時間：2022-02-22 16:42:36
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[關(guān)鍵詞]條形碼射頻技術(shù)物流管理系統(tǒng)
在物流管理過程中，條形碼是商品識別的主要手段，但它有諸多局限性：信息是只讀的；識別是接觸式的；一次只能讀一個；讀取距離近；信息容量小。二維條碼雖然解決了信息標(biāo)識容量問題，但是只適用于流通領(lǐng)域，不能透明地跟蹤和貫穿供應(yīng)鏈過程。
一、射頻技術(shù)原理
射頻識別（RadioFrequencyIdentification，簡稱RFID）是一種利用無線電射頻信號進行物體識別的新興技術(shù)。射頻識別系統(tǒng)一般包括電子標(biāo)簽、閱讀器和其他設(shè)備。射頻識別系統(tǒng)所采用的技術(shù)為微波反射技術(shù)，是基于電子標(biāo)簽內(nèi)微波天線的負(fù)載阻抗隨存儲的電子數(shù)據(jù)變化的特點，實現(xiàn)對電子標(biāo)簽內(nèi)電子數(shù)據(jù)的讀取。標(biāo)簽進入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動發(fā)送某一頻率的信號，解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。
射頻技術(shù)可以實現(xiàn)非接觸識讀，識讀距離可從十幾厘米到幾十米；不需要光源；使用壽命長；識讀距離遠；抗惡劣環(huán)境能力強；安全性高；可同時識別多個對象，數(shù)據(jù)的記憶容量大；可不需人力介入操作。射頻技術(shù)可應(yīng)用于產(chǎn)品防偽、物品追蹤、自動收費，尤其在物流管理系統(tǒng)中，應(yīng)用非常廣泛。
二、物流管理系統(tǒng)
物流是物品在一定時間里的空間運動，物流的目標(biāo)在于以最小的費用滿足消費者的物流需求。2007年中國物流企業(yè)信息化推進大會在北京舉行。大會指出，我國目前的物流產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀是物流信息化程度低，信息化系統(tǒng)功能欠完善，我國今后物流發(fā)展的主要任務(wù)是鼓勵生產(chǎn)流通企業(yè)應(yīng)用現(xiàn)代物流管理技術(shù)，改善傳統(tǒng)企業(yè)的管理，促進流通的現(xiàn)代化。
三、射頻技術(shù)在物流管理中的應(yīng)用
射頻技術(shù)在物流配送中的應(yīng)用可分為商品的入庫、出庫、存儲、運輸跟蹤、配送等。RFID技術(shù)可以加快供應(yīng)鏈的運轉(zhuǎn)，提高物流管理的效率。
1.商品出庫與入庫
物資配送中心所派車隊進入倉儲中心時通過門禁，閱讀器讀取到射頻標(biāo)簽信息并在倉儲中心系統(tǒng)中顯示此時車隊所載物資為空。車隊裝載物資完畢離開發(fā)物倉庫時再次通過門禁，物流系統(tǒng)將出庫物資信息寫入到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中并上報給物資配送中心，這樣就等于射頻標(biāo)簽承載了其所運物資的相關(guān)信息，自動完成物資出庫，此時運送物資的車輛和物資進入在途狀態(tài)。運輸車隊到達收物倉庫時再次通過門禁，閱讀器讀取到射頻標(biāo)簽中的信息后傳輸給倉儲中心系統(tǒng)，系統(tǒng)即顯示待入庫物資的相關(guān)信息并寫入數(shù)據(jù)庫，自動完成物資入庫，并上報給物資配送中心，通知物流配送中心配送任務(wù)已經(jīng)完成。
2.存儲與庫存盤點
在倉庫里，射頻技術(shù)最廣泛的應(yīng)用是存取貨物與庫存盤點，它能用來實現(xiàn)自動化的商品的登記、存貨和取貨等操作。在倉儲管理中，通過將供應(yīng)計劃系統(tǒng)與射頻識別技術(shù)相結(jié)合，能夠高效地完成各種操作。可增強作業(yè)的準(zhǔn)確性和快捷性，提高服務(wù)質(zhì)量，降低成本，減少物流中由于偷竊、損害、出貨錯誤等造成的損耗，實現(xiàn)快速供貨并最大限度地減少儲存成本。
3.運輸跟蹤
在運輸管理中，通過在貨物和車輛上貼RFID標(biāo)簽，完成設(shè)備的跟蹤控制。接收裝置收到RFID標(biāo)簽信息后，連同接收地的位置信息上傳至通信衛(wèi)星，再由衛(wèi)星傳送給運輸調(diào)度中心，送入數(shù)據(jù)庫中。利用射頻技術(shù)可準(zhǔn)確、迅速地完成配送任務(wù)并實現(xiàn)對在途物資的跟蹤。在物資運輸期間，物資配送中心根據(jù)發(fā)/收物倉儲中心上報的數(shù)據(jù)可知在途物資的名稱、品種和數(shù)量等信息，達到在途物資的可見性。
4.物流配送
在配送環(huán)節(jié)，采用射頻技術(shù)能大大加快配送的速度和提高揀選與分發(fā)過程的效率與準(zhǔn)確率，并能減少人工、降低配送成本。到達中央配送中心的所有商品都貼有RFID標(biāo)簽，在進入中央配送中心時，托盤通過一個門閱讀器，讀取托盤上所有貨箱上的標(biāo)簽內(nèi)容。系統(tǒng)將這些信息與發(fā)貨記錄進行核對，以檢測出可能的錯誤，然后將RFID標(biāo)簽更新為最新的商品存放地點和狀態(tài)。這樣就確保了精確的庫存控制，甚至可確切了解目前有多少貨箱處于轉(zhuǎn)運途中、轉(zhuǎn)運的始發(fā)地和目的地，以及預(yù)期的到達時間等信息。RFID技術(shù)可以實現(xiàn)合理的產(chǎn)品庫存控制和智能物流技術(shù)。借助電子標(biāo)簽，可以實現(xiàn)商品對原料、半成品、成品、運輸、倉儲、配送、上架、最終銷售，甚至退貨處理等環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)控，使整個供應(yīng)鏈管理顯得透明而高效。
四、RFID的發(fā)展方向
RFID與其他新興技術(shù)一樣，仍存在很多問題。缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是制約RFID發(fā)展的重要因素。RFID的成本過高是抑制RFID技術(shù)的關(guān)鍵問題。其成本主要是標(biāo)簽、讀寫設(shè)備及相關(guān)管理軟件的成本。其中，由于標(biāo)簽將貼于單件產(chǎn)品上，數(shù)量巨大，標(biāo)簽成本的降低，將是RFID成本降低的重要部分。采用RFID技術(shù)的最大好處是可以對企業(yè)的供應(yīng)鏈進行透明管理，但同時會使個人隱私受到影響。因此，RFID的安全性也非常令人關(guān)注，需要盡快推出增強安全性能的RFID產(chǎn)品。RFID的讀取仍存在錯讀率高的問題。
射頻技術(shù)在物流管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，提高了商品入庫、商品配送和管理的工作效率，減少了人力資源的浪費，提高了人員的利用率，射頻技術(shù)作為供應(yīng)鏈下物流管理硬件將會得到越來越廣泛的應(yīng)用。
參考文獻:
20世紀(jì)80年代，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，射頻識別系統(tǒng)的體積大大縮小，使得射頻識別技術(shù)進入實用化的階段，成為一種成熟的自動識別技術(shù)。
射頻識別技術(shù)是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數(shù)據(jù)。它與同期或早期的接觸式識別技術(shù)不同。RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別，因此它可在更廣泛的場合中應(yīng)用。
典型的射頻識別系統(tǒng)包括射頻卡和讀寫器兩部分。
射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識別卡或貨物的標(biāo)識卡。卡封裝可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術(shù)相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環(huán)境、可識別運動目標(biāo)等優(yōu)點。
在多數(shù)RFID系統(tǒng)中，讀寫器在一個區(qū)域內(nèi)發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內(nèi)有一個LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過這個區(qū)域時，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)儲存。當(dāng)所積累的電荷達到2V時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫器的數(shù)據(jù)。讀寫器接收到卡的數(shù)據(jù)后，解碼并進行錯誤校驗來決定數(shù)據(jù)的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數(shù)據(jù)傳送到計算機網(wǎng)絡(luò)。簡單的RFID產(chǎn)品就是一種非接觸的IC卡，而復(fù)雜的RFID產(chǎn)品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數(shù)，甚至可與GPS系統(tǒng)連接來跟蹤物體。
工作原理如圖1所示。
2射頻識別技術(shù)的分類
射頻識別技術(shù)主要按以下四種方式分類。
(1)工作頻率
根據(jù)工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統(tǒng)。①低頻系統(tǒng)一般指其工作頻率小于30MHz的系統(tǒng)。其基本特點是：射頻卡的成本較低、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強等。低頻系統(tǒng)多用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、動物監(jiān)管、貨物跟蹤。②高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz的系統(tǒng)。高頻系統(tǒng)的基本特點是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較大、閱讀距離較遠(可達幾m~十幾m)、適應(yīng)物體高速運動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強的方向性。高頻系統(tǒng)多應(yīng)用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監(jiān)控、高速公路收費等系統(tǒng)。
(2)射頻卡
根據(jù)射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數(shù)據(jù)所花費的時間遠大于讀取數(shù)據(jù)所花費的時間(常規(guī)為改寫所花費的時間為s級，閱讀花費的時間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數(shù)據(jù)不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。
(3)射頻卡的有源與無源
射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)電池的能量、識別距離較長，可達十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發(fā)射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長、很便宜，但它的發(fā)射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發(fā)射功率大。
(4)調(diào)制方式
根據(jù)調(diào)制方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。②被動式的射頻卡，使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)。它必須利用讀寫器的載波調(diào)制自己的信號，適宜在門禁或交通的應(yīng)用中使用。因為讀寫器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的射頻卡。
目前使用的多數(shù)系統(tǒng)中，一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區(qū)域內(nèi)。讀寫距離長，射頻卡之間的距離就要大，應(yīng)用起來很不方便?，F(xiàn)在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進入識別區(qū)域時信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統(tǒng)可以同時識別進入識別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統(tǒng)的效率。
3國際射頻識別技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
