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RFID让票证更神通
作者：RFID世界网
来源：自动识别通商网
日期：2009-04-03 17:06:40
摘要：计算机技术和识别技术的快速进步，使得认证技术得到了迅猛发展，而且在很多领域都有了应用，彰显出了它巨大的商业价值和社会价值，特别是在"9·11"以后，恐怖主义日渐成为危害世界安全的首要因素，加强边境控制和身份鉴定成为打击恐怖主义的有效途径。电子护照即是在这种要求下产生。
计算机技术和识别技术的快速进步，使得认证技术得到了迅猛发展，而且在很多领域都有了应用，彰显出了它巨大的商业价值和社会价值，特别是在"9·11"以后，恐怖主义日渐成为危害世界安全的首要因素，加强边境控制和身份鉴定成为打击恐怖主义的有效途径。电子护照即是在这种要求下产生。
不同于以往的护照，电子护照（e-Pass）把RFID技术加入了其中，电子芯片中存储人的生物数据、数码照片，一定情况下还可能存储生物特征信息。目前法国已经试行颁发，而德国也即将颁发电子护照，以提高国家安全系数。目前在作同样准备的还有欧盟全体成员国、日本、美国、澳大利亚、俄罗斯和瑞士。
同样，在人们生活工作当中，为了有效保证社会秩序的和谐与进步，各类门禁、通关、交通等的卡都可以用RFID技术实现有效认证和防伪，实现管理、定位等方便易行的操作。
用于证件的门禁、通关和识别功能是国内目前RFID应用的最大领域，也是比较成功的RFID应用领域。本文从证件种类及不同的需求入手阐述了FRID在各种证件中的应用。
传统票证技术优势不再
目前对公众来说各种证件非常多，进出公司或单位、存车、出入境等等都有不同的证件，太多的证件应用需求使得传统证件所能给人带来的便利不复存在。所以，就需要有一种技术，使得用户在某个地方所使用的各种服务性证件，可以用一个证件来代替，即所谓的"一卡通"功能。
而对海关等出入境管理存在着对人身份识别的需求，传统的护照等无法和人的某些生物特征信息进行比对，容易造成伪造/替用等安全隐患，由此应用需求要求使用一种技术能在卡中综合人的各种信息对人进行唯一性认证。
而目前使用的一般票证认证（自动识别）技术都有一定的使用限制。
条码系统
传统条码（亦称一维条码）技术相对成熟，在社会生活中处处可见，在全世界得到了极为广泛的应用。它作为计算机数据的一种采集手段，以快速、准确、成本低廉等诸多优点迅速进入商品流通、自动控制以及档案管理等各种领域，也是目前我国使用最多的一种条码。但是由于传统条码是一维的，它在垂直方向上不带任何信息，信息密度低，而且不能够显示汉字，容易因为磨损或皱折而被拒读，这在很大程度上限制了传统条码的应用范围。
20世纪70年代，随着图像处理技术的提高，在计算机自动识别领域出现了二维条码技术，这是在传统条码基础上发展起来的一种编码技术，它有传统条码技术的灵活、保密性强等诸多优点。因此自1990年起，二维条码技术在世界上开始得到广泛的应用，经过几年的努力，现已应用在国防、公共安全、交通运输、医疗保健、工业、商业、金融、海关及政府管理等领域。
但是条码也有其劣势: 只读、需要对准条码、单个读取等，所以效率较低。
光学符号识别（OCR）
利用光学符号识别系统，人们可以按照正常的方式来阅读，或者由机器自动地检测。
OCR有三个重要的应用领域: 办公室自动化中的文本输入，邮件自动处理， 与自动获取文本过程相关的其他要求。这些领域包括: 零售价格识读，定单数据输入、单证、支票和文件识读，微电路及小件产品上状态特征识读等。由于目前OCR在识别手迹特征方面有了新的进展，研究者正探索它在手迹分析及鉴定签名方面的应用。
但其推广由于价格昂贵以及同其他识别方法相比较读写器较为复杂而受到限制。
生物特征识别法
生物特征识别法是通过不会混淆的某种人体特征的比较来识别不同个人的方法。在实践中，是指手印法和指纹法、语音识别法以及眼底视网膜识别法等。
统计资料表明，目前国内的生物识别技术市场正处于萌芽阶段。而指纹识别技术自出现以来发展十分迅速，其中指纹考勤机受到了企事业单位的青睐。在国内的指纹产品市场中，指纹考勤机拥有超过30%的市场占有率，这也是生物特征识别应用的一个方面。
IC卡系统
IC卡需要有对外触点与读写器的接触弹簧产生电流接触，触点对腐蚀和污染缺乏抵抗能力。这样经常会使读写器由于发生故障而增加维护费用。目前的IC卡的应用有很多，银行卡、汽车加油收费卡、驾校IC卡收费等。
RFID在票证中应用凸显优越
RFID系统是把数据存储在电子数据载体之中，标签的能量供应以及标签与读写器之间的数据是通过磁场或者电磁场，同其他识别技术相比，RFID系统具有许多优点:
■ 快速扫描: 条码一次只能有一个条码受到扫描; 而RFID读写器可同时辨识读取数个RFID标签。
■ 体积小型化、形状多样化: RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。
■ 抗污染能力和耐久性: 传统条码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损，而RFID标签是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。
