超高频射频识别 (UHF RFID) 与环境物联网: 差异比想象的小，影响却比想象的大

与所有最终改变游戏规则的技术一样，超高频射频识别 (UHF RFID) 技术的发展历程也是漫长而艰辛的。随着技术的发展、市场的教育和生态系统的建立，这一突破历经数十年才充分发挥其潜力。如今，超高频RFID正在重新构想各行各业，并通过实现供应链的清晰蓝图来支持强大的全渠道战略。

那些还记得最初对超高频RFID兴奋不已的人，会发现他们对环境物联网 (ambient IoT) 的反应与自己那会儿的感受似曾相识，这是一项发展已久的自动识别技术，有望改变人们的工作方式。环境物联网是指一类利用自然能源为其提供动力的一类连接的物联网设备。对于我们这些相信：如果利用自动化和互联网的综合力量，超越条形码、摄像头和键盘，将云的力量应用到我们身边的“物”上，世界会变得更美好的人来说，这无疑是天赐良机。

与超高频RFID相比，环境物联网相对较新，其最新版本是在千禧年之初标准化的。虽然这项技术通过提高供应链的可视性，进一步扩大了RFID带来的益处，但从表面上看，二者似乎大相径庭。

共同点

环境物联网与超高频RFID之间的共同点比你想象的要多得多。这主要是由各种技术的共同愿景驱动的。尽管环境物联网是一个新事物，但它向几十年前倡导超高频RFID功能的许多参与者所传递的信息是一致的。

这是因为环境物联网的发展是在以往创新的基础上进行的，开辟了新的市场，并在许多方面实现了超高频 RFID 的最初愿景。事实上，超高频RFID的先驱者们最适合为环境物联网做出同样的贡献，因为两者都是无需电池的无源解决方案。

其中包括全球领先的材料科学和数字识别解决方案提供商艾利丹尼森公司 (Avery Dennison) ，该公司的战略眼光使其在超高频RFID和环境物联网领域都占据了领先地位。该公司投资了一家基于云的环境数据平台公司 Wiliot，并与之密切合作，该公司还设计了支持最新一代环境物联网标签的芯片。多年来，艾利丹尼森一直建议其客户根据最有可能取得成功的应用案例来使用这一系列技术。

要做出这样的判断，同时准备好采用的新技术，就必须了解环境物联网和超高频RFID之间的异同，并充分了解如何根据使用情况，战略性地部署两种技术。

我们不争论哪种工具更好，因为这就像争论锤子比扳手更好一样。选择正确的工具取决于您是在悬挂毕加索的画作，还是在修理漏水的水槽。

环境物联网与超高频RFID的

主要区别

下述文中，我们将使用超高频RFID作为超高频射频识别和所有相关技术（如无源、无电池 RAIN RFID 技术）的简称。超高频RFID和环境物联网都是射频识别器，这两种不同类型的自动识别标签采用了许多相同的制造系统。除非您有一双火眼金睛，否则可能无法将它们区分开来。然而，它们之间的差异却具有重大影响。

区别一：被跟踪物品的价值和传感要求

对于整个供应链、仓库和零售环境中的单品级追踪，超高频RFID通常是最具成本效益的选择，一般可在一年内收回投资。但是，随着被跟踪物品价值的增加，或者如果资产需要在多个地点进行跟踪并具有额外的传感功能，环境物联网就会成为更好的选择。

为什么？与所有此类情况一样，重要的是要考虑交付价值与总体成本。

目前，超高频RFID标签的成本通常不到最新一代环境物联网标签的一半。但标签的价格只是问题的一部分——环境物联网读取器的成本通常比超高频RFID读取器低得多。在这两种情况下，总体成本都包括对标签、硬件、软件 (云) 和服务的投资。就环境物联网而言，软件可实现多种数据流和应用，从而进一步提升潜在价值。在某些情况下，随着越来越多的现有“智能 ”和移动设备接受固件升级，实现与环境物联网的兼容，从而降低硬件和安装成本，同时实现新的云端收入来源，环境物联网读取器实际上可能几乎不需要成本。换句话说，环境物联网得益于相邻互补基础设施技术堆栈的进步。

环境物联网背后的巧妙策略是利用我们身边的读取器：嵌入在众多企业和消费设备 (从 Wi-Fi 接入点和智能电器到门铃和电话) 中的低成本商品无线电。这些无线电的设计目的是用于通信，而不是自动识别。

因此，为了使作为环境物联网核心的能量采集发挥作用，我们利用新的半导体技术，将低功耗通信所需的智能转移到标签本身。超高频RFID使用专用的无线电频率，配备定制的读取器和天线，可实现高性能和高密度读取，并可进行读取验证。

