電子標(biāo)簽及其應(yīng)用

        什么是電子標(biāo)簽？

        電子標(biāo)簽(又稱應(yīng)答器)是時(shí)下最為先進(jìn)的非接觸感應(yīng)技術(shù),它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。自從1998年,美國(guó)德州儀器( TI)和荷蘭飛利浦公司（Philip s)宣布開發(fā)出了一種廉價(jià)的非接觸感應(yīng)芯片,到了2000年,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已把這種非接觸感應(yīng)芯片寫入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO15693。

　　目前,全球的許多公司都在進(jìn)行射頻識(shí)別(Radio Frequen2cy Identification, RF ID)技術(shù)研究,并且將RF ID芯片即電子標(biāo)簽嵌入其生產(chǎn)的產(chǎn)品中,用于商品的實(shí)時(shí)跟蹤、促銷及防偽。

　　Intellident公司是一家專門從事運(yùn)用條碼和智能標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)追蹤的系統(tǒng)整合廠商, 2004年上半年,亞特蘭大的GeorgiaPa2cific公司就聯(lián)合其一起試驗(yàn),將RFID電子標(biāo)簽嵌入其生產(chǎn)的瓦楞紙箱中。

　　芬蘭的一家公司也已經(jīng)開發(fā)了一種粘在紙包裝上帶有天線的RFID電子標(biāo)簽。將RFID 技術(shù)運(yùn)用到物流管理、更能保證供應(yīng)鏈管理的緊密聯(lián)合,從而提高生產(chǎn)效率、獲得極大盈利。

　　1　工作原理

　　電子標(biāo)簽是數(shù)據(jù)信息的載體,通常由耦合元件(線圈、微波天線) 和用  
于存儲(chǔ)有關(guān)應(yīng)用標(biāo)識(shí)信息的存儲(chǔ)器及微電子芯片組成。信息存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)信息要通過閱讀器獲得,一臺(tái)典型的讀寫器包括高頻模塊(發(fā)送器和接收器) 、控制單元和耦合元件(天線) 。電子標(biāo)簽根據(jù)其上有無(wú)電源可以分為有源電子標(biāo)簽和無(wú)源電子標(biāo)簽,根據(jù)內(nèi)部使用存儲(chǔ)器類型的不同可分成只讀標(biāo)簽和可讀寫標(biāo)簽。通常,電子標(biāo)簽沒有自己的供電電源,當(dāng)其進(jìn)入閱讀器的工作區(qū)域,天線接受到閱讀器發(fā)出的特定的電磁波,標(biāo)簽上的線圈就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,在經(jīng)過整流并給電容充電。電容電壓經(jīng)過穩(wěn)壓后作為工作電壓,此時(shí)閱讀器或標(biāo)簽上的芯片完成數(shù)據(jù)修改、存儲(chǔ)功能。無(wú)源式電子標(biāo)簽的好處就是它具有永久的使用期。

　　電子標(biāo)簽是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù),與同是快速準(zhǔn)確地確認(rèn)追蹤目標(biāo)物體的條形碼相比,電子標(biāo)簽的優(yōu)點(diǎn)如下:

　　1) 可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)(無(wú)可見性要求) ;

　　2) 防水、防磁、耐高溫,可以在低劣的作業(yè)環(huán)境下工作,使用壽命較長(zhǎng);

　　3) 可以嵌入或附在不同類型的產(chǎn)品上;

　　4) 讀取距離范圍有所提高,無(wú)須直線對(duì)準(zhǔn)掃描, ;

　　5) 寫入數(shù)據(jù)的時(shí)間少,存儲(chǔ)信息量大;

　　6) 同時(shí)可以讀取多張卡,并且可以讀取運(yùn)動(dòng)中標(biāo)簽上的信息;

　　7) 超薄和多種大小不一的外型,使其能封裝在紙張、塑膠制品( PVC、PET) ,可應(yīng)用于不同場(chǎng)合,也可再層壓制卡。RF ID的倡導(dǎo)者認(rèn)為,該技術(shù)正與電子供應(yīng)鏈緊密聯(lián)系在一起,有望在未來幾年取代條形碼掃描技術(shù)。

