IoT開発1000への洞察:なぜRFID技術が大きなブームを迎えようとしているのか?

IoTの主要技術の一つとして、RFIDは第二次世界大戦中に登場し、約90年にわたり発展してきました。 技術の成熟と普及により、RFIDは市場の需要増加とともに必然的に成長していくでしょう。

多くの人がIoT業界を理解しているのは、センサーネットワーク、つまりセンサーに基づいています。 実際、広く言えば、業界における大型センサー技術の最も一般的な応用はRFID技術の普及と応用にあります。 RFIDがその事実であると言っても過言ではありません 関連アプリはあなたや私、そしてみんなの周りにあります—誰もがそれらなしでは生きていけません! 近年、需要の増加によりRFID技術が急成長しています!

商業用途の観点から言えば、ウォルマートは小売や物流におけるRFID技術導入の先駆者であり、RFIDの強力な推進が重要な役割を果たしています。

ウォルマートの目標は、すべての出荷を追跡できるようにすることです。 2000年頃、5年後にウォルマートは5つの配送センターの展開を完了しましたが、これは設定目標の半分以下でした。 高コストと一貫性のない技術・標準にもかかわらず、ウォルマートは投資とサプライヤーの導入促進を堅持しました。 RFIDの普及と展開の道の中で、ウォルマートはパートナーに対して絶え間ない「教育」を行ってきました。さらに重要なのは、ウォルマートがRFID技術がより大きな商業的利益をもたらすと固く信じていることです。

これは、RFIDに基づく物流管理システムであり、品目追跡、品目管理、そして電子情報化の実現に基づいています。

ウォルマートは後に、他の初期採用者とともに現在のISO 18006-C規格や「第2世代」ラベルスキャナー規格の開発を支援しました。

サンフォードの占拠 C. Bernsteinの小売アナリストは、RFIDを導入することでウォルマートは年間83.5億ドルの節約が見込まれると見積もっています。その大部分は、入荷バーコードを手動で確認する必要がなくなり、労働力の節約から得られるものです。

しかし、一部のアナリストは83億ドルという数字は楽観的すぎると考えています。 しかし、RFIDが小売業界における最大の課題の2つの解決に役立っていることは間違いありません。

在庫切れや損失(盗難やサプライチェーンの混乱による損失)、そして盗難だけでも、ウォルマートの年間損失は約20億ドルに達しています。

研究機関は、RFID技術が盗難や在庫のレベルを25%削減するのに役立つと推定しています。 偶然にも、現在私たちがIoTと呼ぶ概念の起源は、ケビン・アストンがプロクター・アンド・ギャンブルのチェーンスーパーマーケットでリップスティック在庫を担当していたことに由来します。リップスティックの追跡と管理の問題をより良く解決するために、彼は後にMITと協力しました このプロジェクトに専念する専用の研究開発センターが設置されました。

もちろん、歴史を振り返ると、アメリカ軍はRFIDを使用しています 技術の初期の推進者。 第二次世界大戦の早い段階で、アメリカ空軍と海軍は陸・海・空の味方か敵かを特定する課題に直面し、「IFFシステム」を開発しました。これがRFID技術の初期の起源となりました。

1960年代後半には、ややシンプルな商用RFIDシステムが登場し、主に倉庫や図書館などの物品のセキュリティや監視に使われました。 この初期の商用RFIDシステムは1ビットタグシステムと呼ばれ、比較的簡単に構築、展開、保守できました。

しかし、この1ビットシステムは、識別対象が存在しているかどうか、データ容量が大きいかどうか、さらにはターゲット間の差異を識別することさえできません。 したがって、初期の1ビットデバイスは単純な検出にしか使用できませんでした。

1990年代までに、道路電子料金徴収システムは大西洋沿いで広く利用されました。これらのシステムはより完全なアクセス制御機能を提供し、支払い機能を統合し、包括的な統合型RFIDアプリケーションの始まりを示しました。 現在広く使われている電子料金徴収システムはETCシステムで、その中核はRFIDです テクノロジー。

では、RFID技術はどのように機能するのでしょうか?Sotechです

RFIDはまず、ハードウェア層とソフトウェア層に簡単に分けられます。

ハードウェア層は、電子タグおよびリーダー&ライターで構成されています。 ソフトウェア層はデータ交換および管理システムです。

電子タグ(Tag)は主に上部アンテナ、結合部品、そして統合チップで構成されています。 各電子タグは固有の電子コードを持ち、電磁波を使って読み書き機とデータを交換し、知的な読み書きおよび暗号化通信機能を提供します。

リーダー/ライターは主に無線トランシーバーモジュール、アンテナ、制御モジュール、インターフェース回路で構成されています。 データ交換および管理システムは主にユーザー利用のためにデータや情報を収集、保存、管理、さらに処理します。 電子タグの読み書き制御も行います。

さらに、RFID技術の基本的な動作原理は実は複雑ではありません。リーダー/ライターから送信されたRF信号は符号化され、高周波搬送波信号に読み込まれ、アンテナを通じて外側に送信されます。

リーダーの作業領域に入る電子タグはこの信号を受信します。カード内のチップの関連回路は電圧倍増、整流、変調、復号、復号を行い、コマンド要求、パスワード、権限などを決定し、タグはコマンドに従って処理します。

BusinessTechにおけるRFID技術の中核は何ですか?

