RFID產業技術路線規劃研究報告中國電子技術標準化研究院2015年2月經濟社會需求RFID技術1.1RFID概念射頻識別（RadioFrequencyIdentification,RFID）技術，是一種利用無線通信原理實現的自動識別技術，具有載體攜帶信息量大、識別速度快、非接觸、精度高、抗干擾、操作快捷以及適應環境能力強等顯著優點，可廣泛應用于物流管理、資產管理、商品防偽防盜、交通運輸、藥品食品監管等經濟和社會各領域。能夠提高企業經營效益和國家經濟運行效率，提升社會服務水平、方便人民生活。RFID系統與網絡相結合，可實現全球范圍內的物品跟蹤與信息共享，構建一個物物相聯的社會。典型的RFID系統由標簽、讀寫器、計算機及后臺系統等組成，如圖1所示：圖1典型RFID系統組成RFID系統的基本工作過程是：電子標簽中保存有約定格式的標識編碼數據，用以唯一標識標簽所附著的物體。讀寫器通過天線發送出一定頻率的射頻信號。當標簽進入讀寫器工作場時，其天線產生感應電流，從而標簽獲得能量被激活并向讀寫器發送出自身編碼等信息。讀寫器接收到來自標簽的載波信號，對接收的信號進行解調和解碼后送至計算機主機進行處理。計算機系統根據邏輯運算判斷該標簽的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發出指令信號。標簽的數據解調部分從接收到的射頻脈沖中解調出數據并送到控制邏輯，控制邏輯接收指令完成存儲、發送數據或其他操作。1.2RFID技術組成RFID技術是一項涉及信息、材料、裝備及工藝等諸多前沿、高技術領域的多學科、多技術交叉融合的技術群，涵蓋無線電通信、電磁輻射、芯片設計、制造、封裝、天線設計、數據交換、信息安全等多類技術內容。RFID產業化關鍵技術和應用關鍵技術包括芯片設計與制造，天線設計與制造、標簽封裝、讀寫設備開發與生產、接口與軟件中間件、系統集成與應用系統開發等產業環節，具體如圖2所示。目前RFID產業主要集中在RFID技術應用比較成熟的歐美市場。飛利浦、西門子、ST等半導體廠商基本壟斷了RFID芯片市場；IBM、HP、微軟、SAP、Sybase、Sun等國際巨頭搶占了RFID中間件、系統集成市場；Alien、Intermec、Symbol、Transcorej等公司則提供RFID標簽、天線、讀寫器等產品及設備。圖2RFID產業鏈構成1.3RFID頻率規劃電子標簽按照工作頻段可分為低頻（135kHz以下）、高頻（13.56MHz）、超高頻（433MHz，860MHz~960MHz）和微波（2.45GHz，5.8GHz）。低頻標簽和高頻標簽通過磁場耦合傳遞能量和交換信息；超高頻和微波標簽通過電磁波傳遞能量和交換信息。各頻段具有不同的特點，在識讀范圍、識讀速率和使用環境要求方面都不同。其中，在13.56MHz和860MHz~960MHz的電子標簽應用最為廣泛，也是目前業界關注的重點。經過多年的發展，13.56MHz以下的RFID技術應用已相對成熟，而對于中高頻段的RFID技術，特別是860MHz～960MHz(UHF頻段)的遠距離RFID技術目前發展最快。超高頻2.45GHz和5.8GHz頻段由于產品擁擠，易受干擾，技術相對復雜，其相關的研究和應用仍處于探索的階段。在中高頻段（UHF頻段）的RFID技術中，目前各國所使用的頻率均不統一，具體參見表1。北美指定使用915MHz，是由于該頻段在第2區正好是劃分給工科醫（ISM）使用的頻段，RFID系統與之共用此頻段是既合理又可行的。歐盟則要求用868MHz，該頻段在歐洲是作為微功率、短距離無繩電話CT2系統使用的頻段，可以用作RFID系統使用。日本將原定給手機使用的950～956MHz給RFID使用。我國信息產業部于2007年出臺了《800/900Mhz頻段射頻識別（RFID）技術應用規定（試行）》（信部無[2007]205號），將840~845MHz和920~925MHz兩個頻段分配給RFID使用，極大推動了我國UHF頻段RFID技術與應用的發展。表1各國RFID系統可用UHF頻段國家頻率功率中國840~845MHz，920~925MHz2W，erp美國902~928MHz4W，eirp歐洲865~868MHz2W，erp日本952~956MHz4W，eirp韓國908~914MHz4W，eirp應用背景RFID技術作為物聯網產業發展的重要技術，目前受到了各國政府、信息產業界和各應用部門的高度關注。RFID產業也已經成為一個新興的高新技術產業，成為國民經濟新的增長點。因此，研究RFID技術，發展RFID產業對提升我國社會信息化水平，實現“十七大”提出的信息化、工業化、國際化，構建以人為本的和諧社會奮斗目標具有戰略性的重大意義。2.1市場需求RFID作為非接觸式自動識讀技術的一種，具備以下特性：數據存儲容量大，制造方式靈活、多元化電子標簽存儲容量可以做到二維條碼（最大可存儲3000個字符）容量的幾十倍，隨著記憶載體的發展，數據的容量會越來越大，可實現真正的“一物一碼”，滿足信息流量不斷增大和信息處理速度不斷提高的需求。電子標簽在讀取上不受尺寸大小與形狀限制，不需要依據讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質，因而能夠適用于更為小型化、多樣化的產品。（2）標簽數據可自動讀寫標簽讀寫設備能夠實現標簽信息的寫入和讀取，采用無線電波進行數據交換，可遠距離識別多個標簽，一次性處理多個標簽，并通過計算機網絡處理和傳送信息，因而有效地促進了制造生產自動化和供應鏈透明化方向的發展。（3）抗干擾性和耐污性強電子標簽能夠不被光線所影響，可穿透紙張、木材、塑料等材質，實現自動識讀，并且不會被水、油等污染物所損毀，耐污性強。（4）安全性高、可重復使用RFID采用的是電子芯片存儲信息，其數據可以通過編碼實現密碼保護，其內容不易被偽造和修改。電子標簽能夠被反復修改和重復覆寫，可進行回收，重復使用。由于RFID具備不同于條碼、二維碼等其他識讀技術的特點，因而在生產制造、物流、商業、智能交通等領域發揮著特殊的作用。