国外RFID技术发展现状和趋势

国外的RFID射频识别技术发展现状和趋势

技术预见通讯2008年第8期（总第175期）

RFID射频识别技术被公认为是本世纪最有发展前途的信息技术之一，已经得到业界高度重视。近年来，RFID技术应用发展迅速。

一、发展现状

RFID射频识别技术正在成为市场关注的热点。RFID射频识别技术正在逐步被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多的领域。各国政府、零售业巨头、IT 业著名厂商给予高度关注，并且大力支持甚至给于巨大的投入，全面推动RFID电子标签产业快速发展。由于发达的国家RFID电子标签工作开展得较早，所以在标准、技术、产业链及应用方面都已经比较完备，并且仍在发展中。发达的国家在核心技术尤其是在芯片技术上目前已经提供了相对完备的产品线，并且由于技术进步和RFID电子标签工艺的提升，以及成本的降低，应用推广进入了良性循环。

随着全球产品电子代码中心推出第2代超高频(UHF)RFID电子标签标准(EPCG2)作为欧美地区的新标准，各大供应商的EPCG2芯片纷纷亮相：飞利浦公司推出UCODEEPCG2芯片；Impinj公司推出Monza芯片和读取器平台；TI也推出EPCG2产品，并且实现量产。相对于第1代标准，EPCGen2具有若干优势，例如，中心频率在900MHz，使读出速率达到500~1500标签/秒，反向散射数据速率提高到650kbps，扫描范围提高到30英尺。许多高科技公司，包括英特尔、微软、甲骨文和SUN等，正在开发支持RFID射频识别电子标签专用的软件和硬件。

二、发展趋势

RFID射频识别技术已经逐步发展成为独立跨学科的专业领域。RFID射频识别技术将大量的来自完全不同的专业领域的技术（例如，高频技术、电磁兼容技术、半导体技术、数据保护和密码学技术、电信技术、制造技术等）综合起来。过去的十多年，RFID射频识别技术得到了快速发展，逐步被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多的溯源和防伪应用领域。而随着技术进步，基于RFID射频识别技术产品的种类将越来越丰富，应用也将越来越广泛，可预计，在今后的几年中，RFID射频识别技术将持续保持高速发展的势头。

总体而言，RFID射频识别技术当前发展趋于标准化、低成本、低差错率、高安全性、低功耗。具体表现在，基于RFID射频识别技术的电子标签产品将达到：芯片所需的功耗更低，无源标签、半有源标签技术更趋成熟；作用距离更远；无线可读写性能更加完善；适合高速移动物品识别；快速多标签读／写功能；一致性更好；强场强下的自保护功能更完善；智能性更强；成本更低。读写器性能将达到：多功能（与条码识读集成、无线数据传输、脱机工作等）；智能多天线端口；多种数据接口（RS232，RS422／485，USB，红外，以太网口）；多制式兼容（兼容读写多种标签类型）；小型化、便携式和嵌入式，以及模块化；多频段兼容；成本更低。管理系统将达到：高频近距离系统具有更高智能、安全特性；超高频远距离系统性能更完备，系统更完善。标准化将达到：标准化基础性研究更深入，也更成熟；标准化为更多企业所接受。系统和模块将达到：可替换性更好，也更普及。自2007年起，RFID 射频识别技术单品级应用是全球最大的RFID射频识别技术应用市场。

据预测，到2009年，全球的RFID射频识别技术的应用市场的规模将由2004年3亿美元增至28亿美元。如果目前有关RFID电子标签的单个条款能得到广泛接纳，RFID射频识别技术单品级的应用市场份额有可能远远超过这个数字——1年中将有超过万亿的邮件使用RFID电子标签。这将是继零售供应链RFID电子标签产品的应用之后，全球使用RFID射频识

