机械网闻--RFID：网印业者的新机遇

　前 言 无线射频标识RFID，是最近几年来电子信息技术在利用方面的重要成果之1，特别是近两年国际标签展会上的不断出现，更引发了国内有关行业和企业的重视。它的发展和利用对网印界来说也是1个新的发展机遇。最近，科技部等105部委联合发表了“中国射频标识(RFID)技术政策白皮书”，更加我国无线射频标识RFID技术与产业在未来几年的发展，提出了系统性指南。 1RFID简介 RFID是英文Radio Frequency Identification的缩写，中文称为无线射频标识感应卡电子标签射频标签等，是非接触式自动辨认技术的1种。其特点以下： 1.数据的读写功能。RFID标签通过读取器，不需要直接接触，就能够读取信息，并传送到数据库。它1次可以读取多个标签，还可将物流状态写入标签，供下1段物流处理的读取判断之用。 2.小型化和多样化。RFID在读取上不受尺寸大小和形状的限制，不需要为了读取精确度而配合特定的纸张固定的尺寸及印刷品质。另外，RFID标签更可以向小型化多样型发展，以满足不同类型产品的要求。 3.耐环境性好。纸张等标签沾上脏污，就会看不清楚，丢失信息，但RFID标签对水油和有机溶剂及其它脏污物却有很好的忍耐性和抗御能力，它在黑暗中和被污染的环境下，也能够读取数据。 4.可重复使用。由于RFID为电子数据，可以反复被读出写入，因此可以回收标签，重复使用。如果是被动式标签，不用电池即可使用，还省却了保护保养的麻烦。 5.有穿透性。RFID标签若被纸张布料木材塑料等非金属不透明物质遮挡包覆，信息可照样传输，不受影响。 6.数据的记忆容量大企业拆迁评估意味着什么。随着社会不断发展，未来物品所需要携带的信息量也越来越大，这是传统标签所没法胜任的，这类携带大容量信息的任务，只有RFID标签能够胜任。 2基本原理 　最简单的RFID系统是由标签(Tag)读取器(Reader，也称为阅读器)和天线(Antenna)3部分组成。工作时，读取器通过天线发射无线电信号给标签，而标签通过自己的专用天线接收此信号，利用从信号中得到的能量，来激活启动芯片工作。芯片启动后即可进行读出写入的数据操作。读取器可把通过天线得到的标签芯片中的数据，经过译码，送往主计算机。RFID系统工作的基本原理如图1所示。 　天线是标签与读取器收发信机之间的联接“管道”，通过天线来控制系统信号的获得与交换。根据不同的使用途合，天线被做成多种多样。读取器可以是手持式的，也能够是固定式的，它发出的无线电波，根据其功率和选用频率不同，在几厘米到几百米乃至更远的范围内均有效。 　R F I D 标签的核心部分是发射机的应对器(Transponder)，它能够接收并发送信号，1般被做成低功率的集成电路，与外部的电磁波或电磁感应相互作用，产生RFID标签工作时所需要的能量并进行数据传输。 　发射机的应对器包括只读存储器(ROM)随机存储器(RAM)和用于数据存储的非易失性可编程序存储器(Non-Volatile ProgrammableMemory)。其中，非易失性可编程序存储器的数据存储取决于装置的类型与复杂性；只读存储器用于寄存安全数据与非易失性可编程序存储器的操作系统指令；随机存储器则用于存储非易失性可编程序存储器的质询与响应进程中的暂时数据。 3分类 RFID标签分类的方法很多，举例以下：按结构分，有主动型半主动型被动型。被动型结构最简单，由天线和芯片组成，其工作能量来自天线接收到的读取器发出的电磁波信号，因此本钱也最低。主动型和半主动型标签则需要电源来获得更高的工作频率，或用以记录传感器数据的能量，这类标签功能强大，结构复杂，本钱较高。 按供电方式分，有有源卡和无源卡。有源卡是指卡内有电池提供电源，其作用距离较远，但寿命有限，体积较大，本钱也较高，且不适合在卑鄙环境下工作。无源卡内无电池，它是依托波束供电技术将接收到的射频能量转化为直流电源，为卡内电路供电，其作用距离比有源卡短，但寿命长，且对工作环境要求不高。 按载波频率分，有低频射频卡中频射频卡高频射频卡。低频射频卡的频率有125kHz和134.2kHz两种，用于短距离低本钱场合，如门禁控制动物监管货物跟踪等。中频射频卡的频率为13.56mHz，也用于门禁控制和需要传送大量数据的利用系统。