1. RFID工作原理介绍
在杂货店结帐时排的长长的队或许是人们对购物最大的指责之一了。但不久后，随着中国产品编号(UPC)条形码被智能标签也称射频识别(RFID)标签替代，这些长队可能还会逐渐消失了。RFID标签是一种智能条形码，可以向网络平台跟踪报告你放在购物车中每一个产品。
想象一下，你去到杂货店，把东西装满了你的购物车，便直接跑出去去。你不用再排队等候收银员一个个的扫描你车里的每个东西。相反的，这些RFID标签将联接到电子读取器，这些读取器可以实时的监测车里的每一个物品。这些读取器又将被联结到一个更大的网络，该网络将您的订购信息发送给零售商和产品生成商。接着，您的银行将收到相应的通告，该应付的总额从您的账户中直接缴纳。一切无需排队，无需等待。
RFID标签，一项当时也是用来跟踪牛群的技术，如今正被用于跟踪世界的消费产品。许多生产家用RFID标签来全程追踪每一个产品，从产品被制造起来开始，直到它被人从货架上取出来扔进购物车里。
除了零售商品领域以外，RFID标签还用于跟踪车辆，飞机旅客，阿尔茨海默氏症患者跟宠物。不久后，他们反而可能跟踪您的对矮胖或奶油花生酱的喜好。一些批评者说，RFID技术正占据了我们生活中很多的个别了-我们生活中几乎所有的地方都在受着它的影响。
在这篇文章中，您将可以学习到RFID标签有什么类别或者某些标签是怎样跟踪整个供应链的。我们还将关注RFID标签的非商业用途，以及国务院和国土安全部是怎样使用两者的。最后，我们将研究一些评论家认为RFID标签在动物，人类跟我们的社会中的一些限制人权的应用。
2. 重塑条形码
在你从零售商购买的几乎所有的东西上就会印制有一个UPC条码。这些条形码可以帮助制造商和零售商对库存保持追踪。他们还可以告诉那些工厂售出货品的数目，以及在必定程度上提供选购产品的消费者信息。这些由机器可读的内存二进制代码的竖线组成的一系列代码相当于每个产品的指纹。
于20世纪70年代初，为了加强货品读取速度而创造的条形码有以下几个缺点：
为了与库存保持一致，企业需要对同一种产品的每一个条形码都进行扫描。
通过收银台时，又要重复对每个产品的每位条形码进行扫描的同样过程。
条形码是一种只读的技术，这意味着它不能发送任何信息。
RFID标签相对于条形码有了提高，既能读也可写。 RFID标签中存储的数据可以改变，更新并锁定。有些已经开始使用RFID标签的商店看到有源标签，该科技提供了一种更好的方法来跟踪库存和行业销售的商品。使用了RFID标签，商店会发现产品离开货架的速度并且消费者购买它们的速度更加更快。
RFID标签在不久的以后还不会完全替代条形码 - 目前有很多的零售店使用UPC扫描器的交易去年达十亿美元。但是，随着时间的推移，我们必定会发现更多具有RFID标签的产品，以及类似我们在上面介绍中展望的美好的实时结账的无缝无线交易模式会得到越来越多的注重。事实上，世界上已经开始在特殊的信用卡和智能电脑支付中使用RFID技术- 这些我们稍后再谈。
除了零售商品，RFID标签也被用于如道路收费的密码卡片和公交通行证等交通设施。因为它们那么有效存储数据的能力， RFID标签可以为收费跟票价进行制表并从客户存在卡上的钱里面自动退还相应的数额。而不用在收费站等待付费或是往柜台里投入硬币，乘客带着内嵌的RFID芯片好像使用信用卡一样可以实时通过。
但是你会将你的病史委托帮RFID标签吗?或者您的家庭地址或是您女儿的安全?在我们经过可以购买人的生命的杂货店前，让我们先来说说两种类别的RFID标签或者它们怎样存储和传输数据。
3. RFID电子标签的过去跟目前
RFID技术已经在1970年就开始发生了，但直至今天，它终于被大规模的使用了。RFID电子标签原来是被用于追踪长距离运输的小型商品的，如牛、铁路车辆跟航空公司的行李。当时的标签称为电感耦合RFID电子标签，是由塑料线圈、天线和玻璃构成的复杂系统。
电感耦合RFID标签由RFID读写器产生的电场供电。电流有一个电场分量和磁场分量——它是一种电磁波。所以又可以用一个电场形成磁，也可以用一个磁场造成电。“电感耦合”的名字就是来自磁场在电线中导入电流的过程。