别技术产品的第2大行业。国际邮联目前已经做出决议，并且正在积极推进高效、低成本的RFID射频识别技术解决方案在世界各国邮政监管中的应用。

就技术来讲目前有两大发展内容：发展智能安全技术，增强通讯安全性，即RFID电子标签芯片增加各种加密解密算法，将在原接触卡中才能使用的各种加密解密算法移植到非接触电子标签芯片上，或者开发适合于非接触RFID电子标签芯片应用的加密解密算法，这目前主要集中在13.56MHz频段，适合取代原接触加密卡领域；发展超高频低成本单品级技术，超高频频段RFID射频识别系统具有识别距离远、识别速度快、多标签识别效率高和标签成本低等优点，尤其是低成本和单品级产品适合物流控制与管理领域。

1、发展智能安全技术

（1）研究的重点

RFID电子标签体积虽然小，但是其潜在的安全问题却不容忽视。有些厂商对RFID电子标签的安全问题做出了很大的努力，针对RFID电子标签前端无线装置和协议面临的威胁，部份厂商考虑采用设置标签记忆体密码、设置标签记忆体开关键、加强对RFID电子标签读写器完整性维护、设置读写器保护功能、设置读写探测器、使用消除RFID电子标签资料技术、使用法拉第杯技术、使用有源干扰技术、使用RSA加密防干扰技术、使用逻辑式缓冲区散列锁技术等硬件解决方案来加强对RFID电子标签数据保护。但是这些硬件解决方案由于种种原因不能完全实现在不同的系统中安全防护，所以基于密码技术的软件安全机制越来越受到人们的关注，设计和实现符合RFID电子标签安全需求的密码协议是当前RFID电子标签安全研究的重点。

（2）安全方法的分析

很多的技术规范目前已经开始出现，在电子标签推广应用中，RFID电子标签的安全问题集中在对个人用户的隐私和企业用户的商业秘密保护、防范对RFID电子标签系统的攻击和应用RFID电子标签技术进行安全防范等多个方面。使用各种认证及加密的方法和途径可确保RFID电子标签与读写器之间的数据安全，比如在读写器发送密码来解锁数据之前RFID 电子标签的数据处于锁定状态。更严格的还可能是同时包括认证和加密方案。但是RFID电子标签的成本直接影响到其计算能力及采用算法的强度。在RFID电子标签系统中，可采用流密码加密的方法对信息进行加密。流密码加密是指将明文信息逐位加密成密文的单钥体制。采用硬件实现流密码加密算法，伪噪声编码加密是其中的方法之一。伪噪声编码具有白噪声信号的统计特性，故整个系统具有较强的抗干扰能力，且伪噪声编码的形成方式和结构多样化、软件化，可随时变换密钥。

RFID电子标签采用许多的复杂而又有细微差别的安全技术是有相当难度的，但是解决公众对隐私和安全性方面的疑虑是RFID电子标签生产商必须解决的问题。特别是在重要领域的RFID电子标签应用推广中，RFID电子标签不仅需要有很高的加密等级技术，而且应用密码方案能否自主掌握，将对国家安全和社会生活有很大的影响。

2、发展超高频低成本单品级技术

超高频RFID射频识别技术因为其识别距离远、识别速度快、有较强的防冲突能力而被主要用在物流和供应链管理上，并且得到了沃尔玛、麦德隆和IBM等国际大公司的大力推动，发展十分迅速。在通讯协议上，超高频RFID射频识别技术目前发展主要为ISO/IEC18000-6C(EPCGen2)，同时有部分ISO/IEC18000-6B的应用。

超高频RFID射频识别技术在电子标签应用上还有许多技术难点尚待突破，这表现在：在读取的准确度上，尤其是对靠近液体和金属等特殊介质材料的超高频RFID电子标签的读取差错率还比较高。另外，一次性读取防冲突问题及在快速移动物体上的RFID电子标签读取准确性问题，还没有很好解决。超高频电子标签芯片的研究，降低芯片的成本、提高芯片的工作距离、提高芯片的识别效率和芯片的安全问题，是当前主要集中的热点。超高频RFID