经验之谈：如何定制一款心仪的RFID电子标签

    电子标签是射频识别(RFID)的俗称，RFID是射频识别技术的英文(RadioFrequencyIdentification)的缩写，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到自动识别目的的技术。电子标签(RFID)技术是上世纪90年代迅速发展起来的物品自动识别技术。当每件产品制造完成时给它赋予惟一信息的电子标签，使它不管流通到哪里，人们都能够通过识别器（或称读写器）随时获得这件产品的相关信息。电子标签是时下为先进的非接触感应技术，自从1998年，美国德州仪器（TI）和荷兰菲利浦公司（Philips）宣布开发出了一种廉价的非接触感应芯片，到了2000年，国际标准化组织已把这种非接触感应芯片写入了国际标准ISO15693。因独有的特点和优点，现正广泛应用于各个行业、领域。
    电子标签的应用主要是满足以下的一个或几个要求：
    （1）对物品信息的跟踪性和可追溯性的要求；
    （2）对高准确度、高安全性的要求；
    （3）对识别、无法伪造的要求；
    （4）对处理大量物品的快捷性的需求；
    （5）对物品实时监控的需求。 可见，应用市场不限于如上所述，只要系统有以上方面的要求，电子标签都可以得以应用。
    RFID电子标签在各个领域是如何应用的呢？
    1、物流：物流过程中的货物追踪，信息自动采集，仓储应用，港口应用，快递。
    2、零售：商品的销售数据实时统计，补货，防盗 。
    3、制造业：生产数据的实时监控，质量追踪，自动化生产。
    4、服装业：自动化生产，仓储管理，品牌管理，单品管理，渠道管理 。
    5、医疗：医疗器械管理，病人身份识别，婴儿防盗。
    6、身份识别：电子护照，身份证，学生证等各种电子证件。
    7、防伪：贵重物品（烟，酒，药品）的防伪，票证的防伪等。
    8、资产管理：各类资产（贵重的或数量大相似性高的或危险品等）。
    9、交通：高速不停车，出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车识别等 。
    10、食品：水果，蔬菜，生鲜，食品等保鲜度管理。
    11、动物识别：训养动物，畜牧牲口，宠物等识别管理。
    12、图书馆：书店，图书馆，出版社等应用。
    13、汽车：制造，防盗，定位，车钥匙。
    14、航空：制造，旅客机票，行李包裹追踪 。
    15、军事：弹药，枪支，物资，人员，卡车等识别与追踪。
    但是该如何选择RFID电子标签呢？我们来说道说道。
    为什么需要定制化
    RFID技术作为目前数据自动采集的主要手段之一，电子标签是RFID系统中不可或缺的组成部分，但在多数情况下，标签的通用性并不强，而是可以根据场景需求选择不同的电子标签。比如说，从频段上来说，可以分为LF，HF，UHF，2.4G和5.8G等，不同频段有各自的优势和不足——低频产品有很好的穿透性，但数据传输速率有限，就可以适用于动物管理；高频（HF）因其读距和协议的限制往往适用于支付和各种身份识别；无源超高频（UHF）可以远距离读取，重要的特性是性批量读取，却容易受环境干扰，尤其是金属与液体，主要应用于服装零售与物流仓储；2.4G和5.8G有源产品信号稳定，数据传输量大，读取距离非常远，但电池耐用性差和价格高是应用的短板。

    同一频段的产品，因为使用环境的不同，其封装形态，安装方式也有巨大的差异，以HF为例，用于支付和身份管理，往往采用PVC卡的形式；用于防伪溯源时，可以选用易碎纸或铜版纸的方式。同一频段产品的同一应用，因为客户所遇问题的特殊性，也呈现出一定的差异性。比如，HF易碎标签用于奶粉的追溯时，若奶粉罐表面是塑料材质，可以直接黏贴，若是金属材质，还要考虑加上一层吸波材料。