　　2　電子標(biāo)簽的獲得

　　印刷業(yè)在電子標(biāo)簽的制作中扮演著重要角色,用導(dǎo)電油墨印刷電子標(biāo)簽中的天線,可以大大降低RF ID電子標(biāo)簽的制作成本。電子標(biāo)簽生產(chǎn)的初期,將主要采用網(wǎng)版印刷的方法,但最終應(yīng)該采用大量生產(chǎn)的方法,如柔版印刷和凹版印刷。制造天線線圈時(shí)采用的絲網(wǎng)印刷工藝介紹如下。利用此方法可將任意形狀的線圈直接印刷到一張嵌入薄膜上。使用的“印刷顏色”是所謂的聚合厚膜( polymer thick film - PTF) 。它由導(dǎo)電材料(如銀、銅、石墨)的粉末,液體溶劑( solvent)和作為加固劑的人造樹脂組成。干燥后嵌入薄膜上形成了一個(gè)經(jīng)印刷成行的導(dǎo)電膠片。膠片的導(dǎo)電率會(huì)經(jīng)過層壓之后降低,因?yàn)榧訜岷图訅盒?yīng)會(huì)使混合粉末各顆粒之間的接觸點(diǎn)增大。將印刷線圈與一個(gè)芯片或是一個(gè)模塊連接起來,通常使用的焊接工藝對(duì)于聚合厚膜是無(wú)效的,有個(gè)方法就是采用Flip - Chip 工藝,即將未加外殼的芯片的壓焊點(diǎn)向下直接放置到線圈的連接位置上,通過導(dǎo)電粘合劑連接起來。目前,印刷廠和電子油墨制造者能生產(chǎn)出微處理能力接近100bit的電子標(biāo)簽,足以能夠提供類似條形碼所提供的信息,如制造商,產(chǎn)品系列號(hào)和批號(hào)等。

　　采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)獲得電子標(biāo)簽中的天線,能夠大規(guī)模的進(jìn)行生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率。然而,由于電子標(biāo)簽制作工藝與傳統(tǒng)的標(biāo)簽印刷不同,對(duì)于印刷企業(yè)而言,需要較大的設(shè)備投資、人力投資、員工培訓(xùn)以及購(gòu)買相應(yīng)的配套軟件、開發(fā)工具、質(zhì)量控制工具等等,因此,準(zhǔn)入門檻較高,是一次挑戰(zhàn)。盡管如此,RF ID電子標(biāo)簽印刷企業(yè)還是在不斷進(jìn)行工藝的改進(jìn)與創(chuàng)新,盡量降低印刷環(huán)節(jié)的成本,為RF ID 電子標(biāo)簽的應(yīng)用鋪平道路。

3　電子標(biāo)簽在集裝箱循環(huán)使用中的應(yīng)用

　　近幾年,電子標(biāo)簽才在一些實(shí)際中應(yīng)用,如流程工業(yè)物流管理、航空包裹管理、碼頭貨柜集裝箱管理等。目前,集裝箱的來源除了實(shí)際承運(yùn)人的箱子、無(wú)船承運(yùn)人的一部分箱子及貨主自備箱子外,其余為集裝箱出租公司的箱子。實(shí)際承運(yùn)人可以是船公司,火車、汽車,飛機(jī)的所有人,他們控制這些運(yùn)輸工具。無(wú)船承運(yùn)人是在集裝箱運(yùn)輸中,經(jīng)營(yíng)集裝箱貨運(yùn)的攬貨、裝箱、拆箱、內(nèi)陸運(yùn)輸及經(jīng)營(yíng)中轉(zhuǎn)戰(zhàn)或內(nèi)陸戰(zhàn)業(yè)務(wù),但不經(jīng)營(yíng)船舶。我國(guó)航運(yùn)市場(chǎng)上船公司對(duì)集裝箱的經(jīng)營(yíng)管理主要有以下3種方式: 