在生產制造領域，企業通過采用RFID技術，可以完成自動化生產線運作，實現在整個生產線上對原材料、零部件、半成品和產成品的識別與跟蹤，減少人工識別成本和出錯率，提高效率和效益。RFID技術能夠幫助管理人員及時根據生產進度發出補貨信息，實現流水線均衡、穩步生產，也加強了對質量的控制與追蹤，提升產品制造鏈的上下游企業信息系統協同處理能力。在物流領域，企業應用RFID技術能夠實現自動化的存貨和取貨等操作，例如指定堆放區域、上架取貨和與補貨等，增強了作業的準確性和快捷性，提升了服務質量，降低人力成本，并最大限度地減少儲存成本。在運輸管理中，在途運輸的貨物和車輛貼上RFID標簽，運輸線的一些檢查點上安裝上RFID接收轉發裝置。接收裝置收到RFID標簽信息后，連同接收地的位置信息上傳至通信衛星，再由衛星傳送給運輸調度中心，送入數據庫中。在配送環節，采用射頻技術能大大加快配送的速度和提高揀選與分發過程的效率與準確率，并能減少人工、降低配送成本。例如假設到達中央配送中心的所有商品都貼有RFID標簽，托盤通過RFID閱讀器，讀取托盤上所有貨箱上的標簽內容。系統將這些信息與發貨記錄進行核對，以檢測出可能的錯誤，然后將RFID標簽更新為最新的商品存放地點和狀態，確保精確的庫存控制，甚至可確切了解目前有多少貨箱處于轉運途中、轉運的始發地和目的地，以及預期的到達時間等信息。在商業營銷環節，各大商場及零售廠商可以通過改進零售商的庫存管理，實現適時補貨，有效跟蹤運輸與庫存，提高效率，減少出錯。同時智能標簽能對某些時效性強的商品的有效期限進行監控;商店還能利用RFID系統在付款臺實現自動掃描和計費，從而取代人工收款。RFID標簽在供應鏈終端的銷售環節，特別是在超市中，免除了跟蹤過程中的人工干預，并能夠生成100%準確的業務數據，因而具有巨大的市場應用空間。在智能交通領域，RFID的應用體現在不停車收費、智能停車場管理、小區門禁管理等方面。此外，RFID技術在醫療衛生、林木采伐、農產品追溯等領域也有著很好的應用基礎和市場需求。2.2發展趨勢目前,各國正在加快自主知識產權的RFID技術研制，通過研制電子標簽按照工作頻段可分為低頻（135kHz以下）、高頻（13.56MHz）、超高頻（433MHz，860MHz~960MHz）和微波（2.45GHz，5.8GHz）。低頻標簽和高頻標簽通過磁場耦合傳遞能量和交換信息；超高頻和微波標簽通過電磁波傳遞能量和交換信息。各頻段具有不同的特點，在識讀范圍、識讀速率和使用環境要求方面都不同。其中，在13.56MHz和860MHz~960MHz的電子標簽應用最為廣泛，也是目前業界關注的重點。表1各頻段RFID系統特點及應用情況PRIVATE頻段優點缺點典形應用低頻135KHz以下適合以低速短距離讀取少量數據的應用能穿透水、組織、木材標簽價格較便宜不能穿透金屬如鋼鐵識讀距離一般<1.5米只能處理少量數據閱讀速度慢天線體積較高頻標簽大動物識別汽車鑰匙門禁管理高頻13.56MHz通用非接觸式IC卡頻率適合以短距離讀取少量數據的應用能穿透水、組織天線設計簡單速率較低頻標簽高標簽價格較便宜最大識讀距離約0.7米不能穿透金屬如鋼鐵天線體積較超高頻標簽大身份識別智能交通航空行李管理門禁管理危化品管理超高頻433MHz，860MHz~960MHz較長的閱讀距離，通常大于2米視線阻擋下仍能通信能在金屬附近工作（但仍受影響）閱讀速度高體積較高頻標簽小通過調整天線識讀范圍可控頻帶一般已用于移動通信或電視廣播不能穿透水和組織不能在潮濕環境中使用在近距離時會失諧成本較高頻標簽高集裝箱托盤、貨箱門禁管理微波2.45GHz，5.8GHz較長的閱讀距離，通常大于2米視線阻擋下仍能通信通過設計和調試能在金屬附近工作體積較超高頻和高頻標簽小閱讀速度高允許較高的跳頻帶寬通過調整天線識讀范圍可控系統較復雜比超高頻帶較容易受信號噪音影響與微波爐、無線網絡、電視裝置等共享頻段單片設計較困難成本較超高頻標簽高不停車收費托盤、貨箱2.1.2RFID頻率規劃2.1.2.1國際現狀國際電聯已無法在10GHz以下為RFID系統分配一個全球統一的專用頻段。RFID系統設備屬于短距離、微功率無線電發射設備，可使用自由使用的工業、科學、醫療（ISM）頻段。國際電聯將世界分為三個區，每個區的ISM頻段不同。ISM頻率：6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.68MHz、433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz(在歐洲不使用)、2.45GHz以及24.125GHz。一些國家也使用135kHz以下的頻率，因為在這個頻段里可以使用較大的磁場強度來工作，特別適用于電感耦合的射頻識別系統2.1.2.2各國分配情況：各國所使用的頻率不統一。北美指定使用915MHz，是由于該頻段在第2區正好是劃分給工科醫（ISM）使用的頻段，RFID系統與之共用此頻段是既合理又可行的。而歐盟則要求用868MHz，該頻段在歐洲是作為微功率、短距離無繩電話CT2系統使用的頻段，可以用作RFID系統使用，這個頻段在中國則是分配給無線數據通信使用的頻段。日本直到最近才將原定給手機使用的950～956MHz給RFID使用，而我國的此頻段是分配給GSM蜂窩手機使用的頻段。2.1.2.3我國頻率使用情況：信息產業部于2007年出臺了《800/900Mhz頻段射頻識別（RFID）技術應用規定（試行）》（信部無[2007]205號），將原已占用的840~845MHz和920~925MHz兩個頻段分配給RFID使用，極大推動了我國UHF頻段RFID技術與應用的發展。目前我國RFID系統設備可使用的頻段是ISM頻段和上述頻段。表2各國RFID系統可用UHF頻段國家頻率功率中國840~845MHz，920~925MHz2W，erp美國902~928MHz4W，eirp歐洲865~868MHz2W，erp日本952~956MHz4W，eirp韓國908~914MHz4W，eirpRFID產業技術路線RFID產業未來的發展應集中于以下兩方面：2.2.1自主2.2.2