区别二：算法能力和无电池

这种将“智能迁移”到过去那种“笨拙东西”上的做法，要归功于环境物联网标签的架构，这种标签比超高频RFID标签具有更强的算法能力。除了实现额外的电源管理功能外，这种提升还使标签功能得以实现，如温度、湿度、光线和其他传感功能，以及端到端加密功能。

尽管不需要电池，但如今的环境物联网标签包含有源无线电，这意味着它们通过了FCC认证。相比之下，无源RFID标签是通过反射和重新调制来自复杂读取器的强无线电信号来工作的，信号强度会逐渐减弱。这可能会导致读取距离缩短，从而限制了一些基于读取距离要求的应用案例。

环境物联网标签的所有这些功能仅增加了微乎其微的成本。虽然这在大批量生产时可能很重要，但环境物联网基础设施的成本却更低，因为更多的设备和地点都配备了环境物联网标签，以启动和读取环境物联网标签。

区别三：能量收集、云计算集成方面的差异

了解影响部署决策的其他差异也很重要。

首先，环境物联网会逐渐收集所需的无线电能量。这意味着它可以从较弱的信号中获取能量，并最终传输比接收到的信号更强的信号。试想一下，水上乐园里的一个水桶会逐渐装满，一旦装满，水桶就会翻转，向周围泼洒里面的水。在环境物联网中，“水桶”是一个微小的电容器，可以在一秒钟内充电，也可以在几分钟内充电，这具体取决于可用的无线电能量。

还有读取率的问题。超高频RFID一问世就开辟了新天地。它的先驱们面对的是首席信息官们对更快的读取速度和更低的数据包丢失率的要求。当然，他们的要求是合理的。为了转用这种新的自动识别技术，早期采用者希望超高频RFID的读取率能达到99%以上，尤其是在瞬间读取的情况下，比如在堵塞点，或者通过手持读取器读取。

而环境物联网的读取率理念则不同。引用一家领先连锁杂货店供应链副总裁的话说：“我不在乎读取率，我在乎的是可视性。”事实证明，在众多应用案例中，如果到处都有低成本读取器，就可以牺牲单个读取器的几个点的读取率。这是因为，即使标签没有立即被读取，它也会在稍后被读取，读取器可能是同一个无线电设备，也可能是无处不在的蓝牙设备群中的另一个无线电设备。

区别四：持续信号输出功能

现在，云计算也可以与环境物联网结合使用，作为持续监控流程的一部分，跟踪空间中物体的移动。这就将自动识别数据从单一快照 (扫描或读取) 转变为连续流，跟踪库存随时间而移动。利用云计算和人工智能，环境物联网能够缓解所有超高频RFID架构师都曾面临的一个难题：物理定律阻止无线电波穿过液体或金属。超高频RFID技术的最新进展提高了对食品和液体的读取率，并实现了微波安全标签，从而带来了更多可能性。

过去，一箱液体洗涤剂上的标签无法被读取，因为周围还有其他液体洗涤剂。标签和读取器之间的液体会吸收无线电波，导致无法跟踪内部和中间的箱子。

但是，如果在每箱洗涤剂装载到货盘上时使用环境物联网进行监控，并在云端数据上使用人工智能算法，就能了解发生了什么。你可以知道一个托盘正在装载一定数量的液体洗涤剂。

即使无法读取托盘中间部分的标签，只要周围的标签还在，云分析平台就知道它们在那里。通过跟踪可读取的标签，环境物联网就能理解它们与周围的标签一起移动，直到云“看到 ”托盘被拆开，中间的箱子“重新出现”在新的位置。

虽然超高频RFID技术可以做到这一点，但由于其持续信号输出功能和多读点逻辑，环境物联网更适合这样做。

环境物联网与超高频 RFID

相辅相成

那么，环境物联网和超高频RFID之间的差异如何互补呢？

物理基础设施是环境物联网和超高频RFID相互支持的一个领域。例如，使用少量手持式读取器，而不是在整个仓库或商店实施全面覆盖，可以在与环境物联网集成的同时降低RFID成本。下面是一个真实的例子：一家超大型杂货零售商在单品级部署RFID的同时，还使用环境物联网标签追踪托盘和货箱中的存货。成本相对较低的RFID适用于所有库存，因为标签通常使用手持式读取器读取。虽然高性能RFID读取器成本较高，但不需要太多设备。

