時(shí)間:2022-10-30 04:28:18
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引言
射頻識(shí)別技術(shù)(RFID,RadioFrequencyIdentification)實(shí)際上是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)(AEI,AutomaticEquipmentIdentification)在無(wú)線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展。該項(xiàng)技術(shù)的基本思想是,通過(guò)采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)人們對(duì)各類(lèi)物體或設(shè)備(人員、物品)在不同狀態(tài)(移動(dòng)、靜止或惡劣環(huán)境)下的自動(dòng)識(shí)別和管理。
目前,應(yīng)用最廣泛的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)大致可以分為光學(xué)技術(shù)和無(wú)線電技術(shù)兩個(gè)方面。本文主要介紹自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在無(wú)線電技術(shù)方面的應(yīng)用。
1射頻識(shí)別技術(shù)簡(jiǎn)介
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(shí)別系統(tǒng)的體積大大縮小,使得射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化的階段,成為一種成熟的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。
射頻識(shí)別技術(shù)是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信,以達(dá)到識(shí)別目的并交換數(shù)據(jù)。它與同期或早期的接觸式識(shí)別技術(shù)不同。RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫(xiě)器之間不用接觸就可完成識(shí)別,因此它可在更廣泛的場(chǎng)合中應(yīng)用。
典型的射頻識(shí)別系統(tǒng)包括射頻卡和讀寫(xiě)器兩部分。
射頻卡是將幾個(gè)主要模塊集成到一塊芯片中,完成與讀寫(xiě)器的通信。芯片上有EEPROM用來(lái)儲(chǔ)存識(shí)別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬(wàn)比特。芯片僅需連接天線(和電池),可以作為人員的身份識(shí)別卡或貨物的標(biāo)識(shí)卡。卡封裝可以有不同形式,比如常見(jiàn)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(shí)別技術(shù)相比,射頻卡具有非接觸、工作距離長(zhǎng)、適于惡劣環(huán)境、可識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。
在多數(shù)RFID系統(tǒng)中,讀寫(xiě)器在一個(gè)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(gè)LC串聯(lián)諧振電路,其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過(guò)這個(gè)區(qū)域時(shí),在電磁波的激勵(lì)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(gè)電容的另一端,接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)儲(chǔ)存。當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí),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(xiě)器的數(shù)據(jù)。讀寫(xiě)器接收到卡的數(shù)據(jù)后,解碼并進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)來(lái)決定數(shù)據(jù)的有效性,然后,通過(guò)RS232、RS422、RS485或無(wú)線方式將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)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(lái)測(cè)量、記錄不同的參數(shù),甚至可與GPS系統(tǒng)連接來(lái)跟蹤物體。
工作原理如圖1所示。
2射頻識(shí)別技術(shù)的分類(lèi)
射頻識(shí)別技術(shù)主要按以下四種方式分類(lèi)。
(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(diǎn)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(wú)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(qiáng)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(mén)禁控制、動(dòng)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(diǎn)是射頻卡及讀寫(xiě)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(yuǎn)(可達(dá)幾m~十幾m)、適應(yīng)物體高速運(yùn)動(dòng)性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強(qiáng)的方向性。高頻系統(tǒng)多應(yīng)用于需要較長(zhǎng)的讀寫(xiě)距離和高的讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合,像火車(chē)監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)。
(2)射頻卡
根據(jù)射頻卡的不同可分成可讀寫(xiě)(RW)卡、一次寫(xiě)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(xiě)數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間(常規(guī)為改寫(xiě)所花費(fèi)的時(shí)間為s級(jí),閱讀花費(fèi)的時(shí)間為ms級(jí))。WORM卡是用戶可以一次性寫(xiě)入的卡,寫(xiě)入后數(shù)據(jù)不能改變,且比RW卡要便宜。RO卡存有一個(gè)唯一的號(hào)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(wú)源
射頻卡可分為有源及無(wú)源兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)電池的能量、識(shí)別距離較長(zhǎng),可達(dá)十幾m,但是它的壽命有限(3~10年),且價(jià)格較高;無(wú)源射頻卡不含電池,利用讀寫(xiě)器發(fā)射的電磁波提供能量,重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、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(xiě)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(dòng)式和被動(dòng)式。①主動(dòng)式的射頻卡用自身的射頻能量主動(dòng)地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫(xiě)器。②被動(dòng)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(xiě)器的載波調(diào)制自己的信號(hào),適宜在門(mén)禁或交通的應(yīng)用中使用。因?yàn)樽x寫(xiě)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(xiě)一個(gè)射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離,確保一次只能有一個(gè)卡在讀寫(xiě)區(qū)域內(nèi)。讀寫(xiě)距離長(zhǎng),射頻卡之間的距離就要大,應(yīng)用起來(lái)很不方便。現(xiàn)在的射頻卡具有防碰撞的功能,這對(duì)于RFID來(lái)說(shuō)十分重要。所謂碰撞是指多個(gè)射頻卡進(jìn)入識(shí)別區(qū)域時(shí)信號(hào)互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統(tǒng)可以同時(shí)識(shí)別進(jìn)入識(shí)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(guó)際射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
射頻識(shí)別技術(shù)在國(guó)外發(fā)展得很快。RFID產(chǎn)品種類(lèi)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(diǎn),自成系列。射頻識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)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(jī)場(chǎng)旅客行李管理中并發(fā)揮了出色的作用;瑞士國(guó)家鐵路局在瑞士的全部旅客列車(chē)上安裝RFID自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng),調(diào)度員可以實(shí)時(shí)掌握火車(chē)運(yùn)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(guó)BMW公司將射頻識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用在汽車(chē)生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過(guò)程控制中等。
據(jù)有關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示,射頻識(shí)別產(chǎn)品在全世界的銷(xiāo)量以每年25.3%的比例增長(zhǎng)。由此可見(jiàn),射頻識(shí)別技術(shù)具有廣闊的市場(chǎng)前景。
4射頻識(shí)別技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展
我國(guó)政府在1993年制定的金卡工程實(shí)施計(jì)劃,是一個(gè)旨在加速推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的重大國(guó)家級(jí)工程,由此各種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用十分迅猛。現(xiàn)在,射頻識(shí)別技術(shù)作為一種新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),也將在中國(guó)很快地普及。
目前,我國(guó)的射頻識(shí)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(shí)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(huì)孕育一個(gè)龐大的市場(chǎng)。射頻識(shí)別將是未來(lái)一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
4.1安全防護(hù)領(lǐng)域
(1)門(mén)禁保安
將來(lái)的門(mén)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(chē)卡、飯店住宿卡甚至旅游護(hù)照等,目的都是識(shí)別人員身份、安全管理、收費(fèi)等等。好處是簡(jiǎn)化出入手續(xù)、提高工作效率、安全保護(hù)。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進(jìn)出入口有一臺(tái)讀寫(xiě)器,人員出入時(shí)自動(dòng)識(shí)別身份,非法闖入會(huì)有報(bào)警。安全級(jí)別要求高的地方、還可以結(jié)合其它的識(shí)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(hù)和跟蹤財(cái)產(chǎn)。將射頻卡貼在物品上面,如計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、文件、復(fù)印機(jī)或其它實(shí)驗(yàn)室用品上。該射頻卡使得公司可以自動(dòng)跟蹤管理這些有價(jià)值的財(cái)產(chǎn),可以跟蹤一個(gè)物品從某一建筑離開(kāi),或是用報(bào)警的方式限制物品離開(kāi)某地。結(jié)合GPS系統(tǒng)利用射頻卡,還可以對(duì)貨柜車(chē)、貨艙等進(jìn)行有效跟蹤。
(2)汽車(chē)防盜
這是RFID較新的應(yīng)用。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車(chē)鑰匙當(dāng)中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車(chē)上裝有讀寫(xiě)器,當(dāng)鑰匙插入到點(diǎn)火器中時(shí),讀寫(xiě)器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫(xiě)器接收不到射頻卡發(fā)送來(lái)的特定信號(hào),汽車(chē)的引擎將不會(huì)發(fā)動(dòng)。用這種電子驗(yàn)證的方法,汽車(chē)的中央計(jì)算機(jī)也就能容易防止短路點(diǎn)火。
