RFID 技术,在感知层里面是近乎完美的 IoT 技术
“首先,其产品的价格是市场上成本最低的连接方案,目前 UHF RFID 标签产品市场价仅几毛钱,除它之外,市场上最便宜的蓝牙标签芯片也要几块钱,而其他的技术产品价格则更高。RFID 标签是典型的感知 + 通信一体化产品,虽然不像传感器可以主动采集周围环境信息,但 RFID 芯片可以提前录入各种信息并使用,这极大的降低了成本。
其次,RFID 应用场景适用性广,RFID 标签已经广泛应用于生活中很多消费品中,最常见有鞋服零售的商品标签,机场行李托运的标签、高端白酒等,未来在快递包裹、食品、药品等更多的动态物联网场景中也将会大量使用。
最近两年,我们看到了很多项目对于标签的定制化要求变高了,比如抗金属、抗液体甚至带传感器的标签逐渐增加,从而衍生出特种标签市场,为特定场景带来简单便捷的物联网解决方案。
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成本更低!RFID无源物联网成本测算
从成本角度来看,UHF RFID 的标签成本可以分为 6 个部分,即芯片、天线、生产设备投入、人工成本、其他的耗材成本以及其他运营成本,每个标签成本占比见下表。
从上表中可以分析,标签的成本优化的路径有:芯片工艺的提升与国产化替代,可以降低芯片的成本;天线工艺的改进以降低天线成本;绑定机与复合机等设备的国产替代化以降低设备投入成本等。
降低成本,固然是整个 RFID 产业所关心的问题之一。但是,在成本不断压低的同时,创新也在这些领域不断出现。芯片随着工艺的演进,正在朝着更小的制程迈进。天线以铝蚀刻天线为主,但近年来也出现了银浆天线、丝网印天线、激光打印天线等一系列新材料与新技术。生产设备上,也出现了一些新玩家的入局,为生产设备带来更多的可能。下面我们聚焦创新,梳理 RFID 无源物联网中的创新性体现。
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国产UHF RFID芯片迎来技术突破
当前RFID技术实现了明显的提升,国内芯片公司技术能力有了长足进步,多数芯片可以转型到超高频RFID芯片,并且灵敏度都能够达到-24dbm。例如平头哥半导体的宇阵611系列的灵敏度达到了-25dbm。除此之外,RFID在各个领域都体现了其创新性。
1.环保概念给 RFID 带来的创新
环保概念在 RFID 领域的深入,引导了工艺、材料等领域的环保。在 RFID 生产过程中,环保被越来越多地被提及,各个标签领域的企业都在从不同角度尝试提供 RFID 环保生产的解决方案。
从工艺方面,有冲切、丝网印刷、激光、3D 打印、柔性打印等多种新型 RFID 标签生产工艺来取代传统的蚀刻工艺,从工艺角度来实现 RFID 生产的环保。
从材料方面,传统的 RFID 天线多使用铝蚀刻天线或铜蚀刻天线,从可降解的角度来看,这两种天线都存在着一定的污染。现在,新兴材料开始逐渐出现。在天线端,涌现出纳米银浆天线以及石墨烯天线。在承印材料端,出现了纸基材料代替传统 PET 塑料基材的产品。
从设施方面,RFID 工厂也在变得越来越环保,许多大型RFID 标签生产商开始在工厂上装载BIPV,来降低生产过程中对电力资源的消耗。
2.“RFID+”概念的创新
在主流的物联网应用中,往往利用 RFID 身份赋予的特性,用 RFID 赋予物品独一无二的“身份”。但是,在许多新兴的应用场景中,RFID 作为一个感知的工具,与其他物联网产品配合使用,可以发挥更大的功能。
举例来说,在冷链系统中,近年来出现许多使用 RFID 的案例。通过 RFID、温度传感器与 WMS 的结合,使冷链产品能够在出入库和移库时实时监控货物的温度变化。通过温度传感器采集数据并写入标签的芯片中,在 RFID 标签接收到读写器信号时,将存储的温度数据上传至云端进行处理,以实现实时预警的功能。
RFID+,也能给企业带来更大的效益。一个普通的 RFID 标签,售价在几毛钱的水平。而工业场景许多 RFID 都有抗金属、传感等其他需求,其 RFID 标签的打包方案能够有效应对特种条件、潮湿、金属、化工腐蚀等情况,而价格可以达到几块钱一个产品,大大提升了 RFID 产品的价值。
3.RFID 应用领域的创新
应用领域的创新,主要集中在强供应链需求的领域,如食品、药品、工业场景标准品等,这些领域都有出现从0到1的 RFID 应用。
食品方面集中在对于食品效期管理以及供应链管理的需求上,属于从条形码升级的管理方式,利用 RFID 的信息存储能力,将有效期、产地等信息实时进行记录,增加食品供应链的安全性和可溯源性。
药品管理属于新兴的 RFID 管理需求,近年来在欧美开始逐渐出现该应用领域的案例。根据透明市场研究 (TMR) 公司报告显示,在 2030 年后,全球医疗领域的射频识别(RFID)市场将增长近 10%,达到超过 25 亿美元。
工业场景的RFID 密集应用主要集中在新能源、汽车配件等近年来快速发展的行业,这些行业由于在近年的高速发展,积累了比较多的资金和订单,于是有能力布局生产数字化。而 RFID 作为资产管理的最优方案,得到宁德时代等一众企业的关注。
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无源物联网发展至3.0时代,5G-A迎来发展潜力
在技术的演进下,无源物联技术经历了点对点近域时代、用户局域网时代、蜂窝网广域时代。从采用传统RFID一体式,只能进行点对点的扫描,再往后发展,RFID采用了基于蓝牙、WiFi、NBIOT、LoRa等局域网协议,实现室内中等距离无源通讯,可以规模盘点。再到蜂窝网广域时代建立基于基站和云平台的万物互联新业态,如PIOT,实现远距离全产品全周期追溯。在不同应用场景,厂商会选择运用不同的技术和方案。也就是说,上述无源物联技术是同时存在的。
作为一个千亿级市场,无源物联网吸引了业内的关注。产业链厂商持续探索RFID技术的迭代,如华为正在尝试推进5G-A技术在无源物联网中的发展。华为无线标准与产业发展高级专家许海平曾表示,RFID大部分的应用场景集中在商超、鞋服等行业中,在RFID可能做的不够好或者做不了的场景,就是5G无源物联网需要去探索的场景。“我们希望这不是跟RFID形成一种竞争关系,而是我们去通过技术的升级去探索一个新的业务场景,去创造另外一个千亿连接的市场空间。”
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RFID在不同场景的高效、低成本应用还需要更多上下游企业的加入来共同探索和产生技术迭代,让无源物联网技术在可靠性&一致性、极限性能、复杂场景识别率等方面进一步加强和优化,最大限度发挥RFID的价值。