RFID技術(shù)在全網(wǎng)通信中的應(yīng)用
時間:2008-01-09 11:43:00來源:wangtao
導(dǎo)語:?本文分析了信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢,研究了RFID技術(shù)特點(diǎn)及在網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的應(yīng)用前景,最后研究了RFID技術(shù)與IPV6技術(shù)在全網(wǎng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。
信息社會發(fā)展趨勢:網(wǎng)絡(luò)融合
目前,電信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域移動通信網(wǎng)絡(luò)正由2.5G朝3G轉(zhuǎn)變,窄帶通信朝寬帶通信轉(zhuǎn)變,有線接入朝無線接入轉(zhuǎn)變?;ヂ?lián)網(wǎng)領(lǐng)域,互聯(lián)網(wǎng)正由IPv4朝IPv6轉(zhuǎn)型;網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展,應(yīng)用框架正從WWW網(wǎng)絡(luò)朝GGG網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型;在物品信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,由于無線射頻技術(shù)(RFID)的快速發(fā)展和物品電子標(biāo)示代碼標(biāo)準(zhǔn)的廣泛推進(jìn),也將逐步形成一個物品的互聯(lián)網(wǎng)——“物聯(lián)網(wǎng)”。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,國際上各類網(wǎng)絡(luò)體系與信息技術(shù)正在發(fā)生重大轉(zhuǎn)型,出現(xiàn)了兩大趨勢:融合趨勢和應(yīng)用趨勢。
融合趨勢主要表現(xiàn)在:從單點(diǎn)突破到面的突破;從單一領(lǐng)域的應(yīng)用到整體應(yīng)用;從組件級別的創(chuàng)新到系統(tǒng)級別的創(chuàng)新;從局部的智能到網(wǎng)絡(luò)的智能。融合的本質(zhì)是單個應(yīng)用系統(tǒng)靈活性與整體系統(tǒng)協(xié)同性之間的均衡。
在通信層面上,首先是互聯(lián)網(wǎng)開放的體系架構(gòu)與高度可管理的電信網(wǎng)互連和融合,形成一系列不同的開放性和可管理性的組合;其次是軟終端和新一代面向業(yè)務(wù)的通信平臺浮出水面。
近年來,在國際電信聯(lián)盟召開的各類技術(shù)研討會上,下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN),下一代互聯(lián)網(wǎng)(NGI),下一代應(yīng)用或服務(wù)(NGS),以及固網(wǎng)向NGN的演進(jìn);移動網(wǎng)向NGN的演進(jìn);NGN與Internet融合;固定網(wǎng)絡(luò)與移動網(wǎng)絡(luò)的融合;IPV6技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);RFID技術(shù)的應(yīng)用與無所不在網(wǎng)絡(luò)等議題都成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。這些焦點(diǎn)內(nèi)容也都反映了網(wǎng)絡(luò)正在走向融合的趨勢
三大信息技術(shù)變革推進(jìn)“全網(wǎng)融合”
上世紀(jì)90年代以來信息技術(shù)出現(xiàn)的兩大亮點(diǎn)——互聯(lián)網(wǎng)和移動通信。據(jù)ITU統(tǒng)計,到2004年年中,全球互聯(lián)網(wǎng)使用者數(shù)已達(dá)到了7億戶。而移動通信發(fā)展得更快,全球移動用戶總數(shù)將近15億戶,占世界人口的四分之一,全球的移動電話收入也已經(jīng)超過固定電話收入。
進(jìn)入21世紀(jì)以來,全球信息技術(shù)又出現(xiàn)了一大亮點(diǎn),就是RFID技術(shù)。RFID是無線射頻識別技術(shù)的簡稱,RFID技術(shù)1948年就已經(jīng)問世,但直到本世紀(jì)初,隨著這一技術(shù)的成熟及無線射頻識別標(biāo)簽成本的大幅度降低,以及產(chǎn)品電子代碼標(biāo)準(zhǔn)的推廣,RFID技術(shù)才真正成為社會關(guān)注的焦點(diǎn)。2002年《計算機(jī)世界》將RFID技術(shù)列為網(wǎng)絡(luò)十大前沿技術(shù),2004年美國有線新聞網(wǎng)將RFID技術(shù)評為對人類生活產(chǎn)生重大影響的第三大技術(shù),美國著名的咨詢公司Gartner也將RFID技術(shù)列為2005年十大熱門技術(shù)。