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RFID技術如何推進包裝智能化進程

應用產品

HF易碎防轉移電子標簽

RFID(識別射頻)電子標簽是國內民眾較為熟知的一個領域。在2008年北京奧運會上、政府對藥品和食品加強監管力度方面等的加大,都推動了我國對RFID電子標簽的使用,在物流、包裝、零售、制造等行業有較多應用。智能識別技術在一些領域(如藥品、高檔食品)會得到應用。

應用介紹

RFID技術如何推進包裝智能化進程

智能包裝,指通過創新思維,在包裝中加入了更多機械、電氣、電子和化學性能的等新技術,使其既具有通用的包裝功能,又具有一些特殊的性能,以滿足商品的特殊要求和特殊的環境條件。智能包裝應用在幾乎所有的產品應用領域,包括電子產品、食品、飲料、醫藥、生活用品等。

根據Technavio最新的報告預計,全球智能包裝市場將以近8%的復合年增長率增長,到2019年超過310億美元。智能包裝正日益成為產品功能的延伸,并成為集成各種創新技術手段的載體,高新技術的浪潮將包裝推向了更高的發展境界,智能包裝即將成為物聯網產業下一個風口!

近年來,隨著材料科學、現代控制技術、計算機技術與人工智能等相關技術的進步,帶動了智能包裝的飛速的發展。第一代智能包裝技術基于光學/視覺識別,側重于通過光學特性解決防偽、追蹤、防盜等問題,其特點是只利用一種技術;有別于第一代智能包裝技術,第二代智能包裝技術將融合印刷電子、RFID、柔性顯示等新型技術,使商品及其包裝對于人類更具有親和力,使人機交互式溝通更為便捷,使得“智能”包裝更加主動地呈現出物聯網特性。  

據IDTechEx預測,10年內電子智能包裝設備的全球需求額將迅速增長至14.5億美元。電子包裝(e-packaging)市場的主要服務對象仍將以擁有電子功能的包裝消費品(CPG)為主,其10年內的總產品數量將增至145億件。當前國外已有相當數量的成熟應用案例,并成立了相應的行業組織指導產業的發展,而國內目前智能包裝產業尚處于起步階段,然后對于用戶需求和應用環境絲毫不亞于國外,在未來的2-3年,智能包裝市場必將成為物聯網產業新的藍海。

智能包裝分為功能性材料智能包裝、結構性智能包裝、信息型智能包裝,其中又涉及到保鮮技術、水溶膜包裝技術、二維碼技術、包裝性與結構創新技術、便攜包裝技術、紋理防偽技術、磁共振射頻防偽識別技術、食品安全溯源方案技術等。

近些年來逐漸備受矚目的印刷電子技術,更是將傳統的印刷工藝應用于制造電子元器件和產品,其最大特點是它們不依賴于基底材料的導體或半導體性質,可以以薄膜形態沉積到任何材料上。在絕大多數的智能包裝應用中,都可以通過整合印刷電子技術,實現更多“智能”屬性,例如在倉儲、運輸、銷售過程中的質量信息記錄與表現等,并具備柔性、環保、低成本等優勢。

智能包裝在保護、服務、信息等方面的強大功能,使其在藥品、食品、日用化學品、物流等領域運用越來越廣泛。除了延長食品、飲料、藥品和其他產品的保質期以外,這些智能包裝還承擔著提高產品可追溯性的重擔。

1、食品智能包裝:指示食品是否變質(TTI技術),延長保鮮期;

2、藥物智能包裝:保證藥物質量,提高服藥的準確性和方便性;

3、日化用品智能包裝:化妝品;

4、其它智能包裝應用:包括庫存管理、購物導向和互動(產品深度介紹)、防偽及品牌保護、質量和安全、防止產品換包,以及附加新型的功能等。

國內外智能包裝發展差異化

一般國外僅將溫度-時間歷史記錄標識(TTI)、被包裝食品內微生物滋生指示標識(MGI)、光致變色指示標識、受到物理沖擊標識、滲漏、微生物污染標識、無線電射頻標簽(RFID)、DNA(脫氧核糖核酸)標簽等定義為智能包裝;而將氣調包裝、抗菌包裝、乙烯吸附包裝、吸氧包裝、自加熱/自冷卻包裝、異味的吸附包裝、芳香味的釋放包裝、吸濕包裝等定義為功能包裝。