后来为了减少技术成本既形成了电容耦合标签。这些就可以成为一次性标签应用至最低价的商品，并形成了普遍使用的条形码。使用电容耦合标签不用金属而用导电碳墨线圈来存储数据。油墨被印在标签纸上，并用读取器进行扫描。
摩托罗拉的BiStatix RFID标签是这项科技的领跑者。他们在一块仅3毫米宽的硅晶片上存储96bits的信息。该科技并没有被零售商采用，BiStatix也在2001年被取消了 [来源:RFID期刊]。
RFID产业又有了更多的创新，包括有源、半有源和无源RFID标签。这些标签可以储存至2 k的数据并由一个微型芯片和天线组成，在有源和半有源标签里还包含电池。这些部件被封装在金属、硅或者玻璃中。
基本上，每个标签都有相同的工作方式：
数据存储在一个RFID标签芯片中期待被读取。
标签的天线接收至RFID读取器天线发出的电磁场。
在其外部电池或加载器发出的电磁场的电力下,标签发送无线电波给读取器。
读取器接收标签发出的无线电波并阐述其相应的频率数据。
因为价钱廉价而且笨重，电感耦合和电容耦合的RFID标签今天终于不常用了。在下一章节，我们将知道更多关于有源、半有源和无源RFID标签的知识。
4. 有源,半有源和无源RFID标签
有源、半有源和无源RFID标签从而RFID技术我们的全球里最实用。生产这种标签成本更少,并且可以小到可以装在几乎任何产品里。
有源和半有源RFID电子标签使用外部电源驱动它们的电路。有源标签还会用电池驱动给RFID读取器发射信号，而半有源标签则需借助读取器提供帮它的功率来发射信号。因为这两种标签相比无源RFID电子标签内部有更多的硬件，因此很贵。有源和半有源标签被用于读取大距离的较贵的项目中—他们发射的高频从850到950兆赫兹,可以在100英尺(30.5米)或更远的距离内读取。如果读取距离还必须很远，可以额外再加一个电池，标签读取范围能达到300英尺(100米)[来源:RFID期刊]。
类似于其他的无线设备， RFID标签可以发射一定频谱范围内的电磁讯号。频率是准确可变的，从而导致标签间或读取器之间的干扰。RFID系统使用时分多址(TDMA)的蜂窝系统，确保在无线通信中取得正确处理[来源:RFID期刊]。
无源RFID标签完全依靠读取器增加其容量驱动。这种标签可以在20英尺(6米) 读取,他们的生产成本较低，意味着它们可以应用到最低价的商品中。因为通常用于一次性消费品，这些标签通常只是一次性的。一个铁路汽车会有一个有源RFID标签而一瓶洗发香波会用一个无源标签。
另一个影响的RFID标签成本的原因是数据存储。有三种存储类型:读写，只读和WORM (只写一次，多次读取)。一个可读写标签的数据可以被添加或被覆盖。只读标签将不能被写入或覆盖——他们只包括存储在其中的数据。蠕虫WORM标签可以被写一次(如写入另一个序列号)，但能够覆盖数据。
大多数无源RFID标签成本在7到20美分[来源:RFID期刊]。有源和半有源标签则很贵，并且常常在没有确定他们的使用范围,存储类型跟数目前，RFID厂商能够给出这些标签的价格。RFID产业的目标是即使有更多商家使用，要将无源RFID标签的利润费用降至五美分一个。
在下一章节,我们将学习这些科技如何联结到因特网并建立一个全球性的RFID标签系统。
5.RFID漫谈
如果RFID产业无法增加价格,它将走向一个可以全程智能追踪供应链的随处可见的网络。商店货架伤将放满智能标签产品,可以从被购买时常追踪到放到垃圾桶。货架本身会与网路进行无线通讯。而标签将仅仅这个大的产品追踪网络的一个组件。
网络的此外两个部分有与标签通讯的读取器和给网路提供通信线路的互联网。
让我们来看一下这个平台的一个实际场景：
在杂货店,你买了一盒鸡蛋。牛奶的容器上的RFID标签储存了大米的过期日期跟价格。当你从货架上拿出饮料，架子上会显示出牛奶的截至日期以及信息可以借助无线网路发送到您的个人数字助理或手机。
当你走出商店,穿过嵌有RFID读取器的门。读取器会列举您的购物车里所有物件的价格,并把帐单送到你的银行,银行就从你的账户中缴纳相应数额。产品制造商就会明白你买了人们的产品,并且库存的手机也会了解究竟每一种产品必须再被打算多少。
你回到家就把你的牛奶放进也配备了RFID读取器的冰箱里。这个智能冰箱能够追踪里面存放的所有食品。它可以跟踪你使用的食物,记录你使用冰箱的温度,而且可使你了解哪些时候饮料和其它水果变质。