射頻識別技術(shù)在國外發(fā)展得很快。RFID產(chǎn)品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品。他們的產(chǎn)品各有特點，自成系列。射頻識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領(lǐng)域。如澳大利亞將它的RFID產(chǎn)品用于澳機場旅客行李管理中并發(fā)揮了出色的作用；瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統(tǒng)，調(diào)度員可以實時掌握火車運行情況，不僅利于管理，還大大減小了發(fā)生事故的可能性；德國BMW公司將射頻識別系統(tǒng)應(yīng)用在汽車生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過程控制中等。
據(jù)有關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，射頻識別
產(chǎn)品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長。由此可見，射頻識別技術(shù)具有廣闊的市場前景。
4射頻識別技術(shù)在我國的發(fā)展
我國政府在1993年制定的金卡工程實施計劃，是一個旨在加速推動我國國民經(jīng)濟信息化進程的重大國家級工程，由此各種自動識別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用十分迅猛?，F(xiàn)在，射頻識別技術(shù)作為一種新興的自動識別技術(shù)，也將在中國很快地普及。
目前，我國的射頻識別技術(shù)在下列幾種應(yīng)用中發(fā)展前景較好。當(dāng)然，這里僅僅羅列了射頻識別技術(shù)應(yīng)用的一部分。任何一種技術(shù)如果得到普及，都將會孕育一個龐大的市場。射頻識別將是未來一個新的經(jīng)濟增長點。
4.1安全防護領(lǐng)域
(1)門禁保安
將來的門禁保安系統(tǒng)均可應(yīng)用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護照等，目的都是識別人員身份、安全管理、收費等等。好處是簡化出入手續(xù)、提高工作效率、安全保護。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進出入口有一臺讀寫器，人員出入時自動識別身份，非法闖入會有報警。安全級別要求高的地方、還可以結(jié)合其它的識別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。
公司還可以用射頻卡保護和跟蹤財產(chǎn)。將射頻卡貼在物品上面，如計算機、傳真機、文件、復(fù)印機或其它實驗室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價值的財產(chǎn)，可以跟蹤一個物品從某一建筑離開，或是用報警的方式限制物品離開某地。結(jié)合GPS系統(tǒng)利用射頻卡，還可以對貨柜車、貨艙等進行有效跟蹤。
(2)汽車防盜
這是RFID較新的應(yīng)用。目前已經(jīng)開發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當(dāng)中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當(dāng)鑰匙插入到點火器中時，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發(fā)送來的特定信號，汽車的引擎將不會發(fā)動。用這種電子驗證的方法，汽車的中央計算機也就能容易防止短路點火。
另一種汽車防盜系統(tǒng)是，司機自己帶有一射頻卡，其發(fā)射范圍是在司機座椅45~55cm以內(nèi)，讀寫器安裝在座椅的背部。當(dāng)讀寫器讀取到有效的ID號時，系統(tǒng)發(fā)出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動。該防盜系統(tǒng)還有另一強大功能：倘若司機離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關(guān)閉，這時讀寫器就需要讀取另一有效ID號；假如司機將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號，引擎就會自動關(guān)閉，同時觸發(fā)報警裝置。
(3)電子物品監(jiān)視系統(tǒng)
電子物品監(jiān)視系統(tǒng)(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個系統(tǒng)包括貼在物體上的一個內(nèi)存容量僅為1比特(即開或關(guān))的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時被激活。在激活狀態(tài)下，射頻卡接近掃描器時會被探測到，同時會報警。如果貨物被購買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統(tǒng)已被廣泛使用。據(jù)估計每年消耗60億套。
4.2商品生產(chǎn)銷售領(lǐng)域
(1)生產(chǎn)線自動化
用RFID技術(shù)在生產(chǎn)流水線上實現(xiàn)自動控制、監(jiān)視，提高生產(chǎn)率，改進生產(chǎn)方式，節(jié)約了成本。舉個例子以說明在生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID技術(shù)的情況。
用于汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應(yīng)用射頻卡，以盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產(chǎn)是基于用戶提出的要求式樣而生產(chǎn)的。用戶可以從上萬種內(nèi)部和外部選項中，選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個高度組織的、復(fù)雜的控制系統(tǒng)是很難完成這樣復(fù)雜的任務(wù)的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統(tǒng)，使用可重復(fù)使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細(xì)的要求，在每個工作點處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個流水線位置，能毫不出錯地完成裝配任務(wù)。
(2)倉儲管理
將RFID系統(tǒng)用于智能倉庫貨物管理，能有效地解決與貨物流動有關(guān)的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監(jiān)視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中央計算機里，與該貨物有關(guān)的信息都能在計算機里查到。當(dāng)貨物出庫時，由另一讀寫器識別并告知中央計算它被放在哪個拖車上。這樣，管理中心可以實時地了解到已經(jīng)生產(chǎn)了多少產(chǎn)品和發(fā)送了多少產(chǎn)品。
(3)產(chǎn)品防偽
偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識別技術(shù)應(yīng)用在防偽領(lǐng)域有它自身的技術(shù)優(yōu)勢。防偽技術(shù)本身要求成本低，且難于偽造。射頻卡的成本就相對便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內(nèi)存，可以儲存、修改與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)，利于銷售商使用；體積十分小、便于產(chǎn)品封裝。像電腦、激光打印機、電視等產(chǎn)品上都可使用。
(4)RFID卡收費
國外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國普遍采用現(xiàn)金交易?，F(xiàn)金交易不方便也不安全，還容易出現(xiàn)稅收的漏洞。目前的收費卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據(jù)市場。原因是在一些惡劣的環(huán)境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費。另外，還可同時識別幾張卡．并行收費，如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環(huán)境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。
4.3管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計領(lǐng)域
(1)畜牧管理
該領(lǐng)域的發(fā)展起步于賽馬的識別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動物皮下。射頻卡大約10mm長，內(nèi)有一個線圈，約1000圈的細(xì)線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識別發(fā)展到了標(biāo)識牲畜。牲畜的識別提供了現(xiàn)代化管理牧場的方法。
(2)運動計時
在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時第一個出發(fā)的人同最后一個出發(fā)的人能相隔40分鐘。如果沒有一個精確的計時裝置，就會出現(xiàn)差錯。射頻卡應(yīng)用于馬拉松比賽中，運動員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點線處放置帶有微型天線的小墊片。當(dāng)運動員越過此墊片時，計時系統(tǒng)便會接收運動員所帶的射頻卡發(fā)出的ID號，并記錄當(dāng)時的時間。這樣，每個運動員都會有自己的起始時間和結(jié)束時間，不會出現(xiàn)不公平競爭的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設(shè)置這樣一個墊片，還可以很方便地記錄運動員在每個階段所用的時間。
RFID還可應(yīng)用于汽車大獎賽上的精確計時。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的
天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當(dāng)賽車每越過一個天線時，賽車的ID號和時間就被記錄下來，并存儲到中央計算機內(nèi)。這樣到比賽結(jié)束時，每個參賽選手將會有一個準(zhǔn)確的結(jié)果。
4.4交通運輸領(lǐng)域
(1)高速公路自動收費及交通管理
高速公路自動收費系統(tǒng)是射頻識別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。目前，中國的高速公路發(fā)展非?？?，而高速公路收費卻存在一些問題：一是在收費站口，許多車輛要停車排隊，成為交通瓶頸問題；二是少數(shù)不法的收費員貪污路費，使國家損失了相當(dāng)?shù)呢斦杖?。RFID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動收費上，能夠充分體現(xiàn)它非接觸識別的優(yōu)勢——讓車輛高速通過收費站的同時自動完成收費，同時可以解決收費員貪污路費及交通擁堵的問題。利用射頻識別技術(shù)的不停車高速公路自動收費系統(tǒng)是將來的發(fā)展方向；人工收費，包括IC卡的停車收費方式，終將會被淘汰。預(yù)計在未來10年內(nèi)，高速公路自動收費系統(tǒng)將有數(shù)十億元的需求。
在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強交通的指揮、控制、疏導(dǎo)，提高道路的利用率，深挖現(xiàn)有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術(shù)的交通管理系統(tǒng)可實現(xiàn)自動查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實時跟蹤指示公共汽車到站時間及自動顯示乘客信息，會給乘客帶來很大的方便。
(2)火車和貨運集裝箱的識別
在火車運營中，使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢在于：火車是按既定路線運行的，因此肯定要通過設(shè)定的讀寫器的地點。通過讀到的數(shù)據(jù)，能夠得到火車的身份、監(jiān)控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發(fā)生撞車事故，同時能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達測距系統(tǒng)讀出車廂側(cè)的條碼，現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實時信息及車廂內(nèi)裝的物品信息。
目前，射頻自動識別系統(tǒng)的安裝遍布全國14個鐵路局。2001年3月1日，鐵道部正式聯(lián)網(wǎng)啟用車次車號自動識別系統(tǒng)，為自備車企業(yè)、合資鐵路和地方鐵路實現(xiàn)信息化智能運輸管理提供了重要良機。