近年來,RFID與物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為中國業(yè)界的熱門關(guān)鍵詞?,F(xiàn)在,它被看作是未來無所不在網(wǎng)絡(luò)社會的一個基本工具,在制造、配送、服務(wù)等領(lǐng)域已經(jīng)開始實際使用。例如,在美國使用無源RFID最多的Wal-Mart要求其供貨商到2005年在所有進(jìn)貨上都應(yīng)貼上RFID標(biāo)記。在日本的"e-Japan戰(zhàn)略Ⅱ"中列上了RFID標(biāo)記技術(shù)。從2004年開始啟動研究開發(fā)工作,進(jìn)一步加強(qiáng)RFID標(biāo)記的組網(wǎng)功能和實現(xiàn)其在無所不在網(wǎng)絡(luò)中的先進(jìn)應(yīng)用。以RFID技術(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合產(chǎn)品電子代碼標(biāo)準(zhǔn)體系將組建的物的互聯(lián)網(wǎng)——-“物聯(lián)網(wǎng)”已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)推進(jìn)階段。
種種跡象都表明,三大技術(shù)亮點(diǎn)的快速發(fā)展,已經(jīng)大大延伸了各類網(wǎng)絡(luò)體系的邊界,出現(xiàn)了一個很明顯的全網(wǎng)融合趨勢,未來世界的網(wǎng)絡(luò)將是一個各類網(wǎng)絡(luò)體系互相融合、協(xié)同的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)體系。在此,我們將這一復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)體系稱之為全網(wǎng)。
未來的社會是全網(wǎng)的社會,未來的通訊將是全網(wǎng)的通信,未來的信息服務(wù)也將是全網(wǎng)的、無所不在的服務(wù)。
RFID技術(shù)特點(diǎn)及其通信領(lǐng)域的應(yīng)用前景
RFID是無線射頻識別技術(shù)的簡稱,所謂射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)。事實上,它并非一項特別先進(jìn)的技術(shù),早在20世紀(jì)50年代就已被研究出來。它的核心部件是一個電子標(biāo)簽,直徑不到2毫米,通過相距幾厘米到幾米距離內(nèi)傳感器發(fā)射的無線電波,可以讀取電子標(biāo)簽內(nèi)儲存的信息,識別電子標(biāo)簽代表的物品、器具和人的身份。
一般而言,RFID系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過程中,根據(jù)不同的應(yīng)用目的和應(yīng)用環(huán)境,系統(tǒng)的組成會有所不同,但從RFID系統(tǒng)的工作原理來看,系統(tǒng)主要由信號發(fā)射機(jī)、信號接收機(jī)、發(fā)射接收天線幾部分組成。而根據(jù)RFID系統(tǒng)完成的功能不同,可以粗略地把RFID系統(tǒng)分成四種類型:EAS系統(tǒng)、便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、定位系統(tǒng),RFID由于具有數(shù)據(jù)的讀寫機(jī)能、容易小型化和多樣化的形狀、耐環(huán)境性、可重復(fù)使用、穿透性以及數(shù)據(jù)的記憶容量大等特性,因而應(yīng)用相當(dāng)廣泛,最常見的應(yīng)用為:門禁管制、回收資產(chǎn)、貨物管理、物料處理、廢物處理、醫(yī)療應(yīng)用、交通運(yùn)輸、防盜應(yīng)用、動物監(jiān)控、自動控制、聯(lián)合票證等。
從本質(zhì)上看,RFID技術(shù)的獨(dú)特作用是能夠在網(wǎng)絡(luò)的虛擬世界中標(biāo)記現(xiàn)實世界的任何物或人,具有“標(biāo)記”、“地址號碼”和“傳感功能”三大功能?!皹?biāo)記”指RFID技術(shù)能夠識別真實世界中的物體和人,RFID標(biāo)簽可以與真實世界中的任何物體相捆綁,同時通過信息的寫入提示系統(tǒng)該物品的屬性和特征;“地址號碼”指RFID標(biāo)簽可以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)特的實體位置,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中兩個或兩個以上的實體能夠利用ID互相通信。ID使物體在網(wǎng)絡(luò)的世界中擁有自己的虛擬地址,這涉及到ID的定義、ID的管理、安全及隱私的多方面考慮;“傳感功能”的實現(xiàn)主要是通過在RFID標(biāo)簽中植入傳感器來實現(xiàn)的,通過傳感器RFID標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)χ車囟ōh(huán)境信息有所反應(yīng),如溫度、濕度、人體血壓等,從具備感應(yīng)傳遞的功能,進(jìn)一步擴(kuò)展人類對外界環(huán)境感知的功能。
