一、RFID高频电子标签整套合成的工艺流程和相关设备

　　RFID从制造过程来看，分为芯片制造、天线制造、inlay嵌入、合成材料印刷、合成几大工序，简单介绍如下：

       1、天线合成
　　天线可以采用传统的腐蚀天线或广泛流行的印刷天线，汉高集团分别采用两种设备，一是荷兰MECO的腐蚀设备，二是采用荷兰STORK的丝网印刷设备来完成。比较而言，两种天线的制作成本基本相同，但长期而言，印刷天线具备更强的灵活性，就目前而言，由于导电油墨的价格不菲以及印刷天线本身的强度，腐蚀天线仍然是市场的主要产品。

       2、inlay嵌入
　　芯片并不是每个工厂可以自行生产的，它们由几家芯片企业集中供应，主要有TI、英飞凌（原西门子）、恩智浦（原飞利普）等垄断，国内可以提供芯片的是上海复旦微电子、上海华虹等，另外国内工厂具备inlay嵌入能力的厂家也很少。
　　inlay嵌入设备一般选择德国纽豹的设备居多。

       3、合成材料印刷
　　通常采用普通单张纸印刷机来完成，比如海德堡、罗兰和高宝。由于绝大部分的合成材料较一般纸张要厚，因此从印刷上讲，高宝的印刷机更适合印刷。除了传统印刷机之外，还可采用更加先进的彩色数字印刷机，比如客户要求加工3万张标准ISO规格大小的RFID卡，采用比利时赛康数码印刷机就可以做到“张张不同”。芯片的一一对应与印刷的一一对应相互联系，这样的优势是国内厂家所不能企及的。

       4、合成设备
　　整合能力和加工能力的设备，莫过于德国碧罗马帝的RFID合成生产线了。可以联线完成inlay预检测、合成、联线模切、再检测、废品切断与再接等诸项工作。产品从该生产线上下来时，RFID标签的整套工艺就结束了。

二、电子标签系统

　　电子标签根据其应用场合不同表现为不同的应用形态，如在动物跟踪和追踪领域中称为动物标签或动物追踪标签、电子狗牌；如在不停车收费或车辆出入管理等车辆自动识别领域中称为车辆远距离IC卡、车辆远距离射频卡或电子牌照；如在家校通领域中称为电子校徽、人员远距离识别卡或长距离射频卡；如在无线巡检领域中称为设备标签、设备识别卡等，配合GPS卫星钟或GPS卫星时钟可实现对设备带SOE的设备无线巡检以及实时设备状态检修。正因为电子标签应用领域的广泛，使得该技术近年来得到了很大发展。
　　电子标签系统至少包含电子标签和读写器两部分。
　　1、电子标签
　　电子标签是射频识别系统真正的数据载体。一般情况下，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成（提出的无芯片射频标签以及声表面波SAW标签未来可能会有较大的发展，目前还处在产品萌芽初期）。依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源电子标签（Active tag）和无源电子标签（Passive tag）。有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电池。对于有源电子标签来说，根据标签内装电池供电情况不同又可细分为有源电子标签（Active tag）和半无源电子标签（Semi—passive tag）。
　　有源电子标签：标签的工作电源完全由内部电池供给，同时标签电池的能量供应也部分地转换为电子标签与读写器通讯所需的射频能量。
　　半无源射频标签：内装电池供电仅对标签内要求供电维持数据的电路或者标签芯片工作所需电压的辅助支持本身耗电很少的标签电路供电。标签未进人工作状态前，一直处于休眠状态，相当于无源标签，标签内部电池能量消耗很少，因而电池可维持几年，甚至长达10年有效；当标签进入读写器的读出区域时，受到读写器发出的射频信号激发，进人工作状态时，标签与读写器之间信息交换的能量支持以读写器供应的射频能量为主（反射调制方式），标签内部电池的作用主要在于弥补标签所处位置的射频场强不足，标签内部电池的能量并不转换为射频能量。
　　无源电子标签：没有内装电池，在读写器的读出范围之外时，电子标签处于无源状态，在读写器的读出范围之内时，电子标签从读写器发出的射频能量中提取其工作所需的电源。无源电子标签一般均采用反射调制方式完成电子标签信息向读写器的传送。
　　2、读写器
　　典型的电子标签读写器（超高频以远距离读卡器居多），包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及读写器天线。此外，许多读写器还有附加的接口（RS232、RS485、以太网接口等），以便将所获得的数据传向应用系统或从应用系统接收命令。
　　电子标签与读写器构成的射频识别系统归根到底是为应用服务的，应用的需求可能是多种多样、各不相同的。读写器与应用系统之间的接口API（Application Programm In-terface）通常用一组可由应用系统开发工具（如VC++，VB，PB等）调用的标准接口函数来表示。标准接口函数的功能大致包括以下四个方面。
　　1）应用系统根据需要可能向读写器发出读写器的配置命令。
　　2）读写器向应用系统可能返回所有可能的读写器当前的配置状态。
　　3）应用系统向读写器可能发送的各种命令。
　　4）读写器向应用系统可能返回的所有可能命令的执行结果。
　　完善的射频识别技术标准也包括读写器与应用程序之间的标准接口规定。例如：ANSI NCITS256—2001、IS018000系列射频识别国际标准等均对读写器与应用程序接口API做出了明确规定。

