智能标签的本质和发展

作者:Chris Hook 来源:本网 2018-12-11
  导读:回顾《标签与标贴》发展史时,时间把我们带到1998年,该杂志发行第4期,德州仪器设备公司TIRIS部门战略经理Chris Hook对智能标签的本质和发展有哪些看法呢?
 
  Chris Hook对“智能标签”的评论:射频识别(RFID)设备旨在用于安全识别和追踪商业领域和国外内市场上畅行的各种商品类目,将物流信息输出到一张常见的轻薄小标签上。
 
  “智能”一词源于半导体行业,标签生产过程中将数据分层嵌入标签承印材料,于是标签就有了新特征,比如非接触、非视距读取及可设计编程、动态数据存储以及与其它类似标签即时有效互通信息的能力。
 
  Chris坦言,随着各种有效的数据载体的应用范围日益广泛和多样化,他本人也成为RFID标签的铁杆粉丝,虽然他也清楚相对于条形码标签,RFID标签在实际应用中尚有不足。本文旨在探索RFID技术如何才能更好地渗入到“又薄又粘”的条形码标签领域。
 
  市场需求
 
  去年我在Cowise会议上曾发表论文,论述了RFID技术在产品认证方面的应用,并引用以下数据例证了全球性的产品盗版问题:
 
  英国政府宣称,由于烟草和酒水方面消费税的偷税漏税,财政部每年损失高达12亿美金;
  1995年,由于售卖盗版音像带、CD光盘等,音乐唱片录制行业损失近22亿美金;
  美国商业软件联盟声称,盗版使美国商界每年的销售损失将近23亿美金,也就是说,他们每分钟要损失掉4,373美金!
 
  此外,由于假货畅销,产品制造商会遭到硬美元损失,而盗版盛行,品牌商也会受到难以估量的损失。如果消费者发现市面上流通假货,品牌商会遭到我们所谓的“隐形”经济损失,即品牌价值被降低。
 
  打击假冒伪劣有利于增加品牌商的硬美元销售收益(扭亏为盈),还可以改善品牌形象、提升股票价值。造假者免费搭乘着正品厂商的便车,而正品厂商却要花费数百万资金在产品设计、开发乃至市场营销上。
 
  举个例子来说明市场对于智能标签或标牌的需求,我一直专注于产品认证和发行方面,其实可以通过使用唯一识别码标签来解决这个问题,或者以防盗标签的形式,或者以嵌入物品构造的形式。智能标签标记的物品可以实现独特的个体追踪,从生产点到销售点全线程跟进。
 
  考虑到生产、配送和销售的日益国际化,人们无需再担心配送路径,产品可以自世界任何地方生产,经由各种渠道配送,从而销售到达全球各个地区。
 
  那么,要想生产出适用于各种产源的识别产品,RFID产品的制造商就要打破产品使用的地理限制和对特定点人口特征的设想框架。
 
  关于引入智能标签产品可能遇到的“障碍”,我做了一些观察和分析:
 
  价格/成本;资产设备、耗材及维护;
  与当前编号系统的兼容性;
  是否能轻松融入当前数据采集系统;
  是否与其它数据采集产品能和平共处,不论是同类(RFID)或异类(条形码);
  全球通用;
  购置方便(易买,非易卖)
 
  与现行UPC(通用产品代码)、EAN(欧洲物品编码)或其它类似的产品识别码要求一致的数据均可存储在RFID标签中,这就满足了其轻松融入数据采集系统的要求。同时,不同应用领域所用的标签类型也需要进行初步划分,这一点可通过使用现有编码即“应用标识符”来实现。
 
  我们进行产业调查特别是那些与产品和物品配送有关的行业时发现,标签印刷企业存在一个通病,即大家都在发行看起来款式花样各不相同的标签,而大部分标签显示的信息采用人机均可读取的模式(一般是条形码或二维码)。
 
  尝试发布新型RFID产品时,如果能够有效利用当前已装机设备为跳板将使企业获益良多。而实现这一目标很难吗?我不这样认为,稍后我们再回到这一命题。
 
  和平共处
 
  “和平共处”是我用来描述一种自动识别技术与其它技术和谐共存、不产生冲突的词汇,特别是不同RFID产品制造商生产的产品与同一数据采集环境“共处”、又不影响不同数据采集系统的性能运行的能力。
 
