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rfid与传感器 为什么说物联网产业中,RFID和传感器绝对是最有投资价值的?

发布时间:2024-10-06 12:10:29

为什么说物联网产业中,RFID和传感器绝对是最有投资价值的?

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。

物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。

因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

2014年中国RFID市场规模为298亿元,到2016年增长至672亿元,同比2015年增长87.7%。到2017年增长至868亿元。

随着互联网、移动互联网、云计算、物联网的兴起,信息终端从人人通信向物物通信领域扩张和蔓延。智慧地球旨在让每个物体或机器都成为网络的一部分,彼此之间实现互连互通,网络无所不连,终端无处不在。无论从种类看还是从数量看,未来信息终端都呈现出数十倍于当前市场的规模。短期内智能手机和平板电脑是亮点;中期内智能电视、智能家居等智能家电将带来家庭智能终端的浪潮;长期M2M通信将是一个数十倍于人人通信的市场,各种形式的M2M终端将带来波澜壮阔的机会。

全球智能终端产业链是充分竞争的市场,产业分工也较为明确,终端厂商必须借助产业链的力量逐渐壮大自己。优秀的终端厂商在发展路径上有完整的规划和强有力的执行力,能够恰当地借助运营商等产业中其他参与者的力量,并在出货量达到一定规模后找到向价值高地渗透的方法。

同时,能否提供强大的后台云服务,是终端厂商能否扩展到不同的终端并形成协同效应的关键,建议重点关注智能电视云端一体化公司的乐视网,以及华数传媒与阿里巴巴合作的强强合作商业模式。

一、RFID产品市场分析

1、RFID市场规模分析

2014年中国RFID市场规模为298亿元,到2016年增长至672亿元,同比2015年增长87.7%。预计到2017年将增长至868亿元。

图表:2014-2017年中国RFID市场规模

数据来源:中研普华

2、RFID应用市场分布

RFID(Radio Frequency Identification)即射频识别技术,又称无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触,是一种非接触式的自动识别技术。目前多应用于商业零售、交通管理、图书馆、门禁系统、食品安全溯源等方面。

整个 RFID 电子标签系统由标签、天线和阅读器组成。 其中最具技术含量的是标签及阅读器的芯片设计制造和天线设计制造,这个环节目前主要由国外厂商掌控,包括 NXP、 TI、 Impinj 等厂商。软件中间件由 IBM、微软、甲骨文等少数软件厂商垄断。目前国内厂商集中在标签及读写器封装制造、标签测试、系统集成、应用示范等环节。

目前RFID已经在国内的身份识别、交通管理、军事与安全、资产管理、防盗与防伪、金融、物流、工业控制等领域的应用中取得了突破性的进展,并在部分领域开始进入规模应用阶段。随着RFID技术的进一步成熟和成本的进一步降低,RFID技术开始逐步应用到各行各业中。

其中,在过去几年的时间里,身份识别、交通管理、军事与安全、资产管理等市场领域,已经或将逐步成为国内RFID行业发展的重点领域。

图表:中国RFID行业细分应用领域市场份额

数据来源:中研普华

3、RFID产品市场分析

在产业链构成的完善上,目前,中国RFID产业链已经基本搭建起来,形成了从芯片设计、封装、设备、系统集成、行业应用为一体的产业链格局。

从产业链的分布结构来看,阅读器和电子标签企业以深圳企业数量最多。深圳作为国内最主要的电子信息产品生产基地,具有极其发达的电子信息产业中游和下游市场,为RFID电子标签和读写器制造企业的发展,提供了一个良好的发展环境。

同时,深圳地区以远望谷为代表的众多RFID企业,近年来不断通过企业间的兼并和收购活动,整合产业链的上下游企业,增强了企业间的协同效应,完善了产业链结构,进一步推动了深圳地区RFID产业的发展。