三、中国国内各行业应用RFID情况

　　国内RFID应用已经从前两年较为少见发展到在很多领域均可见到，但总体来说仍处于初级阶段。其主要标志为达到一定规模的行业应用较少，成功案例较少。目前国内应用主要是集中在两方面：方便日常生活和防伪防盗。
　　1、行业应用效益明显
　　形成规模的行业应用是能代表技术应用水平的。到目前为止，国内甚至亚洲大规模、效益好的RFID行业应用是铁路车号自动识别系统（ATIS）。该系统能够实时采集列车车次、车号和到发信息，实现铁路货车、机车、列车及集装箱的追踪管理，满足铁路信息管理系统对列车、车辆等基础信息的需求，使我国铁路现车管理跨入世界先进水平，产生了巨大的社会效益和经济效益。目前全国18个铁路局均采用了该系统，每年为铁道部增收2亿多元，为铁路车辆实时追踪、提供客车正点率等方面也发挥了巨大作用。系统核心技术为具有自主知识产权的无源超高频（UHF）RFID标签和反射调制信号接收技术，远识别距离可达6米，高车速可达160公里。
　　此外，香港机场在航空行包运输、杭州卷烟厂在烟草物流等方面也已具备相当规模并取得了较好的应用效果。
　　2、小型应用逐渐增多
　　目前国内小规模应用呈现逐渐增多并向各领域扩散趋势。典型应用为电子车票、证件防伪、出入控制、设备管理、邮件转运及畜牧业供应链监管等。日常生活方面的应用包括各种交通卡，如电子车票（公交地铁车票、一卡通车票）已经在许多城市开始使用，这类应用中卡的识读率较高，可以到100％，可以使大众在使用中逐步了解和接受RFID技术。
　　11月3日在上海召开的2005中国国际RFID技术应用论坛显示出上海市RFID应用发展较快。上海于2005年9月成立了电子标签与物联网产学研联盟，希望通过产、学、研的互动合作使上海占据RFID与物联网技术和产业的制高点。目前已有一批应用进入实用，具有一定规模且较成功的有气瓶管理、牲畜识别追踪系统等。
　　值得一提的是牲畜识别追踪系统。为了有效预防和控制“禽流感”、“疯牛病”和“口蹄疫”等动物源食品引发的传染性疾病，上海农业信息公司开发了以RFID标签为核心的牲畜识别追踪系统。系统使用了5000多张重复利用的车辆RFID射频卡，已有监控记录9万多条，查处违章2000多起。在进入上海的8个规定畜产品通道实行RFID检测，有效提高了动物源食品的安全性。在批发市场，读取器安装在挂猪肉的挂钩上，在猪肉交易结算中提高了速度，并记录每一个货品的来源。挂钩扫描RFID标签时可以看到买主信息，到达超市时间，加快了整个流通过程，并达到百分之百的正确率。该系统2004年被评为自动识别优秀方案，目前查询系统已经在上海50家大卖场、400多家农产品市场应用，并已推广到江苏、浙江。上海市质量技监局2005年发布了《动物电子标识通用技术规范》，为上海市采用国际先进的牲畜识别追踪系统严密监控每头牲畜的饲养、用药、防疫、交易等信息提供统一的技术基础保障。
　　3、不停车收费系统刚刚起步
　　国家有关部委一直积极推动公路不停车收费系统（ETC）应用。目前我国的ETC尚处在起步阶段，实际应用的硬件设备大都采用国外的进口设备，以欧、美、日的产品为主。国内自主开发的系统仍处在试用阶段。2005年7月，重庆市主城区3座大桥的路桥不停车收费系统投入使用，桥上车辆通行量因此增加近四倍，车流量可达每小时1800辆，这是目前国内规模大、先进的智能交通综合服务管理系统，是我国拥有自主知识产权的系统。在此之前，国内的ETC系统均为美、欧、日等国的产品。类似的应用还有2004年9月开始使用的深圳海关车辆自动核放系统，系统采用识别距离大于7米的RFID标签，实现人、车自动识别，大大加快了进出关的核放速度。深圳皇岗口岸是全国大的陆路口岸，过境车辆日均2.5万辆，采用该系统后通关效率提高了近10倍。　　

