美軍在射頻識別技術（RFID）應用方面一直處于世界領先地位，特點是敢于投入重金，在實際戰爭的保障過程中大膽使用新技術，并在使用中改進，注重實效。2004年8月9日美國國防部公布了實施射頻識別技術的最終政策。這一方面說明美軍對射頻識別技術的高度重視及加速推進的態度，同時也表明經過伊拉克戰爭考驗的射頻識別技術已經逐步成為成熟技術。分析美軍在軍事物流中所使用系統的情況，探索射頻識別技術的特點，對發展物流及供應鏈射頻識別應用和技術選型具有重要意義。

美軍現使用的RFID系統

美軍目前使用的主要射頻識別系統主要集中在后勤保障供應鏈及醫療兩方面。  

特定物品尋找系統 

    由射頻標簽和手持式識讀裝置組成，其中射頻標簽附在集裝箱或托盤上，用于存儲和發送集裝箱內的物資信息。射頻標簽為主動式帶電源，存儲容量128KB。箱內所裝物資品名、數量、狀況、終點、用戶等貨單信息均存在標簽中。射頻標簽設計堅實，耐惡劣氣候，耐沖擊，能在野戰條件下多次使用。手持式識讀裝置能夠“激活”射頻標簽，在90米距離范圍閱讀標簽上的信息內容，并以聲音輔助尋的。主要用于野戰集裝箱貨場的目標尋找。 

    該系統為SAVI公司研制，采用主動式技術，標簽配有電池，因此體積較大。可在移動中進行身份識別，因標簽存儲容量大，數據獲取時間較長，適宜于靜態目標使用。SAVI公司的主動式產品采用ISO18000-7標準（433.92MHz）。 

運輸途中物資可見性系統 

    在集裝箱或整裝卸車上安裝射頻標簽，在運輸起點、終點和各中途轉運站上配置固定或手持式識讀裝置和計算機系統，結合實時追蹤網絡系統，對在運物資進行監控。該系統通過遍布38個國家的420個監控點，對于包括軍事及商業用途的270,000個集裝箱和重要貨物進行實時追蹤。系統集成了許多不同技術，包括主動式射頻技術、全球定位、識讀裝置及手持設備等。采用開放式網絡結構，符合國際技術標準規范?，F有的基礎設施可以實現全球集裝箱跟蹤管理。 

    2003年伊拉克戰爭中，美軍就是通過該系統準確地追蹤了國防部發往海灣的4萬個集裝箱，實現對“裝備流”和“物資流”全程跟蹤，并指揮和控制其接收、分發和調換，使物資的供應和管理具有較高的透明度，大大提高了保障的有效性。 

    美8軍（EUSA）后勤運輸部門用該系統提供跟蹤第5類物資（彈藥）和第9類物資（修理零部件）從港口到前線的途中可見性。 

    該系統為SAVI公司研制，規模大，分布范圍廣，采用多種技術整合，整體效益突出。核心技術為主動式射頻標簽（433.92MHz），識讀設備為獨特的雙頻應答式，使識讀距離大大增加。 

單兵電子病歷卡 

    在2003年伊拉克戰爭期間，美國軍方大量使用了射頻身份識別技術，被縫入到袖口中的射頻標簽用于跟蹤受傷的士兵和平民的身份、狀況和位置。射頻標簽中的數據通過手持設備進行讀取，識別病人，也允許醫生在標簽上添加、修改或創建新的治療記錄。 

    美國德州的ScenPro公司開發了在伊拉克的海軍第三艦隊醫院使用的這套TacMedCS系統，德州儀器公司（TI）提供了射頻標簽。TI的Tag-it采用工作頻率為13.56MHz的無源標簽。射頻識讀設備與袖口之間的識讀距離可達1.8米。標簽能夠存儲2Kb（256字節）信息，用于存儲惟一的身份號碼、受傷記錄和治療數據。 