另一種汽車(chē)防盜系統(tǒng)是,司機(jī)自己帶有一射頻卡,其發(fā)射范圍是在司機(jī)座椅45~55cm以內(nèi),讀寫(xiě)器安裝在座椅的背部。當(dāng)讀寫(xiě)器讀取到有效的ID號(hào)時(shí),系統(tǒng)發(fā)出三聲?shū)Q叫,然后汽車(chē)引擎才能啟動(dòng)。該防盜系統(tǒng)還有另一強(qiáng)大功能:倘若司機(jī)離開(kāi)汽車(chē)并且車(chē)門(mén)敞開(kāi)引擎也沒(méi)有關(guān)閉,這時(shí)讀寫(xiě)器就需要讀取另一有效ID號(hào);假如司機(jī)將該射頻卡帶離汽車(chē),這樣讀寫(xiě)器不能讀到有效ID號(hào),引擎就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,同時(shí)觸發(fā)報(bào)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(gè)系統(tǒng)包括貼在物體上的一個(gè)內(nèi)存容量?jī)H為1比特(即開(kāi)或關(guān))的射頻卡,和商店出口處的讀寫(xiě)器。射頻卡在安裝時(shí)被激活。在激活狀態(tài)下,射頻卡接近掃描器時(shí)會(huì)被探測(cè)到,同時(shí)會(huì)報(bào)警。如果貨物被購(gòu)買(mǎi),由銷(xiāo)售人員用專(zhuān)用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里),或者用磁場(chǎng)來(lái)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(jì)每年消耗60億套。
4.2商品生產(chǎn)銷(xiāo)售領(lǐng)域
(1)生產(chǎn)線自動(dòng)化
用RFID技術(shù)在生產(chǎn)流水線上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、監(jiān)視,提高生產(chǎn)率,改進(jìn)生產(chǎn)方式,節(jié)約了成本。舉個(gè)例子以說(shuō)明在生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID技術(shù)的情況。
用于汽車(chē)裝配流水線。德國(guó)寶馬汽車(chē)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(chē)。寶馬汽車(chē)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(wàn)種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中,選定自己所需車(chē)的顏色、引擎型號(hào)和輪胎式樣等。這樣一來(lái),汽車(chē)裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車(chē),如果沒(méi)有一個(gè)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(chē)所需的所有詳細(xì)的要求,在每個(gè)工作點(diǎn)處都有讀寫(xiě)器,這樣可以保證汽車(chē)在各個(gè)流水線位置,能毫不出錯(cuò)地完成裝配任務(wù)。
(2)倉(cāng)儲(chǔ)管理
將RFID系統(tǒng)用于智能倉(cāng)庫(kù)貨物管理,能有效地解決與貨物流動(dòng)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(guò)的倉(cāng)庫(kù)大門(mén)邊上,讀寫(xiě)器和天線都放在叉車(chē)上,每個(gè)貨物都貼有條碼,所有條碼信息都被存儲(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)的中央計(jì)算機(jī)里,與該貨物有關(guān)的信息都能在計(jì)算機(jī)里查到。當(dāng)貨物出庫(kù)時(shí),由另一讀寫(xiě)器識(shí)別并告知中央計(jì)算它被放在哪個(gè)拖車(chē)上。這樣,管理中心可以實(shí)時(shí)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(wèn)題在世界各地都是令人頭疼的問(wèn)題,將射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在防偽領(lǐng)域有它自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。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(duì)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(chǔ)存、修改與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù),利于銷(xiāo)售商使用;體積十分小、便于產(chǎn)品封裝。像電腦、激光打印機(jī)、電視等產(chǎn)品上都可使用。
(4)RFID卡收費(fèi)
國(guó)外的各種交易大多利用各種卡來(lái)完成,而我國(guó)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(fèi)卡多用磁卡、IC卡,而射頻卡也開(kāi)始占據(jù)市場(chǎng)。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(shí),射頻卡用起來(lái)方便、快捷,甚至不用打開(kāi)包,在讀寫(xiě)器前搖晃一下,就完成收費(fèi)。另外,還可同時(shí)識(shí)別幾張卡.并行收費(fèi),如公共汽車(chē)上的電子月票。我國(guó)大城市的公共汽車(chē)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(jì)領(lǐng)域
(1)畜牧管理
該領(lǐng)域的發(fā)展起步于賽馬的識(shí)別,是用小玻璃封裝的射頻卡植于動(dòng)物皮下。射頻卡大約10mm長(zhǎng),內(nèi)有一個(gè)線圈,約1000圈的細(xì)線繞在鐵氧體上,讀寫(xiě)距離是十幾cm。從賽馬識(shí)別發(fā)展到了標(biāo)識(shí)牲畜。牲畜的識(shí)別提供了現(xiàn)代化管理牧場(chǎng)的方法。
(2)運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)
在馬拉松比賽中,由于人員太多,有時(shí)第一個(gè)出發(fā)的人同最后一個(gè)出發(fā)的人能相隔40分鐘。如果沒(méi)有一個(gè)精確的計(jì)時(shí)裝置,就會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。射頻卡應(yīng)用于馬拉松比賽中,運(yùn)動(dòng)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(diǎn)線處放置帶有微型天線的小墊片。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員越過(guò)此墊片時(shí),計(jì)時(shí)系統(tǒng)便會(huì)接收運(yùn)動(dòng)員所帶的射頻卡發(fā)出的ID號(hào),并記錄當(dāng)時(shí)的時(shí)間。這樣,每個(gè)運(yùn)動(dòng)員都會(huì)有自己的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間,不會(huì)出現(xiàn)不公平競(jìng)爭(zhēng)的可能性了。在比賽路線中,如果每隔5km就設(shè)置這樣一個(gè)墊片,還可以很方便地記錄運(yùn)動(dòng)員在每個(gè)階段所用的時(shí)間。
RFID還可應(yīng)用于汽車(chē)大獎(jiǎng)賽上的精確計(jì)時(shí)。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(xiě)器相連,而射頻卡安裝到賽車(chē)前方。當(dāng)賽車(chē)每越過(guò)一個(gè)天線時(shí),賽車(chē)的ID號(hào)和時(shí)間就被記錄下來(lái),并存儲(chǔ)到中央計(jì)算機(jī)內(nèi)。這樣到比賽結(jié)束時(shí),每個(gè)參賽選手將會(huì)有一個(gè)準(zhǔn)確的結(jié)果。
4.4交通運(yùn)輸領(lǐng)域
(1)高速公路自動(dòng)收費(fèi)及交通管理
高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是射頻識(shí)別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。目前,中國(guó)的高速公路發(fā)展非常快,而高速公路收費(fèi)卻存在一些問(wèn)題:一是在收費(fèi)站口,許多車(chē)輛要停車(chē)排隊(duì),成為交通瓶頸問(wèn)題;二是少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污路費(fèi),使國(guó)家損失了相當(dāng)?shù)呢?cái)政收入。RFID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動(dòng)收費(fèi)上,能夠充分體現(xiàn)它非接觸識(shí)別的優(yōu)勢(shì)——讓車(chē)輛高速通過(guò)收費(fèi)站的同時(shí)自動(dòng)完成收費(fèi),同時(shí)可以解決收費(fèi)員貪污路費(fèi)及交通擁堵的問(wèn)題。利用射頻識(shí)別技術(shù)的不停車(chē)高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是將來(lái)的發(fā)展方向;人工收費(fèi),包括IC卡的停車(chē)收費(fèi)方式,終將會(huì)被淘汰。預(yù)計(jì)在未來(lái)10年內(nèi),高速公路自動(dòng)收費(fèi)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(wèn)題不能只依賴于修路。加強(qiáng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)查處違章車(chē)輛,記錄違章情況。另外,公共汽車(chē)站實(shí)時(shí)跟蹤指示公共汽車(chē)到站時(shí)間及自動(dòng)顯示乘客信息,會(huì)給乘客帶來(lái)很大的方便。
(2)火車(chē)和貨運(yùn)集裝箱的識(shí)別
在火車(chē)運(yùn)營(yíng)中,使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢(shì)在于:火車(chē)是按既定路線運(yùn)行的,因此肯定要通過(guò)設(shè)定的讀寫(xiě)器的地點(diǎn)。通過(guò)讀到的數(shù)據(jù),能夠得到火車(chē)的身份、監(jiān)控火車(chē)的完整性,以防止遺漏在鐵軌上的車(chē)廂發(fā)生撞車(chē)事故,同時(shí)能在車(chē)站將車(chē)廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)讀出車(chē)廂側(cè)的條碼,現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車(chē)廂頂邊,讀寫(xiě)器安在鐵路沿線,就可得到火車(chē)的實(shí)時(shí)信息及車(chē)廂內(nèi)裝的物品信息。
射頻識(shí)別技術(shù)是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信,以達(dá)到識(shí)別目的并交換數(shù)據(jù)。它與同期或早期的接觸式識(shí)別技術(shù)不同。RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫(xiě)器之間不用接觸就可完成識(shí)別,因此它可在更廣泛的場(chǎng)合中應(yīng)用。
典型的射頻識(shí)別系統(tǒng)包括射頻卡和讀寫(xiě)器兩部分。
射頻卡是將幾個(gè)主要模塊集成到一塊芯片中,完成與讀寫(xiě)器的通信。芯片上有EEPROM用來(lái)儲(chǔ)存識(shí)別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬(wàn)比特。芯片僅需連接天線(和電池),可以作為人員的身份識(shí)別卡或貨物的標(biāo)識(shí)卡。卡封裝可以有不同形式,比如常見(jiàn)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(shí)別技術(shù)相比,射頻卡具有非接觸、工作距離長(zhǎng)、適于惡劣環(huán)境、可識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。
在多數(shù)RFID系統(tǒng)中,讀寫(xiě)器在一個(gè)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(gè)LC串聯(lián)諧振電路,其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過(guò)這個(gè)區(qū)域時(shí),在電磁波的激勵(lì)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(gè)電容的另一端,接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)儲(chǔ)存。當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí),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(xiě)器的數(shù)據(jù)。讀寫(xiě)器接收到卡的數(shù)據(jù)后,解碼并進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)來(lái)決定數(shù)據(jù)的有效性,然后,通過(guò)RS232、RS422、RS485或無(wú)線方式將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)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(lái)測(cè)量、記錄不同的參數(shù),甚至可與GPS系統(tǒng)連接來(lái)跟蹤物體。
工作原理如圖1所示。
2射頻識(shí)別技術(shù)的分類(lèi)
射頻識(shí)別技術(shù)主要按以下四種方式分類(lèi)。
