射频识别技术在军事物流应用中的问题

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从公开的资料分析，射频识别技术对于提高物流的效能具有重要作用，能够提高作业能力、优化流程、节省人力物力。但随着射频识别技术在实际中应用的深入，也逐步暴露出一些问题。沃尔玛采用RFID的计划从最初的2005年1月1日推迟到2005年年中，最后只要求供应商能在65%的商品上贴上电子标签即可。积极推动射频识别技术应用的美国国防部，也面临缺乏详细可行的发展战略、系统整合困难、投资效益不明确等种种质疑，致使美国各军种都在不同场合表达了对投资回报的忧虑，不愿意为RFID项目提供资金支持。同时，不断暴露出的射频识别可靠性、系统整合以及技术本身的成熟度等问题，无不证明了射频识别技术的应用之路并不平坦。在军事物流领域，应用射频技术还存在着不少亟待解决的技术问题，从标签失效到温度、湿度等外部环境造成标签无法读取，再到无线射频干扰等等。这些问题的解决将直接影响射频识别技术在军事物流领域的全面应用。
（1）标签的问题。RFID有源标签的性能、可靠性、制造工艺相对比较成熟，但由于其价值昂贵，使用范围受限。无源标签造价相对较低，但其性能和可靠性有待提高。有源标签的体积、电池的容量是用户关心的问题。无源标签使用的基材其适用性、强度和成本之间还需要权衡。据某研究机构2005年对无源标签供应商的调查表明，30%的标签在粘贴时天线被损坏，另有10%-15%在打印过程中被损坏。无源标签的读取率一直困扰着使用者。美空军2005年2月的一份简报显示无源标签的试验一度出现32%-65%的读取率。美国联邦审计署2005年的一份报告指出标签之间的间隔、标签的高速运动都会造成标签无法读取。标签安装或粘贴的容器的材质、形状，包装物堆放的方式、标签粘贴的位置等，也会对标签的正确读取产生影响。美海军试验表明，标签粘贴在内容物为液体的包装上，也会导致读取错误；美国国防部曾在55加伦的金属鼓形圆桶粘贴标签遇到麻烦。对某些金属材质包装的产品而言，标签的位置不当，会因为金属的反射而造成误读。即便考虑到标签的安装位置和货物摆放影响，2005年美国国防部无源标签的试验也仅仅得出了90%左右读取率。这样的读取率对于在军事供应链中全面推广RFID标签也是过低的。
" u6 G  L* e. \( f（2）频率选择与使用问题。射频识别系统使用的频率会直接影响到系统的读写距离、执行的标准以及兼容性等多方面的问题。物流领域通常采用以433MHz、915MHz等频段为主的超高频(UHF)系统和13.56MHz的高频（HF）系统。超高频系统，有源标签的读写距离可达百米，无源标签在三至四米左右。高频系统的读写距离一般在几十厘米。迄今为止没有一个世界统一认可的频率供RFID使用，美国对UHF系统的RFID开放902MHz-928MHz，而欧洲相应允许的频段为865MHz-868MHz，日本将原定给GSM手机使用的950-956MHz划分给RFID使用。我国RFID频段划分尚未明确。频率的不确定，给军事物流应用射频识别技术的规划和军民物流一体化建设带来了许多变数。
/ V$ C4 b4 a' y4 w' M4 @+ {（3）射频识读器的功率问题。美国允许UHF系统识读器的有效发射功率（ERP，Effective Radiated Power）是4w，无源标签可以在3-4米的距离内读到。欧洲规定ERP不得超过500mw，无源标签的识读距离仅在1米以内。不同功率的射频识读设备，对运输途中、物资临时集结地和仓库射频识读设备的安装和作业方式带来问题。同时，过高的发射功率也会影响其他无线设备的工作，形成相互之间的干扰。在一个狭窄的作业环境中，几个大功率的识读器同时工作，相互之间的影响在所难免。如何确定射频识读器的发射功率，既能满足应用的需要，又能符合无线设备管理的要求，仍需要针对具体的应用背景进行广泛的试验研究。