20世紀(jì)80年代，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，射頻識別系統(tǒng)的體積大大縮小，使得射頻識別技術(shù)進入實用化的階段，成為一種成熟的自動識別技術(shù)。
射頻識別技術(shù)是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數(shù)據(jù)。它與同期或早期的接觸式識別技術(shù)不同。RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別，因此它可在更廣泛的場合中應(yīng)用。
典型的射頻識別系統(tǒng)包括射頻卡和讀寫器兩部分。
射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識別卡或貨物的標(biāo)識卡?？ǚ庋b可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術(shù)相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環(huán)境、可識別運動目標(biāo)等優(yōu)點。
在多數(shù)RFID系統(tǒng)中，讀寫器在一個區(qū)域內(nèi)發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于工作頻率和天線尺寸)?？ㄆ瑑?nèi)有一個LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過這個區(qū)域時，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)儲存。當(dāng)所積累的電荷達到2V時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫器的數(shù)據(jù)。讀寫器接收到卡的數(shù)據(jù)后，解碼并進行錯誤校驗來決定數(shù)據(jù)的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數(shù)據(jù)傳送到計算機網(wǎng)絡(luò)。簡單的RFID產(chǎn)品就是一種非接觸的IC卡，而復(fù)雜的RFID產(chǎn)品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數(shù)，甚至可與GPS系統(tǒng)連接來跟蹤物體。
工作原理如圖1所示。
2射頻識別技術(shù)的分類
射頻識別技術(shù)主要按以下四種方式分類。
(1)工作頻率
根據(jù)工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統(tǒng)。①低頻系統(tǒng)一般指其工作頻率小于30MHz的系統(tǒng)。其基本特點是：射頻卡的成本較低、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強等。低頻系統(tǒng)多用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、動物監(jiān)管、貨物跟蹤。②高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz的系統(tǒng)。高頻系統(tǒng)的基本特點是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較大、閱讀距離較遠(可達幾m~十幾m)、適應(yīng)物體高速運動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強的方向性。高頻系統(tǒng)多應(yīng)用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監(jiān)控、高速公路收費等系統(tǒng)。
(2)射頻卡
根據(jù)射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數(shù)據(jù)所花費的時間遠大于讀取數(shù)據(jù)所花費的時間(常規(guī)為改寫所花費的時間為s級，閱讀花費的時間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數(shù)據(jù)不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。
(3)射頻卡的有源與無源
射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)電池的能量、識別距離較長，可達十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發(fā)射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長、很便宜，但它的發(fā)射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發(fā)射功率大。
(4)調(diào)制方式
根據(jù)調(diào)制方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。②被動式的射頻卡，使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)。它必須利用讀寫器的載波調(diào)制自己的信號，適宜在門禁或交通的應(yīng)用中使用。因為讀寫器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的射頻卡。
目前使用的多數(shù)系統(tǒng)中，一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區(qū)域內(nèi)。讀寫距離長，射頻卡之間的距離就要大，應(yīng)用起來很不方便?，F(xiàn)在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進入識別區(qū)域時信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統(tǒng)可以同時識別進入識別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統(tǒng)的效率。
3國際射頻識別技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
射頻識別技術(shù)在國外發(fā)展得很快。RFID產(chǎn)品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品。他們的產(chǎn)品各有特點，自成系列。射頻識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領(lǐng)域。如澳大利亞將它的RFID產(chǎn)品用于澳機場旅客行李管理中并發(fā)揮了出色的作用；瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統(tǒng)，調(diào)度員可以實時掌握火車運行情況，不僅利于管理，還大大減小了發(fā)生事故的可能性；德國BMW公司將射頻識別系統(tǒng)應(yīng)用在汽車生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過程控制中等。
據(jù)有關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，射頻識別產(chǎn)品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長。由此可見，射頻識別技術(shù)具有廣闊的市場前景。
4射頻識別技術(shù)在我國的發(fā)展
我國政府在1993年制定的金卡工程實施計劃，是一個旨在加速推動我國國民經(jīng)濟信息化進程的重大國家級工程，由此各種自動識別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用十分迅猛?，F(xiàn)在，射頻識別技術(shù)作為一種新興的自動識別技術(shù)，也將在中國很快地普及。
目前，我國的射頻識別技術(shù)在下列幾種應(yīng)用中發(fā)展前景較好。當(dāng)然，這里僅僅羅列了射頻識別技術(shù)應(yīng)用的一部分。任何一種技術(shù)如果得到普及，都將會孕育一個龐大的市場。射頻識別將是未來一個新的經(jīng)濟增長點。
4.1安全防護領(lǐng)域
(1)門禁保安
將來的門禁保安系統(tǒng)均可應(yīng)用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護照等，目的都是識別人員身份、安全管理、收費等等。好處是簡化出入手續(xù)、提高工作效率、安全保護。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進出入口有一臺讀寫器，人員出入時自動識別身份，非法闖入會有報警。安全級別要求高的地方、還可以結(jié)合其它的識別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。
公司還可以用射頻卡保護和跟蹤財產(chǎn)。將射頻卡貼在物品上面，如計算機、傳真機、文件、復(fù)印機或其它實驗室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價值的財產(chǎn)，可以跟蹤一個物品從某一建筑離開，或是用報警的方式限制物品離開某地。結(jié)合GPS系統(tǒng)利用射頻卡，還可以對貨柜車、貨艙等進行有效跟蹤。
(2)汽車防盜
這是RFID較新的應(yīng)用。目前已經(jīng)開發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當(dāng)中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當(dāng)鑰匙插入到點火器中時，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發(fā)送來的特定信號，汽車的引擎將不會發(fā)動。用這種電子驗證的方法，汽車的中央計算機也就能容易防止短路點火。
另一種汽車防盜系統(tǒng)是，司機自己帶有一射頻卡，其發(fā)射范圍是在司機座椅45~55cm以內(nèi)，讀寫器安裝在座椅的背部。當(dāng)讀寫器讀取到有效的ID號時，系統(tǒng)發(fā)出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動。該防盜系統(tǒng)還有另一強大功能：倘若司機離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關(guān)閉，這時讀寫器就需要讀取另一有效ID號；假如司機將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號，引擎就會自動關(guān)閉，同時觸發(fā)報警裝置。
(3)電子物品監(jiān)視系統(tǒng)
電子物品監(jiān)視系統(tǒng)(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個系統(tǒng)包括貼在物體上的一個內(nèi)存容量僅為1比特(即開或關(guān))的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時被激活。在激活狀態(tài)下，射頻卡接近掃描器時會被探測到，同時會報警。如果貨物被購買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統(tǒng)已被廣泛使用。據(jù)估計每年消耗60億套。
4.2商品生產(chǎn)銷售領(lǐng)域
(1)生產(chǎn)線自動化
用RFID技術(shù)在生產(chǎn)流水線上實現(xiàn)自動控制、監(jiān)視，提高生產(chǎn)率，改進生產(chǎn)方式，節(jié)約了成本。舉個例子以說明在生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID技術(shù)的情況。
用于汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應(yīng)用射頻卡，以盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產(chǎn)是基于用戶提出的要求式樣而生產(chǎn)的。用戶可以從上萬種內(nèi)部和外部選項中，選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個高度組織的、復(fù)雜的控制系統(tǒng)是很難完成這樣復(fù)雜的任務(wù)的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統(tǒng)，使用可重復(fù)使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細(xì)的要求，在每個工作點處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個流水線位置，能毫不出錯地完成裝配任務(wù)。
(2)倉儲管理
將RFID系統(tǒng)用于智能倉庫貨物管理，能有效地解決與貨物流動有關(guān)的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監(jiān)視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中央計算機里，與該貨物有關(guān)的信息都能在計算機里查到。當(dāng)貨物出庫時，由另一讀寫器識別并告知中央計算它被放在哪個拖車上。這樣，管理中心可以實時地了解到已經(jīng)生產(chǎn)了多少產(chǎn)品和發(fā)送了多少產(chǎn)品。
