光環(huán)下的隱憂：RFID技術(shù)挑戰(zhàn)

盡管RFID技術(shù)已經(jīng)成熟應(yīng)用于各領(lǐng)域，但在大規(guī)模部署和深入應(yīng)用過程中，仍面臨一些亟待解決的挑戰(zhàn)：

隱私保護(hù)

RFID標(biāo)簽被廣泛應(yīng)用于商品零售和個(gè)人物品后，隨之出現(xiàn)了隱私泄露的顧慮。例如消費(fèi)者購(gòu)買商品后，如果商品上的RFID標(biāo)簽依然啟用，離店后第三方的RFID讀取設(shè)備可能在不知情情況下獲取消費(fèi)者所持商品的信息。此外，嵌入身份證件、員工卡中的RFID標(biāo)簽也可能被不法讀取器偷掃，從而跟蹤個(gè)人行動(dòng)或竊取身份數(shù)據(jù)。這些場(chǎng)景表明，RFIDJIS 的大范圍部署需要同步考慮個(gè)人隱私防護(hù)措施。

為此，業(yè)界和標(biāo)準(zhǔn)組織提出了一系列建議：如在零售商品售出時(shí)銷毀或凍結(jié)標(biāo)簽（Kill命令）以防后續(xù)讀?。粚?duì)涉及個(gè)人身份的RFID標(biāo)簽啟用訪問密碼，只有授權(quán)的RFID讀寫器才能讀取；在系統(tǒng)架構(gòu)上實(shí)行隱私原則設(shè)計(jì)，確保用戶知情并同意標(biāo)簽的用途和數(shù)據(jù)收集。一些國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)將RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)保護(hù)納入法律監(jiān)管框架（如歐盟建議將RFID標(biāo)識(shí)視為在線標(biāo)識(shí)符，要求企業(yè)對(duì)RFID應(yīng)用進(jìn)行隱私影響評(píng)估）。隱私保護(hù)是RFID技術(shù)大規(guī)模普及必須跨越的門檻，需要技術(shù)和管理手段相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。

安全性與防偽

RFID標(biāo)簽一旦被不法分子獲取或復(fù)制，其存儲(chǔ)的ID可能被冒用，從而引發(fā)安全漏洞。例如，有人可能通過克隆RFID門禁卡或盜刷NFC支付卡來進(jìn)行未授權(quán)的進(jìn)入或交易。這種風(fēng)險(xiǎn)源于許多早期或低成本RFID標(biāo)簽缺乏足夠的加密和認(rèn)證機(jī)制，通信過程容易被截獲或模擬。

現(xiàn)代RFID系統(tǒng)開始通過加入密碼學(xué)手段來增強(qiáng)安全性，例如采用挑戰(zhàn)-應(yīng)答認(rèn)證、防重放機(jī)制等。然而由于無源RFID標(biāo)簽計(jì)算能力和存儲(chǔ)容量有限，一些復(fù)雜加密算法難以直接移植到標(biāo)簽端。為了解決防偽需求，業(yè)界推出了帶硬件加密的RFID芯片，利用對(duì)稱/非對(duì)稱加密算法來確保每一次RFID標(biāo)簽與RFID讀寫器交互都是可信且唯一的，從而大大提高RFID系統(tǒng)抵御偽造克隆的能力。

安全性挑戰(zhàn)還包括RFID基礎(chǔ)架構(gòu)可能遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊或病毒植入，因此需要在RFID讀寫器和中間件中加強(qiáng)訪問控制和數(shù)據(jù)加密，確保整個(gè)系統(tǒng)鏈路的安全。

標(biāo)準(zhǔn)兼容與成本

RFID技術(shù)跨越多種頻段和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（如ISO 18000-6C、ISO 14443等），各類RFID設(shè)備和RFID標(biāo)簽的兼容性是部署時(shí)的考慮難點(diǎn)。如果一個(gè)RFID系統(tǒng)需同時(shí)讀取不同頻段的RFID標(biāo)簽（比如既有UHF物流標(biāo)簽，又有HF的NFC標(biāo)簽），可能需要多協(xié)議兼容的讀寫器。