    总体而言，标签的频段特点、应用场景、性能指标和安装方式的不同要求，影响了RFID的标准化，因此RFID电子标签定制化开发是决定RFID系统应用能否成功的关键因素。
    如何进行标签定制
    电子标签定制化开发是一项系统工程，以笔者的经验大致需要经历6个阶段：需求评估，初步选型，成本评估，样品开发，场景实测，选型优化，耗费的时间依项目需求的复杂程度不尽相同，短的可能只要半个月，长的或需三个月以上。
    1需求评估
    需求评估是关键的步骤，我们需要根据用户的应用场景评估是否需要RFID技术。并不是所有的应用都适合采用RFID技术，比如许多初级的农业和工业产品的溯源——白菜，柚子，钢材，管件等，这类产品因为本身价值不高，成本上无法承受，在应用过程中还会因为物品的干扰而影响应用效果。因此往往选用成本更低的条码技术解决问题。
    那么何时选用RFID技术呢？以机场行李分拣为例，首先是成本上，航空业体量大，服务价值高，对效率的要求非常高，同时对效率成本的容纳也高；其次是技术上，行李条码标识无法固定在位置上，若采用条码技术，很难进行批量的读取和处理，一对一的读取往往还需要人工协助，效率低而成本高。这就形成了对RFID技术的一种强需求——UHF技术可以采用相对较低的成本极大提高行李分拣速度，同时保证准确性。即需求评估是根据用户的应用场景确认RFID能否满足技术和成本两大指标的要求，若能满足，则采用此项技术。
    2初步选型
    在明确使用RFID技术可以解决需求的“痛点”后，那么下一步的关键就是标签的选型。根据需求评估的结果，选定标签频段，产品尺寸，芯片类型，封装形态和安装方式等。
    我们以一款易碎标签的选型为例，介绍流程：A客户需求一款标签用于消费类产品的外包装纸盒，目的是防伪和溯源。为了便于消费者验证，我们建议采用高频14443A协议；纸盒是方形的，折口位置有一定的弹力，我们建议采用既有防撕效果，又很柔韧的铜版纸材质封装。为了便于安装，我们采用背胶黏贴的方式。
    在芯片选型时，客户提出采用他们提供的一款芯片，为此， 我们根据芯片资料重新研发了一款线型；考虑到折口位置需要略长的标签，尺寸过大会增加成本，我们推荐给客户一款尺寸合宜的长方形标签。
    3成本评估
    在初步选型满足客户要求后，根据其结果，进行成本评估。影响成本的因素主要是芯片类型，封装形态，产品尺寸和数据要求，首先是芯片，根据需求的不同可以选用进口或国产的芯片，一般而言，进口芯片的价格会高一些，存储容量越大的芯片价格越高，功能越多的芯片价格越高，如加密功能，TD功能，双频功能等。其次是封装，封装的结构越复杂，封装的难度越大，成本是越高的。尺寸也是影响因素，一般是尺寸越大价格越高，但在微型标签领域，由于加工难度变大，反而是尺寸越小价格越高。数据要求主要涉及表面打码，写入数据，提取数据和数据关联等，每一项都会增加成本。因为这些因素的影响，我们一般会提供3~4套方案给客户参考，从中选择的方案进行样品开发。
    4样品开发
    样品开发的过程，重要的并不是研发费用的多少，而是研发周期的长短。这部分工作花费的时间越短，项目后期的应变空间越大，项目的成功率也越高。样品研发需要几个必备的步骤，包括天线设计，材料制作、天线蚀刻，手工制作，实测验证等。
    我们仍以A客户为例，天线设计5—10个工作日，制作和验证10个工作日。在这里需要强调一下，如果是常规的封装形态与工艺技术已确认的情况，主要的开发时间在天线的设计上；如果碰到一种新的封装形态需要尝试不同的工艺技术，在研发过程中的不确定因素会比较多，无法保证性成功，需要耗费更长的时间。样品开发速度的快慢是考验一家RFID电子标签企业定制化能力的关键指标。
    5场景实测
    样品开发出来后，如果有条件的话需要先模拟应用场景进行测试，并做相关可靠性的测试。客户收到样品后，会进行场景实测，评估效果，提出优化建议，包括性能是否达标，尺寸是否调整，印刷和数据是否变更等。
    6选型优化
    如果初次样品未能达到项目需求，需要分析客户测试反馈的数据，甚至有必要到现场实地调研，汇总各种信息，确认优化方案，并进行第二次打样和实测。因此，一个完整的样品研发周期，快大约需要一个月的时间。
    小结
    如上所述，我们不难看出，RFID系统方案电子标签定制化的探讨和选型需要时间，过程中的诸多因素需要逐一确认，一名合格的销售人员在接到客户询盘的初期，需要为客户提供有价值的需求分析与产品方案评估，而不只是糊里糊涂地报价，这是不负责的做法。但在实际的工作实践中，客户往往忽略了需求的本质，急忙忙地要求供应商报价，一旦报完价格结果经常是不了了之。任何产品只有让客户的商业价值获得成功才是真正有价值的，RFID也不例外，所以要定制化一款性价比高的RFID电子标签，就需要供应链的上下游相互信任，共同参与、互通有无。