升整體業(yè)務(wù)的準(zhǔn)確度,。

  2. 實(shí)現(xiàn)可能性的研究/測(cè)試

  RFID是利用電波來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,,所使用的環(huán)境會(huì)影響其性能。

  各家供貨商所公開(kāi)的性能,,都是在實(shí)驗(yàn)室里的性能,。如果放在工廠或物流中心等場(chǎng)所時(shí),,多少會(huì)因?yàn)椴蝗菀滋囟ǔ鰜?lái)的原因,造成通信距離等稍微減弱,。不過(guò),,新的隱藏式配線地板等辦公環(huán)境,有時(shí)反而會(huì)拉長(zhǎng)通信距離,。這也要依據(jù)地面造成的電波反射情況而定,。因此導(dǎo)入前需就實(shí)現(xiàn)的可能性進(jìn)行研究,盡量在實(shí)際環(huán)境中加以確認(rèn),,這一點(diǎn)將是影響RFID性能的最關(guān)鍵要素,。

  3. 選擇符合對(duì)象物品/環(huán)境/業(yè)務(wù)的適當(dāng)硬設(shè)備

  透過(guò)實(shí)現(xiàn)可能性的研究,來(lái)選擇適當(dāng)?shù)挠布?/span>

  有時(shí)欲使用UHF頻帶或2.45GHz的客戶,,在經(jīng)過(guò)實(shí)現(xiàn)可能性的研究之后,,會(huì)發(fā)現(xiàn)選擇13.56MHz反而比較合適。

  4. RFID系統(tǒng)的優(yōu)化

  在通過(guò)上述(1)~(3)的運(yùn)用階段之后,,要踏上運(yùn)用高手的這個(gè)等級(jí),,還是得進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化作業(yè)才行。

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