本文來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)，作者/物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)。
如今，超高頻已經(jīng)成為了RFID應(yīng)用的重要實(shí)施方向，攻克了物流、零售等流動(dòng)性強(qiáng)、終端龐雜的應(yīng)用場(chǎng)景，并逐步向傳統(tǒng)高頻應(yīng)用市場(chǎng)滲透。同時(shí)具有核心技術(shù)、成本控制和安全可控能力的御芯微已經(jīng)走出了一條國(guó)產(chǎn)化道路。
在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)將是無(wú)處不在的，而在加速奔向萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)數(shù)量巨大、分布廣泛的智能終端和傳感器在部分應(yīng)用場(chǎng)景中遇到了更換電池困難或無(wú)法直接靠電池供電的情況。面向未來(lái)的數(shù)百億物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，供電受限無(wú)疑是應(yīng)用落地的最大挑戰(zhàn)之一，為了解決這只“攔路虎”，“無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)”在近兩年來(lái)受到的關(guān)注程度不斷提高，相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品也在快速成長(zhǎng)。
其中，RFID堪稱是我們最熟悉、應(yīng)用最廣泛、最成熟的無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，隨著應(yīng)用的發(fā)展，如今談來(lái)也并不過(guò)時(shí)，相反，隨著數(shù)字化程度的加深，無(wú)源超高頻RFID技術(shù)迎來(lái)了新的春天，并將在各垂直行業(yè)釋放出更大的應(yīng)用價(jià)值。
過(guò)關(guān)斬將，超高頻RFID正當(dāng)時(shí)
經(jīng)過(guò)十余載的發(fā)展，RFID產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)非常成熟，無(wú)源RFID標(biāo)簽、尤其是超高頻無(wú)源RFID標(biāo)簽的價(jià)格也已經(jīng)具備了規(guī)?；瘧?yīng)用的基礎(chǔ)，同時(shí)，超高頻無(wú)源RFID標(biāo)簽無(wú)需供電，與讀寫(xiě)器配合即可實(shí)現(xiàn)能量驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)也進(jìn)一步推動(dòng)了其在資產(chǎn)管理、倉(cāng)儲(chǔ)物流、服貿(mào)零售、醫(yī)療、煙酒、能源等各個(gè)行業(yè)的落地。
以物流倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)為例，對(duì)于目前業(yè)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的二維碼與條形碼而言，對(duì)貨物進(jìn)行識(shí)別、定位和軌跡規(guī)劃的前提是對(duì)“碼”進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別。行業(yè)使用最多的識(shí)別方式便是手持掃碼器或AI視覺(jué)系統(tǒng)，但因必須要精準(zhǔn)掃描才能識(shí)別，所以普遍存在人工作業(yè)效率低、易出錯(cuò)、漏讀、成本高且需要定時(shí)維護(hù)等問(wèn)題。
尤其是利用視覺(jué)系統(tǒng)掃描二維碼/條形碼時(shí)很容易出現(xiàn)因多個(gè)貨品、快遞疊放而導(dǎo)致的二維碼/條形碼被遮擋，從而導(dǎo)致遺漏或識(shí)別錯(cuò)誤。此外，視覺(jué)識(shí)別二維碼/條形碼對(duì)于環(huán)境光線與通信穩(wěn)定性要求較高，在智能化程度不足的倉(cāng)庫(kù)或昏暗的“黑燈工廠”內(nèi)容易受限。
相比之下，使用超高頻無(wú)源RFID標(biāo)簽則可以在最大程度上避免環(huán)境與人為因素引起的識(shí)別誤差。不同于二維碼或條形碼，超高頻RFID技術(shù)具有一定的穿透性，無(wú)需刻意搬運(yùn)包裹即可讀寫(xiě)。同時(shí)，RFID標(biāo)簽還具有二維碼與條形碼不具備的防水防磁、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)、讀取距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)時(shí)效性強(qiáng)、標(biāo)簽數(shù)據(jù)可加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量大、全電子化操作、信息可溯源不易篡改等優(yōu)點(diǎn)，更不用受限于環(huán)境光線。更重要的是，無(wú)源RFID標(biāo)簽的成本低且無(wú)需維護(hù)，卻依然能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)高精度的定位與批量識(shí)別，而高準(zhǔn)確率的快速自動(dòng)識(shí)別還能提升工作效率。