产品还可以被跟踪到它们被放到垃圾桶或回收站。这时，你的冰箱就可以将鸡蛋加入至你的购物清单,或者你还可以帮冰箱设定使冰箱自动购买这种物品。
基于你购买的产品,你的杂货店可以了解你另类的喜好。不再每周收到通用的杂货店特价简报,或许您会接收到一个专为你制作的简报。如果你有两个在上班年龄的小孩、一只兔子，你的杂货店就会寄给你果汁跟狗食等您会偏爱的物品的优惠券。
为了使这个平台可推动,每个产品都应有一种独特的产品号码。麻省理工学院的Auto-ID中心正致力于研制电子产品代码(EPC)标识符,它可以替代条形码。每个智能标签可能传输96bit信息,包括产品制造商,产品名称跟40bit序列号。在这个平台里,智能标签与一个叫目标命名服务的网络进行通信。这个数据库将检索信息,然后直接将信息送到厂商的手机上。
储存在智能标签里的信息用产品标记语言(PML)来写,主要是基于可扩展标记语言(XML)的。使用PML语言，所有的计算机都可以与任何计算机平台通信，方法类似于网络服务器阅读超文本标记语言(HTML)—用于构建网页的语言。
RFID还没有达到这些阶段，但是RFID标签在你生活中起至的作用比你或许想象到的还要多。沃尔玛和Best Buy只是用RFID标签管理货存和行业销售的其中两大客户。被号称智能硬件代理的自动化系统可以处理所有进出RFID标签的数据并像整理物品一样执行详细的行动 [来源:RFID期刊]。
美国零售行业主要借助使用近场通讯的支付平台在捆绑式的推行RFID技术。这些将作为将来的信用卡。
6. 近场通信、智能手机和RFID
近场通信(NFC)有很高的应用前景，因为它强调了安全性更高，更加方便的下一代支付手段。有些信用卡内嵌有NFC芯片,可以借助在NFC付款终端上挥动付款而不是再终端上刷一下,因此就不可能有人能借助磁条读取你的数据。同样的平台也应用于智能电脑：取决于电子支付如何在这项科技上进行挖掘。
谷歌正使用Google Wallet推动NFC支付。这项应用在多重安全保护下，存储了信用卡信息，可以在NFC终端迅速敲击付款。也就是说,这项技术的可用性取决于在零售商处NFC付款终端机的数目或者支持这项科技的手机总数——Google Wallet发行时仅可用于Android Nexus S系列智能手机。
这跟RFID有哪些关系吗?近场通信仪器可读出无源RFID标签并提取储存在其中的信息。这种科技被用于现代广告中。例如,想象一个正常的牛仔裤广告海报, 在购物中心墙上能看到的那个。广告商可以RFID标签做一个”智能”海报可以与用户造成更多的互动。
用一个NFC手机对着带有RFID标签的智能海报挥动一下,你能够受到一个在强盛科技购买这种牛仔裤的九折优惠券。无源RFID标签的费用最低,完全可以用在吸引用户的宣传材料上。
NFC和RFID技术在零售界有巨大的形势,但安全难题仍旧是一个普遍关心的难题。一些批评家觉得应对厂家跟踪和记录采购的主意保持警觉。零售不是唯一使用RFID技术的产业:在下一章节,我们将知道政府怎样使用RFID标签。
7. 政府发行的RFIDs
美国政府的Real ID项目
从空中交通至公路交通,安全正作为一个更迫切的难题,有些人认为它们目前比以前任何之后都得到更密切的监护。真实身份Real ID, 是9/11委员会开发的工程,旨在优化官方证件的发行形式。实际上, Real ID项目已经被同意(并进入热烈讨论中),首先被强调的Real ID是真实身份的驾驶执照。DHS在2007年3月1日发出通告,提出对真实身份的驾驶执照立法。《真实身份驾驶执照可以促使过境加拿大非常易于,并且相比标准的驾驶执照,它还可以使你接近联邦设施,联邦飞机和核电站[来源:安全部]。美国即将选择是否在真实身份驾照里嵌入RFID芯片取代现行的二维条码。
虽然许多消费者很乐意购买RFID标签跟踪的货物,但美国政府立法强制护照被嵌入RFID芯片，让一些人大动肝火。
2006年8月14日,美国国务院开始发行电子护照,或e-passports。在2001年911恐怖袭击后,国土安全部门(DHS)提出了e-passport的安全机制，有利于空中交通安全、边境安全、以及中国机场更有效率的海关程序。e-passport加强的安全特征有——一个芯片识别号码、数字签名和成为一种生物标志的图片——因此不可能去伪造护照。