  RFID产品在物品等级识别方面的标准目前尚未建立,而且由于运输中的产品或物品源头随机、目的地又遍布各地的复杂性,实用标准的建立可能需耗时数年,然后再耗时更多时间推广应用。
 
  然而市场对于性价比高的解决方案的需求是不言而喻的。因此,如果技术进步使性价比高的解决方案成为可行,市场又已经表达出它对新产品的强烈呼吁和意愿,即使行业标准尚未建立,即使众所周知很多情况下国际标准可能是全球市场部署的必要前提。在市场力量的推动下,市面上不可避免地会出现并盛行众多源头各异的标签:我说的“源头各异”,是指RFID标签制造商们采用各种不同的核心电路,而这些电路又采用不同的通讯协议。
 
  产品设计者并非可以天马行空,他的自由度是有限制的,也就是说各个厂商即使并未合作,生产的产品也需具备某些共性,比如设备工作频率,这是最明显的一点。
 
  最糟的情况是,出于合理的技术原因,未合作的厂商选择生产的产品频段很常见但没有信道!在无行业规则限制、行使设计自由权利的情况下,每个产品设计者都可能选择不同但又可行的方案。
 
  最可能出现的情况是,A厂家生产的标签由B厂家制造的读取器解码信号,二者都差不多在相同频率下工作,两个厂家对标签类型都能在公用信道(频率)下作出反应,即使双方任一标签属别均能采集到数据,也有可能产生各种困难。
 
  如果系统设计开发者是A厂家,而B厂家没有任何构想或参与,这种情况就有可能真实地发生,即有可能A或B厂家的读取器无法读取自家的标签,如果这个标签是从其它供应商采购的话。
 
  为某个行业细分设计符合其需求的解决方案时,就必须考虑到其他相关行业。试想一件航空托运行李,用A款射频(RF)行李吊牌标签来识别;而行李内还装有其它带有RFID标签或吊牌的消费品,这些智能标签又由一个或多个未合作厂家制造。那么,行李内吊牌物品的存在就不应该影响到行李吊牌识别系统的运作。也就是说,行李吊牌识别系统必须能够识别出哪个是行李吊牌,哪些是行李内顺带装入的消费品吊牌,分类环境识别是个基本要求,无需参考数据库。
 
  和平共处方案
 
  一家制造商能够宣称其产品设计之初就可与其它产品在同一频段同时运行的关键评判标准是,它的标签只能响应一个特定指令,而非简单的未调制的激励信号。只有这样,A类标签才会只对A类标签提取数据发出的指令作出响应,同样,B类产品只对写给B类标签的指令作出响应。
 
  如果已知某个识别点可能出现多个不同类型的标签,则可以把读取器设计成只采集一类标签的数据,也可以设计成采集当前所有标签的数据。这种产品(有些人称为“多标准读取器”)已被证明可与不同低频(LF)标签匹配使用,即无需都在同一窄频段运作,不像那些新兴的“智能标签”产品,只在13MHz频段上运行。
 
  创新制造工艺
 
  使用射频技术的商业用识别产品大多数是基于半导体技术及元件。或许当你想到识别系统对于“智能”的需求时并不感到惊讶。
 
  随着RFID在大型项目上的应用,越来越多的公司意识到其中的卖点,我们现在每年能生产并销售百万计的标签应答器,规模经济带来的效益帮助我们为客户节省了更多的产品成本,从而又推进了这种产品的更广泛使用。
 
  然而,显然制造工艺以及核心技术,至少就短期内一定程度而言,限制了我们在降低产品成本道路上的步伐,虽然持续盈利的业务仍在促使厂家投资新产品以适应市场需求。一般情况下,射频标签的单位成本是限制其应用范围的关键因素。
 
  随着产品制造工艺的创新,新型高速装配线和机械化投资的加大,以及包装和连接技术的创新,作为智能标签的RFID标签制造成本也可以实现大幅度降低。
 
  目前,硅片集成电路在几何构造上——“几何构造”决定了单个电路元件的最小尺寸——已经向低于100nm的目标奔进。这就是说,数据密度不断加大,这一点在我们考虑数据承载元件的物理尺寸时非常重要。
 