(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(diǎn)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(wú)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(qiáng)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(mén)禁控制、動(dòng)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(diǎn)是射頻卡及讀寫(xiě)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(yuǎn)(可達(dá)幾m~十幾m)、適應(yīng)物體高速運(yùn)動(dòng)性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強(qiáng)的方向性。高頻系統(tǒng)多應(yīng)用于需要較長(zhǎng)的讀寫(xiě)距離和高的讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合,像火車(chē)監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)。
(2)射頻卡
根據(jù)射頻卡的不同可分成可讀寫(xiě)(RW)卡、一次寫(xiě)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(xiě)數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間(常規(guī)為改寫(xiě)所花費(fèi)的時(shí)間為s級(jí),閱讀花費(fèi)的時(shí)間為ms級(jí))。WORM卡是用戶可以一次性寫(xiě)入的卡,寫(xiě)入后數(shù)據(jù)不能改變,且比RW卡要便宜。RO卡存有一個(gè)唯一的號(hào)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(wú)源
射頻卡可分為有源及無(wú)源兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)電池的能量、識(shí)別距離較長(zhǎng),可達(dá)十幾m,但是它的壽命有限(3~10年),且價(jià)格較高;無(wú)源射頻卡不含電池,利用讀寫(xiě)器發(fā)射的電磁波提供能量,重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、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(xiě)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(dòng)式和被動(dòng)式。①主動(dòng)式的射頻卡用自身的射頻能量主動(dòng)地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫(xiě)器。②被動(dòng)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(xiě)器的載波調(diào)制自己的信號(hào),適宜在門(mén)禁或交通的應(yīng)用中使用。因?yàn)樽x寫(xiě)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(xiě)一個(gè)射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離,確保一次只能有一個(gè)卡在讀寫(xiě)區(qū)域內(nèi)。讀寫(xiě)距離長(zhǎng),射頻卡之間的距離就要大,應(yīng)用起來(lái)很不方便。現(xiàn)在的射頻卡具有防碰撞的功能,這對(duì)于RFID來(lái)說(shuō)十分重要。所謂碰撞是指多個(gè)射頻卡進(jìn)入識(shí)別區(qū)域時(shí)信號(hào)互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統(tǒng)可以同時(shí)識(shí)別進(jìn)入識(shí)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(guó)際射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
射頻識(shí)別技術(shù)在國(guó)外發(fā)展得很快。RFID產(chǎn)品種類(lèi)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(diǎn),自成系列。射頻識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)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(jī)場(chǎng)旅客行李管理中并發(fā)揮了出色的作用;瑞士國(guó)家鐵路局在瑞士的全部旅客列車(chē)上安裝RFID自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng),調(diào)度員可以實(shí)時(shí)掌握火車(chē)運(yùn)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(guó)BMW公司將射頻識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用在汽車(chē)生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過(guò)程控制中等。
據(jù)有關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示,射頻識(shí)別
產(chǎn)品在全世界的銷(xiāo)量以每年25.3%的比例增長(zhǎng)。由此可見(jiàn),射頻識(shí)別技術(shù)具有廣闊的市場(chǎng)前景。
4射頻識(shí)別技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展
我國(guó)政府在1993年制定的金卡工程實(shí)施計(jì)劃,是一個(gè)旨在加速推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的重大國(guó)家級(jí)工程,由此各種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用十分迅猛。現(xiàn)在,射頻識(shí)別技術(shù)作為一種新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),也將在中國(guó)很快地普及。
目前,我國(guó)的射頻識(shí)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(shí)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(huì)孕育一個(gè)龐大的市場(chǎng)。射頻識(shí)別將是未來(lái)一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
4.1安全防護(hù)領(lǐng)域
(1)門(mén)禁保安
將來(lái)的門(mén)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(chē)卡、飯店住宿卡甚至旅游護(hù)照等,目的都是識(shí)別人員身份、安全管理、收費(fèi)等等。好處是簡(jiǎn)化出入手續(xù)、提高工作效率、安全保護(hù)。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進(jìn)出入口有一臺(tái)讀寫(xiě)器,人員出入時(shí)自動(dòng)識(shí)別身份,非法闖入會(huì)有報(bào)警。安全級(jí)別要求高的地方、還可以結(jié)合其它的識(shí)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(hù)和跟蹤財(cái)產(chǎn)。將射頻卡貼在物品上面,如計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、文件、復(fù)印機(jī)或其它實(shí)驗(yàn)室用品上。該射頻卡使得公司可以自動(dòng)跟蹤管理這些有價(jià)值的財(cái)產(chǎn),可以跟蹤一個(gè)物品從某一建筑離開(kāi),或是用報(bào)警的方式限制物品離開(kāi)某地。結(jié)合GPS系統(tǒng)利用射頻卡,還可以對(duì)貨柜車(chē)、貨艙等進(jìn)行有效跟蹤。
(2)汽車(chē)防盜
這是RFID較新的應(yīng)用。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車(chē)鑰匙當(dāng)中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車(chē)上裝有讀寫(xiě)器,當(dāng)鑰匙插入到點(diǎn)火器中時(shí),讀寫(xiě)器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫(xiě)器接收不到射頻卡發(fā)送來(lái)的特定信號(hào),汽車(chē)的引擎將不會(huì)發(fā)動(dòng)。用這種電子驗(yàn)證的方法,汽車(chē)的中央計(jì)算機(jī)也就能容易防止短路點(diǎn)火。
另一種汽車(chē)防盜系統(tǒng)是,司機(jī)自己帶有一射頻卡,其發(fā)射范圍是在司機(jī)座椅45~55cm以內(nèi),讀寫(xiě)器安裝在座椅的背部。當(dāng)讀寫(xiě)器讀取到有效的ID號(hào)時(shí),系統(tǒng)發(fā)出三聲?shū)Q叫,然后汽車(chē)引擎才能啟動(dòng)。該防盜系統(tǒng)還有另一強(qiáng)大功能:倘若司機(jī)離開(kāi)汽車(chē)并且車(chē)門(mén)敞開(kāi)引擎也沒(méi)有關(guān)閉,這時(shí)讀寫(xiě)器就需要讀取另一有效ID號(hào);假如司機(jī)將該射頻卡帶離汽車(chē),這樣讀寫(xiě)器不能讀到有效ID號(hào),引擎就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,同時(shí)觸發(fā)報(bào)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(gè)系統(tǒng)包括貼在物體上的一個(gè)內(nèi)存容量?jī)H為1比特(即開(kāi)或關(guān))的射頻卡,和商店出口處的讀寫(xiě)器。射頻卡在安裝時(shí)被激活。在激活狀態(tài)下,射頻卡接近掃描器時(shí)會(huì)被探測(cè)到,同時(shí)會(huì)報(bào)警。如果貨物被購(gòu)買(mǎi),由銷(xiāo)售人員用專(zhuān)用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里),或者用磁場(chǎng)來(lái)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(jì)每年消耗60億套。
4.2商品生產(chǎn)銷(xiāo)售領(lǐng)域
(1)生產(chǎn)線自動(dòng)化
用RFID技術(shù)在生產(chǎn)流水線上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、監(jiān)視,提高生產(chǎn)率,改進(jìn)生產(chǎn)方式,節(jié)約了成本。舉個(gè)例子以說(shuō)明在生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID技術(shù)的情況。
用于汽車(chē)裝配流水線。德國(guó)寶馬汽車(chē)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(chē)。寶馬汽車(chē)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(wàn)種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中,選定自己所需車(chē)的顏色、引擎型號(hào)和輪胎式樣等。這樣一來(lái),汽車(chē)裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車(chē),如果沒(méi)有一個(gè)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(chē)所需的所有詳細(xì)的要求,在每個(gè)工作點(diǎn)處都有讀寫(xiě)器,這樣可以保證汽車(chē)在各個(gè)流水線位置,能毫不出錯(cuò)地完成裝配任務(wù)。
(2)倉(cāng)儲(chǔ)管理
將RFID系統(tǒng)用于智能倉(cāng)庫(kù)貨物管理,能有效地解決與貨物流動(dòng)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(guò)的倉(cāng)庫(kù)大門(mén)邊上,讀寫(xiě)器和天線都放在叉車(chē)上,每個(gè)貨物都貼有條碼,所有條碼信息都被存儲(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)的中央計(jì)算機(jī)里,與該貨物有關(guān)的信息都能在計(jì)算機(jī)里查到。當(dāng)貨物出庫(kù)時(shí),由另一讀寫(xiě)器識(shí)別并告知中央計(jì)算它被放在哪個(gè)拖車(chē)上。這樣,管理中心可以實(shí)時(shí)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(wèn)題在世界各地都是令人頭疼的問(wèn)題,將射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在防偽領(lǐng)域有它自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。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(duì)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(chǔ)存、修改與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù),利于銷(xiāo)售商使用;體積十分小、便于產(chǎn)品封裝。像電腦、激光打印機(jī)、電視等產(chǎn)品上都可使用。
