射频测量技术简史

2015-07-31 11:57:32来源: eefocus
    汽车防盗器、门禁系统、自动化生产线、物料管理系统、大型商超……到今天,无线射频识别(RFID)几乎已经是无处不在,这标志智能化时代的加速到来。实际上,人类对于射频技术的应用还远未达到最大化,这一技术的潜力还有待进一步挖掘。

    最初的射频识别起源于二战时的雷达系统,如今已延伸到制造、物流、零售、畜牧、汽车等多个领域,并且在这些领域得到广泛的应用。可以想象,在未来射频技术的普及也将推动物联网的进一步扩张,带给人类的是一个美丽新世界。

    起源于第二次世界大战

    对于射频识别的探索,最初是因为雷达如何判定飞机是敌是友。因为这个缺陷,实战中造成的误判带来的问题非常严重,而实现敌我识别(IFF)就成为雷达技术必须解决的问题。

    首先想到解决方法的是第二次世界大战时期的德国空军。他们的答案简单而实用:飞机编队在被雷达发现时,会集体进行一个翻滚动作,作为一个整体,这个战斗机编队对雷达波的反射就会发生有规律的变化。经过训练的德国雷达兵就能从光点变化的规律中确认这是己方的飞机。对于雷达来说,这种被目标的反射截面调制的信号就是被动反向散射。

    不过,这种方式存在巨大漏洞,因为整个身份识别空间中的信息只有一位,即1bit,既容易被识别,也容易被伪造。因此,德国人开始通过增加信息量来保障身份识别的准确。简单地说,当他们的雷达发现了飞机之后,雷达站立刻使用3750赫兹到5000赫兹的脉冲去“询问”这架飞机。如果是德国空军的飞机,上面安装的敌我识别器在收到这些脉冲后就会用156MHz的频率发射一段代码,这串代码是由马达驱动的复杂的机械凸轮开关来决定的。而凸轮开关传输的代码由两个位钥决定,每个位钥可以控制10 bit的代码,这样共20 bit的信息量就足以保证安全性了。

    射频识别也正是由早期的敌我识别演变而来。战争结束后,有人开始探索这一技术在商品社会的应用,也拉开了射频识别第一轮普及的高潮。

    从军用领域进入商业社会

    通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触,这使得射频识别在20世纪60年代开始进入商业领域。

    在整个70年代,射频技术与产品研发处于一个大发展时期,各种RFID技术测试得到加速,也出现了一些最早的RFID应用。当时,随着RFID产品价格的降低,使用RFID追踪的物体已经从最开始的火车、大型货车发展到牲畜、货柜,再发展到随身携带的身份证、门禁卡。有人在当时就预言,未来每一件商品,哪怕是一盒牛奶,都会有一个RFID,这就叫做物品等级标签。

    进入80年代以后,人们已经发现,射频识别系统会对人类的生活带来非常重要的帮助。最重要的优点是非接触识别,它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签,并且阅读速度极快,大多数情况下不到100毫秒,有源式射频识别系统的速写能力也是重要的优点,可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。

    于是,射频识别技术的应用开始加速普及。直到2000年后,集成电路的成本已经非常低了,只需要不到一元钱就可以在RFID上集成存储器和控制器,这使得该技术在物流、零售等领域迅速推广,在某些领域更是成为标配,也逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。主要应用为电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等,其原理为由扫描器发射一特定频率之无线电波能量给接收器,用以驱动接收器电路将内部的代码送出,此时扫描器便接收此代码。接收器的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污,且晶片密码为世界唯一无法复制,安全性高、寿命长。

    技术应用有待进一步开发

    自2004年起,全球范围内掀起了一场无线射频识别技术的热潮,包括沃尔玛、宝洁、波音公司在内的商业巨头无不积极推动RFID在制造、物流、零售、交通等行业的应用。至此,RFID技术已经被业界公认为是本世纪最具潜力的技术之一,它的发展和应用推广将是自动识别行业的一场技术革命,也将成为未来电信业有潜力的利润增长点之一。

    据分析,沃尔玛通过采用RFID每年可以节省数十亿美元,其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。毫无疑问,RFID有助于解决零售业两个最大的难题,即商品断货和损耗,而现在单是盗窃一项,沃尔玛一年的损失就超过10亿美元。研究机构估计,这种RFID技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。

    不仅仅是沃尔玛等大型商场能够利用RFID技术,这一产业的潜力也非常巨大,应用的范围遍及制造、物流、医疗、运输、零售、国防等等。尤其在医学方面,专家认为射频技术的发展能够带来飞跃。

    有分析师认为,RFID的发展普及除了标签(Tag)的价格、天线的设计、波段的标准化、设备的认证之外,最重要的是要有关键的应用软件,才能迅速推广。因此,近年来相应的应用软件开发也在不断加速。

关键字:射频  测量技术

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0731/article_12543.html
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