此外，RFID應(yīng)用的成本問題依然存在：?jiǎn)蝹€(gè)無源RFID標(biāo)簽雖然價(jià)格已降低至幾美分，但在零售等大規(guī)模應(yīng)用中，數(shù)十億枚RFID標(biāo)簽的采購(gòu)仍是筆不小的開支；RFID讀寫器和基礎(chǔ)設(shè)施的投入對(duì)于中小企業(yè)來說也是門檻。因此如何在保證性能的前提下降低成本、完善標(biāo)準(zhǔn)兼容性，亦是RFID技術(shù)進(jìn)一步普及需要應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)。

環(huán)境干擾與可靠性

RFID技術(shù)的讀取性能容易受到物理環(huán)境因素影響。其中最為典型的就是金屬和液體介質(zhì)對(duì)射頻信號(hào)的干擾。UHF頻段的RFID電磁波在遇到大面積金屬會(huì)產(chǎn)生反射、屏蔽，在遇到水或人體等含水介質(zhì)會(huì)被吸收，從而導(dǎo)致讀取距離衰減或讀寫盲區(qū)。因此，在實(shí)際部署中需要采用特殊設(shè)計(jì)的RFID標(biāo)簽（如抗金屬標(biāo)簽）或調(diào)整RFID讀寫器的天線布局來減輕介質(zhì)影響。

另一個(gè)挑戰(zhàn)是標(biāo)簽碰撞問題：當(dāng)RFID讀寫器同時(shí)覆蓋區(qū)域內(nèi)有大量RFID標(biāo)簽時(shí)，多標(biāo)簽響應(yīng)可能產(chǎn)生信號(hào)沖突，影響讀取效率。雖然EPC Gen2協(xié)議中采用了防碰撞算法（如時(shí)隙ALOHA算法）來輪流識(shí)別標(biāo)簽，但在RFID標(biāo)簽密度極高的場(chǎng)景下，仍可能出現(xiàn)漏讀或重復(fù)讀取。此外，不同國(guó)家射頻監(jiān)管對(duì)頻譜和功率的限制、現(xiàn)場(chǎng)多臺(tái)RFID讀寫器之間的信號(hào)相互干擾等也會(huì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。工程上需要通過優(yōu)化天線功率、部署區(qū)域隔離、頻率跳變等手段來保證RFID系統(tǒng)的可靠性。

挑戰(zhàn)后的破曉：智能、融合與共生

低功耗設(shè)計(jì)與能源采集

降低RFID設(shè)備功耗、提高能效是未來研發(fā)的重要方向之一。對(duì)于無源RFID標(biāo)簽，雖然其本身不需電池供電，但RFID讀寫器對(duì)RFID標(biāo)簽的激勵(lì)功率以及標(biāo)簽反射調(diào)制效率都有改進(jìn)空間；此外，許多新型RFID標(biāo)簽開始集成傳感和計(jì)算功能，更需要精巧的能量管理機(jī)制，比如通過環(huán)境中的射頻、電磁或光能進(jìn)行能量采集來為傳感器供電。

對(duì)于有源和半有源標(biāo)簽，以及RFID讀寫器設(shè)備，則更加注重芯片與電路的低功耗設(shè)計(jì)，以延長(zhǎng)電池壽命或降低運(yùn)行成本。例如，下一代RFID讀寫器可能采用更高能效的射頻前端和智能休眠喚醒機(jī)制，在空閑時(shí)進(jìn)入超低功耗模式，在檢測(cè)到RFID標(biāo)簽時(shí)瞬時(shí)激活全功率讀取，從而顯著降低平均能耗。低功耗設(shè)計(jì)對(duì)于一些特殊應(yīng)用場(chǎng)景至關(guān)重要，如植入式RFID傳感器、野外遠(yuǎn)程RFID節(jié)點(diǎn)、太陽(yáng)能供電的RFID中繼器等，這些都要求設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行而無需頻繁更換電池。

可以預(yù)見，隨著半導(dǎo)體工藝和電源管理技術(shù)的進(jìn)步，RFID系統(tǒng)的能源效率將不斷提升，綠色RFID和自驅(qū)動(dòng)RFID的概念將逐步成為現(xiàn)實(shí)。這不僅降低了部署和維護(hù)成本，也使大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更加可持續(xù)和環(huán)保。