對于中國企業而言，RFID技術的大規模應用還存在著另外一個關鍵性的挑戰，那就是與發達國家的同行相比，中國企業的管理信息化程度比較低。無論RFID技術有多么神奇的能力，它畢竟只是一種自動識別數據采集手段，只有與企業管理信息系統很好地相互融合才能發揮出應有的作用，為企業創造出實實在在的效益。目前國內的很多企業連基本的管理信息系統，如MES、WMS、SCM、ERP等，都不具備或者非常薄弱的情況下，采用RFID技術缺乏必要的前提條件。但是，這并不意味著中國企業必須一成不變地重復那些發達國家的同行們曾經走過的路，即先信息化、再條碼化、然后才考慮RFID。RFID技術和產品的成熟，為中國企業的信息化提供了更多的選項，完全可以走一條跨越式發展的道路，也就是說，中國企業的信息化可以借鑒這些發達國家同行的經驗教訓，直接建立在條碼+RFID的基礎上，一步到位，從而使信息化建設的投資效益最大化。

不同的企業可以將RFID用于不同的方面，最最起碼也可以在考勤上使用低頻的RFID技術，因此沒有不能用RFID的企業，也就沒有所謂適合用RFID的企業。但是，從RFID技術、產品和應用發展的現實情況出發，在現階段對于RFID技術需求最迫切的企業應該是那些對于企業運作管理水平要求比較高，對于提升自身管理水平和競爭優勢動機強烈的企業。