簡(jiǎn)而言之，RFID標(biāo)簽在讀寫(xiě)便利性、時(shí)效性、安全性、可溯源等優(yōu)勢(shì)的加持下，不僅在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境中加速普及，同時(shí)也在持續(xù)擴(kuò)展應(yīng)用場(chǎng)景。然而，也正是在實(shí)際應(yīng)用淬煉中，傳統(tǒng)高頻RFID技術(shù)識(shí)別距離近、不支持群讀、識(shí)別準(zhǔn)確率低、自動(dòng)化管理難等問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)，超高頻RFID技術(shù)則憑借群讀能力強(qiáng)、識(shí)別距離遠(yuǎn)、可多次讀寫(xiě)、數(shù)據(jù)的記憶容量大等特點(diǎn)異軍突起，成長(zhǎng)為RFID領(lǐng)域的“強(qiáng)力軍”。
考慮到龐大的終端數(shù)量，超高頻標(biāo)簽相比高頻標(biāo)簽在制造成本方面具備極大優(yōu)勢(shì)。隨著超高頻RFID讀寫(xiě)器成本逐步降低，有望替代NFC門(mén)禁等大部分近距離應(yīng)用場(chǎng)景。可以說(shuō)，超高頻已經(jīng)成為了RFID應(yīng)用的重要實(shí)施方向，攻克了物流、零售等流動(dòng)性強(qiáng)、終端龐雜的應(yīng)用場(chǎng)景，并逐步向傳統(tǒng)高頻應(yīng)用市場(chǎng)滲透。
超高頻RFID工作頻段為840MHz～960MHz，世界領(lǐng)先的零售商沃爾瑪于2020年起開(kāi)始在零售服裝行業(yè)開(kāi)始采用UHF RFID(超高頻RFID)標(biāo)簽，從那時(shí)起，庫(kù)存管理得到了顯著的改善，從而為客戶帶來(lái)了更好的店內(nèi)購(gòu)物體驗(yàn)，同時(shí)增加了顧客的回購(gòu)率，最終提高銷售潛力。其還于2022年初宣布，在2020年成功推動(dòng)UHF RFID標(biāo)簽應(yīng)用于零售服裝的基礎(chǔ)上，計(jì)劃將RFID的使用擴(kuò)展到其他零售部門(mén)。
國(guó)產(chǎn)超高頻RFID何以立身?
后疫情時(shí)代，“無(wú)接觸經(jīng)濟(jì)”推動(dòng)了RFID在無(wú)人零售以及醫(yī)藥器械溯源等場(chǎng)景下的快速發(fā)展，線上購(gòu)物的持續(xù)走高以及物資流轉(zhuǎn)可視化需求的提升拉動(dòng)了RFID在倉(cāng)儲(chǔ)物流行業(yè)的普及推廣，工廠的柔性化生產(chǎn)與數(shù)字化運(yùn)營(yíng)也在RFID的助力下實(shí)現(xiàn)了更加高效的數(shù)據(jù)采集以及供應(yīng)鏈管理……也正是在多點(diǎn)開(kāi)花的落地應(yīng)用中，超高頻RFID市場(chǎng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。
據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022年RFID市場(chǎng)規(guī)模及發(fā)展前景預(yù)測(cè)分析》顯示，自2010年中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展被正式列入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略后，中國(guó)RFID及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了發(fā)展機(jī)遇。2019年，中國(guó)整體宏觀環(huán)境遇冷，市場(chǎng)增速下降，但整體仍保持增長(zhǎng)趨勢(shì)，市場(chǎng)規(guī)模約為1100億元。2020年，基于RFID技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域越發(fā)廣泛，RFID市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)趨勢(shì)，2020年末我國(guó)RFID市場(chǎng)規(guī)模突破1200億元。預(yù)計(jì)2022年將進(jìn)一步增長(zhǎng)至1601億元。
盡管我國(guó)RFID產(chǎn)業(yè)始終處于上升期，但也仍在承受著來(lái)自于海外廠商的技術(shù)壟斷壓力以及核心技術(shù)不可控、原材料價(jià)格波動(dòng)等帶來(lái)的高成本問(wèn)題。同時(shí)，如何在低成本的被動(dòng)標(biāo)簽上增強(qiáng)隱私保護(hù)也是亟待解決的挑戰(zhàn)。技術(shù)、成本、安全的各項(xiàng)問(wèn)題一直制約著超高頻RFID行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展。
