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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
需求评估是最关键的步骤,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,从中选择最优的方案进行样品开发。
4、样品开发
样品开发的过程,最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,无法保证一次性成功,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,最快大约需要一个月的时间。
而RFID技术作为物联网感知层重要设备之一,它的安全问题无疑也成了重中之重。
RFID系统是一个开放的无线系统,安全问题日渐显著。读写器、电子标签和网络等各个环节的数据都存在安全隐患,安全与隐私问题已经成为制约RFID技术的主要因素之一。
RFID系统中的安全问题与计算机系统和网络中的安全问题相似,从根本上说,这两类系统的目的都是为了保护存储的数据合在系统的不同组件之间互相传输的数据。
RFID又因以下两点原因与之不同,相比较来处理RFID系统中的安全问题更具有挑战性。
一:RFID系统中的传输时基于无线通信方式的,使得传输的数据容易;
二:在RFID系统中,特别是对于电子标签计算能力和可编程能力都被标签本身的成本所约束,在一个特定的应用中,标签的成本越低,其计算能力也就越弱,在安全方面可防止被威胁的能力也就越弱。
【RFID安全问题】
RFID技术的安全问题主要包括:
1.信息传输安全问题
因为RFID所采用的的通信方式无线电波传输信号,这些无线信号,存在着被窃取、和其他的危险。目前,在信息安全传输中攻击者使用的主要方式可分两大类:即主动攻击和被动攻击。主动攻击最常见的攻击手段为信道堵塞,被动攻击主要技术。
2.数据真实性问题
电子标签的身份识别在物联网系统中非常重要。攻击者可以的标签和读写器间的通信数据中获得敏感信息,进而重造RFID标签,达到标签的目的。
3.信息和用户隐私泄露问题
信息泄露是RFID标签发送的信息被暴露,该信息包括标签用户和识别对象的相关信息,这类信息一般包含一些用户的隐私和其他敏感数据。
4.数据隐秘性问题
安全的物联网方案应该是可以保证标签中包含的信息只能被授权读写器识别,但是现在读写器和标签的通信是不受保护的,未采用安全机制的RFID标签会向邻近的读写器泄露标签内容和一些敏感信息。
【RFID系统安全技术】
RFID的安全和隐私保护与成本之间是相互制约的。现有的RFID系统安全技术可以分为两大类:
1.一类是通过物理方法阻止标签与读写器之间通信;
2.一类是通过逻辑方法增加标签安全机制。
【物理方法】
RFID安全的物理方法有标签、法拉第网罩、主动干扰、阻止标签等。
1.标签的原理是使标签丧失功能呢个,从而阻止对标签机器携带物的跟踪。但是kill命令使标签失去了本身应用的优点,如商品在卖出后,标签上的信息将不再可用,但这样不便于之后用户对产品信息的进一步了解以及相应的售后服务。
2.法拉第网罩的原理是根据电磁场理论,由传导材料构成的容器如法拉第网罩可以屏蔽无线电波,使得外部的无线电信号不能进入法拉第网罩,反之亦然。
3.主动干扰无线电信号是另一种屏蔽标签的方法。标签用户可以通过一个设备主动广播无线电信号用于阻止或破坏附近的读写器的操作,但这种方法可能导致干扰。
4.阻止标签的原理是通过采用一个特殊的阻止标签的防碰撞算法来实现的,读写器读取命令每次总获得相同的应答数据,从而保护标签。