(3)產(chǎn)品防偽
偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識別技術(shù)應(yīng)用在防偽領(lǐng)域有它自身的技術(shù)優(yōu)勢。防偽技術(shù)本身要求成本低，且難于偽造。射頻卡的成本就相對便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內(nèi)存，可以儲存、修改與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)，利于銷售商使用；體積十分小、便于產(chǎn)品封裝。像電腦、激光打印機、電視等產(chǎn)品上都可使用。
(4)RFID卡收費
國外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國普遍采用現(xiàn)金交易。現(xiàn)金交易不方便也不安全，還容易出現(xiàn)稅收的漏洞。目前的收費卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據(jù)市場。原因是在一些惡劣的環(huán)境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費。另外，還可同時識別幾張卡．并行收費，如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環(huán)境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。
4.3管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計領(lǐng)域
(1)畜牧管理
該領(lǐng)域的發(fā)展起步于賽馬的識別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動物皮下。射頻卡大約10mm長，內(nèi)有一個線圈，約1000圈的細(xì)線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識別發(fā)展到了標(biāo)識牲畜。牲畜的識別提供了現(xiàn)代化管理牧場的方法。
(2)運動計時
在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時第一個出發(fā)的人同最后一個出發(fā)的人能相隔40分鐘。如果沒有一個精確的計時裝置，就會出現(xiàn)差錯。射頻卡應(yīng)用于馬拉松比賽中，運動員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點線處放置帶有微型天線的小墊片。當(dāng)運動員越過此墊片時，計時系統(tǒng)便會接收運動員所帶的射頻卡發(fā)出的ID號，并記錄當(dāng)時的時間。這樣，每個運動員都會有自己的起始時間和結(jié)束時間，不會出現(xiàn)不公平競爭的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設(shè)置這樣一個墊片，還可以很方便地記錄運動員在每個階段所用的時間。
RFID還可應(yīng)用于汽車大獎賽上的精確計時。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當(dāng)賽車每越過一個天線時，賽車的ID號和時間就被記錄下來，并存儲到中央計算機內(nèi)。這樣到比賽結(jié)束時，每個參賽選手將會有一個準(zhǔn)確的結(jié)果。
4.4交通運輸領(lǐng)域
(1)高速公路自動收費及交通管理
高速公路自動收費系統(tǒng)是射頻識別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。目前，中國的高速公路發(fā)展非?？?，而高速公路收費卻存在一些問題：一是在收費站口，許多車輛要停車排隊，成為交通瓶頸問題；二是少數(shù)不法的收費員貪污路費，使國家損失了相當(dāng)?shù)呢斦杖?。RFID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動收費上，能夠充分體現(xiàn)它非接觸識別的優(yōu)勢——讓車輛高速通過收費站的同時自動完成收費，同時可以解決收費員貪污路費及交通擁堵的問題。利用射頻識別技術(shù)的不停車高速公路自動收費系統(tǒng)是將來的發(fā)展方向；人工收費，包括IC卡的停車收費方式，終將會被淘汰。預(yù)計在未來10年內(nèi)，高速公路自動收費系統(tǒng)將有數(shù)十億元的需求。
在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強交通的指揮、控制、疏導(dǎo)，提高道路的利用率，深挖現(xiàn)有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術(shù)的交通管理系統(tǒng)可實現(xiàn)自動查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實時跟蹤指示公共汽車到站時間及自動顯示乘客信息，會給乘客帶來很大的方便。
(2)火車和貨運集裝箱的識別
在火車運營中，使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢在于：火車是按既定路線運行的，因此肯定要通過設(shè)定的讀寫器的地點。通過讀到的數(shù)據(jù)，能夠得到火車的身份、監(jiān)控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發(fā)生撞車事故，同時能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達測距系統(tǒng)讀出車廂側(cè)的條碼，現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實時信息及車廂內(nèi)裝的物品信息。
目前，射頻自動識別系統(tǒng)的安裝遍布全國14個鐵路局。2001年3月1日，鐵道部正式聯(lián)網(wǎng)啟用車次車號自動識別系統(tǒng)，為自備車企業(yè)、合資鐵路和地方鐵路實現(xiàn)信息化智能運輸管理提供了重要良機。
5結(jié)論
射頻識別技術(shù)在中國處于一個剛剛起步的階段，但是它的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?。在信息社會，對于各種信息的獲取及處理，要求快速、準(zhǔn)確。在不久的將來，RFID技術(shù)將同其它識別技術(shù)一樣，深入到人們生活的各個領(lǐng)域。
隨著社會的發(fā)展、技術(shù)的日漸成熟，數(shù)碼已經(jīng)不是白領(lǐng)層人士與青年一代的專用品，數(shù)碼產(chǎn)品正向普及性、大眾化發(fā)展，而消費群體的擴大也為數(shù)碼產(chǎn)品的發(fā)展帶來了新的契機。海外一家公司就推出了一款專為老人設(shè)計的手機，大字體大屏幕，按鍵接觸面積相比普通手機要大出30%，方便老人撥號或者編寫信息，而且內(nèi)置多組快速撥號鍵，可以在遇到緊急情況時一鍵撥打求救電話。同時，殘疾人用數(shù)碼產(chǎn)品、兒童用數(shù)碼產(chǎn)品等也已成為廠家與設(shè)計界研究的重要課題。
市場在擴大的同時也呈現(xiàn)出細(xì)分化的趨勢，消費者越來越突出與強調(diào)對個性化或個人特有的風(fēng)格的追求，也就是說當(dāng)前人們對產(chǎn)品的選擇，主要基于個人獨特的感受和所在階層或小團體的價值觀，由此導(dǎo)致產(chǎn)品的設(shè)計正逐漸由尋求“原型”到追求“個性”。而當(dāng)前“原型”與“個性”相互矛盾的傾向并列，造成一種矛盾雙方并列存在的時期。正如TufanOrel所說：一方面，消費者們期望變得自然，具有創(chuàng)造性，和成為自己趣味的主人；另一方面，各種模型、趣味或風(fēng)格標(biāo)準(zhǔn)又不斷強加于消費者，為的是使他們將自己的生活環(huán)境“個性化”。而如何才能在原型與個性、獨特化與標(biāo)準(zhǔn)化之間找到平衡，以廣博得創(chuàng)新應(yīng)對多變的市場，也是數(shù)碼產(chǎn)品所要面對的問題。而在這一問題上，我們也一直在不斷地思考與嘗試，尋求解決“原型”與“個性”的方法，例如，在手機產(chǎn)品設(shè)計中由系列產(chǎn)品的組合到單一產(chǎn)品的變異，利用模塊化的設(shè)計進行單一手機的造型形態(tài)的變化，滿足不同消費者的需求與審美。像索愛SO703i這款手機就提供了Style-Up面板更換功能，只要將Style-Up面板與安置在手機上的“香囊”粘貼在一起，手機就能夠發(fā)出香味。同時，不同的Style-Up面板具有不同香味的Style-Up面板，比如藍色的面板和香囊粘貼后可以散發(fā)海洋一樣的香味，因此可讓消費者根據(jù)自己的喜好有所選擇。
二、功能的多元化、集成化
數(shù)字技術(shù)在音、視頻傳輸及信息的互動方面存在傳統(tǒng)的模擬技術(shù)無法比擬的優(yōu)越性，伴隨著數(shù)字技術(shù)的推廣與成熟，現(xiàn)代個人數(shù)碼產(chǎn)品的功能呈現(xiàn)一種由標(biāo)準(zhǔn)化、單一化向靈活化、集成化的轉(zhuǎn)變，多數(shù)產(chǎn)品都集多功能于一身。以手機為例，現(xiàn)代的手機除了基本的通訊功能外還集攝像、游戲、音樂、電子閱讀器等為一身，根據(jù)不同的消費需求，產(chǎn)生了不同的產(chǎn)品概念，已經(jīng)脫離了傳統(tǒng)的手機概念。
歐洲一家公司研制出一種名為“SmartBadge”的ID胸卡式手機（圖1），它將ID胸卡與手機這兩樣必備物品合二為一，平時可當(dāng)作ID卡，在配上相應(yīng)的耳機后便可接電話，用于通訊。
三、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、平臺化
隨著網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)碼產(chǎn)品的兼容化、網(wǎng)絡(luò)化、平臺化正逐漸顯現(xiàn)，以家庭為中心的多媒體綜合處理系統(tǒng)正成為未來生活的一大發(fā)展趨勢，網(wǎng)絡(luò)與日常居家生活產(chǎn)品的融合正才成為時尚生活的代表，智能家居生活系統(tǒng)已不再是傳說。例如：微軟和惠普力推的MEDIACENTER多媒體中心操作系統(tǒng)、聯(lián)想大力研發(fā)的關(guān)聯(lián)電腦、海信“DNet-home”數(shù)字家庭系統(tǒng)都是數(shù)字技術(shù)與家電融合的顯著代表。
四、交互的人性化、虛擬化
傳統(tǒng)的“人機工程學(xué)”僅集中于用戶與產(chǎn)品之間的物理性界面，然而現(xiàn)代更需要研究的是用戶和產(chǎn)品之間的認(rèn)識的和情感的關(guān)系。在信息化時代，信息的交互是數(shù)碼產(chǎn)品設(shè)計的核心，是人機之間互動的平臺，已經(jīng)成為決定產(chǎn)品功能能否成功實現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一。
當(dāng)前，由于交互的頻繁與產(chǎn)品環(huán)境的復(fù)雜，人機交互越來越多地考慮人的因素，注重交互方式與交互界面的研究。其中界面設(shè)計是一個多學(xué)科參與的工程，結(jié)合計算機科學(xué)、美學(xué)、心理學(xué)、人機工程學(xué)等工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域的行為，了解各類用戶的習(xí)性、技能、知識和經(jīng)驗，執(zhí)行和優(yōu)化信息與通信系統(tǒng)以滿足用戶的需要。加之科技的發(fā)展與高端技術(shù)的運用，也為人機的交互帶來了巨大的靈活性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用就帶來了一種全新的模式，其通過借助于部分特殊虛擬外設(shè)，將交互基礎(chǔ)由“以計算機為主體”轉(zhuǎn)換成“以人為主體”，向用戶提供一個身臨其境、實時交互、自由構(gòu)想的環(huán)境與平臺，建立和諧、靈活、人性化，以人為中心的交互式系統(tǒng)。
總之，隨著社會的發(fā)展，數(shù)碼產(chǎn)品的普及與普遍化，產(chǎn)品的競爭也就由初期的高新技術(shù)轉(zhuǎn)向產(chǎn)品的設(shè)計——市場的開拓、功能的開發(fā)、系統(tǒng)的建立、交互的人性化等等，由此就需要我們對數(shù)碼產(chǎn)品的現(xiàn)狀進行分析與研究，以便了解與把握數(shù)碼產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。
【摘要】隨著數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的日益發(fā)展，對于數(shù)碼產(chǎn)品的設(shè)計也已越來越受到人們的關(guān)注，傳統(tǒng)的設(shè)計理念與方法已遠遠不能滿足于當(dāng)前經(jīng)濟發(fā)展的需要了。本文對數(shù)碼產(chǎn)品的設(shè)計現(xiàn)狀進行了分析，并提出對于未來數(shù)碼產(chǎn)品的發(fā)展趨勢的相關(guān)看法。
【關(guān)鍵詞】數(shù)碼產(chǎn)品市場功能系統(tǒng)交互
參考文獻：
[1]馬克·第亞尼.非物質(zhì)社會.四川人民出版社.