　　目前国内的不停车收费系统实施取得了一定进展，大部分集中在东南沿海地区，部分项目进入试运行阶段，但规模普遍较小，超过1万张卡的系统很少。对于国内不停车收费系统的建设和管理，目前存在的问题是各自为政、一路一卡、独立收费不联网，这将扼杀不停车收费的优势和发展。国内的不停车收费项目进展不顺利的原因是多方面的，许多项目遇到了涉及利益分配的复杂的协调管理问题。从技术上讲，该领域的标准也不够健全，有待于国内的研究单位、主管部门开展深入细致地工作。
　　4、国内应用分析
       2005年11月出版的《中国自动识别年度报告》指出，2005年3月中国自动识别技术协会组织业内多家资深企业和科研单位对我国RFID产业发展状况进行了调研，调研报告给出了一些具有启示的结果。目前RFID技术已经应用在许多领域和行业，其中主要的应用依次为：仓库/运输/物流行业（73.81％），门禁/考勤（50％），资产管理（33.33%），火车/汽车识别（33.33%）。大部分应用主要集中在HF和UHF射频产品，主要应用领域为仓储/物流、门禁/考勤、不停车收费、车辆识别和服装行业等。
　　RFID技术在我国的应用前景方面，有88.1％的调研对象认为RFID应用中潜力大的市场是仓库/运输/物流，35.71％认为RFID应用中潜力大的市场是零售/卖场，21.4％认为RFID应用中潜力大的市场是汽车行业。对于EPC应用前景， 54.05％了解EPC的调研对象认为中国三到五年能达到EPC在托盘级的普遍应用，62.16％了解EPC的调研对象认为中国三到五年能达到EPC在贵重单品级的普遍应用。
　　总体来说，无论国内还是国外，由于成本偏高、标准滞后、技术不成熟和需求不足等多种因素的影响，RFID技术的应用将以平稳增长的趋势发展，对此应有客观清醒的认识。 　　
　　目前RFID国内的应用大多是在相对封闭的环境下自成体系，在物流应用中，物流设备（集装箱、托盘及包装）和车辆上的应用将会先行。由于射频技术尚不成熟，因此采用可靠的简单技术应用将更为可行，尽量避免多目标识别应用。
　　从国内的应用实践看，RFID技术具有显著的规模效应，即必须具备一定规模才能降低成本，发挥出优势并产生效益。因此有发展前景的RFID应用还是那些大型企业（如物流、仓储及制造等），他们可以有较大的前期投入，而且采用RFID技术后竞争力会有明显提高，效益会有较大的增长。
　　在RFID应用推广方面，国内也具有某些文化优势。从调研情况看，在欧美引起极大争议的隐私问题在国内目前还反应很小。这在当前标签灭活问题尚未解决的情况下对发展日常生活方面的应用是十分有利的。

四、RFID常见的应用范围：
　　（1）门禁管制：人员出入门禁监控、管制及上下班人事管理
　　（2）回收资产：栈板、货柜、台车、笼车等可回收容器管理
　　（3）货物管理：航空运输的行李识别，存货、物流运输管理
　　（4）物料处理：工厂的物料清点、物料控制系统
　　（5）废物处理：垃圾回收处理、废弃物管控系统
　　（6）医疗应用：医院的病历系统、危险或管制之生化物品管理
　　（7）交通运输：高速公路的收费系统
　　（8）防盗应用：超市的防盗、图书馆或书店的防盗管理
　　（9）动物监控：畜牧动物管理、宠物识别、野生动物生态的追踪
　　（10）自动控制：汽车、家电、电子业之组装生产
　　（11）联合票证：联合多种用途的智能型储值卡、红利积点卡
　　美国德州仪器公司（Texas Instruments Incorporated），已生产的RFID产品就包括：门禁控制、航空包裹识别、汽车防盗器、文档追踪管理、包裹追踪识别、畜牧业、后勤管理、移动商务、产品防伪、运动计时、票证管理等等。

