机械-智能标签技术进展及对包装的影响

最近几年来,物品的自动辨认技术在包括包装技术领域内的许多服务领域、生产领域、流通领域等得到了快速的普及和推行。其中非接触的射频辨认技术,即智能标签技术将逐步取代条形码,成为未来自动辨认技术的主导。 1 　自动辨认技术简介 自动辨认技术在最近几年来已逐步发展成为1个独立的跨学科的专业领域。这个领域与任何学科都不相同,它将不同的专业领域的技术综合到1起,如电信、制造技术、密码学、半导体技术、电磁技术、高频技术等许多专业的利用领域。从方法上分,自动辨认技术大致可分为条形码辨认、光学辨认、IC卡辨认、生物辨认和射频辨认等5 种方法。表1 是几种方法的比较[ 1 ] 。目前看来,射频辨认即智能标签技术在各个领域特别是在包装技术利用上前景广阔。 2 　智能标签技术在国内外的发展概况 智能标签(smart tag) 技术,又称射频辨认(RFID) 技术,射频辨认技术在国外发展得很快,RFID 产品种类很多,象德州精仪Texas Instruments、摩托罗拉Motoro1a、菲利浦Phllips、日立Hitachi、微软MicroSoft 等等世界著名厂家都生产Smart Tag产品,并且它们的产品各有特点,自成系列。射频辨认技术被广泛利用于工业自动化、商业自动化、物流控制管理等众多领域:汽车、火车等交通监控;高速公路自动收费系统;停车场管理系统;物品管理;流水线生产自动化;安全出入检查;车辆防盗等等,RFID 的利用几近覆盖所有领域。如澳大利亚将它的RFID 产品用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用。欧共体宣布1997 年开始生产的新车型必须具有基于RFID 技术的防盗系统,瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车上安装RFID 自动辨认系统,调度员可以实时的掌握火车运行情况,不但利于管理,还大大减小产生事故可能性。1996 年1 月,韩国在汉城的600 辆公共汽车上,安装RFID 系统用于电子月票,还计划将这套系统推行到铁路和其它城市,德国汉莎航空公司试用非接触的射频卡作为飞机票,改变了传统的机票购销方式,简化了机场入关的手续,德国BMW 公司将射频辨认系统Smart Tag ,利用在汽车生产流水线的生产进程控制中,Motoro1a 公司在超净车间里利用RFID 系统来控制流水线的零件流向等。日本经济产业省于2004 年1 月,在服装和图书等4 种行业展开RFID 标签实用性检测实验,以找出亟待解决的问题。同时还将于2004 年4 月开始实行旨在将RFID 标签单价降落到5 日元以下的”反响工程”。 据相干权威数据显示,射频辨认产品在全球的销量,1993 年为990 万套,1994 年猛增到2030 万套,1997 年有关产品的销量为9810 万套,而在全球范围内射频产品的销售额,1989 年为0. 81 亿美元,1992 年为1. 41 亿美元、1997 年为4.33 亿美元,1999 年则为6. 85 亿美元,其中在1992～1999 年间,射颇辨认产品在全球销售额的年平均增长率达25. 3 %。因此可知,射频辨认技术具有广阔的市场前景 。 我国政府在1993 年制定的金卡工程实行计划及全国范围的金融卡网络系统的10 年计划,是1个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程。由此各种自动辨认技术的发展及利用10分迅猛。现在,射频辨认技术作为1种新兴的自动辨认技术镇内修路可以强拆吗,也将在中国很快地普及,可以说、我国射频辨认产品的市场是10分巨大的,利用射频辨认技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向,人工收费包括IC 卡的停车收费方式也终将被淘汰。随着经济交换、旅游的发展、我国的高速公路发展势头10分强劲,对自动收费系统的需求会日益增长,我国的国土面积大、公路多、车辆多,预计在未来10 年内将有数10 亿元的需求。 国内已有几家公司在引进国外的先进技术,开发自己的射频辨认系统。现在,在个别高速公路上,已利用了非接触射频卡自动收费,上海的公共汽车使用了电子月票、北京的机场高速公路上、深圳的皇岗口岸也使用了射频辨认系统等等。在这里仅仅罗列了RFID 技术利用的1部分,但都是可行的且10分高效。可以绝不夸大的预测,任何1种利用如果成为现实, 都将会孕育1个庞大的市场。