從通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來看,對RFID應(yīng)用需求的產(chǎn)生直接源于通信技術(shù)的發(fā)展,屬于物與物之間的通信市場的開拓。這是一個巨大的市場空間,如果在與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合,將無限地延伸網(wǎng)絡(luò)邊界,真正實現(xiàn)無所不在的任意時間、任意地點(diǎn)、任意設(shè)備、任何物品、任何事件和任意網(wǎng)絡(luò)的全面互通互聯(lián),全業(yè)務(wù)通信,實現(xiàn)全業(yè)務(wù)服務(wù),進(jìn)入全網(wǎng)的時代。
RFID所定位的應(yīng)用領(lǐng)域與其他無線技術(shù)相比有很大不同,RFID要求能夠進(jìn)行快速、實時、頻繁的數(shù)據(jù)交互確保數(shù)據(jù)安全,同時其數(shù)據(jù)流量也非常大,因此對無線數(shù)據(jù)通信的帶寬提出了更高的要求。從技術(shù)上講,未來的RFID技術(shù)應(yīng)用需要3G或更高技術(shù)來提供更為強(qiáng)大的通信服務(wù)支持,因為目前的通信在數(shù)據(jù)流量以及數(shù)據(jù)安全等方面還難以支持RFID的應(yīng)用,而3G技術(shù)能夠以較低廉的價格和更安全的機(jī)制為用戶提供高速的數(shù)據(jù)傳輸,并且也可以支持比較豐富多彩的數(shù)據(jù)服務(wù),能夠滿足未來RFID的應(yīng)用需求??梢韵胂?,如果RFID與3G結(jié)合,將提供一條非常好的價值鏈,在這條價值鏈上,內(nèi)容提供商提供詳實的商品數(shù)據(jù)信息,服務(wù)供應(yīng)商提供豐富的應(yīng)用平臺與程序,通信設(shè)備供應(yīng)商開發(fā)出高性能的手機(jī)終端產(chǎn)品和通信設(shè)備,通信運(yùn)營商則架起RFID所承載數(shù)據(jù)的高速通道。
RFID與IPV6結(jié)合——-構(gòu)件全網(wǎng)通信的基礎(chǔ)
現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)邊界的延伸已經(jīng)通過計算機(jī)技術(shù)、移動通信技術(shù)延伸到人與機(jī)通信、機(jī)與機(jī)通信、人與人通信、實時和非實時通信、有線和無線通信等領(lǐng)域,但受制于標(biāo)記技術(shù)、識別技術(shù)、傳感技術(shù)及網(wǎng)址資源的限制,還沒有延伸到物與物、機(jī)與物、人與物領(lǐng)域,而后者才是實現(xiàn)全網(wǎng)融合的基礎(chǔ) 。
如前所述,通信技術(shù)未來的發(fā)展的直接結(jié)果是一個結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜和功能更加強(qiáng)大的全網(wǎng)通信系統(tǒng),在這一系統(tǒng)中要能夠?qū)崿F(xiàn)用戶自由在任意時間、任意地點(diǎn),使用任意工具,對任何客戶端,包括人、手機(jī)、電腦、及任何設(shè)備或物品,都可以通過寬帶及無線網(wǎng)絡(luò)接入并交換信息。
要實現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)通信,將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)邊界無限延伸,使電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)走向融合與協(xié)同,實現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)通信,其最基礎(chǔ)的工作應(yīng)該首先能夠?qū)θ魏萎a(chǎn)品都給與標(biāo)準(zhǔn)化的、獨(dú)立的標(biāo)記,并且要可以短距離自動無線識別,形成短距離傳感網(wǎng)絡(luò);此外還需要對每件物品都可以分配網(wǎng)址,便于互聯(lián)互通。這些基礎(chǔ)工作是實現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ),也是最關(guān)鍵的技術(shù)。
大家知道,RFID技術(shù)最重要的特點(diǎn)就是具有標(biāo)記技術(shù)、識別技術(shù)、短距離傳感技術(shù)的特征,射頻標(biāo)簽就是含有物品唯一標(biāo)識體系的編碼的標(biāo)簽。這種唯一標(biāo)識體系包括產(chǎn)品電子代碼EPC、泛在識別號UCODE、車輛識別代碼VIN、國際證券標(biāo)識號ISIN、以及IPv6等等;而IPV6技術(shù)也使得網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址資源大大豐富,加上RFID標(biāo)簽本身特點(diǎn),可以對任何物品進(jìn)行標(biāo)記、識別和短距離通信,從而為解決全網(wǎng)絡(luò)通信打下了基礎(chǔ)。正是基于RFID的“標(biāo)記”、“地址號碼”和“傳感功能”;基于IPV6的豐富的網(wǎng)址資源,再加上基于RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的EPC技術(shù),能夠極大地擴(kuò)展通信網(wǎng)絡(luò)“監(jiān)測”與“控制”功能,從而催生出許多新的應(yīng)用。