在功能包裝方面,國內的氣調包裝、芳香味的釋放包裝還比較成熟;氣體吸附類型包裝(吸濕、吸乙烯、吸氧)一般采用香袋的形式,技術含量不高,而國外開發出的氣體吸附包裝,已可將無毒的吸附劑共混到薄膜樹脂內部;其他的功能包裝和很多的智能包裝在我國還幾乎處于空白。

RFID(識別射頻)電子標簽是國內民眾較為熟知的一個領域。在2008年北京奧運會上、政府對藥品和食品加強監管力度方面等的加大,都推動了我國對RFID電子標簽的使用,在物流、包裝、零售、制造等行業有較多應用。智能識別技術在一些領域(如藥品、高檔食品)會得到應用。

當前主要相關行業公司如斯道拉恩索、BASF、AveryDennison、Smartrc和醫藥包裝CCL都在布局智能型包裝相關的產業和方案;谖⑿蛡鞲衅骷夹g進行環境檢測,如溫度、濕度、振動、壓力、紫外、光照、氣體、位置等記錄,并通過射頻識別技術或其他無線通信技術同智能手機或其他終端進行無縫連接,達到人“包”溝通。例如Avery Dennison公司設計的NFC溫度檢測標簽方案,可以直接集成到包裝內,從而可以實時檢測溫度并通過NFC傳送到智能手機上。

在食品、藥品和儀器包裝方面,需要監控整個物流和倉儲的環境參數如:溫度、濕度、振動和壓力等。這一類行業,智能包裝顯得更為重要。

我們看到一些藥品的包裝盒已經可以顯示溫度和提示用戶按時服藥的功能。這類包裝通過內置紙電池和微處理器的完整系統,達到上述發光發聲功能。目前一些芯片公司如ST開發設計的NFC標簽可以發出PWM信號,如果用來驅動簡易蜂鳴器,來設計出發聲的包裝,再通過NFC標簽的能量捕獲功能來設計出發光的包裝。

還有一些公司設計出通過手機的NFC場強供電給集成在包裝內發光NFC標簽,可以在包裝上顯示出不同的顏色的字體、光標等來標識產品的特性和狀態,從而做到既可以與用戶手機進行互動溝通也可以直觀顯示出來。

隨著集成電路發展,很多公司推出內置傳感器的NFC標簽或UHF標簽,今后的RFID標簽不僅僅具備原有的射頻識別技術的功能,還具備采集其他信息的功能。使智能包裝真正做到連接兩個世界,提高產品附加值,改善用戶體驗,增強用戶粘度。

包裝在智能化升級的過程中,會遇到最大成本的問題,上述眼花繚亂、功能強大卻是普通包裝無法承受的,因此仍舊需要相對低成本的智能解決方案。包裝終究是為生產、物流、零售、用戶服務,能同時滿足上述環節的最低成本方案---NFC就顯得特別合適,這也是近期眾多國內包裝制造公司評估和選擇NFC最多的原因。通過拓展增加NFC標簽的原有各種功能,像EAS防盜、Tamper防拆、加密或電子簽名防偽、易碎防轉移、存儲單元分區保存渠道數據、Counter來計數等來提升NFC標簽在包裝中的完美應用與智能手機相配合,從而達到智能化目的。在ISO15693 TYPE5標簽正式被NFC Forum采用以后,可以完全兼容NFC手機。ISO15693 TPYE5 NFC標簽可以用來作為生產和物流階段的遠距離讀寫,其支持EAS電子防盜和手機操作,在零售和用戶可以方便采用。當然雙頻(UHF+HF)方案也是一個很好的選擇。

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