關(guān)鍵詞：產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計行為心理學(xué)人性化設(shè)計原理
產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計從萌芽到發(fā)展，經(jīng)過了漫長的歲月，經(jīng)歷了多種多樣的設(shè)計風(fēng)格的變革。從以紋樣裝飾為主的裝飾風(fēng)格和古典藝術(shù)風(fēng)格的復(fù)興，到注視功能和有機形體的現(xiàn)代主義，藝術(shù)設(shè)計似乎都停留在造型的范疇上。對藝術(shù)設(shè)計的內(nèi)容與形式方面的探討，卻都反映了一個經(jīng)濟現(xiàn)象，那便是以產(chǎn)品為主導(dǎo)的經(jīng)濟現(xiàn)象。以往的產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計過多地重視了產(chǎn)品的制造，產(chǎn)品銷售的利潤，卻忽略了產(chǎn)品的使用者——人的因素。
北歐的產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計，因其一貫堅持的人性化，在不犧牲功能的“軟性現(xiàn)代主義”的設(shè)計風(fēng)格下，產(chǎn)生了許多被人們所接受和喜愛的產(chǎn)品。它們便是重視了人的因素，才使得北歐設(shè)計代表了優(yōu)秀設(shè)計的高品質(zhì)，成為世界優(yōu)秀設(shè)計的代名詞。
一、人的需求是產(chǎn)品設(shè)計的主要依據(jù)
隨著社會的不斷進步，最高效率地掌握和操作產(chǎn)品，是當(dāng)今設(shè)計的關(guān)鍵和核心?，F(xiàn)代生活的人們工作節(jié)奏加快，面臨的是競爭激烈的世界，當(dāng)然不希望在使用日常生活用品的過程中也碰到許多意想不到的麻煩。產(chǎn)品的功能設(shè)計要根據(jù)消費者對產(chǎn)品的生理需要，力求達到產(chǎn)品的方便性、使用的科學(xué)性和相應(yīng)的價值觀。如果一件新產(chǎn)品，人們需要事先閱讀說明書才能明白操作的要領(lǐng)，那么它絕對不是好的設(shè)計，因為沒有一個使用者會愿意去看說明書里枯燥而煩瑣的內(nèi)容。
簡單和功能單一的產(chǎn)品逐漸受到人們的喜愛，因為人們曾經(jīng)陷入科技發(fā)展而導(dǎo)致的產(chǎn)品設(shè)計的誤區(qū)。多功能的、過于飽和與功能的重復(fù)堆砌不僅僅造成資源的浪費，也容易引起人們的誤操作。而多功能必然導(dǎo)致設(shè)計的復(fù)雜性，要設(shè)計師們合理安排各種設(shè)計界面的穿插也是很不容易的，因此，功能飽和的設(shè)計僅僅是對科技發(fā)展的炫耀，而不是人的實際需要。事實上，有一些產(chǎn)品的功能，用戶使用的頻率極小。
比如，對有關(guān)微波烤箱的消費者調(diào)查顯示：烤箱的功能很多，可絕大多數(shù)的消費者在使用過程中只是將食物放入烤箱，設(shè)定所需時間，然后開機。至于其他復(fù)雜的附加功能從未使用過。因此，根據(jù)消費者的動態(tài)的心理變化和需求，產(chǎn)品的功能設(shè)計有幾個趨勢：
1.自動化程度提高；
2.向“輕、薄、短、小”方向發(fā)展；
3.從提高生活質(zhì)量出發(fā)，注重整體設(shè)計效應(yīng)；
4.一看就懂，易于操作，功能適度。
二、行為心理與產(chǎn)品設(shè)計
人是設(shè)計的前提，是設(shè)計的對象，是設(shè)計的主體。如何設(shè)計使用方便、結(jié)構(gòu)合理的產(chǎn)品，需要人們研究工程心理學(xué)和工效學(xué)方面的知識，了解產(chǎn)品的功能設(shè)計與人的生理和行為特點的匹配關(guān)系。因此，在產(chǎn)品設(shè)計中，要考慮消費者的行為規(guī)律，力求做到人——機——環(huán)境的和諧。怎樣設(shè)計才能更簡潔明了？怎樣才能迅速引起操作者的注意？怎樣傳達正確的信息才能使得使用者有正確的理解？因此，想要有合理的、科學(xué)的設(shè)計，必須對使用者行為心理有一定的研究，才會有效地設(shè)計產(chǎn)品。
首先，要了解人在做一件事時所經(jīng)歷的步驟，即行動的結(jié)構(gòu)問題。要做一件事時，人首先要明白做這件事的目的——行動目標(biāo)；然后，要采取行動，自己動手或利用其他的人和物；最后是看自己的目標(biāo)是否已達到。所以簡單地說要考慮目標(biāo)，對外部世界所采取的行動、外部世界本身以及查看行動在外部世界中所形成的后果。行為本身又包括兩個方面，去做什么和檢查做的結(jié)果，又稱為“執(zhí)行”和“評估”。
實際生活中，這個過程卻不那么簡單。因為最初的目標(biāo)也許并不十分明確，目標(biāo)并不會準(zhǔn)確表明行動的具體內(nèi)容——在哪做，怎么做等等，所以要想采取行動，還需要將目標(biāo)轉(zhuǎn)化為明確的行動步驟，即“意圖”。
假設(shè)坐在沙發(fā)上看書，天色已晚，需要光線亮一些。目標(biāo)：要得到更多的光線。目標(biāo)轉(zhuǎn)化成意圖是：開臺燈。但還需要明確如何移動身體，如何伸手觸摸開關(guān)，如何用手指去操作開關(guān)，還可以有其他意圖，請一個人幫忙開燈。這樣目標(biāo)沒有發(fā)生變化，可意圖和具體的動作卻有不同。
然而，人們在實際的行動過程中，充滿了不確定和隨機性，有的時候很多活動不是靠單一行動所能完成的，或者一次行動無須經(jīng)過所有的階段,所以活動的復(fù)雜性使得行動中產(chǎn)生執(zhí)行和評估階段的斷續(xù)。
在使用產(chǎn)品的過程中，人們常弄不明白自己心理意圖及解釋，與實際操作及外界狀態(tài)之間的關(guān)系。每一個斷續(xù)的產(chǎn)生都是人內(nèi)心對外界的解釋與外界實際狀態(tài)這兩者的差異造成的。某種產(chǎn)品的操作系統(tǒng)是否與用戶設(shè)想的一致？執(zhí)行階段的斷續(xù)即指用戶意圖與可允許操作之間的差距。在評估階段，容易得到并可輕松地解釋系統(tǒng)提供的有關(guān)信息一致，則所產(chǎn)生的差異很小。
這兩個斷續(xù)，正是一些日用品設(shè)計的瓶頸，一些看似簡單的日用品，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，卻因為沒有處理好這兩個斷續(xù)的解決方法，就難倒了用戶，讓用戶自己來承擔(dān)操作困難的責(zé)任。于是，根據(jù)這些基礎(chǔ)的行為心理知識，為設(shè)計師提供一些基本依據(jù)，以便檢查設(shè)計有沒有出現(xiàn)執(zhí)行和評估的斷續(xù)或?qū)⑺鼈兲幚砗谩?/p>
如何使用戶輕松地確定某一操作？有哪些可能的操作？具體如何操作？如何建立操作意圖與操作行為之間的匹配關(guān)系？如何建立系統(tǒng)狀態(tài)與用戶解釋之間的匹配關(guān)系？用戶如何知道系統(tǒng)現(xiàn)在的狀態(tài)？這些都需要設(shè)計者有所考慮。當(dāng)然，行動的每個階段都需要自身獨特的設(shè)計策略，根據(jù)每個階段的情況來確定設(shè)計方案，這就得到一個重要的設(shè)計原理：
1.可視性，用戶一看就知道的物品狀態(tài)和可能的操作方法。
2.正確的概念模型，使操作鍵的設(shè)計與操作結(jié)果一致。
3.正確的匹配，建立可判定的操作與結(jié)果，控制器和功能，系統(tǒng)狀態(tài)與可視提示之間的匹配關(guān)系。
4.反饋，用戶可以接收到有關(guān)操作結(jié)果的完整，持續(xù)地反饋(轉(zhuǎn)第103頁）(接第109頁）信息。
三、設(shè)計原理中的心理學(xué)思維
