RFID技術讀取率面臨的問題及策略探析

秦艷紅

【摘 要】針對RFID技術讀取率不高這一問題，本文介紹了RFID系統組成及其工作原理，探討了物流作業中影響RFID系統讀取率的因素，闡述了在實際應用中能夠有效提高RFID系統讀取率的解決辦法并分析了其發展前景。

【關鍵詞】RFID技術；讀取率；技術融合

中圖分類號： TP391.44 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）13-0065-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.029

0 引言

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術是一種非接觸式的自動識別技術，它通過讀寫器發射無線電電磁波讀取電子標簽內存儲的信息。作為一項精準采集及處理信息的高新技術，RFID技術在全世界的許多領域都得到了廣泛應用[1]。但是，RFID技術在實際應用中仍然遇到很多瓶頸，其中之一就是RFID系統讀取率不高。在物品的流通過程中，包轉的轉換導致的追溯鏈斷開，從而降低了RFID讀取率。針對以上問題，本文一一對應提出的了提高RFID系統的讀取率的解決辦法，并簡述其發展前景。

1 RFID系統組成與工作原理

1.1 RFID系統組成

一般來說，典型的RFID系統至少是由三部分組成，分別為讀寫器、天線、電子標簽。同時，也可以加入其它的組件，例如軟件系統、無線通信設備、計算機設備等。

電子標簽是RFID系統的核心構件，電子標簽由一個柔性天線和專用微電子芯片兩部分構成。根據電子標簽的工作頻率、數據的存儲特性、供電的方式等特性的不同可以分為不同的種類[2]。讀寫器的就是能夠讀、寫的裝置，它是通過其天線和電子標簽進行雙向通信。

1.2 RFID技術的工作原理

RFID通過無線電波來識別電子標簽的信息。當電子標簽進入識別區域，接收到閱讀器發出的射頻信號以后，就會通過感應電流獲取的能量，把自己編碼好的有用信息經過天線發送出去。閱讀器本身的天線接收到來自于電子標簽的信號后，又會通過天線的調節器傳輸給閱讀器，閱讀器將信號解碼之后就把有效信息傳到計算機系統，計算機系統識別了該電子標簽的身份之后，就會根據自身程序的設計對傳送回來的數據做對應的處理。最后，計算機系統發出指令控制閱讀器來執行讀寫操作。

2 RFID系統讀取率的影響分析及解決途徑

2.1 RFID讀卡器與閱讀區域的對位

在實際物流作業中，影響RFID讀卡器與閱讀區域的對位的因素主要包括偏離方向、兩者之間的距離以及電子標簽在讀寫區域內的移動速度。

在RFID系統中，電子標簽與讀卡器的偏離方向對讀取率的影響很大，尤其是對于一些形狀不規則以及容易變形的軟性包裝的電子標簽，讀取方向容易發生改變，讀取率也會隨之降低。本文通過簡易的實驗裝置，在相同的距離分別從正面、側面、背面的三個方向分別讀取了貼在紙質集裝箱上的電子標簽，得出的讀取率分別為89%、23%、0，本次結果表明標簽方向的重要性及實現高讀取率的關鍵因素。其次，RFID讀卡器與電子標簽的相對距離應根據實際需求來確定，也就是說，要將兩者看做一個完整的系統，經過科學的實驗，找出最大讀取率時的距離，在實際的物流作業中選擇合理的RFID讀卡器并應用靈敏度相對高的電子標簽，從而提高物流作業的工作效率。當然，在物流作業中，電子標簽在讀寫區域內的移動速度等其他兩者之間的因素也會影響RFID技術的讀取率，在實際物流作業中也應該考慮在內。

2.2 材料因素

近些年來，RFID技術越來越多的被應用到商品包裝上，RFID包裝不僅能滿足各種基本的包裝需求，而且有很多的優越性：RFID可以重復讀取數據，讀取范圍更廣，一次性讀取的物品數量更多，使得讀取過程更加快捷。但是，RFID包裝在實際應用中仍然存在不少弊端。例如，在實際應用中發現，物品的包裝材料以及物品本身的材料會對RFID系統的讀取率產生影響，主要包括以下兩個方面。