(4)RFID卡收費(fèi)
國(guó)外的各種交易大多利用各種卡來(lái)完成,而我國(guó)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(fèi)卡多用磁卡、IC卡,而射頻卡也開(kāi)始占據(jù)市場(chǎng)。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(shí),射頻卡用起來(lái)方便、快捷,甚至不用打開(kāi)包,在讀寫(xiě)器前搖晃一下,就完成收費(fèi)。另外,還可同時(shí)識(shí)別幾張卡.并行收費(fèi),如公共汽車(chē)上的電子月票。我國(guó)大城市的公共汽車(chē)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(jì)領(lǐng)域
(1)畜牧管理
該領(lǐng)域的發(fā)展起步于賽馬的識(shí)別,是用小玻璃封裝的射頻卡植于動(dòng)物皮下。射頻卡大約10mm長(zhǎng),內(nèi)有一個(gè)線圈,約1000圈的細(xì)線繞在鐵氧體上,讀寫(xiě)距離是十幾cm。從賽馬識(shí)別發(fā)展到了標(biāo)識(shí)牲畜。牲畜的識(shí)別提供了現(xiàn)代化管理牧場(chǎng)的方法。
(2)運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)
在馬拉松比賽中,由于人員太多,有時(shí)第一個(gè)出發(fā)的人同最后一個(gè)出發(fā)的人能相隔40分鐘。如果沒(méi)有一個(gè)精確的計(jì)時(shí)裝置,就會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。射頻卡應(yīng)用于馬拉松比賽中,運(yùn)動(dòng)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(diǎn)線處放置帶有微型天線的小墊片。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員越過(guò)此墊片時(shí),計(jì)時(shí)系統(tǒng)便會(huì)接收運(yùn)動(dòng)員所帶的射頻卡發(fā)出的ID號(hào),并記錄當(dāng)時(shí)的時(shí)間。這樣,每個(gè)運(yùn)動(dòng)員都會(huì)有自己的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間,不會(huì)出現(xiàn)不公平競(jìng)爭(zhēng)的可能性了。在比賽路線中,如果每隔5km就設(shè)置這樣一個(gè)墊片,還可以很方便地記錄運(yùn)動(dòng)員在每個(gè)階段所用的時(shí)間。
RFID還可應(yīng)用于汽車(chē)大獎(jiǎng)賽上的精確計(jì)時(shí)。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(xiě)器相連,而射頻卡安裝到賽車(chē)前方。當(dāng)賽車(chē)每越過(guò)一個(gè)天線時(shí),賽車(chē)的ID號(hào)和時(shí)間就被記錄下來(lái),并存儲(chǔ)到中央計(jì)算機(jī)內(nèi)。這樣到比賽結(jié)束時(shí),每個(gè)參賽選手將會(huì)有一個(gè)準(zhǔn)確的結(jié)果。
4.4交通運(yùn)輸領(lǐng)域
(1)高速公路自動(dòng)收費(fèi)及交通管理
高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是射頻識(shí)別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。目前,中國(guó)的高速公路發(fā)展非常快,而高速公路收費(fèi)卻存在一些問(wèn)題:一是在收費(fèi)站口,許多車(chē)輛要停車(chē)排隊(duì),成為交通瓶頸問(wèn)題;二是少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污路費(fèi),使國(guó)家損失了相當(dāng)?shù)呢?cái)政收入。RFID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動(dòng)收費(fèi)上,能夠充分體現(xiàn)它非接觸識(shí)別的優(yōu)勢(shì)——讓車(chē)輛高速通過(guò)收費(fèi)站的同時(shí)自動(dòng)完成收費(fèi),同時(shí)可以解決收費(fèi)員貪污路費(fèi)及交通擁堵的問(wèn)題。利用射頻識(shí)別技術(shù)的不停車(chē)高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是將來(lái)的發(fā)展方向;人工收費(fèi),包括IC卡的停車(chē)收費(fèi)方式,終將會(huì)被淘汰。預(yù)計(jì)在未來(lái)10年內(nèi),高速公路自動(dòng)收費(fèi)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(wèn)題不能只依賴于修路。加強(qiáng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)查處違章車(chē)輛,記錄違章情況。另外,公共汽車(chē)站實(shí)時(shí)跟蹤指示公共汽車(chē)到站時(shí)間及自動(dòng)顯示乘客信息,會(huì)給乘客帶來(lái)很大的方便。
(2)火車(chē)和貨運(yùn)集裝箱的識(shí)別
在火車(chē)運(yùn)營(yíng)中,使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢(shì)在于:火車(chē)是按既定路線運(yùn)行的,因此肯定要通過(guò)設(shè)定的讀寫(xiě)器的地點(diǎn)。通過(guò)讀到的數(shù)據(jù),能夠得到火車(chē)的身份、監(jiān)控火車(chē)的完整性,以防止遺漏在鐵軌上的車(chē)廂發(fā)生撞車(chē)事故,同時(shí)能在車(chē)站將車(chē)廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)讀出車(chē)廂側(cè)的條碼,現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車(chē)廂頂邊,讀寫(xiě)器安在鐵路沿線,就可得到火車(chē)的實(shí)時(shí)信息及車(chē)廂內(nèi)裝的物品信息。
射頻識(shí)別技術(shù)是無(wú)線通信IC和天線所構(gòu)成的組件的通稱(chēng)。它的成品有著各式各樣的形狀和大小,不過(guò)其基本的卡片型、硬幣型及有印刷天線的紙張等,不過(guò)其基本的功能卻是一樣的,只要配搭專(zhuān)用的讀寫(xiě)器(READER/WRITER),就可以從外部讀取或?qū)懭胄畔ⅰ?/p>
但這種僅能提供單一功能的RFID,卻扮演了實(shí)現(xiàn)ubiquitoous(網(wǎng)路無(wú)所不在)社會(huì)的牽線者,正牽起一股狂大的旋風(fēng)。服飾業(yè)、食品業(yè)、物流業(yè)等許多業(yè)界已開(kāi)始認(rèn)真思考以此項(xiàng)技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的條形碼系統(tǒng)。在歐美各國(guó),包括了美國(guó)的WalMart、英國(guó)的特易購(gòu)Tesco、德國(guó)的Metro等大型的連鎖式零售企業(yè),都以提升公司內(nèi)部物流系統(tǒng)的效率為目標(biāo),相繼宣布未來(lái)將在2005-2006年間,正式采用RFID系統(tǒng)。
由此可見(jiàn),無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)已經(jīng)在全球的零售業(yè)界掀起了一股旋風(fēng),而與其休戚與共的現(xiàn)代物流業(yè),當(dāng)然也不可避免地卷入了這一旋渦。
現(xiàn)代智能化物流管理
現(xiàn)代的物流,是以物流企業(yè)為主體、以第三方物流配送服務(wù)為主要形式、由物流和信息流相結(jié)合的、涉及供應(yīng)鏈全過(guò)程的現(xiàn)代物流系統(tǒng)。在信息化時(shí)代里面,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子商務(wù)、交通運(yùn)輸和管理的現(xiàn)代化,現(xiàn)代物流配送也將在運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)合理化和銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)化的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)整個(gè)物流系統(tǒng)管理的電子化及信息化,配送各環(huán)節(jié)作業(yè)的自動(dòng)化和智能化,從而進(jìn)入以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子商務(wù)為代表的物流配送的新時(shí)期。
此外,現(xiàn)代物流表現(xiàn)為企業(yè)生產(chǎn)與運(yùn)輸一體化的供應(yīng)鏈管理與服務(wù)。其中貨物運(yùn)輸所需的成本、時(shí)間及貨物在途的狀態(tài)控制是整個(gè)供應(yīng)鏈管理過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。而將射頻識(shí)別技術(shù)RFID與現(xiàn)代的物流管理相結(jié)合,將會(huì)極大地提升物流管理各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化水平和服務(wù)水平,其勢(shì)必成為21世紀(jì)現(xiàn)代物流發(fā)展的不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。
射頻識(shí)別技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析
傳統(tǒng)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的主要功能是提供關(guān)于個(gè)人、動(dòng)物、貨物和商品的區(qū)別于他物的相關(guān)信息。在當(dāng)今的服務(wù)領(lǐng)域、在商品銷(xiāo)售與后勤分配領(lǐng)域、以及在商業(yè)部門(mén)、在生產(chǎn)企業(yè)和材料流通等領(lǐng)域自動(dòng)識(shí)別技術(shù)己得到了快速的普及和應(yīng)用。
條形碼技術(shù),曾在識(shí)別系統(tǒng)領(lǐng)域引起了一場(chǎng)革命并得到了廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)在這種技術(shù)在許多場(chǎng)合已經(jīng)不能滿足人們的需要了。條形碼雖然很便宜,但它的存儲(chǔ)能力小、不能改寫(xiě)等的缺點(diǎn)均限制了它在自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用。
在這樣特殊的歷史背景底下,在我們對(duì)大存儲(chǔ)量信息載體和無(wú)線信息交換方式的需求下面,RFID技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。而要把自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與現(xiàn)代的物流管理相結(jié)合,在技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中提高物流管理的效率和效益,RFID技術(shù)較之以傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù),具有其自身獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)(見(jiàn)表1):
射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析
無(wú)論是傳統(tǒng)的管理方式,還是現(xiàn)代更強(qiáng)調(diào)智能化的管理方式,物流管理的最終目標(biāo)都是要通過(guò)向商品流通過(guò)程當(dāng)中不同的對(duì)象提品或服務(wù)以換取利潤(rùn)。因此,商品從生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)搅魍?這一完整的物流管理的流程里面,RFID智能射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用,能幫助我們?cè)谄渲胁煌姆秶蝾I(lǐng)域內(nèi)改進(jìn)業(yè)務(wù)
的效率和效益,這具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
零售領(lǐng)域
無(wú)論是一包糖果,還是一臺(tái)冰箱或者電視機(jī),在外包裝上加印規(guī)范的條形碼,已經(jīng)是絕大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)常規(guī)的步驟。在商品流通企業(yè),例如大型超市,店員通過(guò)掃描條形碼來(lái)結(jié)賬和統(tǒng)計(jì)庫(kù)存也是司空見(jiàn)慣的一個(gè)場(chǎng)景。
然而,這一場(chǎng)景可能很快要成為歷史,產(chǎn)品包裝上的條形碼可能將要消失,而由加貼或者隱藏在包裝內(nèi)的智能識(shí)別標(biāo)簽(RFID)取而代之。RFID的應(yīng)用,將使企業(yè)的產(chǎn)品和商品信息統(tǒng)計(jì)在無(wú)形中自動(dòng)完成,大大提高運(yùn)營(yíng)效率。
物流運(yùn)輸領(lǐng)域
在商品出貨運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中,RFID系統(tǒng)可以指導(dǎo)和跟蹤貨物運(yùn)輸?shù)椒诸?lèi)的地點(diǎn),通過(guò)實(shí)時(shí)收集的貨物信息,調(diào)度和分配運(yùn)輸工具的有效工作時(shí)間。此外,它還能幫助我們完成諸如:集裝箱檢視、集裝箱分艙、內(nèi)裝貨物的核對(duì)和確認(rèn),以及發(fā)貨單打印等工作。