五、电子标签的分类

　　从应用概念来说，电子标签的工作频率也就是射频识别系统的工作频率，是其重要的特点之一。
　　毫无疑问，电子标签的工作频率是其重要的特点之一。电子标签的工作频率不仅决定着射频识别系统工作原理（电感耦合还是电磁耦合）、识别距离，还决定着电子标签及读写器实现的难易程度和设备的成本。
　　工作在不同频段或频点上的电子标签具有不同的特点。射频识别应用占据的频段或频点在国际上有公认的划分，即位于ISM波段之中。典型的工作频率有：125kHz、133kHz、13.56MHz、27.12MHz、433MHz、902~928MHz、2.45GHz、5.8GHz等。
　　1、低频段电子标签
　　低频段电子标签，简称为低频标签，其工作频率范围为30kHz ~ 300kHz。典型工作频率有：125KHz，133KHz（也有接近的其他频率，如TI使用134.2KHz）。低频标签一般为无源标签，其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。低频标签与阅读器之间传送数据时，低频标签需位于阅读器天线辐射的近场区内。低频标签的阅读距离一般情况下小于1米。
　　低频标签的典型应用有：动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗（带有内置应答器的汽车钥匙）等。与低频标签相关的国际标准有：ISO11784/11785（用于动物识别）、ISO18000-2（125-135 kHz）。低频标签有多种外观形式，应用于动物识别的低频标签外观有：项圈式、耳牌式、注射式、药丸式等。典型应用的动物有牛、信鸽等。
　　低频标签的主要优势体现在：标签芯片一般采用普通的CMOS工艺，具有省电、廉价的特点；工作频率不受无线电频率管制约束；可以穿透水、有机组织、木材等；非常适合近距离的、低速度的、数据量要求较少的识别应用（例如：动物识别）等。
　　低频标签的劣势主要体现在：标签存贮数据量较少；只能适合低速、近距离识别应用；与高频标签相比：标签天线匝数更多，成本更高一些。
　　2、中高频段电子标签
　　中高频段电子标签的工作频率一般为3MHz ~ 30MHz。典型工作频率为：13.56MHz。该频段的电子标签，从射频识别应用角度来说，因其工作原理与低频标签完全相同，即采用电感耦合方式工作， 所以宜将其归为低频标签类中。另一方面，根据无线电频率的一般划分，其工作频段又称为高频，所以也常将其称为高频标签。
　　高频电子标签一般也采用无源方式，其工作能量同低频标签一样，也是通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。标签与阅读器进行数据交换时，标签必须位于阅读器天线辐射的近场区内。中频标签的阅读距离一般情况下也小于1米（大读取距离为1.5米）。
　　高频标签由于可方便地做成卡状，典型应用包括：电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等。相关的国际标准有：ISO14443、ISO15693、ISO18000-3（13.56MHz）等。
　　高频标准的基本特点与低频标准相似，由于其工作频率的提高，可以选用较高的数据传输速率。电子标签天线设计相对简单，标签一般制成标准卡片形状。
　　3、超高频与微波标签
　　超高频与微波频段的电子标签，简称为微波电子标签，其典型工作频率为：433.92MHz、862(902)~928MHz、2.45GHz、5.8GHz。微波电子标签可分为有源标签与无源标签两类。工作时，电子标签位于阅读器天线辐射场的远区场内，标签与阅读器之间的耦合方式为电磁耦合方式。阅读器天线辐射场为无源标签提供射频能量，或将有源标签唤醒。相应的射频识别系统阅读距离一般大于1m，典型情况为4~7m，大可达10m以上。阅读器天线一般均为定向天线，只有在阅读器天线定向波束范围内的电子标签可被读/写。
　　由于阅读距离的增加，应用中有可能在阅读区域中同时出现多个电子标签的情况，从而提出了多标签同时读取的需求，进而这种需求发展成为一种潮流。目前，先进的射频识别系统均将多标签识读问题作为系统的一个重要特征。
　　以目前技术水平来说，无源微波电子标签比较成功产品相对集中在902~928MHz工作频段上。2.45GHz和5.8GHz射频识别系统多以半无源微波电子标签产品面世。半无源标签一般采用钮扣电池供电，具有较远的阅读距离。
　　微波电子标签的典型特点主要集中在是否无源、无线读写距离、是否支持多标签读写、是否适合高速识别应用、读写器的发射功率容限、电子标签及读写器的价格等方面。对于可无线写的电子标签而言，通常情况下，写入距离要小于识读距离，其原因在于写入要求更大的能量。
　　微波电子标签的数据存贮容量一般限定在2Kbits以内，再大的存贮容量似乎没有太大的意义，从技术及应用的角度来说，微波电子标签并不适合作为大量数据的载体，其主要功能在于标识物品并完成无接触的识别过程。典型的数据容量指标有：1Kbits，128Bits，64Bits等。由Auto-ID Center制定的产品电子代码EPC的容量为：90Bits。
　　微波电子标签的典型应用包括：移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等。相关的国际标准有：ISO10374，ISO18000-4（2.45GHz）、ISO18000-5（5.8GHz）、ISO18000-6（860-930 MHz）、ISO18000-7（433.92 MHz），ANSI NCITS256-1999等。
　　
　　根据以上叙述，电子标签可列表如下：
　　

六、目前国内市场用量较大的几款高频柔性电子标签

　　1、MF1卡（S50卡/S70卡）：包括兼容芯片
　　2、Mifare Ultralight（MF0 ICU1X，国内常称为U10）：典型应用为广深高速列车票
　　3、THR1064：典型应用为2008奥运门票
　　4、I-CODE SL2 ICS20（国内常称为I CODE 2）
　　5、Tag-it HF-1 Plus（国内常称为TI 2048）
　　等等