高频射频卡的频率有433 mHz915 mHz2.45GHz5.8GHz等，主要用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，其天线波束方向较窄且价格较高，主要利用于火车监控高速公路收费等系统中。按作用距离分，有密耦合卡(作用距离小于1cm)近耦合卡(作用距离小于15cm)疏耦合卡(作用距离约为1m)远距离卡(作用距离为1~10m，乃至更远)。 按功能来分，有只读式和读写式，只读式标签中的数据信息不能改变，但通常可以多次读取；而读写式标签允许用户根据需要更改已写入的数据信息。 4与条形码的辨别 1般说来，RFID 标签与条形码2者有类似的地方，其目的都是要快速准确地确认目标物体，主要辨别是有无写入信息和更新内存的能力。条形码的内存不能更改，RFID标签则可以写入信息和更新内存，同时，其标签信息是由无线电波传输，不但能作用于视野之内执法部门有权强拆吗，只要在接受器的作用范围内，看不见的目标也能被读取；而条形码必须在视野之内才有作用。另外条形码还有其它1些缺点，如标签被划破污染，扫描仪就没法辨认目标，而且它只能辨认生产者和产品，不能辨认具体的商品，贴在所有同1种产品包装上的条形码都1样，没法辨认哪些产品先过期。目前，在本钱方面，由于组成元素不同，RFID标签比条形码本钱高。条形码的本钱就是油墨纸张人工；RFID标签根据类型不同价格差别也很大，从几美元到几美分。即使最简单且无内置芯片的标签，即使对数据信息要求不高，也具有条形码所不具有的防伪功能。5天线制作 　无线制作对网印标牌业者来说是最有吸引力的，由于它是我们扩大业务领域的又1片广阔天地。无线电波的接收发射，都少不了天线，就如煤气自来水输送离不开管道1样，无线电离不开天线。我们这里所说的天线制作，是指RFID标签中的天线。这类天线，根据标签的作用和设计者不同的意图，有多种多样，下面展现几个例子，如图2所示。 　制作这类天线可以有多种方法，如真空镀削括法冲裁法网印银浆蚀刻覆铜柔性板等等。最方便可靠的办法是后者，用制作柔性印制电路板的成熟工艺。沃尔玛公司已在全球沃尔玛超市中全部采取RFID标签，超市中几元乃至更便宜的商品，能用柔性电路板样的标签吗?问题是如何制造出质量符合要求，价格低廉，且具大批量生产能力的RFID标签天线。之前电子元件行业都有这样1个概念：产量过不了“亿”，就没法盈利。1样，天线也属电子元件，没有量的观念是不行的。　 有人认为用导电油墨印制RFID标签是最好途径，这类导电油墨由导电粒子或其它特殊材料(如导电聚合物等)组成，印刷到承印物上后，可起到导线天线和电阻的作用。这类油墨印刷在柔性或硬质承印物上，可制成印制电路，用导电油墨印刷天线，可接收RFID专用无线电信号。如今，在高速印刷中使用导电油墨来制作RFID标签天线，优势突出：1.导电效果出色　 众所周知，智能标签是那些比传统数据标签有更强大功能的新型标签，包括RFID标签显性/隐性防伪标签及具有唆使产品状态的传感器标签。在RFID标签中，导电油墨可用于连接标签的各组成部分，充当导线传感器和天线的作用。2.降落本钱 　在RFID标签的推行利用中，最大的问题就是本钱。对1些高级商品，1美元以内的价格，还能够被厂商和消费者接受，由于对他们而言，RFID标签是1种出色的跟踪装置，它所带来的方便与效益更划算。但是，对中低档的平常消费品，RFID标签的价格就不容易被接受了，谁也不愿意为了使用RFID标签，而让1支普通牙膏再加价0.5美元。导电油墨从两方面节俭了RFID标签的本钱，首先，从材料本钱上，油墨要比冲压或蚀刻金属线圈的价格低；其次，从材料耗用量上说，冲压或蚀刻要消耗大量金属，而导电油墨印刷天线或电路速度快材料省本钱低效率高。 　过去，导电油墨只用丝网印刷，如今已扩大到胶印柔性版印刷和凹印。美国富林特公司就针对RFID标签，组建了名为Precisia LLC的新部门，专门开发导电油墨，其目的是制造低本钱的RFID标签，从而推动RFID技术的利用。它还与R.T.Circuits公司签署了独家授权，允许其在胶印中使用导电油墨。这是1项技术进步，促进了RFID标签的生产和使用，特别是大型零售商，他们可以要求供货商提供贴有RFID标签的商品。6利用实例　 RFID标签作为1种智能标签，正在被越来越多的使用者和标签制造者所重视，但这类标签又不同于其它标签产品，可以完全由印刷来完成。若要利用印刷技术完成RFID标签的加工，只能求助于新型的导电油墨。在实践中，不论是工