而在系统集成方面,RFID产业更多还是以政府项目为主导。这使得北京及其周边地区成为RFID应用较早的地区,并逐渐形成了一批以项目集成为主的企业群体。

这几年中国RFID行业的高速成长期,是由身份识别市场的爆发所带动的。

在中国RFID身份识别市场,二代身份证与社保卡项目是前几年最大的RFID应用项目。自2004年国内开始第一批二代身份证更替开始,在过去的9年时间里,中国共发放了近13亿张的二代身份证,为中国RFID行业累积贡献了超过200亿元的市场规模。进入2011年后,虽然二代身份证的更换已经进入尾声,但每年新增更换与补卡的二代身份证发放,仍然保持着6000万张/年的数量。

而在二代身份证进入尾声之际,中国还重点对社保卡项目进行了强制推广,并形成了从部分重点城市向全国扩张的局面,进一步推动了中国RFID行业市场规模的增长。

此外,包括奥运会、世博会、大运会、全运会等系列大型赛事、场馆参观活动,也开始应用RFID作为门票防伪、安保、资产管理与溯源的保证。

4、RFID产品发展趋势

如今在国内RFID的市场前景光明潜力巨大。虽然我国与国外在RFID产业来的部分环节、应用领域、产业标准等还存在着一些技术或应用上的差距和差异,但是市场已经越来越明朗化,未来RFID的产值也将呈明显持续上涨趋势,不管是RFID厂商还是用户企业,只有抓住RFID发展趋势、技术潮流,加以研发推广,才能更好地为国内企业经营管理、市场营销服务,抢得竞争先机。

未来,超高频RFID技术发展主要有三个方向:定位、加密、传感器集成。

5.定位的市场需求

货架或仓库实时盘点、快速找货、人员车辆物品定位或轨迹判断,现阶段实现方式为手持机通过场强寻找、进出门的区域定位,或地标定位、宽范围的覆盖定位,未来的研发方向将采用多天线列阵的波束控制定位、基于卫星定位的三点式定位、基于信号强度及相位变化的3D处理轨迹定位。

6、加密的市场需求

电子票证、电子车牌等对安全加密的需求不断提出、对身份认证和防克隆的需求越来越高、对数据防篡改的需求种类增多。现阶段实现方式为Gen2 V1不具有安全加密方式、Gen2 V2和国标都具有加密方式,国外推出了128 Bits AES加密,国内行业标准电子车牌标准使用MS7国密、Gen2 V2 不兼容Gen2 V1。未来的研发方向将侧重于如何实现加密环境下的标签高灵敏度应用,成本、性能、速度的妥协。

7、传感器集成的市场需求

带有温度传感器的应用大量出现,如冷链管理;物联网和传感网的低成本节点;需要带有传感器接口的芯片。现阶段实现方式是传感器和ADC及MCU的IIC接口,兼容Gen2 标准,成本高、功耗大。未来的研发方向侧重如何实现高灵敏度高精度的传感器集成、如何控制成本等。

手机NFC与RFID有哪些区别?

业界周知,NFC是由非接触式射频识别(RFID)演变而来, 由飞利浦半导体(现恩智浦半导体公司)、诺基亚和索尼共同研制开发,其基础是RFID及互连技术。

NFC技术的工作原理

NFC技术能够快速自动地建立无线网络,为蜂窝、蓝牙或WiFi设备提供一个“虚拟连接”使设备间在很短距离内通信,适合移动设备、消费电子产品、PC和智能控件间的通信工作。

NFC通信在发起设备和目标设备间发生,任何的NFC装置都可以为发起设备或目标设备。两者之间是以交流磁场方式相互耦合,并以ASK方式或FSK方式进行载波调制,传输数字信号。发起设备产生无线射频磁场来初始化(调制方案、编码、传输速度与RF接口的帧格式);目标设备则响应发起设备所发出的命令,并选择由发起设备所发出的或是自行产生的无线射频磁场进行通信。

NFC有三种工作模式:主动模式、被动模式和双向模式。

主动模式下,每台设备要向另一台设备发送数据时,都必须产生自己的射频场。如上所示,发起设备和目标设备都要产生自己的射频场,以便进行通信。

这是点对点通信的标准模式,可以获得非常快速的连接设置。

被动通信模式正好和主动模式相反,此时NFC终端则被模拟成一张卡,它只在其他设备发出的射频场中被动响应,被读/写信息。

双向模式下NFC终端双方都主动发出射频场来建立点对点的通信。相当于两个NFC设备都处于主动模式。

手机NFC功能有哪些?