    該系統所采用的Tag-it標簽為ISO15693被動式技術，標簽可讀寫。應用要求配合使用手持式識讀設備，造價較高。 

服裝發放裝置 

    以往美軍都是利用條形碼技術使服裝發放速度加快。即：服裝公司將帶有電子條形碼的標簽系在作戰服上，發往征兵中心。在新兵試穿時，管理者用掃描器掃描標簽，將適合新兵穿用的作戰服大小、顏色、式樣等信息輸入計算機，計算機將信息傳到國防兵員保障中心，再由中心傳到服裝公司，用于制定生產計劃。而現在使用射頻識別技術，過去需要多步完成的程序可以一次完成，既節省了人力又提高了效率。 

    根據功能和應用成本推測為被動式13.56MHz無源標簽技術，實現作戰服生產所需數據的快速采集。并利用“一物一碼”原理，做到每個兵員服裝數據準確跟蹤。  

美軍射頻識別應用的技術特點 

    美軍使用的射頻識別系統十分注重實用性，即可在野戰條件下使用。從后勤保障供應鏈的角度看，野戰條件相對平時固定營房及作業場所而言，室外、野外操作較多，要求設備對溫度、濕度、陽光、降水等自然環境條件有較強的適應性。由于野站環境各種裝備車輛集中，設備數量多，電纜布線不規則，可能會產生多種電磁干擾。野戰條件對射頻識別技術的要求是識別距離遠，抗干擾能力強、可靠性高，使用操作簡便，可安裝在露天環境、拆裝方便，盡可能少的維護。 

    下面從射頻標簽的分類、存儲容量、工作頻率及安全性等方面對美軍已經使用的射頻識別系統進行分析。 

主動式與被動式 

    主動式標簽的工作電源完全由內部電池供給，同時電池能量也部分轉換為標簽與識讀設備通信所需的射頻能量。主動式標簽通常用于識別距離較遠（10～200米）的場合，典型工作頻率為：433.92MHz，860～930MHz，2.45GHz及5.8GHz。 

    從美軍使用情況看，主動式標簽的識別距離較遠，可靠性相對較高，成本也較高。主要用于大型集裝箱、車輛的身份識別。美國國防部最近明確指出，“對貨運集裝箱，包括6～9米海運集裝箱及大型空運貨盤，所有美國本土以外的集裝箱必須帶有由發貨地寫入集裝箱中貨物內容的主動式（帶電池的）標簽。”在集裝箱上使用主動式標簽可以充分發揮遠距離識別的特點，減少開箱清點工作量。 

    主動式標簽的不足是電池壽命有限，只能維持2～5年。實踐表明，由于制造和使用上的差異，主動式標簽電池的使用時間有較大離散性，給標簽的維護帶來麻煩，標簽數量越大，維護問題越復雜。同時由于主動式標簽帶有電池，因此通常體積較大，限制了應用領域。 

    國內民用應用已經出現過主動式標簽因使用壽命不一致及高低溫工作不正常而無法使用的情況。 

    被動式標簽沒有內裝電池，標簽從識讀設備發出的射頻能量中獲取其工作所需的電能。半被動式標簽有內裝電池，但電池僅對標簽內要求供電維持數據的電路或標簽芯片工作所需的電壓作輔助支持。 

    被動式（半被動式）標簽的特點是識讀距離近（一般在10米以內），成本較低，標簽存儲容量小，識讀設備的天線方向性不強。典型工作頻率為13.56MHz、433.92MHz，860～930MHz。在13.56MHz作用距離在0.5～1.5米左右。在433.92MHz，860～930MHz，作用距離可達到3～10米。 

    被動式（半被動式）標簽主要用于人員、車輛身份識別，托盤及小型包裝箱的標識。 

    主動式標簽識別距離遠、可靠性高的特點使其比較適合野戰條件下使用，但成本高、不易維護是大規模推廣的障礙。被動式標簽識別距離短，但體積小、成本低、免維護的特點使其更適合使用在小包裝識別上。 

