吹响RF通信“集结号” 进军无处不在应用领域

2011-02-11 00:21:30来源: 与非网

    射频编码识别以及近场通信技术近年得到较大发展。本文首次把它们以及其他尚未得到充分认识的各种近距离无线通信统称为射频通信,指出此类应用无处不在。另外本文在分析了怎样利用射频通信的互补关系和如何发现商机之后提出要用组织的力量去融合和推动各种射频通信。 

    1 射频通信的由来

    射频是无线电波,可以用来实现很多功能。例如语音传递,金属加工、医疗、传感检测、雷达、太空探测、甚至可以直接用来做武器。

    几年来随着RFID的发展,RF用作物品编码识别(ID)的手段,用RF标签标识物品,用读写器阅读RF标签来得到标识物品的ID信息。这种RFID技术被认为是目前普遍使用着的条形码的最佳替代者而倍受关注和青睐。由于技术上尚不成熟,商业模式上尚存疑念,并且成本、标准、对国际社会的认同等原因,RF在ID上的充分应用尚有待时日。

    但是,与RFID在苦斗的同时,RF的另一类应用—在证卡上的应用却得到长足的发展。从公共交通的支付手段到办公人员的认证,到处都采用了这项技术。
 
    RFID是个非常时髦的关键词,不论是在作为物品标签上的应用,还是在作为证卡上的应用,人们都津津乐道地称为RFID。这样称呼是否准确呢?

    我们先来看一下手机,手机既用到了RF(无线电波),又用到了ID(手机号)。照理说是属于RFID的应用。但为什么不被称作RFID呢?一是因为ID并不是使用手机的目的,“通话”才是主要目的。二是因为手机得到普遍认识远在RFID被高度重视之前,所以没有人注意到它是RFID的一项应用。

    相反,RF用在身份证、公交支付卡上的时期却在RFID开始得到普遍认识之后,所以人们乐于称之为RFID。但是,证卡类应用的目的并不在于对ID,而是在于一种信息上的交换,例如为了验明身份和自动支付,直接得到持卡人的姓名或消费信息等。这个过程实际上是一个通信的过程,因为这种通信的距离很小,所以又有“NFC”(近场通信)之称。这是个很好的称呼,它的出现为我们对RF在各种不同领域中的应用清楚地提出了一个正确称谓的问题。

    同样,利用RF标签得到编码的应用在原理上也是一种近距离通信。于是,不论RF是在标签上还是在证卡上的应用都属于射频方式的近距离通信。与之相比,尽管有些远距离的通信,例如移动电话、电报同样都是利用电波,但一般来说谁也不言及“射频”的概念。反之,只要提到“射频”的时候,人们往往想到的是RFID等近距离通信上的应用。因此,我们利用射频通信的概念来表述近距离的无线通信是非常自然和贴切的。

    RFID运作了数年之久,大学教育机构中有些教师早就有愿望开设RFID的课程。但是RFID仅仅是一种技术,不具有学科性质和深度。这大概是迟迟不能在大学中形成课程的原因之一。但是,通信应该是一门学科,我们称之为“通信学”,国内外还有通信学会等。所以我们把上述近距离的通信归纳为“射频通信学”是再自然不过了,甚至比“近距离通信学”来的更准确,因为它既隐含着近距离,又排除了“有线”通信方式等意义。我们对包括RFID、NFC等作如此的分类和命名,其意义远远不止在定义上,而涉及的是一个学科的发展和一种群体技术的产业化。

    2 射频通信无处不在

    作为一门学科,应该从实际出发去包容那些属于该领域内的应用技术,RFID作为射频通信的一项技术,其重要作用不言而喻。但是RFID在实际应用中不能“包医百病”,在我们研究和进行库存管理的时候,发现RFID可以辅助人们在入出库的时候自动进行记录。但是仅凭RFID很难断定货物在仓库中的位置。只有当人们对所管理的物品的所在位置加以记录和登记,这才能判断物品的所在点。所以RFID仅仅是读取物品信息的手段,在位置管理上起不到多大的作用。
 
    ZigBee是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞,通过一边吱吱振动翅膀,一边爬行和扭动身体来传递花粉源的信息。ZigBee的特点是近距离、低技术复杂度、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。但是我们知道ZigBee已经不像RFID那样仅仅是一个点。而是由许多节点组成的网络,各个节点不仅有自己的位置,而且各个节点都有明确的相互位置关系。如果使每个节点去标识仓库中的一件货或一批货,那么仓库中所有货品的数量和位置不就一目了然了吗?这就像一队伞兵跳伞前谁都不知道落地后自己与队友的位置关系,但是当每人都持有ZigBee装置时,落地后大家的相互位置就一目了然。这说明了ZiBee可以发挥它对于RFID功能进行补充的作用。
   