　　1) 國(guó)內(nèi)實(shí)力比較強(qiáng)的大的船公司通常在公司內(nèi)部設(shè)立箱管部門,專門負(fù)責(zé)集裝箱的回收和管理。對(duì)于集裝箱的回收和管理的相關(guān)業(yè)務(wù),船公司的箱管部門都是以船公司的名義對(duì)外建立相應(yīng)的法律關(guān)系,以船公司自己的名義簽署集裝箱設(shè)備交接清單、收取壓箱費(fèi)等。

　　2) 國(guó)外實(shí)力比較強(qiáng)的大的船公司,通常在中國(guó)內(nèi)地的主要港口設(shè)立航運(yùn)分公司,在航運(yùn)分公司內(nèi)部設(shè)立箱管部門,專門負(fù)責(zé)集裝箱的回收和管理。對(duì)于集裝箱的回收和管理的相關(guān)業(yè)務(wù),航運(yùn)分公司的箱管部門都是以航運(yùn)分公司的名義對(duì)外建立相應(yīng)的法律關(guān)系,以航運(yùn)分公司的名義簽署集裝箱設(shè)備交接清單、收取壓箱費(fèi)等。航運(yùn)分公司實(shí)際充當(dāng)了國(guó)外船公司在中國(guó)境內(nèi)的集裝箱的經(jīng)營(yíng)人和管理人的角色。

　　3) 國(guó)內(nèi)一些實(shí)力較小的船公司或國(guó)外一些實(shí)力較小的沒有在中國(guó)境內(nèi)設(shè)立航運(yùn)分公司的船公司,通常與國(guó)內(nèi)船務(wù)或船舶代理公司簽署箱管協(xié)議,委托國(guó)內(nèi)船務(wù)或船舶代理公司等單位負(fù)責(zé)在中國(guó)境內(nèi)的集  
裝箱的回收和管理。對(duì)于集裝箱的回收和管理的相關(guān)業(yè)務(wù),國(guó)內(nèi)船務(wù)或船舶代理公司的箱管部門都是以國(guó)內(nèi)船務(wù)或船舶代理公司的名義對(duì)外建立相應(yīng)的法律關(guān)系,以國(guó)內(nèi)船務(wù)或船舶代理公司的名義簽署集裝箱設(shè)備交接清單,收取壓箱費(fèi)等。國(guó)內(nèi)船務(wù)或船舶代理公司實(shí)際上也充當(dāng)了這些船公司在中國(guó)境內(nèi)的集裝箱的經(jīng)營(yíng)人和管理人的角色。

　　如果按照理論上的集裝箱交接方式,每個(gè)流通負(fù)責(zé)部分都遵守原有的規(guī)則,那么集裝箱能夠得到及時(shí)回收,但是實(shí)際上并非如我們所愿,集裝箱回收不及時(shí)、造成集裝箱損壞的情況是存在的。比方說,如果貨物交接方式為CY - CY,即從承運(yùn)人在裝貨港的集裝箱堆場(chǎng)至承運(yùn)人在卸貨港的集裝箱堆場(chǎng)。如果嚴(yán)格按此規(guī)定執(zhí)行,那么承運(yùn)人應(yīng)該在卸貨港的集裝箱堆場(chǎng)將集裝箱拆箱,將所運(yùn)的貨物從集裝箱中掏出,然后將貨物交給收貨人或其委托的代理人。

　　但實(shí)際上,由于承運(yùn)人的集裝箱堆場(chǎng)與收貨人倉(cāng)庫(kù)往往有一段很長(zhǎng)的距離,如果完全機(jī)械地按前述操作方法去做,必然給收貨人增加很多不方便。按照海運(yùn)習(xí)慣做法,承運(yùn)人或其委托的集裝箱的經(jīng)營(yíng)人或管理人,通常將裝滿貨物的完整的集裝箱交給收貨人或其委托的代理人,并且承運(yùn)人或其委托的集裝箱的經(jīng)營(yíng)人或管理人還給收貨人或其委托的代理人幾天的集裝箱的免費(fèi)使用期。由收貨人或其委托的代理人再將貨物運(yùn)到收貨人的倉(cāng)庫(kù),但承運(yùn)人或其委托的集裝箱的經(jīng)營(yíng)人或管理人為了確保集裝箱按期返回,前提是提箱人必須交付壓箱費(fèi),并簽發(fā)集裝箱設(shè)備交接清單,明確免費(fèi)使用期限和還箱地點(diǎn)。有時(shí)提貨人沒有準(zhǔn)時(shí)將集裝箱歸還到指定的場(chǎng)所,這就造成了許多的不便。