設(shè)計優(yōu)秀的物品容易被人理解，直接給用戶提供了操作方法上的線索；而設(shè)計拙劣的物品使用起來很困難。它們不具備任何操作上的線索或給用戶提供一些錯誤的信息，使用戶陷入困惑，破壞了正常的解釋和理解過程?？梢岳靡陨显韺ΜF(xiàn)有設(shè)計做個評估，從而可以知道，有問題的設(shè)計問題出在哪，向哪個方向改進會避免問題的出現(xiàn)；也可以用這些原理指導(dǎo)我們的設(shè)計，在創(chuàng)新的過程中創(chuàng)造出有效、易于操作的使用方式。
可視性，要表現(xiàn)操作意圖與自己和產(chǎn)品之間是否實現(xiàn)了互動，即操作意圖與實際操作之間的匹配，并且要讓用戶看出物品之間的關(guān)鍵差異?；诳梢曅?，才可以把事物區(qū)分開來。操作結(jié)果的可視性能夠讓用戶知道使用的方法是否正確。
可視性只是原理的一點，更重要的是建立正確的概念模型。這里需要提到預(yù)設(shè)用途的概念，指物品被人們認(rèn)為具有的性能及其實際上的性能。預(yù)設(shè)用途為用戶提供了操作的明顯線索。比如手板是用來推的，旋鈕是用來轉(zhuǎn)的，狹長的方孔是用來插東西的等等。如果預(yù)設(shè)用途在設(shè)計中得到合理的利用，用戶則無須借助任何圖解、說明就知道如何操作了。在概念模型中，物品的表面結(jié)構(gòu)，限制條件和匹配可以幫助人們了解物品的使用方法。以剪刀為例。剪刀柄上的圓環(huán)顯然是讓人放東西進去，而唯一合乎邏輯的就是把手指放進去。圓環(huán)的大小決定了使用上的限制，限制了放的手指的數(shù)目；同時剪刀的功能不會受到手指位置的影響，放錯了手指，照樣可以使用剪刀。所以就算是第一次使用剪刀，用戶也可以弄明白它的使用方法。因為剪刀的各部分顯而易見，功能清楚。剪刀的設(shè)計突出了概念模型，并有效利用了預(yù)設(shè)用途和限制條件。
匹配原則，以汽車為例，想要把車往右轉(zhuǎn)就需順時針轉(zhuǎn)動方向盤，這里有兩種匹配關(guān)系，方向盤是唯一負(fù)責(zé)汽車方向的，方向盤不是向左轉(zhuǎn)就是向右轉(zhuǎn)。匹配性使得用戶的操作動作與操作結(jié)果之間表現(xiàn)出緊密可見的關(guān)系，信息反饋很迅速，也非常好記。
反饋原則在原來經(jīng)典的電話概念模型中有很好的體現(xiàn)，按下按鍵用戶會聽到確定的聲音來幫助辨別工作狀態(tài)。功能設(shè)計上要注意到對人的視覺有及時的反映，以判斷操作的正誤。
了解用戶的行動結(jié)構(gòu)和行為心理所得出的設(shè)計原理是產(chǎn)生優(yōu)秀設(shè)計的重要依據(jù)。貫徹以人為本的科學(xué)發(fā)展觀，也是產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計中的關(guān)鍵。研究人的行為心理可以更好地為人類服務(wù)。
市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，研究消費者心理已成為生產(chǎn)者和設(shè)計師的出發(fā)點。如果沒有對消費者心理深入的了解，設(shè)計出來的產(chǎn)品再好，也只能是放在柜臺里，不能產(chǎn)生市場效益，所以重視對消費者的需要、動機、個性、情感的調(diào)查和了解，做到產(chǎn)品設(shè)計理念上新穎，視覺上好看，使用上方便，品位上滿意，價格上合理，就一定能推出受市場歡迎的優(yōu)秀設(shè)計，實現(xiàn)生產(chǎn)者、設(shè)計師和消費者共贏，達到市場經(jīng)濟不斷繁榮的目的。
參考文獻：
隨著社會的不斷進步，最高效率地掌握和操作產(chǎn)品，是當(dāng)今設(shè)計的關(guān)鍵和核心?，F(xiàn)代生活的人們工作節(jié)奏加快，面臨的是競爭激烈的世界，當(dāng)然不希望在使用日常生活用品的過程中也碰到許多意想不到的麻煩。產(chǎn)品的功能設(shè)計要根據(jù)消費者對產(chǎn)品的生理需要，力求達到產(chǎn)品的方便性、使用的科學(xué)性和相應(yīng)的價值觀。如果一件新產(chǎn)品，人們需要事先閱讀說明書才能明白操作的要領(lǐng)，那么它絕對不是好的設(shè)計，因為沒有一個使用者會愿意去看說明書里枯燥而煩瑣的內(nèi)容。
簡單和功能單一的產(chǎn)品逐漸受到人們的喜愛，因為人們曾經(jīng)陷入科技發(fā)展而導(dǎo)致的產(chǎn)品設(shè)計的誤區(qū)。多功能的、過于飽和與功能的重復(fù)堆砌不僅僅造成資源的浪費，也容易引起人們的誤操作。而多功能必然導(dǎo)致設(shè)計的復(fù)雜性，要設(shè)計師們合理安排各種設(shè)計界面的穿插也是很不容易的，因此，功能飽和的設(shè)計僅僅是對科技發(fā)展的炫耀，而不是人的實際需要。事實上，有一些產(chǎn)品的功能，用戶使用的頻率極小。
比如，對有關(guān)微波烤箱的消費者調(diào)查顯示：烤箱的功能很多，可絕大多數(shù)的消費者在使用過程中只是將食物放入烤箱，設(shè)定所需時間，然后開機。至于其他復(fù)雜的附加功能從未使用過。因此，根據(jù)消費者的動態(tài)的心理變化和需求，產(chǎn)品的功能設(shè)計有幾個趨勢：
1.自動化程度提高；
2.向“輕、薄、短、小”方向發(fā)展；
3.從提高生活質(zhì)量出發(fā)，注重整體設(shè)計效應(yīng)；
4.一看就懂，易于操作，功能適度。
二、行為心理與產(chǎn)品設(shè)計
人是設(shè)計的前提，是設(shè)計的對象，是設(shè)計的主體。如何設(shè)計使用方便、結(jié)構(gòu)合理的產(chǎn)品，需要人們研究工程心理學(xué)和工效學(xué)方面的知識，了解產(chǎn)品的功能設(shè)計與人的生理和行為特點的匹配關(guān)系。因此，在產(chǎn)品設(shè)計中，要考慮消費者的行為規(guī)律，力求做到人——機——環(huán)境的和諧。怎樣設(shè)計才能更簡潔明了？怎樣才能迅速引起操作者的注意？怎樣傳達正確的信息才能使得使用者有正確的理解？因此，想要有合理的、科學(xué)的設(shè)計，必須對使用者行為心理有一定的研究，才會有效地設(shè)計產(chǎn)品。
首先，要了解人在做一件事時所經(jīng)歷的步驟，即行動的結(jié)構(gòu)問題。要做一件事時，人首先要明白做這件事的目的——行動目標(biāo)；然后，要采取行動，自己動手或利用其他的人和物；最后是看自己的目標(biāo)是否已達到。所以簡單地說要考慮目標(biāo)，對外部世界所采取的行動、外部世界本身以及查看行動在外部世界中所形成的后果。行為本身又包括兩個方面，去做什么和檢查做的結(jié)果，又稱為“執(zhí)行”和“評估”。
實際生活中，這個過程卻不那么簡單。因為最初的目標(biāo)也許并不十分明確，目標(biāo)并不會準(zhǔn)確表明行動的具體內(nèi)容——在哪做，怎么做等等，所以要想采取行動，還需要將目標(biāo)轉(zhuǎn)化為明確的行動步驟，即“意圖”。
假設(shè)坐在沙發(fā)上看書，天色已晚，需要光線亮一些。目標(biāo)：要得到更多的光線。目標(biāo)轉(zhuǎn)化成意圖是：開臺燈。但還需要明確如何移動身體，如何伸手觸摸開關(guān)，如何用手指去操作開關(guān)，還可以有其他意圖，請一個人幫忙開燈。這樣目標(biāo)沒有發(fā)生變化，可意圖和具體的動作卻有不同。
然而，人們在實際的行動過程中，充滿了不確定和隨機性，有的時候很多活動不是靠單一行動所能完成的，或者一次行動無須經(jīng)過所有的階段,所以活動的復(fù)雜性使得行動中產(chǎn)生執(zhí)行和評估階段的斷續(xù)。
在使用產(chǎn)品的過程中，人們常弄不明白自己心理意圖及解釋，與實際操作及外界狀態(tài)之間的關(guān)系。每一個斷續(xù)的產(chǎn)生都是人內(nèi)心對外界的解釋與外界實際狀態(tài)這兩者的差異造成的。某種產(chǎn)品的操作系統(tǒng)是否與用戶設(shè)想的一致？執(zhí)行階段的斷續(xù)即指用戶意圖與可允許操作之間的差距。在評估階段，容易得到并可輕松地解釋系統(tǒng)提供的有關(guān)信息一致，則所產(chǎn)生的差異很小。