1）正確、準確、清晰的項目目標：

這應該是任何一個項目成功的必要條件和前提，沒有一個正確、準確、清晰的項目目標，根本就無所謂項目的成功。而這一點在RFID項目的實踐中，其重要性又特別突出，因為確有一些企業在考慮RFID應用時，不是從如何應用這種新技術手段來解決企業所面臨問題的角度出發，而是從為RFID技術在自己的企業找落腳點的角度出發，從一開始就缺乏一個正確的視角，也就無法確立正確、準確和清晰的項目目標。

2）科學、合理的應用解決方案：

在面向問題的解決方案中，RFID僅僅是技術手段之一，它只有和其他的技術、產品進行科學合理地有機組合成為一個系統才能達到目的。同時，解決方案中還應該包含在采用RFID技術之后，作業流程重組和優化的內容，否則，解決方案的應有效益難以得到最大程度的體現，產出最大化。

3）正確地選擇相關產品：

現在大多數人對于RFID技術和產品的認識仍然是不夠深入全面的，往往容易根據某一項或者幾項性能的表現對于產品的性能作出錯誤的判斷。比如：認為讀寫距離越遠，或者能夠同時讀取的標簽數量越多，就代表讀寫器的性能越好。要選擇正確的RFID產品，必須對RFID技術和產品有深入全面的了解，現階段更加應該偏重于采納專業人士的建議。另外，產品的可擴展性和易維護性是企業保護自己投資的重要保障，這也是需要特別關注的一個方面。

4）專業的實施隊伍：

RFID項目的成敗與否很大程度上取決于實施。一支專業RFID實施隊伍的能力，很大程度上長期實踐經驗的積累，而決不是簡單通過培訓就能夠獲得的。現在，很多人對于實施之于RFID項目成敗的作用的認識非常有限，他們的眼睛往往更容易盯著某些技術性能指標、價格之類的因素，錯誤地把RFID項目當成了產品的堆砌。事實上，同樣的設備和解決方案，實施得好，則能達到解決方案預期的目的和效果，否則，有可能導致整個項目的徹底失敗。