首先，帶有箔片的包裝會阻礙射頻信號，而紙質包裝或木質包裝等材料幾乎不會有阻礙作用。因此，實際應用中的解決辦法是以箔片包裝作為內包裝，以無阻礙作用或者阻礙作用較小的材質作為內包裝，且保證兩種材質包裝之間的距離能夠使RFID系統讀取率最大。應用比較廣泛的泡沫分離技術也是用于粘貼到金屬商品上的標簽從而減少對無線射頻的干擾[3]。目前，這些解決辦法被廣泛應用到了藥物的包裝，促進了藥品的信息化管理。

其次，在物流作業中，RFID標簽經常應用到液體環境中，RFID系統在液體環境中會吸收電磁波，使電子標簽天線輻射的效率降低，而且還會引起天線失諧。更多還原有關實驗數據顯示對于礦泉水瓶上的電子標簽讀取率只有25%，而對糧食罐子上電子標簽讀取率則高達80.6%[4]，目前的一種解決辦法是把標簽貼在礦泉水瓶蓋正下方的空氣間隙，這樣能夠減少一部分吸收的影響。

2.3 包裝轉換問題

本文中所指的包裝轉換問題是發生商品流通過程中。以卷煙產品為例[5]，電子標簽的應用可以是到每一包香煙，也可以是一條，或是一箱。在流通過程中，為了方便運輸和儲存，一般需要將小包卷煙包裝成一盒，然后再聚合為大箱包裝；而在銷售過程中為了便于零售，一般需要將一條或者一箱卷煙拆分為一小包。在一次次包裝轉換中，很可能會發生電子標簽的缺失，導致數據采集與讀取不完整，從而降低了讀取率。或者是電子標簽完整，但電子標簽與卷煙的信息不對應的狀況，這種情況會引起正向跟蹤的失敗，從而導致了追溯過程中信息無法關聯，進而影響了卷煙系統整體的追溯系統的建立。針對以上的情況，錢建平等人研究采用條碼和RFID分別對不同包裝單元進行標識，即在流通過程中將RFID標簽用于大包裝中，而在零售過程中將條碼技術應用于小包裝上，并建立了RFID TID與小包裝產品追溯號之間的關聯及流通過程信息采集，從而提高了流通過程追溯精度[6]。盡管 RFID 標簽具有很多明顯的優勢，隨著RFID技術的不斷改善，將來有可能完全取代條形碼，但是，目前在物流作業中并沒有被廣泛應用，原因之一就是與條形碼相比RFID標簽成本較高，還不適合應用到較低價格消費品的單品。因而在實際物流作業中可以將RFID技術與條碼技術結合起來使用，既能夠節約成本，又可以提高物流作業的整體效率。

2.4 與其他技術融合

與其他先進技術的融合是RFID近些年來發展的一大趨勢，也越來越多的應用到生活和工作中，本文以冷鏈物流為例，闡述RFID技術與無線傳感器網絡（Wireless Sensor Networks，WSN）技術融合后的優勢。

隨著我國經濟的發展和人們消費觀念的轉變，冷鏈物流越來越受到行業內的重視，但是傳統的冷藏貨物運輸監控過程，只是對運輸開始時和結束后的溫度狀況進行查詢，并不能實時采集、測控冷藏貨物所處環境溫度和車輛所處位置等信息，這使得冷鏈物流運輸過程不透明[7]，將RFID與WSN技術融合后應用于冷鏈物流可以解決這一問題。

3 結語

本文分析了RFID技術在實際應用中遇到的問題，并闡述了對應的解決策略。未對RFID系統本身的軟件及硬件的改善進行策略分析。提高RFID系統讀取率的問題尚未全面的解決，因此，要想更加全面的學習和應用這項技術，還需要不斷地發現和研究，如果這些問題得到進一步解決，RFID也將會有更加廣闊的應用前景。

【參考文獻】

[1]張曉霞.談自動識別技術的發展及應用[J].通訊世界，2017，（08）：245-246.

[2]白承森，馬志新，詹建.如何提高RFID系統數據讀取率[J].微計算機信息，2009，25（11）：246-247+300.