這兩個斷續(xù)，正是一些日用品設(shè)計的瓶頸，一些看似簡單的日用品，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，卻因為沒有處理好這兩個斷續(xù)的解決方法，就難倒了用戶，讓用戶自己來承擔(dān)操作困難的責(zé)任。于是，根據(jù)這些基礎(chǔ)的行為心理知識，為設(shè)計師提供一些基本依據(jù)，以便檢查設(shè)計有沒有出現(xiàn)執(zhí)行和評估的斷續(xù)或?qū)⑺鼈兲幚砗谩?/p>
如何使用戶輕松地確定某一操作？有哪些可能的操作？具體如何操作？如何建立操作意圖與操作行為之間的匹配關(guān)系？如何建立系統(tǒng)狀態(tài)與用戶解釋之間的匹配關(guān)系？用戶如何知道系統(tǒng)現(xiàn)在的狀態(tài)？這些都需要設(shè)計者有所考慮。當(dāng)然，行動的每個階段都需要自身獨特的設(shè)計策略，根據(jù)每個階段的情況來確定設(shè)計方案，這就得到一個重要的設(shè)計原理：
1.可視性，用戶一看就知道的物品狀態(tài)和可能的操作方法。
2.正確的概念模型，使操作鍵的設(shè)計與操作結(jié)果一致。
3.正確的匹配，建立可判定的操作與結(jié)果，控制器和功能，系統(tǒng)狀態(tài)與可視提示之間的匹配關(guān)系。
4.反饋，用戶可以接收到有關(guān)操作結(jié)果的完整，持續(xù)地反饋(轉(zhuǎn)第103頁）(接第109頁）信息。
三、設(shè)計原理中的心理學(xué)思維
設(shè)計優(yōu)秀的物品容易被人理解，直接給用戶提供了操作方法上的線索；而設(shè)計拙劣的物品使用起來很困難。它們不具備任何操作上的線索或給用戶提供一些錯誤的信息，使用戶陷入困惑，破壞了正常的解釋和理解過程?？梢岳靡陨显韺ΜF(xiàn)有設(shè)計做個評估，從而可以知道，有問題的設(shè)計問題出在哪，向哪個方向改進會避免問題的出現(xiàn)；也可以用這些原理指導(dǎo)我們的設(shè)計，在創(chuàng)新的過程中創(chuàng)造出有效、易于操作的使用方式。
可視性，要表現(xiàn)操作意圖與自己和產(chǎn)品之間是否實現(xiàn)了互動，即操作意圖與實際操作之間的匹配，并且要讓用戶看出物品之間的關(guān)鍵差異?；诳梢曅?，才可以把事物區(qū)分開來。操作結(jié)果的可視性能夠讓用戶知道使用的方法是否正確。
可視性只是原理的一點，更重要的是建立正確的概念模型。這里需要提到預(yù)設(shè)用途的概念，指物品被人們認(rèn)為具有的性能及其實際上的性能。預(yù)設(shè)用途為用戶提供了操作的明顯線索。比如手板是用來推的，旋鈕是用來轉(zhuǎn)的，狹長的方孔是用來插東西的等等。如果預(yù)設(shè)用途在設(shè)計中得到合理的利用，用戶則無須借助任何圖解、說明就知道如何操作了。在概念模型中，物品的表面結(jié)構(gòu)，限制條件和匹配可以幫助人們了解物品的使用方法。以剪刀為例。剪刀柄上的圓環(huán)顯然是讓人放東西進去，而唯一合乎邏輯的就是把手指放進去。圓環(huán)的大小決定了使用上的限制，限制了放的手指的數(shù)目；同時剪刀的功能不會受到手指位置的影響，放錯了手指，照樣可以使用剪刀。所以就算是第一次使用剪刀，用戶也可以弄明白它的使用方法。因為剪刀的各部分顯而易見，功能清楚。剪刀的設(shè)計突出了概念模型，并有效利用了預(yù)設(shè)用途和限制條件。
匹配原則，以汽車為例，想要把車往右轉(zhuǎn)就需順時針轉(zhuǎn)動方向盤，這里有兩種匹配關(guān)系，方向盤是唯一負(fù)責(zé)汽車方向的，方向盤不是向左轉(zhuǎn)就是向右轉(zhuǎn)。匹配性使得用戶的操作動作與操作結(jié)果之間表現(xiàn)出緊密可見的關(guān)系，信息反饋很迅速，也非常好記。
反饋原則在原來經(jīng)典的電話概念模型中有很好的體現(xiàn)，按下按鍵用戶會聽到確定的聲音來幫助辨別工作狀態(tài)。功能設(shè)計上要注意到對人的視覺有及時的反映，以判斷操作的正誤。
了解用戶的行動結(jié)構(gòu)和行為心理所得出的設(shè)計原理是產(chǎn)生優(yōu)秀設(shè)計的重要依據(jù)。貫徹以人為本的科學(xué)發(fā)展觀，也是產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計中的關(guān)鍵。研究人的行為心理可以更好地為人類服務(wù)。
市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，研究消費者心理已成為生產(chǎn)者和設(shè)計師的出發(fā)點。如果沒有對消費者心理深入的了解，設(shè)計出來的產(chǎn)品再好，也只能是放在柜臺里，不能產(chǎn)生市場效益，所以重視對消費者的需要、動機、個性、情感的調(diào)查和了解，做到產(chǎn)品設(shè)計理念上新穎，視覺上好看，使用上方便，品位上滿意，價格上合理，就一定能推出受市場歡迎的優(yōu)秀設(shè)計，實現(xiàn)生產(chǎn)者、設(shè)計師和消費者共贏，達到市場經(jīng)濟不斷繁榮的目的。
內(nèi)容摘要：人是設(shè)計的前提，是設(shè)計的對象和主體。人的需求是產(chǎn)品設(shè)計的主要依據(jù)，了解用戶的行動結(jié)構(gòu)和行為心理所得出的設(shè)計思路是優(yōu)秀產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計產(chǎn)生的重要因素。
關(guān)鍵詞：產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計行為心理學(xué)人性化設(shè)計原理
參考文獻：
變頻技術(shù)的誕生不僅在很大程度上改變了我們的生活，與此同時在工業(yè)生產(chǎn)上更是帶來了巨大的便利。最初是因為調(diào)節(jié)電流頻率的需要才促使了變頻技術(shù)的產(chǎn)生，1960年后，電力電子器件大力發(fā)展，從最初的晶閘管到現(xiàn)代的絕緣柵雙極型晶體管控制品閘管，經(jīng)歷了不斷的更新歷程，大大促進了變頻技術(shù)的發(fā)展，到了1970后，開始研究(PWM)VVVF調(diào)速，這一研究引起了人們的關(guān)注。而在變頻技術(shù)中PWM模式才是核心，直到20世紀(jì)80年代，相關(guān)專業(yè)人士開始對PWM模式的優(yōu)化進行研究，這一研究項目引起了人們更多的關(guān)注進而得出了更多的優(yōu)化模式。到了20世紀(jì)80年代中后期，一些發(fā)達國家將新研究出來的VVVF變頻器投放到了市場，VVVF變頻器憑借其更為優(yōu)異的服務(wù)得到了各廠家的大力推廣。而變頻技術(shù)的操作原理指的是在電壓不變的前提下，通過改變交流電頻率的方式，來實現(xiàn)對設(shè)備的自動化控制。其中變頻器是通過利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將頻率無法改變的交流電轉(zhuǎn)換成了可以改變的交流電，從而實現(xiàn)了變頻調(diào)速。
2變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用
2.1變頻技術(shù)在采煤機中的應(yīng)用