e-passport将增加安全性,但有这么多的个人信息嵌入在其中,已经有越来越多的人担心e-passport身份文件被人盗用的潜在可能。e-passports可能出现的两种方式的身份盗窃有:
略读:在 e-passport持有人不知道的状况下，被人使用RFID读取器从一个RFID芯片里扫描数据。
窃听:当RFID读取器扫描RFID时，RFID发射的频率被对方解读。
然而,DHS坚持e-passport的使用完全安全跟并未采取适度预防机制,以保证用户信息被保密。
为了避免略读,e-passport内含一个金属的反略读anti-skimming装置。这个装置是插入在护照封面跟第一页中间的一个射频防护。当e-passport被合上时,它根本就不能被扫描;当它开启时,只能被3.9英寸(10公分)距离内的扫描仪读取 [来源:美国国家]。
为了避免窃听,DHS已下令彻底覆盖和封闭隔离所有扫描e-passport的区域，信号就不会泄露给被已授权的RFID读取器。
e-passport价格是97美元。这个利润而又很高,而在机场安装射频识别读取机的成本会更为惊人。采用e-passport需要大幅改变,但当局已经开始探讨怎样提高安全性以及在下一代e-passports中提高生物特性识别科技。
对e-passports的争论远远不及对身体芯片的讨论。接下来,我们未来看一下RFID芯片在生物领域里所做的事。
8. 动物和人体芯片
动物芯片不是一件新鲜的事情——多年来农民都在经常使用RFID技术跟踪家畜。但是一些公司正在对用于宠物的动物芯片做更大的文章,有些公司可以提供对人类进行芯片植入。
RFID的宠物回收平台利用一个米粒大小的微芯片，内含宠物主人的联系信息,有时还有动物的医疗史。兽医用RFID读取器对走失的宠物进行扫描来确定它能否携带RFID。但是系统在这里会出现问题。有许多宠物回收平台在互相竞争,因此,也出现了许多种宠物微芯片。美国动物保护协会经常在选取一个普遍通用的RFID阅读器,让兽医可以用于读取宠物芯片,不考量其制造商以及生产时间。2005年11月,布什总理达成了一项规范宠物微芯片和国家宠物主人资讯数据库的法案(来源:RFID期刊]。
尽管FDA在2004年批准了对动物跟人类植入RFID芯片,从早在1996年的研究显示这种芯片植入在实验室老鼠身上会导致肿瘤 (源自华盛顿邮报)。确切地说是有源标签，植入导致肿瘤,从而妨碍身体组织。目前还没有研究表明癌症会在实验室老鼠以外的其他昆虫身上发生,而芯片对人类会造成这些制约还言之过早。RFID芯片发射的无线电波尚没有任何对身体健康的消极影响。无论怎样,这些身体芯片的其它特点可能会远远小于其优点。
强盛科技是人体芯片业务的领跑者。公司给每个芯片独特的辨识号码接入其医疗数据库。VeriChip数据库包含紧急联系模式跟医疗病症。有严重的医疗问题,如阿尔茨海默氏症的患者是理想的VeriChip芯片候选人。除了一次性植入费、VeriChip芯片按照你想在数据库上内存多少信息来减免年费——你可以选择只是存储你的姓名及联系资料还是将全部病史都存储进去。VeriChip的业务却进入下降中, 所以不是每一家医院都有射频识别读取机。同样,医生也不会给每一个病人扫描来检测是否有芯片,所以VeriChip芯片是否有用还取决于医院跟医生。
VeriChip在拥抱婴儿保护项目中有较大的顺利利用。在此RFID监控平台下，一些学校的托儿所里的新生儿在脚踝上带上有RFID的脚镯。如果一个未经授权的人企图将女儿从学校带走,护士站或者安全通道处就会响起警报。在VeriChip网站上，你还可以看见更多关于保护孩子的顺利案例。
在下一章节,我们将看到RFID评论家关于跟踪设备在我们的现代亚洲中的评价。
RFID技术和SIDS
一位研究人员早已发展了一种射频识别系统来监控婴儿呼出的二氧化碳浓度以避免婴儿猝死综合症SIDS。在这个模式中,传感器连接到儿童摇篮，一旦它们看到小孩未中止了呼吸，就会响起声音警报，这潜在的保护了年轻的生命。在RFID杂志上可以知道更多有关这个SIDS预防系统的信息。