（4）复杂电磁环境下的抗干扰问题。信息化作战，最突出的变化是使复杂电磁环境从传统战场环境要素中脱颖而出。在相对狭窄的战场空间，种类繁多的信息系统和电子设备云集，大量电磁辐射互扰自扰，加之敌对双方施展的电磁对抗手段，其电磁环境的复杂性对射频识别系统的影响不容小觑。描述电磁环境复杂性的主要因素是电磁辐射的强度和密集度，如背景噪声的强弱、频谱占用度的大小以及辐射源的多少等。实际战场的电磁环境，难以确定的干扰源很多，有我方的各类通信设备，有敌方的电子压制和打击，有民用电子设备无意的电磁干扰，还有自然产生的电磁辐射。电磁辐射在空间、时间、频谱和功率上交叉重叠，瞬息万变，难以把握。不在真实的现场，很难体会到电磁辐射对于电子设备正常工作的影响。对于发射功率毫瓦级充其量不过瓦级的射频识读设备而言，在动辄几十瓦上百瓦的大功率通信设备面前，其工作的可靠性很值得探讨。射频识别系统在军事物流领域的应用中，抵抗复杂电磁环境的干扰，也是必须解决的问题。
（5）信息安全性问题。射频识别系统所基于的无线信号以“开放”的方式传播和接收，无线电波自身并不能确定敌我。我方利用RFID传送信息，敌方同样能够利用该技术来获取数据，甚至能够了解到装备、物资的具体位置和去向。虽然可以通过对射频识读器的辐射功率、辐射方向、频谱波段以及信息加密等方式来保证系统的安全，但攻击任何无线系统都是非常轻而易举的。对实际应用中的RFID系统的安全威胁可能来自于三个环节：从标签到射频识读器的通信；从射频识读器到后台计算机系统的通信；使用公共网络方式交换数据的后台数据库之间的信息传输。在美国国防部2004年8月发布的使用射频标签的政策方针中，并不要求无源标签上的数据加密。原因之一是标签上的信息仅仅是一个序列号，如果不与数据库相联它没有任何意义，其次的原因是潜在的敌人无法接近标签进行读取。应注意的是，这种假设是有前提的。
6 ]2 w1 d, \2 J& J（6）特殊货品现场的使用问题。军用物资涉及很多易燃、易爆危险物品，如各类油品、化学品、弹药、电触发引信等。如同加油站禁止使用无线通信工具的道理一样，将工作于超高频、高频的射频识读设备应用于存储易燃、易爆危险品的物资集结地和仓库等场所，同样面临着严格的安全考核。目前关于这方面的研究仍不够深入，缺乏权威的、可靠的研究成果的支持，导致了在包括大量危险品的军事物流中，无法对是否应用射频识别技术进行决断。
+ m8 i# R7 j( ~& N（7）系统兼容性问题。只有将射频识别系统和现有的计算机信息系统完全融合在一起，才能发挥RFID的技术优势，真正提高军事供应链的效能。射频识别系统的兼容性体现在三个方面：一是射频识别系统采集、处理的数据，其格式、标准与现有计算机系统要统一。在美国国防部自动识别中心等组织的努力下，美军已经实现了RFID芯片上信息的标准化，制定出完全兼容的EPC-96、EPC-128的DOD-96、DOD-128的信息标准。但是，所制定的标准却与目前国防部信息系统不能兼容。其二，射频识读器与不同设计的射频标签之间的兼容。在同一频率下，射频识读器最好能够做到读取不同设计的射频标签。其三，不同频段的射频识别系统之间的兼容，最好能用同一个射频识别系统兼容几个频段的射频标签。这两个兼容性，虽然可以采取行政措施，保证所使用的标签和识读器为同一供应商的产品，或在物流供应链中采用一套频率下的射频识别系统而解决，但由于各频段的系统具有各自的优点和短处，用户更希望得到的是一套能够兼容主要应用频段，适合不同类型标签的射频识别系统。从根本上来讲，真正影响RFID大规模应用、降低成本的关键就是标准的开放和系统之间的兼容。
（8）自然环境带来的问题。军事物流要面对更严酷的自然环境，军用装备、物资可能到达的地域，远非一般民用物流可比，温度、湿度、盐雾、日晒等自然因素，对以电子设备为主的射频识别系统来讲，是必需通过的考验。过高或过低的温度会使射频识读设备和标签工作不正常。低温会造成有源标签的电池快速消耗，远远达不到标称的使用时间，给标签的使用管理带来难度。射频识读设备和标签要在军事物流中使用，必须具有更强的高、低温工作能力并耐受各种严酷环境所带来的腐蚀和损坏。

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随着计算机信息技术和超大规模集成电路技术的成熟与发展，射频识别技术在各领域得到了快速的发展。

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射频识别技术日趋实用和规模化
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射频的干扰问题一直是重中之重