在該領(lǐng)域內(nèi)RFID的廣泛應(yīng)用,能夠使得貨物運(yùn)輸過(guò)程中人為參與因素大量地減少,籍此獲取更準(zhǔn)確的貨物信息,實(shí)現(xiàn)貨物有效的在途控制。同時(shí),進(jìn)一步降低物流成本,提高生產(chǎn)效率。對(duì)管理者而言,就是可以隨時(shí)地監(jiān)控全局,更好地調(diào)整資源和勞動(dòng)力的配置。
商品庫(kù)存領(lǐng)域
智能化的庫(kù)存管理,能夠幫助我們精確地監(jiān)控產(chǎn)品的流動(dòng)情況,實(shí)現(xiàn)庫(kù)存狀況的實(shí)時(shí)控制,從而提高生產(chǎn)透明度和生產(chǎn)效率。
RFID技術(shù)的運(yùn)用,能使我們通過(guò)無(wú)線射頻信息的收集而直接完成商品的入庫(kù)工作。貨物的實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動(dòng)信息,都直接由RFID系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤,倉(cāng)庫(kù)工作人員只需借助RFID的收發(fā)天線和讀寫(xiě)器的幫助,即可把貨物的信息記錄入庫(kù)。同時(shí),RFID系統(tǒng)還可以根據(jù)貨物標(biāo)簽中所記錄的有關(guān)數(shù)量和體積等的信息,指示出最合適的倉(cāng)儲(chǔ)位置,以達(dá)到倉(cāng)儲(chǔ)空間的最優(yōu)化利用。而在貨物清點(diǎn)的過(guò)程當(dāng)中,也可以通過(guò)自動(dòng)跟蹤RFID標(biāo)簽,極大地提高清點(diǎn)工作的透明度和效率。
市場(chǎng)在擴(kuò)大的同時(shí)也呈現(xiàn)出細(xì)分化的趨勢(shì),消費(fèi)者越來(lái)越突出與強(qiáng)調(diào)對(duì)個(gè)性化或個(gè)人特有的風(fēng)格的追求,也就是說(shuō)當(dāng)前人們對(duì)產(chǎn)品的選擇,主要基于個(gè)人獨(dú)特的感受和所在階層或小團(tuán)體的價(jià)值觀,由此導(dǎo)致產(chǎn)品的設(shè)計(jì)正逐漸由尋求“原型”到追求“個(gè)性”。而當(dāng)前“原型”與“個(gè)性”相互矛盾的傾向并列,造成一種矛盾雙方并列存在的時(shí)期。正如TufanOrel所說(shuō):一方面,消費(fèi)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(qiáng)加于消費(fèi)者,為的是使他們將自己的生活環(huán)境“個(gè)性化”。而如何才能在原型與個(gè)性、獨(dú)特化與標(biāo)準(zhǔn)化之間找到平衡,以廣博得創(chuàng)新應(yīng)對(duì)多變的市場(chǎng),也是數(shù)碼產(chǎn)品所要面對(duì)的問(wèn)題。而在這一問(wèn)題上,我們也一直在不斷地思考與嘗試,尋求解決“原型”與“個(gè)性”的方法,例如,在手機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)進(jìn)行單一手機(jī)的造型形態(tài)的變化,滿足不同消費(fèi)者的需求與審美。像索愛(ài)SO703i這款手機(jī)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(jī)上的“香囊”粘貼在一起,手機(jī)就能夠發(fā)出香味。同時(shí),不同的Style-Up面板具有不同香味的Style-Up面板,比如藍(lán)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(fèi)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(dòng)方面存在傳統(tǒng)的模擬技術(shù)無(wú)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(gè)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(jī)為例,現(xiàn)代的手機(jī)除了基本的通訊功能外還集攝像、游戲、音樂(lè)、電子閱讀器等為一身,根據(jù)不同的消費(fèi)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(jī)概念。
歐洲一家公司研制出一種名為“SmartBadge”的ID胸卡式手機(jī)(圖1),它將ID胸卡與手機(jī)這兩樣必備物品合二為一,平時(shí)可當(dāng)作ID卡,在配上相應(yīng)的耳機(jī)后便可接電話,用于通訊。
三、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、平臺(tái)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(tái)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(lái)生活的一大發(fā)展趨勢(shì),網(wǎng)絡(luò)與日常居家生活產(chǎn)品的融合正才成為時(shí)尚生活的代表,智能家居生活系統(tǒng)已不再是傳說(shuō)。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(jī)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(shí)的和情感的關(guān)系。在信息化時(shí)代,信息的交互是數(shù)碼產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心,是人機(jī)之間互動(dòng)的平臺(tái),已經(jīng)成為決定產(chǎn)品功能能否成功實(shí)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(jī)交互越來(lái)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(jì)是一個(gè)多學(xué)科參與的工程,結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)、美學(xué)、心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)等工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域的行為,了解各類(lèi)用戶的習(xí)性、技能、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),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(yùn)用,也為人機(jī)的交互帶來(lái)了巨大的靈活性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用就帶來(lái)了一種全新的模式,其通過(guò)借助于部分特殊虛擬外設(shè),將交互基礎(chǔ)由“以計(jì)算機(jī)為主體”轉(zhuǎn)換成“以人為主體”,向用戶提供一個(gè)身臨其境、實(shí)時(shí)交互、自由構(gòu)想的環(huán)境與平臺(tái),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(huì)的發(fā)展,數(shù)碼產(chǎn)品的普及與普遍化,產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)也就由初期的高新技術(shù)轉(zhuǎn)向產(chǎn)品的設(shè)計(jì)——市場(chǎng)的開(kāi)拓、功能的開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)的建立、交互的人性化等等,由此就需要我們對(duì)數(shù)碼產(chǎn)品的現(xiàn)狀進(jìn)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(shì)。
參考文獻(xiàn):
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產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)從萌芽到發(fā)展,經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的歲月,經(jīng)歷了多種多樣的設(shè)計(jì)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(jī)形體的現(xiàn)代主義,藝術(shù)設(shè)計(jì)似乎都停留在造型的范疇上。對(duì)藝術(shù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容與形式方面的探討,卻都反映了一個(gè)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象,那便是以產(chǎn)品為主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。以往的產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)多地重視了產(chǎn)品的制造,產(chǎn)品銷(xiāo)售的利潤(rùn),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(jì),因其一貫堅(jiān)持的人性化,在不犧牲功能的“軟性現(xiàn)代主義”的設(shè)計(jì)風(fēng)格下,產(chǎn)生了許多被人們所接受和喜愛(ài)的產(chǎn)品。它們便是重視了人的因素,才使得北歐設(shè)計(jì)代表了優(yōu)秀設(shè)計(jì)的高品質(zhì),成為世界優(yōu)秀設(shè)計(jì)的代名詞。
一、人的需求是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要依據(jù)
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,最高效率地掌握和操作產(chǎn)品,是當(dāng)今設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和核心。現(xiàn)代生活的人們工作節(jié)奏加快,面臨的是競(jìng)爭(zhēng)激烈的世界,當(dāng)然不希望在使用日常生活用品的過(guò)程中也碰到許多意想不到的麻煩。產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)要根據(jù)消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的生理需要,力求達(dá)到產(chǎn)品的方便性、使用的科學(xué)性和相應(yīng)的價(jià)值觀。如果一件新產(chǎn)品,人們需要事先閱讀說(shuō)明書(shū)才能明白操作的要領(lǐng),那么它絕對(duì)不是好的設(shè)計(jì),因?yàn)闆](méi)有一個(gè)使用者會(huì)愿意去看說(shuō)明書(shū)里枯燥而煩瑣的內(nèi)容。
簡(jiǎn)單和功能單一的產(chǎn)品逐漸受到人們的喜愛(ài),因?yàn)槿藗冊(cè)?jīng)陷入科技發(fā)展而導(dǎo)致的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的誤區(qū)。多功能的、過(guò)于飽和與功能的重復(fù)堆砌不僅僅造成資源的浪費(fèi),也容易引起人們的誤操作。而多功能必然導(dǎo)致設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,要設(shè)計(jì)師們合理安排各種設(shè)計(jì)界面的穿插也是很不容易的,因此,功能飽和的設(shè)計(jì)僅僅是對(duì)科技發(fā)展的炫耀,而不是人的實(shí)際需要。事實(shí)上,有一些產(chǎn)品的功能,用戶使用的頻率極小。
比如,對(duì)有關(guān)微波烤箱的消費(fèi)者調(diào)查顯示:烤箱的功能很多,可絕大多數(shù)的消費(fèi)者在使用過(guò)程中只是將食物放入烤箱,設(shè)定所需時(shí)間,然后開(kāi)機(jī)。至于其他復(fù)雜的附加功能從未使用過(guò)。因此,根據(jù)消費(fèi)者的動(dòng)態(tài)的心理變化和需求,產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)有幾個(gè)趨勢(shì):
1.自動(dòng)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(jì)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(jì)
人是設(shè)計(jì)的前提,是設(shè)計(jì)的對(duì)象,是設(shè)計(jì)的主體。如何設(shè)計(jì)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(shí),了解產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)與人的生理和行為特點(diǎn)的匹配關(guān)系。因此,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,要考慮消費(fèi)者的行為規(guī)律,力求做到人——機(jī)——環(huán)境的和諧。怎樣設(shè)計(jì)才能更簡(jiǎn)潔明了?怎樣才能迅速引起操作者的注意?怎樣傳達(dá)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(jì),必須對(duì)使用者行為心理有一定的研究,才會(huì)有效地設(shè)計(jì)產(chǎn)品。
首先,要了解人在做一件事時(shí)所經(jīng)歷的步驟,即行動(dòng)的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。要做一件事時(shí),人首先要明白做這件事的目的——行動(dòng)目標(biāo);然后,要采取行動(dòng),自己動(dòng)手或利用其他的人和物;最后是看自己的目標(biāo)是否已達(dá)到。所以簡(jiǎn)單地說(shuō)要考慮目標(biāo),對(duì)外部世界所采取的行動(dòng)、外部世界本身以及查看行動(dòng)在外部世界中所形成的后果。行為本身又包括兩個(gè)方面,去做什么和檢查做的結(jié)果,又稱(chēng)為“執(zhí)行”和“評(píng)估”。