對于RFID項目的投資回報率（ROI）的分析計算，最重要，也是最困難的是要能夠全面發現和挖掘出RFID項目可以為企業創造的所有價值。RFID是一種全新的管理信息技術手段，管理信息技術手段的更新，其產生的效益應該來自于兩個方面：效率的提高和管理水平的提高。前者比較容易被看到，而后者卻常常被忽視，這是因為，管理水平提高的效益往往需要進行在新的管理技術手段的背景下的流程重組和優化之后才能獲得，不如效率的提高那樣顯而易見。如果只看到或者只計算效率提高的效益，可能就會認為RFID應用的投資回報率不夠，而作出錯誤的決策，但事實上RFID能夠為企業創造的效益，遠不止這些。因此，我們認為，不能簡單地用RFID來替代條碼，而應該針對項目目標制定完整的全面解決方案，更加側重于采用RFID這種更先進的管理技術手段之后，如何輔之以相適應的管理制度和作業流程，使RFID能夠給企業創造的效益得以充分地發揮和體現出來。

例如，在物流中心的收貨環節，采用RFID技術的效益決不僅僅來源于每一個托盤通過庫門的時間比使用條碼縮短了幾秒鐘，更為重要和關鍵的是，采用RFID技術之后，就有可能實現對于每一個托盤上的所有包裝箱的全面核對，因而降低此后查錯、糾錯所需要花費的大量成本。目前市場的發展現狀來看，由于RFID技術在提高產品/資源的可跟蹤性方面的優點，其在物流業發展前景最寬廣。RFID將被廣泛用于開環環境，如閉環物流，港口碼頭，出入控制等。在制造業RFID可以適應一些特殊環境如汽車發動機，油漆車間，化工等行業的應用。在制造業領域發展至今，RFID已在生產自動化和供應鏈透明化等應用方面開始得到認可。RFID，在企業端的閉環物流應用、涉秘資產管制、票證防偽、生產裝配、集裝箱轉運、車輛管理等領域已有非常多的成功案例。在上述環節中應用RFID可以有效避免出現差錯或丟失，極大地提高信息采集的效率并降低作業強度，通過循環使用，RFID標簽及相關的設備、信息化的投入支出尚在可控的范疇。依目前的總體成本來看，RFID在勞動密集型的產業和開放供應鏈的成本負荷仍比較大。應用趨勢應用案例

特點展示二維碼的成本是低廉的，讀取數據抗干擾能力比較強，但其技術有更為成熟、存儲信息量大、保密性高等的優勢。二維碼的應用受限于各種掃描環境，雖然其信息量很大，但是在非常復雜的應用領域的使用特性弱勢，限制了其應用范圍。RFID陣營