　　在集裝箱上使用電子標(biāo)簽即以電子標(biāo)簽系統(tǒng)作為集裝箱信息電子化的重要載體,將集裝箱箱號(hào)、生產(chǎn)廠家、擁有人等詳細(xì)信息輸入電子標(biāo)簽,當(dāng)貼有標(biāo)簽的貨箱經(jīng)過閱讀器時(shí),標(biāo)簽便將產(chǎn)品數(shù)據(jù)傳遞給閱讀器,閱讀器再將數(shù)據(jù)下載到中央處理器,生成集裝箱管理數(shù)據(jù)庫(kù)。這樣,集裝箱從出廠到最后卸貨其中的所有過程都可以被清楚地了解和把握,從而使集裝箱循環(huán)更加流暢,能夠幫助集裝箱回收部門及時(shí)了解集裝箱的動(dòng)態(tài),及時(shí)與貨主或代理人或租賃人保持聯(lián)系,聯(lián)系的方式可以是傳真或者網(wǎng)絡(luò),避免由于長(zhǎng)時(shí)間處于無(wú)人看管狀態(tài)而被荒廢,有效地提高了集裝箱的利用率。如果好幾個(gè)集裝箱的標(biāo)簽發(fā)出的頻率和目標(biāo)物體的頻率相同,可能會(huì)有沖突,所以又有了防沖突技術(shù)。因而要想準(zhǔn)確及時(shí)獲得集裝箱的有關(guān)信息,還需要其他一些基礎(chǔ)技術(shù)包括數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、電子數(shù)據(jù)交換( EDI)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

　　4　展望

　　目前我國(guó)的射頻識(shí)別技術(shù)還處于一個(gè)起步階段,在低頻和中頻產(chǎn)品應(yīng)用上已有一定基礎(chǔ),但在高頻領(lǐng)域基本沒有大規(guī)模成熟的應(yīng)用案例;而且,電子標(biāo)簽的使用,是與計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)、物流管理水平密切相關(guān)的。進(jìn)入20世紀(jì)80年代,傳統(tǒng)物流已向傳統(tǒng)物流轉(zhuǎn)變,現(xiàn)代物流包括信息業(yè)、配送業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、多式聯(lián)運(yùn)業(yè)和商品交易業(yè)。

　　當(dāng)前中國(guó)的物流管理中不同環(huán)節(jié)存在連接不良等現(xiàn)象,電子標(biāo)簽的廣泛使用要考慮到這些因素。除此之外,電子標(biāo)簽國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定,將最終影響著在全球銷售的我國(guó)產(chǎn)品在生產(chǎn)、物流配送、倉(cāng)儲(chǔ)、零售、消費(fèi)者、廢置整個(gè)生命周期內(nèi)的活動(dòng)。所以我國(guó)要在提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)能力的同時(shí),制定電子標(biāo)簽國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),保證各廠家開發(fā)的電子標(biāo)簽產(chǎn)品在容量、信息格式等方面一致性。中國(guó)無(wú)疑很快成為世界上電子標(biāo)簽的最大消費(fèi)市場(chǎng),而且電子標(biāo)簽有極大的發(fā)展?jié)摿?。電子?biāo)簽必將廣泛應(yīng)用于商業(yè)、銀行、公共安全、航空、軍事等領(lǐng)域,并且范圍不斷擴(kuò)大,逐漸滲透到老百姓的個(gè)人生活中。