基于RFID 的智能标签将是未来1个新的经济增长点。 3 　智能标签标准问题和价格 目前,智能标签还没有统1的国际标准和国家标准,而且智能标签的价格较高(2 元人民币左右) 。关键是智能标签国际标准将降落价格。为了实现这1目标,日本将于2004 年度开始实行”反响工程”。 日本反响工程的目的之1,就在于将智能标签的单价降落到5 日元以下。将召集约100 家相干企业组成同盟,开发可生产低本钱IC 芯片和天线的技术。将在反响工程中制定智能标签的日本统1规格方案。为了制定规格方案,已召集了日本国内数10名顶级技术人员。关于制定智能标签的规格方案,准备在无线频率中采取UHF 频带。目前,智能标签可使用的频带包括135kHz 频带、13. 56MHz 频带和2. 45GHz 频带3 种。在此基础上准备在2004 年下半年将UHF 频带(950MHz 前后) 分配给智能标签。UHF 频带与其他频率相比通讯距离更长。它的另外1特点是即便对象商品在金属等障碍物的另外1侧,仍有1定的电波可以绕过去。适合于仓库等商品管理,而且还很容易用于国际性物流领域。 智能标签标准规格大体分2 种。1是商品代码,再就是读/ 写器和电子智能标签间的无线接口。其中,商品代码方面问题不大。美国EPCglobal (前身是美国自动ID 中心) 制定的EPC(电子产品代码) 有可能成为业界标准。问题在于无线接口。 无线接口的标准制定工作目前主要由2 个团体负责。分别是美国EPCglobal 和ISO。在UHF 频带方面,2 个团体目前正在分别推动两种规格的标准制定,全部4 种规格均互不兼容。这样下去,恐怕就会出现多种规格并存的情况。 在供应链管理和可跟踪系统等用途方面,不管如何要避免多种规格并存。智能标签只有跨国界、业界和企业投入使用,才能发挥真实的威力。如果多种规格并存,企业用户就必须准备多种读、写器。这样在本钱上就不经济了。 现有的标准化团体之所以没有统1规格,主要缘由是已开始提供UHF 频带产品的国外企业均开始转而采取新规格。从这1角度看,还没有推生产品的我国和日本等亚洲国家的企业更容易于统1规格。日本准备在反响工程中制定日本统1的规格,并且准备说服EPCglobal 和ISO 2 个团体将其采取为统1规格。 日本在旋转寿司的自动结算、宅配送的分检等系统内部智能标签的利用方面早已领先其它国家。也就是说,日本国内厂商具有提供智能标签解决方案的经验和技术。利用UHF 频带新的统1规格,日本厂商1定能够提高国际竞争力。 作为智能标签,如果不投入实际利用,很多问题就不可能及时发现。正是从这1角度动身没有房产证拆迁的时候怎么办,日本准备在家电、服装、图书和食品流通等4 种行业进行实证实验。目的是在各自的导入现场找出技术和利用方面的课题。 在4 种行业的所有实证实验中,均计划使用13. 56GHz 频带和UHF 频带2 种电子标签。UHF 频带虽然具有通讯距离长的特点,但有可能在商店的结算处理等进程中产生始料不及的情况。也就是说有可能读取到旁边收款台上的商品。在类似用途方面,将探讨是否是还有必要使用13. 56MHz 频带。我国的复旦大学等科研机构和开发公司,配合中国物品编码中心,正在准备我国的标准草案,我国的智能标签预计最早在今年年底构成讨论稿。 4 　智能标签技术对包装技术的影响 基于射频辨认的智能标签技术在中国处于1个刚刚起步的阶段,但是它的发展潜力巨大,而且它将首先利用于包装技术领域,并将改变传统的利用条形码的包装技术。在信息社会,对各种信息的取得及处理要求快速、准确,在不久的将来智能标签技术将使包装技术信息化、管理高效化。 1) 　将改变传统的条码制标机和贴标机和读写设备。将上述传统条码设备改变成智能标签的制作、粘贴和读写设备。 2) 　提高对包装成品管理的效率。由于射频辨认可远距离和几近实时的对包装成品的监控,使包装产品管理的效率提高。 3) 　使包装的概念得到延伸,即包装除需要对产品进行保护、方便运输、美观等作用外,还需要在帖智能标签前制作产品1般信息和销售时所需要的多媒体信息。 5 　结　语 智能标签技术是1个利用市场广阔的新技术。美国、日本、欧洲在该领域研发力度大,实践的历史长。相比之下,我国对基于RFID 的智能标签利用的管理和标准化的工作就需要迎头遇上,否则众多厂家各行其事,统1管理将会很困难。现在RFID 的国际标准还没有完成、唯11些行业标准。我国应当加大在该领域的研发投入,尽早制定可行的国家标准。包装行业应积极参与标准的制定与试用,积极准备,为包装技术与国际接轨,确保我国的制造业优势。 作者:郑大宇 ,史建国 转载自：包装工程