RFID技术概况

　　射频识别(RadioFrequency Identification, RFID)，是20世纪80年代发展起来的一种自动识别技术，RFID利用射频信号的空间耦合来实现无接触信息传输并通过所传输的信息进行目标识别。射频识别包括两个部分：射频(Radio Frequency, RF)和识别(Identification, ID)。其中，“射频”部分主要指电子标签和读写器中的射频电路，即射频前段和天线，是实现射频识别的基础。在物联网中，物品能够彼此进行“交流”，其实质就是利用射频识别(RFID)技术。RFID技术与物联网、通信等技术相结合，可实现全球范围内的物品跟踪与信息共享。

　　射频识别系统的识别信息存储在电子载体，即标签之中，通过无线电波实现非接触的识别过程。RFID系统以电子标签来标识某个物体，电子标签的天线通过电磁场将物体的数据发射到附近的读写器，读写器对接收到的数据进行收集和处理，然后将得到的数据递交给后端的计算机。一种典型的物联网RFID结构如下图所示。其中最主要对的部分包括电子标签和读写器，标签和读写器都附带有天线。

图1. RFID系统运作模拟图

　　RFID系统因应用的不同而其组成也会有所不同，但基本都是由读写器(Reader)、电子标签(Tag)和上层管理系统组成。读写器是读取或写入电子标签信息的设备，一般由射频信号发射单元器、高频接收单元和控制单元组成。在RFID系统工作时，一般先由读写器发射一个特定的询问信号，当电子标签感应到这个信号后给出应答信号。读写器接收到电子标签的应答信号后对其进行处理，然后将处理后的信息返回给外部主机。电子标签是射频识别系统的数据载体，存储着被识别物品的相关信息，通常置于需要识别的物品之上。电子标签主要由天线及IC芯片构成。电子标签所需要的能量可以从读写器的射频场内取得(无源标签)或者从其自带的电源中取得(有源标签)。

表1. 电子标签按所需能量的提供方式分类

　　读写器和电子标签都装有天线(Antenna)。天线用于产生磁通量，而磁通量用于向无源标签提供能量，并在读写器和电子标签之间传输信息。而上层管理系统管理RFID系统中的多个读写器，通常它可以通过一定的接口向读写器发送命令。在实际应用中，上层管理系统还包含数据库。数据库负责存储和管理RFID系统中的数据。同时，根据不同的应用需求提供不同的功能或相应接口。

　　根据电子标签的读写器之间传输信息所使用的频率，RFID系统常见的工作频率分为四种：低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波，各个频率所使用的电子标签也各不相同。

表2. 四种不同工作频率RFID系统的性能比较

　　增势迅猛的RFID市场

　　据Gartner预计，到 2020 年全球联网设备数量将达到260 亿个，物联网市场规模达到 1.9 万亿美元。而IDC和BCG也分别对穿戴设备出货量和智慧城市总投资做出了预测：全球可穿戴设备出货量将从 2014 年1960 万增长到 2019 年 1.26 亿，年均复合增长率达到45%;截止 2020年，全世界智慧城市总投资将达到 1200 亿美元。而作为整个物联网体系中与传感器同属“设备层”的RFID系统，也将受益于物联网行业的高速增长。

　　据Wind统计，2015年全球电子标签出货量约为89亿只，市场规模大概在101亿美元左右。而根据中国RFID产业联盟的统计，同年中国电子标签的市场规模约为140亿元人民币，约占全球市场的20%。而2015年中国RFID行业市场总规模为470亿元，电子标签占比约30%。IDTechEx预测到2024年，RFID市场规模将达到273.1亿美元，预测涵盖了包括标签，读写器，RFID智能卡，标签，钥匙扣以及其它形式RFID产品及其对应的软件及服务。

图2. 国内RFID市场规模

　　国内外RFID应用的差异

　　目前RFID在国内的涵盖领域及其占比与国外相比有比较明显的差别。国内RFID应用的主要市场在身份识别、交通管理、军事与安全、资产管理和物流与仓储等领域，而国外的应用多集中在服装与零售、运输物流等行业。

图3. 2012年中国RFID行业细分应用领域市场份额(IIPA)

　　我国的RFID身份识别市场兴起于2004年第一批二代身份证更替的开始，从2004年至2013年，中国共发放了近13亿张的二代身份证，为中国RFID行业累积贡献了超过200亿元的市场规模，虽然之后二代身份证的换发进入尾声，但每年新增更换与补卡的二代身份证仍然保持着每年6000万张的数量。从此同时，我国还重点对社保卡项目进行了强制推广，进一步拉动了RFID身份识别市场的增量。据人力资源社会保障部统计，截止2015年底，全国共发放了8.84亿张社保卡。

　　而在交通管理上的应用，目前应用最多最成熟的细分市场为铁路车号自动识别系统(ATIS)。ATIS系统的目标是在所有机车、货车上安装RFID电子标签，同时在所有区段站、编组站、大型货运站和分界站安置地面识别设备(AEI)，以对运行的列车及车辆信息进行准确的识别，经计算机处理后为铁路管理信息系统(TMIS)等系统提供列车、车辆、集装箱实时追踪管理所需的准确的、实时的基础信息，也为分界站货车的精确统计提供保证，同时为红外轴温探测系统提供车次、车号的准确信息，最终实现部、局、车站各级车的实时管理、车流的精确统计和实时调整等。从而建立一个铁路列车车次，机车和货车号码、标识、属性和位置等信息的计算机自动报告采集系统。