標簽數據存貯容量 

    射頻識別標簽的存儲容量一般在2Kbits以內，更多的存儲容量并沒有太大的意義。從技術及應用角度來說，射頻標簽小型設計、近距離識別特性及調制方式本身就不適合作為大量數據的載體，其主要功能在于標識物品并完成無接觸的識別過程。而且射頻識別系統的瓶頸恰恰是在識讀設備與標簽之間的通訊傳輸。因此典型的標簽數據容量為：128bits、64bits、1Kbits和2Kbits。  

    美軍要求在本土以外的集裝箱上安裝主動式標簽，并寫入貨單內容，是基于某些地域不便通過網絡交換數據的安全因素考慮。實際上大量數據經標簽進行傳輸不僅效率低、時間長，而且易出現錯誤。這種做法是將射頻標簽當作通訊設備。合適的用法應是只在標簽上放少量的必要信息。 

    美軍除集裝箱以外的所有射頻識別應用都是只在標簽上存放物品的軍隊惟一識別碼，相關信息是通過網絡得到的。 

工作頻率 

    目前使用較多的幾種射頻標簽工作頻率為13.56MHz（ISO/IEC 14443、ISO/IEC 10536和ISO/IEC 18000-3）、433.92MHz（ISO/IEC 18000-7）、915MHz（ISO/IEC 18000-6）和2.45GHz（ISO/IEC 18000-4），除13.56MHz外，都是工作在超高頻以上，也就是通常所說的UHF和微波頻段。這兩個頻段的電磁波易被水及金屬物體所吸收，造成較大的損耗，因此不宜將標簽直接附著在這些物體表面。 

    從美軍實際應用和發展情況看，13.56MHz主要用于無源近距離產品，距離在1米以內，典型應用為電子病歷、電子身份證、貨物托盤或小型包裝識別。433.92MHz目前主要是美軍在主動式標簽上使用，此頻點全世界除日本以外均可使用，符合美軍全球戰略要求。距離在3～100米，典型應用為物流過程的集裝箱標簽、大型托盤標簽及安全封簽。915MHz主要在北美使用，多為被動式標簽，距離在3～8米，是較為成功的產品。典型應用為車輛識別、人員身份識別、倉儲物流外包裝。 

    從實際應用效果看，因為不同的頻率有不同的特性，單一頻率不可能適應全部應用。低頻標簽能耗低、穿透性強、無方向性，UHF頻段數據傳輸快，距離遠。美軍在軍事物流中針對不同應用采用13.56MHz、433.92MHz及915MHz多種標簽，形成射頻標簽體系。13.56MHz用于單品或小包裝，成本較低，915MHz用于托盤和包裝箱，433.92MHz主要用于集裝箱及大型車輛識別。 

標簽安全性 

    標簽數據的安全性是使用者極為關注的，可以從數據本身到通信方式和空中接口多方面采用加密手段，第二代RFID標準開發中最主要的部分是設計了第二代空中接口協議，該協議用于管理從標簽到讀卡器的數據的移動，為芯片中存儲的數據提供了有效的保護措施。使用方式也可以很好地解決安全問題，美軍就是通過只在標簽中存放物品序列號實現的。 

    美國國防部的RFID最終政策中并沒有對數據加密的要求。國防部副部長助理Estevez列舉了兩條理由說明安全方面的合理性 ：第一，標簽中的數據如序列號等在它沒有與數據庫進行關聯之前，沒有值得利用的信息；第二，潛在的“敵人”不可能在3米之內近距離接近標簽以讀取標簽上的信息。 

射頻識別技術的發展趨勢  

主動式標簽技術已成熟，被動式標簽是發展方向 

    主動式標簽的典型產品是SAVI公司研制的在集裝箱上使用的雙頻主動式標簽，標簽以兩種不同的頻率接收識讀器及信標讀寫器的信號。識讀器在100米半徑范圍感應是否有標簽存在；而信標讀寫器識別讀取標簽中信息。為延長標簽的使用時間，標簽中的電源可由信標讀寫器在標簽經過時啟動，傳送結束后標簽進入省電模式。在伊拉克戰爭實踐中已經被證實是成熟可靠的，現正在向民用推廣。 