換言之，大有可為的超高頻RFID市場(chǎng)呼喚具有核心技術(shù)、成本控制和安全可控能力的國(guó)內(nèi)企業(yè)，在這個(gè)極具發(fā)展前景的市場(chǎng)中走出一條國(guó)產(chǎn)化道路。而今，同時(shí)具有這三種能力的御芯微已經(jīng)成功邁出了堅(jiān)實(shí)的一步——其獨(dú)立研發(fā)的擁有全自主IP核的UHF RFID超高頻射頻識(shí)別讀寫(xiě)器芯片UC8688/8688E已成功流片，并進(jìn)入量產(chǎn)階段。此外，御芯微還推出了UHF RFID超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片UC8622T，并支持無(wú)源測(cè)溫功能和國(guó)密SM7算法，為客戶提供了更多基礎(chǔ)應(yīng)用，并提高了系統(tǒng)的安全性。
圖1.UHF RFID讀寫(xiě)器芯片UC8688
御芯微針對(duì)高性能、高性價(jià)比、低成本、低功耗、小型化等多樣化產(chǎn)品需求，聚焦高、中、低端全系列讀寫(xiě)器產(chǎn)品全自主IP內(nèi)核研發(fā)，目前已經(jīng)推出4款讀寫(xiě)器模塊UCM608/UCM606/UCM602/UCM601，支持主流協(xié)議包括EPCglobal UHF clas s 1 Gen 2/ISO 18000-6C，以及國(guó)標(biāo)GB/T 29768-2013。
低端系列UCM601是基于UC8688研發(fā)的高集成、超低成本UHF RFID讀寫(xiě)器系列模塊，包含UCM601和UCM601B兩種不同規(guī)格，內(nèi)置板載天線，識(shí)別距離可達(dá)50cm，集成HID芯片，適用于固定桌面式、手機(jī)直連等應(yīng)用場(chǎng)景，可替代NFC門(mén)禁等大部分近距離應(yīng)用場(chǎng)景。
UCM602基于UC8688單芯片架構(gòu)，兼顧系統(tǒng)控制和物理層收發(fā)鏈路，能夠保證系統(tǒng)識(shí)別、讀寫(xiě)效率，提供單天線端口，識(shí)別距離可達(dá)3m，適用于手持機(jī)等低功耗、中等距離識(shí)別場(chǎng)景。
中高端讀寫(xiě)器UCM606集成MCU芯片UC8088和UHF RFID讀寫(xiě)器芯片UC8688，采用雙CPU架構(gòu)，系統(tǒng)控制和物理層收發(fā)任務(wù)并行，極大提高整體性能，支持4路天線端口，識(shí)別距離可達(dá)10m，可滿足物流、零售等大部分UHF RFID應(yīng)用場(chǎng)景。
UCM608同樣也采用了雙CPU架構(gòu)來(lái)提升整體性能，讀寫(xiě)器芯片采用增強(qiáng)性能版UC8688E，提升了接收靈敏度和識(shí)別速率，識(shí)別距離可達(dá)15m以上，可滿足智慧醫(yī)療、智慧畜牧等高魯棒性、高性能應(yīng)用場(chǎng)景。
圖2.基于UC8688芯片的讀寫(xiě)器系列
圖3.基于UC8688芯片的讀寫(xiě)器系列
基于獨(dú)創(chuàng)自干擾消除算法、防碰撞算法等核心技術(shù)，御芯微推出的UHF RFID系列模塊可以實(shí)現(xiàn)密集標(biāo)簽識(shí)別、讀寫(xiě)，識(shí)別距離可達(dá)50cm—15m以上不等，峰值盤(pán)點(diǎn)速度可達(dá)30張/秒—600張/秒不等，同時(shí)還支持國(guó)密SM7算法，可用于防偽溯源領(lǐng)域，而全自主研發(fā)也在極大程度上保障了成本的可控，兼顧了UHF RFID的高安全性與高性價(jià)比。
更重要的是，御芯微擁有全自主IP核的UHF RFID讀寫(xiě)器芯片UC8688和標(biāo)簽芯片UC8622T支持測(cè)溫功能，而“RFID+溫度傳感器”的標(biāo)簽配置也使其在產(chǎn)業(yè)端的應(yīng)用有了更大的想象空間。由于溫度傳感器不僅市場(chǎng)體量大，而且敏感性強(qiáng)，其與RFID的結(jié)合也勢(shì)必將以雙贏之勢(shì)在更多場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)落地。
全自研技術(shù)、國(guó)密級(jí)別安全保障、成本下探、集成溫度信息等諸多能力傍身，御芯微的UHF RFID產(chǎn)品目前已經(jīng)在電力、商業(yè)服貿(mào)終端系統(tǒng)集成應(yīng)用、自動(dòng)販?zhǔn)蹤C(jī)、能源資產(chǎn)管理等行業(yè)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用。
寫(xiě)在最后
近年來(lái)，小到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，大到整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)企業(yè)受制于關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”，在成本與供應(yīng)鏈方面處處掣肘，而御芯微始終堅(jiān)持自主研發(fā)，目前已成功研發(fā)出5款擁有全自主IP核的物聯(lián)網(wǎng)芯片，并已全部成功量產(chǎn)。而自研IP背后不僅是核心技術(shù)可控，同時(shí)也可以通過(guò)本土化將成本降低，進(jìn)而推動(dòng)產(chǎn)品規(guī)?；瘧?yīng)用。未來(lái)御芯微還有多款行業(yè)芯片，賦能更多細(xì)分領(lǐng)域!