答えはチップだ! RFIDは一見シンプルに思えるかもしれませんが、RFIDチップは間違いなく中核技術です!

RFIDチップはタグチップとリーダーチップに分かれています。 タグチップはタグアンテナとマッチングラインを除くすべての回路を統合しており、RFフロントエンド、アナログフロントエンド、デジタルベースバンド、メモリユニットなどのモジュールも含まれます。 チップの基本的な要件は、軽量、薄型、小型、高い安定性、そして低コストです。

国内では、国内メーカーも低周波および高周波チップを独自に開発・生産し、小型かつ低消費電力を実現し、価格は外国メーカーより30%以上高い成果を上げています。

さらに、信号伝送のキャリアとしてRFIDアンテナの重要性は自明です。 アンテナはタグアンテナとリーダーアンテナにも分かれます。 応用状況によってRFIDは異なります ラベルは異なる種類や形状の物体に貼り付ける必要があり、場合によっては物体の中に埋め込む必要があることもあります。

さらに、タグアンテナとリーダーアンテナはそれぞれエネルギーの受信と送信を担当しており、アンテナ設計に厳しい要件を課しています。

アンテナの目的はタグチップに最大限のエネルギーを送ることです。 これにはアンテナの慎重な設計、空きスペースの整合、そして接続されたタグチップの整合が必要です。 小売製品での使用を仮定すると、周波数帯が435MHz、2.45GHz、5.8GHzの場合、アンテナは以下を条件にしなければなりません。

まず、サイズが物体にくっつくほど小さくなければなりません。

第二に、全方向または半球型のカバレッジ;

第三に、タグのチップに可能な限り最大信号を供給すること;

第四に、物体の向きに関わらず、アンテナの偏波はリーダーの照会信号と一致することがあります。

第五に、堅牢であること。 「堅牢性」とは、特定の(構造、サイズ)パラメータの摂動条件下で制御システムが特定の性能特性を維持できる能力を指します。 性能の定義によっては、安定性の堅牢性とパフォーマンスの堅牢性に分けられます。

堅牢性は、異常かつ危険な状況下でのシステムの生存の鍵となります。 RFIDの場合、システムがクラッシュしないか、入力エラー、ディスク障害、ネットワーク過負荷、意図的な攻撃が起きた場合でも、RFIDとはそのままです 頑丈さ。

最後に、上記の要件を満たすことに加え、コストは十分に低くなければなりません。

RFIDの需要が高まるにつれて、技術的な難しさも増しており、非常に高いコストを伴うスケーラブルな開発が求められています。 特にバルク取引製品や日用品に関しては、価格に敏感でRFIDの未来を象徴しています 大きな脱出の鍵だ!

小売やアパレル分野を超えて、RFID技術は中国の急速な経済発展とともに広く推進されています。

現在、RFIDは金融決済、物流、小売、製造、医療、本人確認、偽造防止、資産管理、輸送、食品、動物識別、図書館、自動車、航空、軍事などの産業で様々な商業利用を達成しています。

将来的には、RFID技術は6つのかけがえのない利点を持ち、モノのインターネット(IoT)の秩序ある発展を「モノのインターネット」を通じて確実に実現します!

1. 視覚的またはバッチでの読み取りは不要です。多数のRFIDタグを同時に、迅速かつ大量に読み取ることができ、数百から数千のタグを同時に読み取ることが可能です。

高速で動く物体(電車やバスなど)を認識できます。

2. 高容量:電子タグは生産日、倉庫日など、より多くの情報を保存でき、繰り返し書き換えや再利用が可能です。

データは即座にシステムにアップロードされ処理され、製品への追跡が可能になります。

現実において、RFIDはトレーサビリティシステムの中核技術となっています。

3. 長い読書距離:読み取り者の出力やアンテナ増幅によって、読み取り距離は数十センチから数メートルまで変動します。 今では、その距離は数十メートル以上に達することもあります。

RFIDはセンチメートル単位まで正確に位置特定できるため、優れた効果的な屋内位置情報システムでもあります。

4. グローバルな一意性、複製不可能。

各RFIDタグは一意です。製造過程ではタグが製品情報に紐づいているため、その後の流通や使用時にタグは対応する製品を一意に表現します。

5. 長い賞味期限

RFIDタグは防水性、耐磁性、耐腐食性、耐高温性を備えています。

ランドリー業界、畜産、医療業界などは、ラベルの耐久性に高い要求があります。

現在、典型的なラベル保持期間は数年、10年以上、あるいは数十年に及ぶこともあります。

6. 高い警備

RFIDタグの中核技術の一つがチップであり、チップ開発の難易度とコストが高いことで知られています。 偽造者にとってはコピーコストが高すぎ、技術的な障壁を乗り越えるのが難しいのです。

さらに、電子タグには信頼性の高い安全な暗号化機構があり、中国の第二世代居住者IDカードもRFID技術を採用しています。

RFIDは年間27%以上の成長を遂げています。この成長傾向が続けば、2022年までにRFID産業の市場規模は1000億元を超えると保守的に見積もられています。