图4. 国外RFID行业细分应用领域市场份额(IDTechEX)

　　而RFID在国外的应用中，零售和运输物流占据的绝对的主力。两者相加约为整个市场的40%。沃尔玛、麦德龙和Zara等服装与零售龙头已经全面部署RFID应用。使用RFID技术建立安全可靠的管理模式，在收发货、盘点、库内管理、门店管理、门店防盗等环节实现产品的快速扫描与读取，进而实现产品从原料到半成品、成品、运输、仓储、配送、上架、销售、甚至退货处理等环节的实时监控。

　　服装与零售行业– 下一个RFID应用的突破口

表2. RFID Forecasts, Players &Opportunities 2014-2024(RFID市场预测与机遇 IDTechEX)

　　表2是IDTechEx对2014年无源RFID电子标签所做的市场统计与预测。统计表明2014年无源RFID标签量达到63亿枚，比2013年增长11.2亿枚。IDTechEx发现，无源RFID市场在2014年开始显现海量增长，比行业预计的发展晚了5年。大部分增长是建立在超高频UHF RFID在零售行业库存管理的应用，比如时尚行业零售商Zara在2016年里在大约2000家店铺中使用RFID。

　　全球服装行业在2014年和2015年所消耗的超高频UHF RFID电子标签数量分别为30亿和37.5亿枚，IDTechEx预测到2020年将有250亿个RFID标签用于服装和鞋类。

图5. 服装行业超高频RFID电子标签数量(单位：亿枚)

　　电子标签之所以能在服装行业有如此之高的增长速率的原因在于，电子标签在身份识别、交通管理、智能卡、金融卡和图书馆等领域，其为非易耗品，更新换代率低，但在服装和零售行业，其为易耗品，一旦电子标签流转至最终环节，即消费者手里，电子标签的使命随即完成。电子标签能成为易耗品得益于其越来越低的制造成本，目前国内每一枚电子标签的成本约为0.5元，其成本相对于一件服装的售价而言，基本上至多在1%以内。随着服装和零售行业内电子标签的越来越普及，其成本预计将进一步走低。可以预测，在产业链上游的标签制造企业将面临越来越受挤压的利润空间，该类企业需要在生产规模上发展壮大来抵御价格下滑造成的利润下降。

　　RFID整个产业链包括了标准制订、芯片设计与制造、天线设计与制造、芯片封装、读写设备开发与生产、系统集成和数据管理软件平台以及应用系统开发等7个方面。我国在芯片设计和制造中，主要涵盖低频和高频频段，超高频频段鲜有企业有技术能力能涉足。而服装和零售行业的电子标签主要都以超高频为主。国内能够制造超高频电子标签的企业所采用的芯片基本以进口外采为主，国外主要芯片供应商包括有NXP(恩智浦)、Impinj(英频杰)、Alien(美国意联)、EM微电子和德州仪器等。

图6. 2015年中国不同频段RFID的市场份额(IIPA)

图7. 2017年中国不同频段RFID的市场份额(IIPA)

图8. 全球各地区，由左至右，北美、欧洲、东亚及东南亚，对于低频、高频与超高频RFID技术在服装与零售、身份识别与支付和其他领域的应用程度。IDTechEX发现区域差异明显。超高频应用在美国和欧洲最为强劲，在亚洲相对较弱，尽管标签生产已经越来越多的迁移到亚洲。而高频RFID应用在所有区域的应用都很强劲，尤其在亚洲。

　　随着RFID电子标签在国外服装和零售行业越来越高的渗透率，国内服装和零售市场也将逐渐开始引入RFID技术在整个管理体系上应用，并在未来的几年，渗透率将得到较快的增长。

　　· 2017年3月，远望谷联合泰莲娜打造的中国首家智能时装商店，采用新零售RFID整体解决方案。除了顾客可以从选衣、试衣、收银、门禁等方面，体验到与传统门店截然不同的购物体验之外，更重要的是随着RFID技术带来的供应链效率的全面提升，店铺运营管理机制可以得以完善，在库存、收银、防盗、退货等环节逐步实现高效、智能和可视化管理，继而解决当前服装行业库存高、供应链反应不及时、数据不精准、物流效率低、盘点耗时长、防伪防窜防盗等痛点问题。

　　· 海澜之家在2014年末正式启动了“RFID流水化读取系统”的研发工作，并选定了3家企业作为海澜之家RFID流水化读取系统的标签供应商，标签内包含着商品品号、色号、规格、数量等信息。2016年初“RFID流水化读取系统”正式启用，该系统采用“通道机”模式，流水化读取服装RFID信息，实现成箱服装商品信息的批量扫描、实时上传、比对与分类处置。该系统投运后，将大幅降低用工成本，提高收发货效率，为服装企业优化供应链管理做出有益探索。