  芯片尺寸减小,而更小体积内能够传递更多信息已成为现实。但是,在评估芯片的物理兼容性时,要仔细考虑应用环境及其所需的标签或标牌耐久度。大芯片或许可以承载全部所需信息,但大芯片是否能够抵挡住苛刻的环境考验呢?试想一下只有一页封面纸的最低防护下它的承受力。同时,先进的半导体科技也存在着价格溢价。
 
  回过来再想想航空业对标签的需求——要能够从吊牌行李上获取信息,不仅显示有多个识别符,而且行李在分类系统传送带匀速运动中要获取到起点、行进路线以及安全检查状态等信息,还无需参考数据库。另外,数据承载原件还要能够存储动态变动的数据。这些是如今的条形码标签所做不到的。
 
  智能标签交付
 
  既然智能标签可以与条形码标签共线生产;标签的基本需求就是人类可读取信息可视化,这在不久的将来完全不是问题;且基本上所有工厂都安装有一些基础的打印机,那么在未来我们可以使用升级后的热敏打印机生产智能标签这个设想就是可行的。
 
  条形码编码信息为何不能写入随需打印设备内安装的射频读写模块目前尚未得知。但就这点来说,智能标签的优势是显而易见的:不增加打印机占用空间;系统软件仅做有限变动;操作连贯;打印机维护减少;无需操作员培训;自动验证编码。
 
  最后一点我需要阐释一下。智能标签的现场编程功能,意味着打印机可以执行写后读出验证,作为标签编码和发行进程之一。这个就解决了随需打印设备附带的一大难题:即缺乏适当维护造成的打印质量不稳定,而标签发行端口日常使用时通常没有在线检测环节。
 
  热敏打印机用来打印智能标签的操作也是如此,所以标签需要能够完全承受其应用环境。传统操作是,RFID标签被装入塑料模具或玻璃套筒内然后交付到应用环境,以保护标签内的电子元件。考虑到智能标签的概念,这种操作就不可行了,因为用来发行智能标签的打印设备在设计之初就摒弃了这种做法。
 
  这样,为了在拟定交付策略上取得成功,新式电子元件就必须设计成微型包装(仅薄薄一层塑料和/或纸层),它可以送入随需打印设备的常规纸张路径:耐弯曲、耐热、耐压。标签打印好并交付使用时,智能数据载体应该能够提供最佳的耐久性。
 
  最后,RFID产品制造商如何将智能标签推介给该类(又薄又粘)消费品的终端客户,大家要好好想想标签厂商的市场角色了。
 
  为何要改变呢?这些公司提供的是预定义格式或预印制标签这种有价值服务,我相信他们在智能标签市场肯定能够站稳先机并成功立足。
 
  结论
 
  本文讨论的命题是RFID标签这种新型“智能标签”可以生成并交付到需要逐个识别物品级的环境中使用,且标签编码印制和交付可以用升级后的随需打印热敏打印机完成。
 
  一些全球领先的印刷设备制造商和标签生产商已经精诚合作验证了这一命题。
 
  但标签必须与当前产品以及物品编号方案兼容。在数据层方面,也可以使用能够在发行端口进行编程、与条形码编码数据兼容、或者符合人类可读取打印格式的智能标签来实现。
 
  我相信,不同种属类型但又很相似的标签之间和平共处是可能且可行的,只要RFID标签制造商们开明进取,充分认识到前述提及的问题,并已在各方面准备好了设计智能标签产品,那么你的产品就能与其它供应商的类似产品“共存”。
 
  现在,人们已经可以用普通标签打印机打印智能标签,就像今天人们打印并粘贴一张条形码标签一样轻松简单。相信我们即将见证RFID产品新时代的到来,它将势如破竹般杀入“又薄又粘”的条形码市场,向人们展示射频识别技术的优越性。
 
  本评论文章首次发表于1988年第4期《标签与标贴》杂志。
  本次转载直接采用当时发表的原稿。

总编寄语

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