實(shí)際生活中,這個(gè)過(guò)程卻不那么簡(jiǎn)單。因?yàn)樽畛醯哪繕?biāo)也許并不十分明確,目標(biāo)并不會(huì)準(zhǔn)確表明行動(dòng)的具體內(nèi)容——在哪做,怎么做等等,所以要想采取行動(dòng),還需要將目標(biāo)轉(zhuǎn)化為明確的行動(dòng)步驟,即“意圖”。
假設(shè)坐在沙發(fā)上看書(shū),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(kāi)臺(tái)燈。但還需要明確如何移動(dòng)身體,如何伸手觸摸開(kāi)關(guān),如何用手指去操作開(kāi)關(guān),還可以有其他意圖,請(qǐng)一個(gè)人幫忙開(kāi)燈。這樣目標(biāo)沒(méi)有發(fā)生變化,可意圖和具體的動(dòng)作卻有不同。
然而,人們?cè)趯?shí)際的行動(dòng)過(guò)程中,充滿了不確定和隨機(jī)性,有的時(shí)候很多活動(dòng)不是靠單一行動(dòng)所能完成的,或者一次行動(dòng)無(wú)須經(jīng)過(guò)所有的階段,所以活動(dòng)的復(fù)雜性使得行動(dòng)中產(chǎn)生執(zhí)行和評(píng)估階段的斷續(xù)。
在使用產(chǎn)品的過(guò)程中,人們常弄不明白自己心理意圖及解釋?zhuān)c實(shí)際操作及外界狀態(tài)之間的關(guān)系。每一個(gè)斷續(xù)的產(chǎn)生都是人內(nèi)心對(duì)外界的解釋與外界實(shí)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(píng)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(gè)斷續(xù),正是一些日用品設(shè)計(jì)的瓶頸,一些看似簡(jiǎn)單的日用品,結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,卻因?yàn)闆](méi)有處理好這兩個(gè)斷續(xù)的解決方法,就難倒了用戶,讓用戶自己來(lái)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(shí),為設(shè)計(jì)師提供一些基本依據(jù),以便檢查設(shè)計(jì)有沒(méi)有出現(xiàn)執(zhí)行和評(píng)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(jì)者有所考慮。當(dāng)然,行動(dòng)的每個(gè)階段都需要自身獨(dú)特的設(shè)計(jì)策略,根據(jù)每個(gè)階段的情況來(lái)確定設(shè)計(jì)方案,這就得到一個(gè)重要的設(shè)計(jì)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(jì)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(yè))(接第109頁(yè))信息。
三、設(shè)計(jì)原理中的心理學(xué)思維
設(shè)計(jì)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(jì)拙劣的物品使用起來(lái)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(cuò)誤的信息,使用戶陷入困惑,破壞了正常的解釋和理解過(guò)程。可以利用以上原理對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)做個(gè)評(píng)估,從而可以知道,有問(wèn)題的設(shè)計(jì)問(wèn)題出在哪,向哪個(gè)方向改進(jìn)會(huì)避免問(wèn)題的出現(xiàn);也可以用這些原理指導(dǎo)我們的設(shè)計(jì),在創(chuàng)新的過(guò)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(shí)現(xiàn)了互動(dòng),即操作意圖與實(shí)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。基于可視性,才可以把事物區(qū)分開(kāi)來(lái)。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(diǎn),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(shí)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(lái)推的,旋鈕是用來(lái)轉(zhuǎn)的,狹長(zhǎng)的方孔是用來(lái)插東西的等等。如果預(yù)設(shè)用途在設(shè)計(jì)中得到合理的利用,用戶則無(wú)須借助任何圖解、說(shuō)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(jìn)去,而唯一合乎邏輯的就是把手指放進(jìn)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(shí)剪刀的功能不會(huì)受到手指位置的影響,放錯(cuò)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?yàn)榧舻兜母鞑糠诛@而易見(jiàn),功能清楚。剪刀的設(shè)計(jì)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(chē)為例,想要把車(chē)往右轉(zhuǎn)就需順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán),這里有兩種匹配關(guān)系,方向盤(pán)是唯一負(fù)責(zé)汽車(chē)方向的,方向盤(pán)不是向左轉(zhuǎn)就是向右轉(zhuǎn)。匹配性使得用戶的操作動(dòng)作與操作結(jié)果之間表現(xiàn)出緊密可見(jiàn)的關(guān)系,信息反饋很迅速,也非常好記。
反饋原則在原來(lái)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(huì)聽(tīng)到確定的聲音來(lái)幫助辨別工作狀態(tài)。功能設(shè)計(jì)上要注意到對(duì)人的視覺(jué)有及時(shí)的反映,以判斷操作的正誤。
了解用戶的行動(dòng)結(jié)構(gòu)和行為心理所得出的設(shè)計(jì)原理是產(chǎn)生優(yōu)秀設(shè)計(jì)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(jì)中的關(guān)鍵。研究人的行為心理可以更好地為人類(lèi)服務(wù)。
市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,研究消費(fèi)者心理已成為生產(chǎn)者和設(shè)計(jì)師的出發(fā)點(diǎn)。如果沒(méi)有對(duì)消費(fèi)者心理深入的了解,設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品再好,也只能是放在柜臺(tái)里,不能產(chǎn)生市場(chǎng)效益,所以重視對(duì)消費(fèi)者的需要、動(dòng)機(jī)、個(gè)性、情感的調(diào)查和了解,做到產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念上新穎,視覺(jué)上好看,使用上方便,品位上滿意,價(jià)格上合理,就一定能推出受市場(chǎng)歡迎的優(yōu)秀設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者、設(shè)計(jì)師和消費(fèi)者共贏,達(dá)到市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷繁榮的目的。
2新型細(xì)紗機(jī)采用變頻調(diào)速的實(shí)現(xiàn)方式
細(xì)紗機(jī)利用變頻器調(diào)節(jié)錠子速度快慢一般采用定長(zhǎng)制方式,即按照不同紡紗支數(shù)所紡的滿紗總長(zhǎng)度區(qū)間,每個(gè)區(qū)間根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中的斷頭情況來(lái)設(shè)置相應(yīng)的錠子速度達(dá)到減少設(shè)斷頭的目的。
二、3D打印技術(shù)在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
近年來(lái),3D打印技術(shù)在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)上應(yīng)用越來(lái)越廣泛,并且突破了以往單純的常規(guī)幾何形態(tài),開(kāi)始以更具創(chuàng)新性、類(lèi)似于自然形態(tài)的精美造型出現(xiàn)在人們的日常生活中,以獨(dú)特的制造方式和時(shí)代意義賦予我們的生活空間新的活力。比如在人們熟悉的服裝領(lǐng)域中,著名的荷蘭時(shí)裝設(shè)計(jì)師IrisvanHerpen與Materialise在2013年初的巴黎時(shí)裝展上合作制造的3D打印時(shí)裝,給人帶來(lái)強(qiáng)烈的視覺(jué)盛宴,風(fēng)靡一時(shí)。此外,2011年Materialise公司提供以14K金和純銀為原材料的3D打印服務(wù),更是為珠寶制造業(yè)帶來(lái)巨大革新。由比利時(shí)公司MGX設(shè)計(jì)的分形桌子,設(shè)計(jì)師以數(shù)學(xué)特征中的自相似性為設(shè)計(jì)原理,以自然界中的分形生長(zhǎng)為模型創(chuàng)造了這一作品,其成就是傳統(tǒng)制造方式無(wú)法企及的。以現(xiàn)代裝飾中的燈飾為例,2012年設(shè)計(jì)師宋波紋協(xié)同格物工作室,創(chuàng)新性地推出3D打印作品“十二水燈”,燈具快速成型材料為尼龍,其創(chuàng)作靈感來(lái)源于宋代畫(huà)家馬遠(yuǎn)的水畫(huà)名作“十二水圖”。在該造型設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師完美地將中國(guó)傳統(tǒng)繪畫(huà)的意境與傳統(tǒng)思想中“格物致知”的觀念進(jìn)行融合,通過(guò)探究事物的發(fā)展規(guī)律,尋找智慧的源頭。作品利用現(xiàn)代先進(jìn)的制造技術(shù)向人們呈現(xiàn)出耳目一新的作品,并通過(guò)這種形式完成對(duì)文化的傳承。所以,可以說(shuō),3D打印技術(shù)讓產(chǎn)品的造型有了更為廣闊的發(fā)展空間,同時(shí)也讓產(chǎn)品的個(gè)性化特色更為突出。與傳統(tǒng)機(jī)器生產(chǎn)和手工制造相比,3D打印技術(shù)突破了以往制造過(guò)程中受眾多造型、材料和設(shè)備的限制,這在某種程度上促使其對(duì)產(chǎn)品造型的制造更加接近設(shè)計(jì)本來(lái)的要求,同時(shí)與產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)隨著時(shí)代、科技和人文藝術(shù)的發(fā)展而革新的歷史使命相符。3D打印技術(shù)的應(yīng)用,極大地開(kāi)拓了設(shè)計(jì)師的想象思維,即使是外觀再?gòu)?fù)雜的產(chǎn)品都能通過(guò)3D打印技術(shù)進(jìn)行制造,并能保證與設(shè)計(jì)的渾然一體。這就促使設(shè)計(jì)師將關(guān)注力放在產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)意和功能創(chuàng)新上,不斷實(shí)現(xiàn)超越。并且,隨著產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的多元化,設(shè)計(jì)師開(kāi)始重視體現(xiàn)產(chǎn)品的美學(xué)屬性,將時(shí)尚化、個(gè)性化因素融入到產(chǎn)品造型的藝術(shù)化表現(xiàn)方式中,從而潛移默化地引導(dǎo)著消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品造型審美觀的變化。
三、3D打印技術(shù)在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中的問(wèn)題和展望
就目前而言,雖然3D打印技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。但是從整體上來(lái)說(shuō),3D打印技術(shù)在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的普及力度仍然比較弱。這可能是因?yàn)?D打印技術(shù)本身受自身打印機(jī)性能、打印材料、打印成本、打印精度等眾多因素的影響,而不能得到全面的普及和應(yīng)用,因此也就無(wú)法促使對(duì)3D打印技術(shù)的進(jìn)一步研究和創(chuàng)新。另外,現(xiàn)階段,3D打印技術(shù)的應(yīng)用主要集中在服裝、家具及相關(guān)家居用品等形態(tài)比較小的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中,還沒(méi)有廣泛應(yīng)用到較大型的產(chǎn)品設(shè)計(jì)上。并且一些產(chǎn)品在空間界面上的打印要求3D打印機(jī)和相關(guān)材料都必須有較高的質(zhì)量,這樣才能充分滿足其在制造過(guò)程中來(lái)自各方面的要求。盡管如此,我們?nèi)匀挥欣碛上嘈牛S著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和數(shù)字化的持續(xù)創(chuàng)新,未來(lái)3D打印技術(shù)必然與計(jì)算機(jī)技術(shù)、云技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)等更加緊密地結(jié)合在一起,最大限度地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)成果的資料共享。與此同時(shí),國(guó)家和相關(guān)部門(mén)將會(huì)更加重視設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)產(chǎn)權(quán)知識(shí)、消費(fèi)者權(quán)益責(zé)任保障、資源利用和環(huán)境保護(hù)等一系列問(wèn)題,為3D技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的更深層次的發(fā)展提供良好的環(huán)境氛圍。因此,在未來(lái),3D打印技術(shù)也會(huì)在此基礎(chǔ)上被進(jìn)一步推向更為廣闊的領(lǐng)域,直接影響著設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路,不斷突破傳統(tǒng)的生產(chǎn)和制造方式,改變整個(gè)世界的面貌。