    但主動式標簽體積大、造價高、電池需要維護，不適合在小型包裝及單品上使用的缺點也促使被動式標簽迅速發展。美軍已經明確要大力發展造價低廉、最小識別距離3米的UHF頻段860~930MHz被動式標簽，并確定了在各種后勤裝備物資上實施的時間表。即從2005年1月1日起，將被動式標簽粘貼到所有獨立包裝、貨盤內包裝及所有軍隊集裝貨盤、服裝、設備和工具、個人物品、武器系統維修部件和元件。從2006年1月1日起，對包裝油品、潤滑油、燃油、防腐劑和化學品、建筑和障礙材料、所有各種類型的軍火、藥品和醫療用品能夠表示出有效期和保存指標。從2007年1月1日起，全部物品和全部日用品貨盤都要帶有射頻標簽。 

雙頻、多頻標簽和識讀裝置出現 

    實際工作中對標簽的要求是在較大的噪音環境中也能穩定地工作，即具有較強的抗干擾能力。采用多種頻率是解決這個問題的方法之一。 

    最近已經出現能夠接收、發送兩種頻率的射頻識別標簽。使用工作于低頻13.56MHz和超高頻860～930MHz的標簽可以較好地提高識讀距離，并解決電磁波經過液體和金屬被吸收的問題。 

提高多目標識別率 

    從理論上說，射頻識別可以實現多目標同時識別，但在美軍實際使用中，同時識讀多個標簽的應用并不多。因為雖然識讀器采用了“防沖突算法”，但在目前技術條件下，對整包或整箱物品進行掃描需要大約30秒到1分鐘的時間。這個時間顯然離實用還有距離。即使是這樣，精度仍達不到100%。就是說，當用識讀器掃描多個物品時，可能會有幾個被漏掉。附近打開大功率或帶電感電器設備時，可能會因它發出的電波影響而出現錯誤。目前一個識讀器的識別率只能做到85%，兩個識讀器的識讀率可達到98%。如要進一步提高識別率，可能需要增加標簽中天線尺寸，但這樣標簽尺寸就會相應增加，成本也會更高。 

射頻識別應用技術選擇 

大型集裝箱應采用主動式標簽 

    目前對于集裝箱和車輛識別使用的技術有兩種意見。一種傾向于主動式標簽，另一種認為被動式標簽更合適。筆者認為，在下一步發展射頻識別應用時既要充分考慮今后技術的發展趨勢但更應關注技術的成熟可靠。被動式標簽成本低，是發展趨勢，但對于集裝箱應用未經實際大規模檢驗。主動式標簽技術識別距離遠，可靠性高，經過實戰考驗，比較成熟。從美軍實踐情況看，在集裝箱上使用的主動式標簽技術已經基本成熟，車輛識別仍有一些是采用被動式標簽技術。因此對于集裝箱當前采用主動式標簽比較合適。工作頻率根據我國頻率分配實際情況，以860～930MHz和2.45GHz為宜。這兩個頻段都是ISO-18000標準確定的頻率，相應配套資料比較全，便于產品測試驗收。 

    在具體使用上，為克服前述標簽通信瓶頸，標簽上最好不存放大量數據，以存放惟一識別碼較為合適。對于必須在標簽中存放貨單的情況，可采用變通的方法，如將大量數據通過內部網絡、閃存或其他途徑傳送。 

逐步形成自動識別和數據采集體系 

    從美軍的情況看，已經形成了集裝箱（空運托盤）、車輛、獨立包裝（貨盤內包裝及集裝貨盤）、單品（服裝，獨立設備和工具，武器系統維修部件和元件）射頻識別體系，即對不同的應用和包裝使用不同的識別技術。這樣可以充分發揮各種技術的優點，取得較好的效果和較低的開銷。 