RFID標(biāo)簽可以與真實世界中的任何物體相捆綁,同時通過信息的寫入提示系統(tǒng)該物品的屬性和特征;通過“地址號碼”功能和“傳感功能”實現(xiàn)物品的自動識別與短距離通訊?;赗FID/EPC技術(shù)而提出的“物聯(lián)網(wǎng)”概念,就是利用了RFID的技術(shù)特點(diǎn),將網(wǎng)絡(luò)延伸到物品,“物聯(lián)網(wǎng)”是比互聯(lián)網(wǎng)還要復(fù)雜得多的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。也是今后構(gòu)成未來全網(wǎng)通信業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)之一。由于RFID與“物聯(lián)網(wǎng)”對國民經(jīng)濟(jì)的重大影響,日本和韓國已經(jīng)將RFID技術(shù)提升到國家信息化的高度,由這兩個國家分別制訂了名為u-Japan和u-Korea的傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)展計劃。實際上,它們都可以視為RFID技術(shù)的延伸。泛在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為日本繼寬帶和移動互聯(lián)網(wǎng)之后的另一發(fā)展重點(diǎn)。韓國對于傳感網(wǎng)絡(luò)的定義與日本泛在網(wǎng)絡(luò)類似,突出強(qiáng)調(diào)在任意時間、任意地點(diǎn)、任意設(shè)備、任何事和任意網(wǎng)絡(luò)幾大要素。在韓國的IT839計劃中,傳感網(wǎng)絡(luò)位列三大基礎(chǔ)設(shè)施之一,是實現(xiàn)以「anytime,anywhere,any devise」為目標(biāo)的“Ubiquitous Society”構(gòu)想的重要一環(huán)。
但是,要實現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)融合,無限地延伸網(wǎng)絡(luò)邊界,實現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)通信,開展全網(wǎng)絡(luò)協(xié)同服務(wù),還必須要使全網(wǎng)系統(tǒng)中最基礎(chǔ)層的被標(biāo)記物具有網(wǎng)絡(luò)IP地址?,F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的IPV4技術(shù),IP地址資源有限,難以滿足未來全網(wǎng)絡(luò)通信的需求。下一代互聯(lián)網(wǎng)的IPV6技術(shù)恰恰提供了IP網(wǎng)址資源的解決方案。因此,IPV6與RFID技術(shù)相結(jié)合,才構(gòu)成了全網(wǎng)通信的基礎(chǔ)。
從本質(zhì)上看,IPv6提供了巨大的地址資源,如果與RFID的編碼對應(yīng)使每一件被標(biāo)記物品都具有一個IP地址,就可以通過虛擬的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對現(xiàn)實中具體物品的監(jiān)控和管理,使每一個產(chǎn)品和信息都能夠通過網(wǎng)絡(luò)管理來控制。這就能夠大大激發(fā)IPv6應(yīng)用的發(fā)展,帶來一個龐大的市場,從而促進(jìn)IPv6的商業(yè)化進(jìn)程。IPv6本身的發(fā)展也需要與一些技術(shù)的混合來推動,包括游戲、GRID、WLAN、Hpi、xDSL和RFID。通過RFID的應(yīng)用,我們可以把各個數(shù)據(jù)中心聯(lián)系起來,建立一個局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng),增加它的安全性和可靠性,并且實現(xiàn)追蹤、反假冒,所有這一切都可以通過全網(wǎng)數(shù)據(jù)管理中心實現(xiàn)。
RFID和IPv6的結(jié)合能夠使我們的生活變得更加簡便,使未來的網(wǎng)絡(luò)更加普及而無所不在,使我們能夠享受到全網(wǎng)絡(luò)通信、全網(wǎng)絡(luò)協(xié)同服務(wù)。可以想象通過為每一個單元制定了一個IRLI,借助RFID技術(shù)手段,你可以檢測、追蹤、控制、分析、研究每種產(chǎn)品;可以與每件物品通信;甚至每件物品或設(shè)備之間也可以通過全網(wǎng)實現(xiàn)互相通信。而你則可以在未來的卡車、移動辦公室、家庭、室外以及商場、大街上享受到全網(wǎng)協(xié)同的全業(yè)務(wù)通信服務(wù)。
總之,全網(wǎng)的通信的世界正在向我們走來,而RFID及IPv6技術(shù)正是實現(xiàn)這一目的的革命性技術(shù)。
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