在后工業(yè)時(shí)代,每個(gè)人都是設(shè)計(jì)師,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)師不再依靠自己的力量獨(dú)立設(shè)計(jì),而是扮演設(shè)計(jì)組織者的角色,組織有效的設(shè)計(jì)平臺(tái)。3D打印是由計(jì)算機(jī)通過(guò)三維軟件進(jìn)行模型建造,并以STL的文件格式傳輸至3D打印機(jī),3D打印機(jī)識(shí)別到片層截面,并完成文件輸出。截面是由多個(gè)三角形面來(lái)模擬所設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)即生產(chǎn)”。設(shè)計(jì)師對(duì)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(jì)、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(jì)到成型的周期
當(dāng)前,消費(fèi)者對(duì)新奇產(chǎn)品的需要和渴望遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于過(guò)去,3D打印等數(shù)碼技術(shù)可以幫助廠家應(yīng)對(duì)消費(fèi)者瞬息萬(wàn)變的口味,設(shè)計(jì)師可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)開(kāi)源平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì),注重利基產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn),進(jìn)入產(chǎn)品和經(jīng)營(yíng)的長(zhǎng)尾時(shí)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(huì)在未來(lái)被運(yùn)用到3D打印中來(lái)。可以預(yù)見(jiàn),該技術(shù)將會(huì)在未來(lái)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
(三)3D打印節(jié)省產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的成本
市場(chǎng)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(lái)后,若沒(méi)有銷(xiāo)路,則得不償失。開(kāi)發(fā)一副模具要幾十萬(wàn),甚至幾百萬(wàn),而利用3D打印技術(shù),可以把產(chǎn)品先開(kāi)發(fā)出來(lái),如果該產(chǎn)品符合技術(shù)要求和市場(chǎng)需求,再進(jìn)行模具開(kāi)發(fā),并進(jìn)行進(jìn)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(shí)現(xiàn)相互補(bǔ)充,而未來(lái)的制造領(lǐng)域中,3D打印機(jī)可完成30%的產(chǎn)品,而70%由模具制完成。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面,3D打印產(chǎn)品不需要昂貴的模具實(shí)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(kāi)模不當(dāng)造成的不必要損失和風(fēng)險(xiǎn);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(gè)性化產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)“即想即得”;3D打印產(chǎn)品也可以遠(yuǎn)程傳輸文件并異地打印,減少運(yùn)輸費(fèi)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(jìn)行消費(fèi),人們的設(shè)計(jì)創(chuàng)造才能被盡情釋放,能夠滿足高層次的需要。
設(shè)計(jì)作為一種藝術(shù)性的造物活動(dòng),其本質(zhì)是“按照美的規(guī)律為人造物”。愛(ài)美之心,人皆有之。雖然“美”并不是設(shè)計(jì)的唯一屬性和最終目的,但就設(shè)計(jì)成果而言,美的因素卻成為考察其優(yōu)劣程度的標(biāo)準(zhǔn)之一。美是喚起和激發(fā)人的最高享受的心理狀態(tài),它是人類(lèi)設(shè)計(jì)、創(chuàng)造本質(zhì)的最深刻反映。“美”的設(shè)計(jì)能使產(chǎn)品有效地使用,并給人以強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊和視覺(jué)印象,提升產(chǎn)品的審美體驗(yàn)。美是抽象的,但同時(shí)它又是可感的。如何讓見(jiàn)仁見(jiàn)智的美學(xué)評(píng)價(jià)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中形成有一定參考價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)我們的設(shè)計(jì)是一個(gè)值得我們深思的問(wèn)題。
一、設(shè)計(jì)美學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系的架構(gòu)基礎(chǔ)
由卡耐基梅隆大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院craigvogel教授與工程學(xué)院jonathancagan教授合作創(chuàng)立、并在《創(chuàng)造突破性產(chǎn)品》一書(shū)中推出的技術(shù)—形式定位圖,顯示了同一域的不同產(chǎn)品在技術(shù)和形式為軸的坐標(biāo)系中的定位。根據(jù)他們?cè)谧鴺?biāo)體系中的不同方位,可以得出針對(duì)性的市場(chǎng)定位及驅(qū)動(dòng)因素。由此得出結(jié)論:只有形式好技術(shù)含量高的產(chǎn)品才能從競(jìng)爭(zhēng)者中脫穎而出。wwW.133229.Com當(dāng)今社會(huì)的消費(fèi)者不但了解自己的境況,也了解可供選擇的產(chǎn)品。他們所尋求的是一種完整的、能夠體現(xiàn)自身價(jià)值和素質(zhì),并豐富生活的產(chǎn)品。形式與技術(shù)便成為我們?cè)趯?duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)不可或缺的必要條件。在形式—技術(shù)坐標(biāo)體系的基礎(chǔ)上,我們可以將設(shè)計(jì)的美學(xué)理念融會(huì)其中,以此來(lái)作為的我們衡量產(chǎn)品設(shè)計(jì)的美學(xué)量化綜合指標(biāo)及評(píng)價(jià)內(nèi)容。
二、設(shè)計(jì)美學(xué)模糊評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的具體闡述及數(shù)學(xué)模型的建立
設(shè)計(jì)的本質(zhì)是“按照美的規(guī)律為人造物”。工業(yè)設(shè)計(jì)是人類(lèi)在現(xiàn)代大工業(yè)條件下按照美的規(guī)律造型的一種創(chuàng)新的社會(huì)實(shí)踐,是技術(shù)與與藝術(shù)形式的高度自覺(jué)。設(shè)計(jì)美則是建立在技術(shù)發(fā)展與形式創(chuàng)新基礎(chǔ)之上的一種藝術(shù)性的造物活動(dòng)帶來(lái)的心理體驗(yàn)。設(shè)計(jì)美學(xué)評(píng)價(jià)體系的建立,是為了在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中探求技術(shù)美與形式美的完美結(jié)合并以此指導(dǎo)我們的設(shè)計(jì)實(shí)踐,在設(shè)計(jì)活動(dòng)中追求感情與情境的訴求,讓消費(fèi)者在產(chǎn)品使用體驗(yàn)中,得到情感的熏陶和生命情感的體驗(yàn)享受。
1.技術(shù)美
這里技術(shù)指的是產(chǎn)品的核心功能,即產(chǎn)品的使用功能、生產(chǎn)產(chǎn)品的材料和加工工藝、使用產(chǎn)品時(shí)涉及到的界面關(guān)系(如按照按鈕、屏幕、語(yǔ)音等提示進(jìn)行操作)。技術(shù)美側(cè)重于理性,是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中理智和推理的思維形態(tài)的表現(xiàn)形式。
2.形式美
通常我們說(shuō)到形式美,是指構(gòu)成事物的物質(zhì)材料的自然屬性(色彩、形狀、線條、聲音等)及其組合規(guī)律(如整齊一律、節(jié)奏與韻律等)所呈現(xiàn)出來(lái)的審美特性。本文將形式美定義為是能夠?qū)⒚栏信c產(chǎn)品與服務(wù)中人機(jī)結(jié)合起來(lái)的造型,在視覺(jué)、感覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等屬性間所呈現(xiàn)出來(lái)的審美特性,側(cè)重于感性、情感和靈感的藝術(shù)思維。
3.體驗(yàn)美
體驗(yàn)美指的是在產(chǎn)品使用過(guò)程中所體現(xiàn)出來(lái)的和諧的人—機(jī)—環(huán)境關(guān)系,合適的人機(jī)尺寸及友好溫馨的人機(jī)界面,親切的人性化關(guān)懷,合理完善的功能,及其外觀質(zhì)量和外觀形態(tài)表現(xiàn)或傳達(dá)出一定的信息、表情或情感,在產(chǎn)品的多次同樣使用的記憶中所形成的經(jīng)驗(yàn),所帶來(lái)的一種美妙體驗(yàn)。或者說(shuō)是技術(shù)與形式的結(jié)合度,在產(chǎn)品使用過(guò)程中所形成的總體審美體驗(yàn)。在18世紀(jì)哲學(xué)家鮑姆嘉通(baumgar-ten)首先提出了美學(xué)體驗(yàn)這個(gè)詞并將其含義改變?yōu)楦泄俚臐M足或感覺(jué)上的愉悅,藝術(shù)作品是因?yàn)檫@個(gè)原因而產(chǎn)生的,即為了滿足人們感官的感覺(jué)。而在這里特指產(chǎn)品本身的在技術(shù)、人機(jī)理論及形式美學(xué)規(guī)律等方面的運(yùn)用,對(duì)消費(fèi)者在心理和生理上的情感體驗(yàn)的提升和挖掘,也就是說(shuō)產(chǎn)品通過(guò)一系列的具體功能效用和人機(jī)工程上的易用性、安全性、和舒適性以及形式美學(xué)規(guī)律的探究,使人們?cè)谏砗托睦砀惺艿降挠鋹傮w驗(yàn),從而在使用過(guò)程中產(chǎn)生某種共鳴。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展,人們所追求和期待的已由機(jī)械的、毫無(wú)生氣的物質(zhì)滿足過(guò)渡到更具有生命情感的體驗(yàn)享受。正如經(jīng)濟(jì)學(xué)家約瑟夫·派恩和詹姆斯·吉爾摩在《體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)》一書(shū)中指出:體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。顧客的需求不僅僅是產(chǎn)品或服務(wù).他們還追求感情與情境的訴求。產(chǎn)品設(shè)計(jì)美學(xué)是探究提高人類(lèi)生活品質(zhì)的美學(xué)規(guī)律,其最終目的是要人類(lèi)在科技文明的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步的平臺(tái)上,自由的生存和發(fā)展。設(shè)計(jì)不僅僅是為了生產(chǎn)、為了“物’的實(shí)現(xiàn),而同時(shí)也使人類(lèi)實(shí)現(xiàn)了諸多精神需求且獲取了很多美的心理體驗(yàn)。
三、小結(jié)
產(chǎn)品設(shè)計(jì)是以產(chǎn)品這一實(shí)物形式呈現(xiàn)在人們面前的,它利用各種技術(shù)手段和藝術(shù)方法按照功用規(guī)律和審美的規(guī)律來(lái)創(chuàng)造。設(shè)計(jì)的獨(dú)特表現(xiàn)形式使美學(xué)這個(gè)主題更加廣泛、更加深入地介入了人們的生活。產(chǎn)品設(shè)計(jì)迫切要求人們正確認(rèn)識(shí)產(chǎn)品的形式與審美的關(guān)系,用“美”的尺度,設(shè)計(jì)制造富有形式美感的現(xiàn)代“藝術(shù)品”——產(chǎn)品設(shè)計(jì)。本文以技術(shù)—形式坐標(biāo)系為基礎(chǔ),結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)的美學(xué)準(zhǔn)則,將產(chǎn)品設(shè)計(jì)的美學(xué)評(píng)價(jià)歸納為技術(shù)美和形式美以及體驗(yàn)美,對(duì)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)型量化方法進(jìn)行了初步研究,以期提高工業(yè)設(shè)計(jì)美學(xué)評(píng)價(jià)的科學(xué)性與可行性。社會(huì)在進(jìn)步,人們的審美需求也在提高,設(shè)計(jì)師只有根據(jù)設(shè)計(jì)美學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),提倡人性化的情感體驗(yàn)設(shè)計(jì),從消費(fèi)者的實(shí)際需求出發(fā),才能適應(yīng)瞬息萬(wàn)變的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,立足于激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)大環(huán)境之中。④①
參考文獻(xiàn):
[1]荊雷.設(shè)計(jì)藝術(shù)原理[m].濟(jì)南:山東教育出版社,2002.