    无线传感网络WSN(Wireless Sensor Network)与ZigBee类似,也是由很多节点组成的无线通信网络,不过在每个节点上还配备有传感器。可以检测节点位置附近的温度、湿度、压力、震动、声音等物理量。利用WSN时不但可以知道各个节点的状态,而且可以随时通过计算得知某个能够被检测到的对象物在网络覆盖范围内的动态变化。例如一名狙击手在某点开枪,通过声波在各节点的变动可以断定狙击手的准确位置。

    Bluetooth无线技术是在两个设备间进行无线短距离通信的最简单、最便捷的方法。它广泛应用于无线连接手机、便携式计算机、汽车、立体声耳机、MP3播放器等多种设备。

    Wi-Fi是WirelessFidelity的缩写,意义是无线保真。与蓝牙类似,属于在办公室和家庭中使用的短距离无线通信技术。Wi-Fi的突出优势有:

     (1)无线电波的覆盖范围广,基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小,半径大约只有15米左右,而Wi-Fi的半径则可达100米,办公室自不用说,就是在整栋大楼中也可使用。

     (2)虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好,数据安全性能比蓝牙差一些,传输质量也有待改进,但传输速度非常快,可以达到11mbps,符合个人和社会信息化的需求。

    综上所述,射频通用新技术已经活跃在日常生活、办公环境以及生产的各项应用中。这些应用早已“无处不在”。

    3 利用射频通信的互补关系

    射频通信技术除了上述RFID、NFC、ZigBee、Bluetooth、Wi-Fi、之外,还有UWB、WiMax等等。其中很多技术有类似的一面,同时又各具自己的特色。有时各种技术可以互补,起到取长补短的作用。
 
    在利用某种技术的时候首先要避免盲目性,就拿RFID来说,必须明确我们利用在哪种用途上,例如在RFID应用时要明确我们是将它作为标签使用呢还是将它作为证卡使用,如果作为标签使用,应该选用内存小、依存网络的方式。反之,作为证卡使用的时候,就可选用内存较大,不太依赖网络的方式。也就是说,表面上现在他们被统称为RFID,实际上其“性格”大不相同。

    RFID又可以与NFC、WSN、ZigBee、蓝牙等结合起来使用。这样本来利用一项技术解决不了的问题,综合各种技术的优势,相互配合,就有可能使问题得到圆满解决。
早两年,RFID开始得到众多企业的认同,其中不少企业开始涉足其中。两年下来经调查发现,其中有的企业坚持下来了,有的放弃了。尽管RFID具有非常诱人的前景,但是由于种种原因限制了它的正常发展。同时RFID就像其他技术和市场那样,其容量是有限的。

    但是,当我们理解到还有很多近距离通信技术是可以与RFID互补的时候,那些“落荒”的企业是否可以开拓出自己的新思维,去发现新的商机呢?

     4 发现商机与发展射频通信

    近年来,我们开始研究各种射频通信技术和他们之间的关系。发现每一项技术都蕴藏着无限商机。加之各种射频通信之间的边缘地带还有更多的商机有待我们去挖掘。

    在国外,上述很多射频通信技术已经非常发达,有的甚至得到很广泛的应用,而我们还没有对它们充分认识。有些技术源于国外,但一旦在中国应用起来,会产生出无与伦比的市场优势和价值。例如,有数据表明,日本每年销售的RF标签为6,000万枚。而中国目前拥有的市场需求量已经数倍于这个数字。所以,抓住商机,对于射频通信的发展来说至关重要

     5 用组织的力量去融合和推动射频通信

    我们注意到各级政府已经十分重视RFID等射频通信并给予特别的支持,这对于推动射频通信起着重要作用。不要企图使用行政的力量去排斥像EPC等技术,这是近年来某些人在执政当中的重大失误,其影响很深,至今仍没有被“解禁”。甚至使得很多企业至今在推广此项技术面前仍望而却步,生怕政策的变化将使企业蒙受重大损失。

    射频通信与其它技术一样,应该利用市场机制求得发展。政府的作用主要表现在政策导向和调节上,而不是政府的大规模资助。目前全国各地围绕着RFID所成立的协会、联盟如雨后春笋般地涌现出来,体现着地方政府和民企的积极

关键字:RF

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2011/0211/article_3700.html
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