基于RFID的智能货架及其发展前景探讨

基于RFID的智能货架及其发展前景探讨

    一个基本的RFID系统由三大部分组成：标签（Tag），阅读器（Reader）和天线（Antenna）。

    标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号；阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。一切RFID系统皆由此经典的三角结构衍生而来。在零售企业中，最接近企业实际业务同时也最广泛地为企业接受的，便是基于智能货架（Smart Shelves）的RFID部署方案。

    在智能货架系统中，用户使用安装于特别设计的货架上的RFID阅读器来获得放置于货架上的货物信息，在此基础上进行物流跟踪、客流分析等应用层面的工作。不仅如此，相对于采用EAN/UCC编码规则的传统非电子标签，RFID标签可以通过标签本身传递丰富的信息，包括商品的生产商，保质期和各种按需定制的属性可直接通过读取得到，无需在业务系统中管理繁杂的数据。这种部署方案在形式上也接近传统卖场布局，一定基础上可由当前设施改造而成，从而成为RFID应用初期最为广泛的选择方案。包括麦德龙在内的多家大型零售企业便采用过其各种衍生方案进行卖场管理。但是，我们也必须看到这种方案的局限性：首先，这是一套昂贵的投资计划。大规模地部署RFID读取器势必在硬件费用上带来很大压力。其次，由于此方案多采用读取距离小的被动式RFID标签，在某些情况下需要使用多个阅读器来覆盖同一货架来保证数据采集的正确率，势必导致一定程度的资源浪费。

    为了克服早期智能货架的缺点，RFID供应商试图在RFID系统的各个部分提供进阶的解决方案。一种思想是采用主动式的RFID标签。主动式标签和被动式标签的主要区别在于其采用内置的电池作为能源，主动发射射频讯号，从而可以采用密度小以及接受敏感度较低的阅读器来读取。同时，主动式标签的可靠性也较被动式标签高。只是因为主动式标签本身成本较高，寿命受电池影响，而其阅读器也价格不菲，目前无法在销售卖场广泛应用。但随着大规模生产带来的成本降低，和其支持802.11标准的先天优势，主动式标签将会在零售业中占据一席之地。根据最新的资料，采用主动式RFID标签的使用者和供应商在过去的一年中整整翻了一番，而根据业内预测这一速度在将来的几年还会加快。

    另一种解决问题的思路是采用配置了方向性天线的长距离阅读器来替代固定的阅读器。大功率的方向性阅读器可以做到“扫过”货架即可完成识别，并可一次性处理大量的标签信息，使得采集工作效率大为提高。但是，正是由于其这一特点也给其应用带来了一定的不可控性。在美国军方进行的一系列实验和应用中，发现在某些情况下，这类设备需要额外的工作来将之前已经读取过的标签信息鉴别出来，防止对标签的重复识别；同时，因为识别器的敏感度较高，区别标签信号和电子背景噪音也是一个必须考虑的问题。最近，方向性天线已经被成功地应用在电子标签本身之上，芬兰Wisteq公司已经开始销售成本低廉的该类产品，他们的产品甚至在金属和液体中也能令人满意地工作。

    让固定的阅读器转开始"移动"的也不失为一个好办法。在很多场合我们并不需要持续的RFID信息，只需要定时或者需要时能够完成识别即可。在这种情况下，完全可以采用人工持有的便携式阅读器完成采集工作。同时，基于如Windows CE等智能操作系统的便携电子设备将给此方案带来极其丰富的扩展可能。甚至有人根据分析得到的数据指出，将适当的阅读器部署于智能购物车之上，不仅能够对放入其中的货物进行即时识别，从而支持自助收银服务，还能对顾客经过的货架上的各种标签信息进行采集，巧妙地利用顾客的移动完成了原本需要复杂的阅读器部署方案来解决的问题。

    作为标签和阅读器之间传输纽带的天线模块也在被持续的改进着。目前已经在使用的智能天线技术便是其中之一。这种技术采用并列的自适应天线组，在特别设计的处理器控制下工作。通过对不同天线接收到的信号的分析，该系统可准确地定位出标签所处的方向和距离，提供了多维的识别信息。这类设备可广泛应用于仓库管理等位置相关的领域。另外，采用导电墨水来印制RFID电路和天线的技术也已经逐步走向应用。就在不久以前，位于韩国大田市的ABC纳米技术公司发布消息声称其已经研究成功了新型的导电墨水，这种纳米级的材料将不仅可以被用于印刷电路板，用其印刷的RFID天线也具有与传统铜线圈同样的性能。这一成果的普及将大幅度降低RFID的成本，带来更为广阔的应用前景。

    RFID技术将给零售业带来的变革是前所未有的，广泛应用RFID相关技术的“未来商店”模型无疑给零售业描绘了一个美好的未来。同时，也给软件和硬件供应商提出了更多的新问题。RFID标签和阅读器的成本还不能被大多数零售商接受，乐观的预测指出，当标签的需求至少达到百万张数量级时，其成本才能降至可被接受的3至5美分/张的水平。而RFID的读取准确率也需要进一步提高，即使在美国军方的应用中也只能达到99％的准确率，其余1％的遗漏或错误仍需要其他系统的特别处理。