2貼布藝術(shù)的藝術(shù)語(yǔ)言及表達(dá)手法
從結(jié)繩記事到纖維材料織成的織物成為人們的第二層肌膚,纖維材料與人們不斷接近,成為了一種表達(dá)藝術(shù)美感的語(yǔ)言,也是表達(dá)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)構(gòu)思的最直接的基礎(chǔ)物質(zhì)。貼布藝術(shù)可以說(shuō)是對(duì)材料美的發(fā)現(xiàn)和運(yùn)用的過(guò)程,棉布的柔軟輕松,樸實(shí)無(wú)華又平易近人;麻布的古樸粗獷又自然醇厚;絲綢的細(xì)膩光澤及毛料的豐滿奢華等,這些面料的特性在貼布藝術(shù)中都能夠得到最好的發(fā)揮。貼布藝術(shù)與繪畫(huà)的不同之處,就在于貼布設(shè)計(jì)師需要讀懂各種材料的語(yǔ)言,能夠恰到好處地組合運(yùn)用各種面料,通過(guò)改變面料的外部特征并賦予面料新的面貌和性格,從而達(dá)到豐富視覺(jué)效果的目的。另外,不同貼布手法的運(yùn)用,也能將貼布的魅力發(fā)揮到極致。
2.1平貼手法
平貼是比較簡(jiǎn)單且視覺(jué)效果比較平面的裝飾手法。即按照設(shè)計(jì)好的圖案,在選好的面料上剪下相應(yīng)的樣子,然后在底布上拼貼縫合即可。這種手法主要強(qiáng)調(diào)塑造塊面,強(qiáng)調(diào)塊面的顏色或輪廓,少用或不用填充物,適宜塑造一些復(fù)雜又色彩多變的圖形。一般采用的是現(xiàn)成的色布,但為了達(dá)到更好的裝飾效果,可以將選好的面料染色后進(jìn)行貼縫。將本色的坯布漂洗之后,放在調(diào)好的顏料水中煮開(kāi),加入適量食鹽,等其上色之后晾干。然后對(duì)干好的布進(jìn)行上漿處理,再次晾干后即可使用。這種方法可以豐富色彩的選擇范圍,制作出更有個(gè)性的作品。
2.2浮雕手法
在貼布的發(fā)展歷史中,絎縫、拼縫、暗縫、補(bǔ)花等手法被頻繁運(yùn)用。絎縫由于其能夠運(yùn)用特定的線跡將底布、填充物及面料表布縫合在一起,起到結(jié)實(shí)、耐用、均衡、保暖的效果而備受貼布設(shè)計(jì)師青睞。絎縫工藝特有的裝飾線跡與面料凹凸起伏的肌理效果,更是浮雕手法中不可缺少的工藝之一。另外,不加填充物,將面料按預(yù)想的圖案剪下,用暗縫手法縫在底布上,然后在圖案上手縫線跡,也能實(shí)現(xiàn)圖案的浮雕效果。在制作具有浮雕效果的貼布作品時(shí),材料的肌理感及制作技巧產(chǎn)生的自然連續(xù)的形式都能夠改變?nèi)藗儗?duì)面料的最初感受,使人們體會(huì)到或粗糙或細(xì)膩、或輕柔或堅(jiān)硬的肌理質(zhì)感。
2.3綜合技法
隨著科技的發(fā)展,新型面料層出不窮,了解面料間的內(nèi)在規(guī)律,掌握面料的特性,運(yùn)用各種不同工藝手法,藝術(shù)地展現(xiàn)貼布作品顯得尤為重要。鍍金、噴漆、拓印、壓皺、打摺、纏繞、系扎等工藝手法越來(lái)越多的運(yùn)用到貼布藝術(shù)的創(chuàng)作中,紐扣、珠片、花邊等輔料也成為了貼布作品的點(diǎn)睛之筆。多種工藝手法與多種面料的搭配使用,能夠極大地增強(qiáng)貼布作品的視覺(jué)效果,滿足人們不同的審美需求。
3貼布手法在家紡產(chǎn)品中的運(yùn)用
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們審美水平的不斷提高,人們對(duì)家紡產(chǎn)品的要求已經(jīng)不僅僅局限于它的實(shí)用性及美觀性,而是對(duì)產(chǎn)品個(gè)性、配套性、文化內(nèi)涵及功能性的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的貼布工藝融入到現(xiàn)代家紡產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中,既能豐富家紡設(shè)計(jì)的元素,又能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)藝術(shù)與現(xiàn)代工藝的完美結(jié)合,使貼布藝術(shù)能夠得到更好地發(fā)展和延伸。另外,新材料及多種工藝手法的混合使用,使貼布這項(xiàng)傳統(tǒng)的藝術(shù)形式散發(fā)著時(shí)尚的美感。但是由于家紡產(chǎn)品必須兼顧審美性與實(shí)用性,貼布工藝在家紡產(chǎn)品中多以田園、卡通等風(fēng)格出現(xiàn)。
3.1田園風(fēng)格
運(yùn)用中間色調(diào)的自然色系,營(yíng)造出“采菊東籬下,悠然見(jiàn)南山”的田園風(fēng)光,將自然界中的花、鳥(niǎo)、蟲(chóng)、魚(yú)、人、樹(shù)、屋等元素,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)潔概括的圖案處理之后,展現(xiàn)人與自然和諧相處的溫馨畫(huà)面,多出現(xiàn)在靠墊等客廳家紡用品上。作品《心花一瓣》中,以貼布手法為主,并結(jié)合手繡、拼布、打摺等工藝手法,選用自然色系的棉麻面料,并對(duì)自然界中的花、鳥(niǎo)、景物等進(jìn)行簡(jiǎn)潔化處理,營(yíng)造出清新浪漫、溫情脈脈的現(xiàn)代田園風(fēng)格的家紡作品。其中,靠墊1中的樹(shù)枝、房屋、小鳥(niǎo)都是根據(jù)圖案在紙樣上裁剪好,在面料上面放縫、熨燙之后,在里面鋪上填充物,接著用暗縫的手法縫到面料上。為了避免塊面面積的單調(diào),特意在房頂和房屋上手縫幾條縫線來(lái)打破塊面的單調(diào)感,增加房屋的肌理感。紐扣的使用可以增加作品的層次感和觸感,樹(shù)枝和花朵采用虛實(shí)結(jié)合的刺繡手法,增加了畫(huà)面的視覺(jué)效果。在靠墊2、地墊、靠墊3中,分別使用了立體花及抽褶花的工藝手法。在靠墊2和地墊中,先將面料裁剪為長(zhǎng)條狀,再用手縫,縫完后抽起來(lái),重復(fù)的幾條重疊起來(lái)就形成一朵立體花。靠墊3中的立體花則是先把每?jī)蓚€(gè)裁片背面相對(duì)縫起來(lái),留出縫口,然后再翻到正面,塞好棉,將縫口進(jìn)行暗縫,6瓣花朵都塞完棉之后需要把6片組合起來(lái)成為一朵花,再將花朵固定到靠墊的面料上。整套作品中,平面及立體相結(jié)合,一種工藝手法為主,多種手法補(bǔ)充。
3.2卡通風(fēng)格
由于貼布手法采用的面料塊面比較大,立體感比較強(qiáng),能夠營(yíng)造豐富的視覺(jué)效果,工藝手法比較安全,常用在兒童家紡產(chǎn)品的裝飾之中。鮮艷的色彩,不同尺寸塊面的對(duì)比,不同輔助裝飾品的使用,營(yíng)造出一幅活潑快樂(lè)的畫(huà)面。多用于兒童床品的局部,或者兒童房的裝飾靠墊及壁掛裝飾上。
3.3混合風(fēng)格
多種手法與多種風(fēng)格混合使用,營(yíng)造或唯美或奔放、或清新或厚重的藝術(shù)氛圍,常見(jiàn)于裝飾壁掛。