特點展示RFID掃描快速，體積小，一次可同時識別多個標簽；抗污染能力和耐久性強，具有穿透性和無屏障閱讀、可重復使用等優點。RFID的應用由于受無線傳輸的局限，在金屬和液體傳播被屏蔽的特性，成本較高，在標準規定等方面也沒有統一標準。市場分析二維碼憑借其技術更為成熟、存儲信息量大、保密性高以及低成本的優勢，直接影響了當前制造業管理者的決策方式，在今后的一段時間仍將是制造業領域的主導應用技術。過去兩年中我們欣喜地看到二維碼結合手機產品、互聯網技術所創造出的巨大市場活力，以及今天在電子優惠券、票證防偽、信息單點錄入上對比其他自動識別技術顯現的比較優勢。市場分析目前市場的發展現狀來看，由于RFID技術在提高產品/資源的可跟蹤性方面的優點，其在物流業發展前景最寬廣。RFID將被廣泛用于開環環境，如閉環物流，港口碼頭，出入控制等。在制造業RFID可以適應一些特殊環境如汽車發動機，油漆車間，化工等行業的應用。在制造業領域發展至今，RFID已在生產自動化和供應鏈透明化等應用方面開始得到認可。應用亮點二維碼被廣泛用于制造業，目前在電子行業的應用尤其明顯，大量的質量控制應用需要更多信息，成本低廉等良好特性使二維碼在電子行業應用開始受到重視。其中DPM直刻二維碼也被廣泛用于汽車和電子行業，用于質量控制和追溯。DATALOGICAUTOMATION早在2000年就開始推廣基于視覺的二維讀碼設備，目前已經發展到第3代視覺處理技術，能實現高可靠性的二維碼，包含DPM碼的閱讀。應用亮點RFID，在企業端的閉環物流應用、涉秘資產管制、票證防偽、生產裝配、集裝箱轉運、車輛管理等領域已有非常多的成功案例。在上述環節中應用RFID可以有效避免出現差錯或丟失，極大地提高信息采集的效率并降低作業強度，通過循環使用，RFID標簽及相關的設備、信息化的投入支出尚在可控的范疇。依目前的總體成本來看，RFID在勞動密集型的產業和開放供應鏈的成本負荷仍比較大隨著芯片設計與制造、標簽封裝、讀寫設備研發等RFID技術的發展，各種小范圍、小規模的RFID系統應用已開始走入人們的日常生活。例如，針對醫療器械藥品、高端酒類產品、珠寶產品等的RFID防偽追溯應用、基于RFID的物流托盤管理系統等等。這些新興的技術應用能夠提升傳統生產制造、物流、銷售、應用等產業的自動化、智能化、精準化水平，起到了對傳統產業升級改造的作用。以醫療行業為例，促進全球RFID市場實現這一快速發展的主要推動因素包括RFID技術不斷在醫療行業上得到應用。由于偽造問題不斷增多、追蹤和定位醫療器械的需求，以及提高醫療保健服務的安全性和效率。FDA和其他眾多機構正在施壓需求提高病人護理品質的ＲＦＩＤ及其他技術，而這一情況也正推動此市場的發展。ＲＦＩＤ在醫療行業中用途不斷增加，其主要用途是追蹤醫療醫院醫用設備與血液轉移監測和病人鑒別過程，以及追蹤病人的用藥情況。按照RFID應用市場劃分,用于追蹤醫療醫院用設備的RFID營收最高,2012年市場價值達4.495億美元，2018年預計將達11.731億美元。在醫療行業,2012年全球RFID市場產值預計達11.60億美元,2018年預計將達33.516億美元。在醫療市場中，RFID標簽市場約占全球RFID技術市場61%的份額。而且在以二維碼、RFID、傳感器等為代表的物聯網技術及應用領域發揮著愈來愈重要的基礎支撐作用。二維碼、RFID等我國自主研制的物聯網技術不斷發展成熟，正逐步走向市場化應用階段。面向各行業領域的對象追溯、環境智能感知等應用系統不斷出現，一物一碼已成物聯網發展的必然趨勢。目前各類應用系統往往呈閉環發展態勢，互不兼容，信息孤島現象嚴重。這就造成了信息化建設重復成本過高，信息發布零散化且公信力不強，信息安全隱患問題突出等問題。物聯網標識體系是支撐物聯網產業發展的重要基礎，是實現我國信息資源自我管理和利用，保障我國信息安全、維護國家主權的重要保障。國務院發布的《推進物聯網有序健康發展的指導意見》中主要任務部分指出“加快物聯網編碼標識等基礎共性標準研究制定”；在國家發展改革委、工業和信息化部、科技部等部門聯合印發的《物聯網發展專項行動計劃》中，在標準制定、技術研發、政府扶持措施、法律法規等多個部分明確指出要加強物聯網標識標準、標識解析平臺、標識解析和管理技術、標識等資源立法等各方面工作。為此，我國已經相繼制定了一系列物聯網標識系統國家標準，不僅為二維碼、RFID、傳感器應用廠家提供系統建設指導，還將通過構建覆蓋各行業領域的OID公共服務平臺，提供開放、可信的物聯網標識平臺接入和審核機制，提供面向公眾的智能化識讀查詢和對象追溯信息之間的高可信信息解析路徑，使得物聯網產業能夠在高效、可信的環境下迅速發展。電子標準化院對物聯網標識技術方案、標準、應用等進行了長期的研究，采用了具有分層管理、面向不同對象、可擴展性強等特點的OID標識方案，聯合國內產、學、