其实NFC提供了一种简单、触控式的解决方案,可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。NFC技术允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输,在十厘米(3.9英吋)内,交换数据,其传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种。

NFC工作模式有卡模式(Card emulation)、点对点模式(P2P mode)和读卡器模式(Reader/writer mode)。NFC和蓝牙都是短程通信技术,而且都被集成到移动电话。但NFC不需要复杂的设置程序。NFC也可以简化蓝牙连接。NFC 略胜 Bluetooth 的地方在于设置程序较短,但无法达到Blutooth的低功率。NFC的最大数据传输量是 424 kbit/s 远小于 Bluetooth V2.1 (2.1 Mbit/s)。虽然NFC在传输速度与距离比不上BlueTooth,但是NFC技术不需要电源,对于移动电话或是行动消费性电子产品来说,NFC的使用比较方便。

这项技术在日韩被广泛应用,他们的手机可以用作机场登机验证、大厦的门禁钥匙、交通一卡通、信用卡、支付卡等。

如何区分NFC与RFID?

RFID,Radio Frequency Identification,即射频识别,又名电子标签。顾名思义,RFID的工作原理就是给一件件物品上贴上一个包含RFID射频部分和天线环路的RFID电路。

携带该标签的物品进入人为设置的特定磁场后,会发出特定频率的信号,阅读器就可获得之前该物品被写入的信息。

这有点像工作人员脖子上挂的胸牌,而你就是他的主管,当他进入你的视线,你就可以知道他的姓名职业等信息,还可以改写他胸牌的内容。

如果说RFID是一个人戴着胸牌方便别人了解他,那么NFC就是两个人都戴着胸牌,而且他们可以在看到对方后任意更改胸牌上的内容,改变对方接收到的信息。

NFC与RFID在物理层面看上去很相似,但实际上是两个完全不同的领域,因为RFID本质上属于识别技术 ,而NFC属于通信技术

首先,NFC将非接触读卡器、非接触卡和点对点功能整合进一块单芯片,而RFID必须有阅读器和标签组成。RFID只能实现信息的读取以及判定,而NFC技术则强调的是信息交互。通俗的说NFC就是RFID的演进版本,双方可以近距离交换信息。NFC手机内置NFC芯片,组成RFID模块的一部分,可以当作RFID无源标签使用进行支付费用;也可以当作RFID读写器,用作数据交换与采集,还可以进行NFC手机之间的数据通信。

其次,NFC传输范围比RFID小,RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米,但由于NFC采取了独特的信号衰减技术,相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点。

第三、应用方向不同。NFC看更多的是针对于消费类电子设备相互通讯,有源RFID则更擅长在长距离识别。

随着互联网的普及,手机作为互联网最直接的智能终端,必将会引起一场技术上的革命,如同以前蓝牙、USB、GPS等标配,NFC将成为日后手机最重要的标配,通过NFC技术,手机支付、看电影、坐地铁都能实现 。

NFC的技术特征

与RFID一样,NFC信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递,但两者之间还是存在很大的区别。首先,NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技术,其传输范围比RFID小。其次,NFC与现有非接触智能卡技术兼容,已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。再次,NFC还是一种近距离连接协议,提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信。与无线世界中的其他连接方式相比,NFC是一种近距离的私密通信方式。