采煤機在一定程度上代表了煤礦設(shè)備向現(xiàn)代化、機械化發(fā)展的里程碑。因此在煤礦開采中顯得特別重要。由于采礦機大多是在環(huán)境惡劣的條件下工作的，所以采礦機是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，因此提高采煤機的性能便顯得尤其重要。采煤機在采煤工作中占據(jù)著主力位置，只要一發(fā)生故障就會導(dǎo)致整個采煤環(huán)節(jié)受到嚴(yán)重的影響，使采煤工作難以進行下去，對整個煤礦造成不小損失。由于采煤機的重要位置使得其功能不斷改進，變得越來越強大，但是其出現(xiàn)的故障和問題也變得越來越強大，這也增加了維修難度，一旦采煤機出現(xiàn)問題就會大大降低工作效率。而隨著變頻技術(shù)的產(chǎn)生，將其用在采煤機中，成就了采煤機變頻調(diào)速系統(tǒng)，隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的采煤技術(shù)有了巨大的發(fā)展，變頻器也得到了采煤業(yè)的廣泛應(yīng)用。煤礦企業(yè)大膽嘗試，勇于創(chuàng)新，將能量回饋型四象限變頻器運用到了電牽引采煤機的工作中，這一舉措不僅將采煤機的科技含量進一步提高，同時還減少了采煤機的損壞，延長了設(shè)備壽命。
2.2變頻技術(shù)在風(fēng)機中的應(yīng)用
在礦井不同的生產(chǎn)時期，礦井通風(fēng)設(shè)計也不盡相同，甚至還會有巨大的差異。一般在礦井生產(chǎn)中期會重復(fù)不斷更換風(fēng)機來解決通風(fēng)問題，但這種方式操作起來不僅顯得累贅，并且還經(jīng)常發(fā)生設(shè)備故障，增加了不少多余的維修量。與此同時，原來的風(fēng)機也會被暫時擱置，這樣會產(chǎn)生資源浪費，使設(shè)備的利用率大打折扣。但將變頻技術(shù)應(yīng)用到風(fēng)機中就會解決這種困境，重復(fù)的更換任務(wù)也無需再進行，操作起來比較方便，不僅提高了設(shè)備性能，使風(fēng)機資源中的浪費現(xiàn)象不斷減少，同時也起到了很好的節(jié)能效果。通風(fēng)問題也輕輕松松地解決了。
2.3變頻技術(shù)在礦井提升運輸設(shè)備上的應(yīng)用
2.3．1變頻技術(shù)在膠帶輸送機上的應(yīng)用
作為煤礦煤流運輸系統(tǒng)的主要設(shè)備之一的膠帶運輸機，在以工頻進行拖動，液力耦合器進行傳動的方式運行上一般采用交流電動機作為動力裝置，但使用交流電動機會產(chǎn)生傳動效率低、啟動電流大以及機械沖擊大等問題。同時輸送機還存在運送負(fù)載重、距離長、傾角大的問題，常常發(fā)生帶載或重載啟停的情況，使膠帶斷帶、跑帶等安全生產(chǎn)事故發(fā)生的概率大幅度提升。但是將變頻技術(shù)運用到膠帶運輸機之后，可以實現(xiàn)設(shè)備及系統(tǒng)的軟啟動功能，使設(shè)備及系統(tǒng)平穩(wěn)啟動運行。尤其是在變頻控制的軟啟功能之后，徹底消除了之前存在的安全生產(chǎn)隱患，在根本上解決了這個困難。
2.3．2變頻技術(shù)在礦井提升機上的應(yīng)用
當(dāng)前，PLC控制系統(tǒng)和高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)是礦井提升機變頻技術(shù)的主要應(yīng)用。在礦井提升機高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計中，通過對單元串聯(lián)多電平能量回饋型四象限高壓變頻控制系統(tǒng)的應(yīng)用來增強系統(tǒng)的安全性和抗干擾性，從而使提升全過程中的速度控制、位置控制、保護功能及動態(tài)畫面監(jiān)視等功能變得更加安全可靠，這一措施大大改善了提升機啟動、運行、加速、減速等運行階段的性能，使設(shè)備鋼絲繩的機械沖擊得到減少，提升系統(tǒng)的安全水平也得到大大提升。除此之外，還使高壓回路與低壓控制回路之間的通訊變得更加便捷。
2.4變頻技術(shù)在泵中的應(yīng)用
泵以抽送液體為目的，將機械能裝換為液體能量。水泵不但能夠用來進行輸送液體，而且還可以實現(xiàn)液體增壓，因此在礦區(qū)給液、給水中發(fā)揮著重要作用。在之前的工作運轉(zhuǎn)中，泵擁有相對較長的空轉(zhuǎn)時間，在頻繁的起停工作中不僅耗費了大量的電能，并且也使相關(guān)的故障經(jīng)常發(fā)生。將變頻技術(shù)運用到泵中，可以使設(shè)備運行率得到有效提高，設(shè)備發(fā)生故障的情況大量減少，并且還顯現(xiàn)了良好的節(jié)能效果，操作起來也十分容易。由中國礦業(yè)大學(xué)設(shè)計的煤礦井下排水泵站的監(jiān)控系統(tǒng)在水泵性能提高方面具有極好的效果。其原理是把變頻器應(yīng)用到水泵中，水泵的起停減速可以得到有效控制，使井下液位達到穩(wěn)定狀態(tài)，減少了泵的空轉(zhuǎn)時間，起到了顯著的節(jié)能效果。
3結(jié)語
（一）3D打印拓展了設(shè)計人員的想象空間
在后工業(yè)時代，每個人都是設(shè)計師，傳統(tǒng)的設(shè)計師不再依靠自己的力量獨立設(shè)計，而是扮演設(shè)計組織者的角色，組織有效的設(shè)計平臺。3D打印是由計算機通過三維軟件進行模型建造，并以STL的文件格式傳輸至3D打印機，3D打印機識別到片層截面，并完成文件輸出。截面是由多個三角形面來模擬所設(shè)計的物品的表面形態(tài)，三角形面越小，物體打印的越精細(xì)。此外，VRML、WRL也是經(jīng)常被使用的輸入文件格式。設(shè)計師能夠?qū)Ｗ⒂诋a(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)意和功能創(chuàng)新，即所謂“設(shè)計即生產(chǎn)”。設(shè)計師對產(chǎn)品形態(tài)的創(chuàng)作將更加揮灑自如，這是傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計、手板模型制作等流程難以企及的。
（二）3D打印縮短了產(chǎn)品設(shè)計到成型的周期
當(dāng)前，消費者對新奇產(chǎn)品的需要和渴望遠遠大于過去，3D打印等數(shù)碼技術(shù)可以幫助廠家應(yīng)對消費者瞬息萬變的口味，設(shè)計師可以通過互聯(lián)網(wǎng)這個開源平臺進行設(shè)計，注重利基產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，進入產(chǎn)品和經(jīng)營的長尾時代。3D打印更適合一些小規(guī)模制造，尤其是高端定制產(chǎn)品，比如零部件制造。雖然當(dāng)前打印制造材料仍然以塑料為主，但金屬材料肯定會在未來被運用到3D打印中來?？梢灶A(yù)見，該技術(shù)將會在未來得到越來越廣泛的應(yīng)用。
（三）3D打印節(jié)省產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)的成本
市場需要產(chǎn)品以最快的速度更新?lián)Q代，但新產(chǎn)品生產(chǎn)出來后，若沒有銷路，則得不償失。開發(fā)一副模具要幾十萬，甚至幾百萬，而利用3D打印技術(shù)，可以把產(chǎn)品先開發(fā)出來，如果該產(chǎn)品符合技術(shù)要求和市場需求，再進行模具開發(fā)，并進行進一步批量生產(chǎn)。此外，3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)模具制造技術(shù)可以實現(xiàn)相互補充，而未來的制造領(lǐng)域中，3D打印機可完成30%的產(chǎn)品，而70%由模具制完成。在產(chǎn)品設(shè)計方面，3D打印產(chǎn)品不需要昂貴的模具實現(xiàn)生產(chǎn)注塑，其所需的原材料和能源僅為傳統(tǒng)方式的1/10，還降低了企業(yè)因開模不當(dāng)造成的不必要損失和風(fēng)險；3D打印可以制造曲面更復(fù)雜、造型更豐富的產(chǎn)品，可以為客戶定制個性化產(chǎn)品，實現(xiàn)“即想即得”；3D打印產(chǎn)品也可以遠程傳輸文件并異地打印，減少運輸費用。3D打印的出現(xiàn)意義在于我們能夠制造自己的產(chǎn)品供其他人進行消費，人們的設(shè)計創(chuàng)造才能被盡情釋放，能夠滿足高層次的需要。
二、結(jié)語