与此同时，使用低成本的蓝牙技术，可以连续自动读取货箱和托盘上的环境物联网标签，无需工作人员参与，而且可以覆盖供应链中更广泛的位置。通过使用这两种自动识别技术，杂货商可以享受到两全其美的效果，实现更强大的全渠道体验，减少库存、浪费，提高货架可用性。

其他行业可能也有基于相同原理的其他使用模式。例如服装行业，服装上的RFID标签只需使用少量手持式RFID读取器定期扫描即可。

在快递物流行业的应用 

与此同时，在另一个真实的用户案例中，一家大型邮政运营商在数十万个滚动周转笼上应用了环境物联网标签。这些周转笼的使用寿命长达数年，因此标签的摊销成本相对较低。

这些周转笼就像白血球一样，在其物流网络的身体里输送氧气。如果在正确的时间、正确的地点没有足够的白细胞，系统就会死亡。因此，了解它们的位置，并优化分拣中心之间运送它们的配送车辆，这样一来价值就非常高。

对于邮政运营商来说，由于蓝牙基础设施的价格非常低廉，因此能够在其车队的数千辆车上安装读卡器。这使得效益成倍增长：由于车辆在分拣设施之间运输贴有标签、可重复使用的运输周转箱或周转笼，邮政运营商可以实时跟踪车辆和路线的使用情况，无需人工扫描，从而提高了操作的合规性、效率和可见性。

环境物联网与RFID的交叉发展 

随着时间推移而不断变化的其他方面的发展，也会影响使用哪种自动识别工具的决策。例如，超高频RFID技术在积累各种标签转换和适用于不同材料的天线设计方面已经领先了二十年。目前，环境物联网标签适用的材料较少，我们还没有可在微波炉中安全使用的标签。

不过，环境物联网行业有能力建立自己的产品目录。作为标签核心的环境物联网多处理器/ARM 芯片具有额外的功能，最终将为解决方案架构师提供 RFID以外的实用功能。每个环境物联网标签都包括温度感应功能。而且，环境物联网标签的发展路线图已经确定，可以以极低的成本实现光和湿度传感。

环境物联网带来的普遍性和端到端的可视性也在不断发展。如今，蓝牙无线电不仅应用于手机，还应用于Wi-Fi接入点 (AP)、智能扬声器、门铃、安全摄像头和电器。大多数Wi-Fi接入点和所有手机都能接收来自环境物联网标签的广播。

激活其他带蓝牙无线电的设备 (如家用电器) 所需的固件升级、应用程序和硬件调整仍在发展之中，它们加入环境物联网还需要时间。

扩展到 Wi-Fi 

事实上，环境物联网发展的下一步就是将更广泛的Wi-Fi和蜂窝行业整合到这个万物互联的世界中。得益于5G的下一个版本——5G Advanced，环境物联网很快就能通过我们身边强大的蜂窝无线电获得原生支持。作为802.11bp或Wi-Fi 8的一部分，IEEE也正在将其集成到Wi-Fi中。这将为环境物联网行业带来技术巨头，而到目前为止，这些巨头在很大程度上还处于物联网发展的边缘。

当无线运营商和企业级Wi-Fi厂商全力投入环境物联网时，将会有更多的营销资金和更多的创新。这一切都需要到本世纪末才能实现，但随着时间的推移，现在就能使用蓝牙环境物联网的自动识别技术的销售，和使用企业的机会只会越来越多。

最后，请注意，环境物联网的早期重点是企业应用实践。但是，通过环境物联网将消费者家中的产品直接与制造商连接起来的道路是明确的。这将实现新的零售模式，如日常消费品的产品即服务订阅。

这种面向消费者的环境物联网需要时间来发展。行业需要利用GS1 EPCIS等标准来实现这一目标。但从制造商到消费者的下游可视性将成为可能，这在一定程度上要归功于环境物联网。

结论

超高频RFID和环境物联网有相似之处，都是智能标签的手段。它们也都是早期可能感觉错误，直到长期验证是正确的例子。

我们已经讨论了它们的独特功能和应对的挑战，现在，就像一个经验丰富的工匠从工具箱中找到合适的工具一样，解决方案架构师可以为他们迈向更加互联、可持续发展的世界的每一步选择完美的自动识别技术。

无论是确保食品杂货的新鲜度、追踪救生医疗用品，还是在早高峰寻找钥匙，超高频RFID和环境物联网的结合既可以独立使用，也可以协同使用，让生活变得更轻松、更高效、更令人向往。

我们很高兴能参与这一旅程，并迫不及待地想知道未来会发生什么。随着我们不断突破极限，我们将携手共进。