多模態(tài)識(shí)別融合

未來的RFID系統(tǒng)將不再孤立運(yùn)作，而是與其他識(shí)別和通信技術(shù)深度融合，形成多模態(tài)感知網(wǎng)絡(luò)。例如，在一套綜合安防或倉(cāng)儲(chǔ)方案中，RFID技術(shù)可以與NFC、藍(lán)牙、WiFi、超聲波等共同協(xié)作：RFID技術(shù)負(fù)責(zé)中遠(yuǎn)距離的批量識(shí)別，NFC/藍(lán)牙用于近距離交互和通信，WiFi負(fù)責(zé)大數(shù)據(jù)傳輸，而攝像頭視覺識(shí)別則提供圖像驗(yàn)證。這種多種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，將大幅提升系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集能力和適應(yīng)性。

一個(gè)實(shí)際場(chǎng)景是假想未來商店：商品貼有RFID標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)快速結(jié)算，同時(shí)店內(nèi)攝像頭進(jìn)行視覺分析防損，智能貨架通過重量傳感器檢測(cè)拿取動(dòng)作，顧客手機(jī)經(jīng)由NFC獲取商品詳情——多模態(tài)融合讓購(gòu)物過程更智能流暢。又如在工業(yè)生產(chǎn)中，工件既可通過RFID追蹤身份，又通過實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)(RTLS)獲取位置，通過傳感器獲取狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的全方位監(jiān)控。

多模態(tài)融合趨勢(shì)還意味著不同標(biāo)準(zhǔn)體系間的互操作性增強(qiáng)，RFID讀寫器可能兼容UHF、HF、LF多個(gè)頻段，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”?？傊?，跨技術(shù)融合將賦予RFID技術(shù)新的生命力，使其成為物聯(lián)網(wǎng)感知網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的一部分。

更強(qiáng)的邊緣智能

邊緣計(jì)算與AI將在RFID領(lǐng)域扮演越來越重要的角色。從目前高端RFID讀寫器開始具備本地處理能力的趨勢(shì)看，未來RFID讀寫設(shè)備將進(jìn)一步向“小型服務(wù)器”方向發(fā)展，具有自主決策和協(xié)同能力。

一方面，RFID讀寫器將集成AI算法芯片或加速模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)讀取數(shù)據(jù)的即時(shí)智能分析，如自動(dòng)過濾異常標(biāo)簽讀數(shù)、檢測(cè)異常物流流動(dòng)、識(shí)別人流/物流模式等。另一方面，多臺(tái)RFID讀寫器之間可能形成邊緣群智網(wǎng)絡(luò)：它們相互通信共享信息，協(xié)同跟蹤一件移動(dòng)物品，實(shí)現(xiàn)范圍更廣、精度更高的動(dòng)態(tài)定位和狀態(tài)感知。例如倉(cāng)庫(kù)中的若干RFID讀寫器通過邊緣協(xié)同，可實(shí)時(shí)掌握所有貨箱的移動(dòng)路徑，并對(duì)異常（錯(cuò)誤區(qū)域出現(xiàn)的RFID標(biāo)簽等）做出快速反應(yīng)報(bào)警。

邊緣智能還體現(xiàn)在對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景的自適應(yīng)上：未來RFID系統(tǒng)或?qū)⒕邆涓鶕?jù)環(huán)境實(shí)時(shí)調(diào)整工作參數(shù)（功率、頻率、天線陣列波束等）的能力，以應(yīng)對(duì)干擾和變化。此外，這些邊緣節(jié)點(diǎn)可將經(jīng)過初步處理的精煉數(shù)據(jù)上傳云端，與大數(shù)據(jù)和云AI進(jìn)一步結(jié)合，實(shí)現(xiàn)端云協(xié)同的智能物聯(lián)網(wǎng)。

總體而言，從云端集中計(jì)算邁向端邊云協(xié)同是物聯(lián)網(wǎng)的大趨勢(shì)，RFID技術(shù)作為感知層重要技術(shù)也將順勢(shì)而為，在邊緣側(cè)變得更加聰明靈活，為實(shí)時(shí)、高效、智能化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供保障。

（內(nèi)容來源于全球傳感器工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力中心，侵刪）

審核編輯 黃宇