    為適應供應鏈的復雜情況，應對實際的供應鏈保障過程和采用的主要運輸工具進行充分調研，建立多級（車輛、集裝箱、貨箱和托盤、單品及門禁等）射頻識別體系結構和包括條碼技術在內的自動識別數據采集體系。并在充分論證基礎上，確定不同類型應用的技術選型。技術選型關系到應用系統的成熟、可靠、兼容和繼承性，合理的技術選型可以避免自成體系，節省資金和時間。技術選型還包括建立射頻識別軟件基礎架構，在較高起點上進行軟件開發，少走彎路，減少浪費。 

供應鏈應以860～930MHz被動式標簽為主 

    860～930MHz標簽即ISO 18000-6標簽。它是綜合了現有射頻識別廠商產品，參考EAN·UCC所提出的EPC Global TAG架構及權威人士意見而形成的產品。可在世界上任何地方使用，對全球主要公司所生產的產品均有兼容性。為推動射頻標簽的使用，美國防部已經明確加速被動式射頻應用的推廣。美國防部計劃使用的是UHF頻段860～960MHz，最小讀取范圍3米的被動式標簽。美軍這樣做的原因是因為在后勤供應鏈中使用量最大的射頻標簽是這種被動式標簽。在實踐中，這種標簽兼具成本低、識讀距離遠和識別率高的優點。這種標簽也是沃爾瑪選定的主流標簽，由于使用的用戶較多，標簽和識讀器價格很快會進一步降低。2004年6月我國無線電委員會已經初步考慮分配UHF頻段中915MHz給射頻識別使用。目前國內至少有兩家公司具有這種標簽識讀設備的自主生產能力。 

    針對我國供應鏈情況，要提高效率，主要是節省各種包裝和物品數據采集時間，相對貨運托盤、小包裝和各類單品，也應是被動式標簽在數量上占大多數，在先期開發的應用中推廣這種技術會帶來很好的效益。另外，從技術的發展和應用實踐來看，直接采用UHF頻段860～930MHz標簽是對落后技術的跨越。 

EPC應用要看需求 

    2004年6月15日EPC global發布了EPC標準版本1，但在實際供應鏈中真正使用EPC的成功案例很少。筆者認為，推行EPC應有兩個基本前提，首先是供應鏈本身有需求，已形成從供貨商到配送中心再到用戶的完整物流過程，是一個開放式系統 ；其次是已具有規模，包括使用射頻標簽物品的種類和數量都達到較大的量。美軍推行射頻識別技術已經到了大規模推廣階段，要求供貨商就開始使用射頻標簽。美軍目前的做法是既使用EPC數據結構也使用國防部標簽數據結構進行編碼。選擇使用國防部數據結構的供貨商將用商業和政府屬性碼替換EPC中制造商ID數碼，EPC數據結構中要包括全球交易項目號和貨運集裝箱碼。 

    EPC對物品進行惟一性識別是一個很好的想法，但EPC與射頻識別是不同的概念，推廣射頻識別技術的初始階段可以將它們分開考慮，分開實施，這樣可能會發展更快些。筆者認為我國仍處于供應鏈形成階段，無論從種類和規模都遠遠不及美軍，目前應該先推廣一些非EPC的應用，將應用模型簡化。這樣既可以加快發展，也可以為今后EPC的應用打基礎。 

    現在美國國防部后勤局倉庫中96%以上的貨物都貼上了射頻標簽。到2004年6月，后勤局已經成功處理了價值12億美元的831,222項訂單，使用了RFID技術的供應鏈系統以前所未有的效率支持著美軍在費盧杰的戰斗，正在用歷史上最少的人力處理歷史上最復雜的事務。我們應該在RFID技術應用方面應充分汲取美軍的經驗和教訓，加速RFID技術在物流供應鏈領域的推進。