NFC、红外线、蓝牙同为非接触传输方式,它们具有各自不同的技术特征,可以用于各种不同的目的,其技术本身没有优劣差别。

NFC还优于红外和蓝牙传输方式。作为一种面向消费者的交易机制,NFC比红外更快、更可靠而且简单得多,不用向红外那样必须严格的对齐才能传输数据。与蓝牙相比,NFC面向近距离交易,适用于交换财务信息或敏感的个人信息等重要数据;蓝牙能够弥补NFC通信距离不足的缺点,适用于较长距离数据通信。因此,NFC和蓝牙互为补充,共同存在。事实上,快捷轻型的NFC协议可以用于引导两台设备之间的蓝牙配对过程,促进了蓝牙的使用。

NFC手机内置NFC芯片,比原先仅作为标签使用的RFID更增加了数据双向传送的功能,这个进步使得其更加适合用于电子货币支付的;特别是RFID所不能实现的,相互认证和动态加密和一次性钥匙(OTP)能够在NFC上实现。NFC技术支持多种应用,包括移动支付与交易、对等式通信及移动中信息访问等。通过NFC手机,人们可以在任何地点、任何时间,通过任何设备,与他们希望得到的娱乐服务与交易联系在一起,从而完成付款,获取海报信息等。NFC设备可以用作非接触式智能卡、智能卡的读写器终端以及设备对设备的数据传输链路,其应用主要可分为以下四个基本类型:用于付款和购票、用于电子票证、用于智能媒体以及用于交换、传输数据。

NFC的工作应用模式

-卡模式

该模式就是将具有NFC功能的设备模拟成一张非接触卡,如门禁卡、银行卡等。卡模拟模式主要用于商场、交通等非接触移动支付应用中,用户只要将手机靠近读卡器,并输入密码确认交易或者直接接收交易即可。此种方式下,卡片通过非接触读卡器的RF域来供电,即便是NFC设备没电也可以工作。在该应用模式中,NFC识读设备从具备TAG能力的NFC手机中采集数据,然后将数据传送到应用处理系统进行处理,如图1所示。基于该模式的典型应用包括本地支付、门禁控制、电子票应用等等。

在andriod4.4 之后,可以支持HCE(host card emulation)的方式,通过手机端软件模拟卡实现卡模式,而不象以前一样仅仅由SE控制卡模式。

-读卡模式

即作为非接触读卡器使用,比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息。在该模式中,具备读写功能的NFC手机可从TAG中采集数据,然后根据应用的要求进行处理。有些应用可以直接在本地完成,而有些应用则需要通过与网络交互才能完成。 基于该模型的典型应用包括电子广告读取和车票、电影院门票售卖等。比如,如果在电影海报或展览信息背后贴有TAG标签,用户可以利用支持NFC协议的手机获得有关详细信息,或是立即联机使用信用卡购票。读卡器模式还能够用于简单的数据获取应用,比如公交车站站点信息、公园地图等信息的获取等。

-点对点模式

即将两个具备NFC功能的设备链接,实现点对点数据传输。基于该模式,多个具有NFC功能的数字相机、PDA 计算机、手机之间,都可以进行无线互联,实现数据交换,后续的关联应用,既可以是本地应用,也可以是网络应用。该模式的典型应用有协助快速建立蓝牙连接、交换手机名片和数据通信等。

NFC在手机的应用场景

NFC设备已被很多手机厂商应用,NFC技术在手机上应用主要有以下五类。

接触通过(Touch and Go),如门禁管理、车票和门票等,用户将储存着票证或门控密码的设备靠近读卡器即可,也可用于物流管理。接触支付(Touch and Pay),如非接触式移动支付,用户将设备靠近嵌有NFC模块的POS机可进行支付,并确认交易。接触连接(Touch and Connect),如把两个NFC设备相连接,进行点对点(Peer-to-Peer)数据传输,例如下载音乐、图片互传和交换通讯录等。接触浏览(Touch and Explore),用户可将NFC手机接靠近街头有NFC功能的智能公用电话或海报,来浏览交通信息等。下载接触(Load and Touch),用户可通过GPRS网络接收或下载信息,用于支付或门禁等功能,如前述,用户可发送特定格式的短信至家政服务员的手机来控制家政服务员进出住宅的权限。

本文综合整理自百度百科、知乎、传感器技术等

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