■ 可重复使用: 现今的条码印刷上去之后就无法更改，RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID标签内储存的数据，方便信息的更新。
■ 穿透性和无屏障阅读: 在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而条码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条码。
■ 数据的记忆容量大: 一维条码的容量最大有50字节，二维条码最大的容量可储存2000至3000字节，RFID最大的容量则可以到达2M字节。随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。未来物品所需携带的资料量会越来越大，对标签所能扩充容量的需求也相应增加。
■ 数据的读写（Read Write）机能: 只要通过RFID读写器即可通过非接触方式直接读取信息至数据库内，且可一次处理多个标签，并可以将物流处理的状态写入标签，供下一阶段物流处理的读取判断之用。
■ 安全性: 由于RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。近年来，RFID因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。它不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率，还可以让销售企业和制造企业互联，从而更加准确地接收反馈信息，控制需求信息，优化整个供应链。
■ 体现人性化信息化和高度自动化的发展方向: 通过强化每个用户的访问与授权信息，电子证件解决方案可以是身份认证解决方案，可以让网络状态及时更新。能够提供审核信息，以能够保护隐私和加强访问控制。
电子证件的典型应用
在电子证件的应用上，一个基本出发点是把RFID作为人、车及其他要被标识的人或物，所以关于电子证件的一种通用方案是把前端RFID采集的数据和后端支撑网络及管理平台联合起来并进行交互。在此我们把电子证件的应用概括为机器可读的人员、车辆等管理来介绍。一般都要记录携带RFID者（人、车等）的双方向进出。
系统的组成主要包括RFID数据前端采集部分，数据传输网络及后台管理及服务系统等，系统的主要功能如下:
1. 前端RFID采集识别部分功能
远距离自动识别（1m～15m），无需停车刷卡方面的操作，方便人（车）进出，富人性化管理。
自动捕获、记录人（车）进出的时间和地点信息。
人（车）进出可通过人工进行图像对比，有效控制无关人（车）进出。
系统可对未授权卡、失效卡、报失卡（黑名单卡）通过大门时提供报警信号。
同时允许多车、多人同时进出。
可对电子标签设置相应权限，控制有关人（车）可出入的地点，而若持未授权卡非法通行则发出报警信号。
可适应从高速大范围到小范围的各种使用环境。
此RFID系统的设备和电子标签为用户提供了独一无二的识别编码，从根本上消除了复制、伪造和作弊的现象，从而达到高度保密。
2. 数据传输网络
数据传输网络可以成为联系前端与后端服务网络的信道。
3. 信息管理系统
信息管理系统提供先进、可靠的信息采集和管理手段，特别是可满足大量的票务信息实时在线处理需求。通过票务信息系统，实现对各类人员、车辆等的动态信息进行全程实时监测，并根据需求进行识别、跟踪、调度、统计等操作，另外利用RFID技术，对识别区域内的用户进行定位跟踪，可为其提供个性化的增值服务。
不同票证的不同应用
目前电子证件的应用有很多，例如全国正在更换的二代身份证，电子护照、学校的一卡通等，还有一些国内居民社区、单位等的车辆管理。
电子证件在实际的证件验证、通关以及车辆管理等中的作用，在以下的票务应用案例中可得到充分体现。
以票务系统为例，例如，在一场大型的奥运赛事中用到三种类型的电子标签:
1． 普通观众票证
这类票证为普通观众所持有，作为各类场馆的进出门票使用，具有发行使用量大、要求成本低等特点，因此可以选用低成本的电子标签嵌入纸质的票证。而票务系统架构的开放式门禁管理系统具有如下特点:
既能够准确鉴别并杜绝伪票，又能够最大限度地保证通过效率;
在人员通过的瞬间识别其身份与通过权限，是否携带未授权物品，并报警提示;
方便快捷，人性化管理，人与物的双重安全管理。
基本技术性能指标:
■ 工作频率: 13.56MHz。
■ 电子标签标准: ISO15693。
■ 卡操作: 读/写。
■ 读卡距离: 单天线感应距离70cm，双天线可达120cm。
■ 同时识别标签: 50张/秒。
■ 工作模式: 自动扫描、ISO命令、缓冲读取。
2． 工作人员票证
系统将所有进出奥运场馆的人员，包括运动员、教练员、记者、其他新闻媒体工作人员、各类官员所持的凭证划归为一类，相应的电子标签须具有如下特点:
识别距离较远、范围可调；
安全性、保密性、可靠性要求较高；
能实现区域定位；
可以设置安全等级；
具有一定的群采能力；
识读可靠性要求高。
为了提高电子标签的可靠性，可选用有源主动式电子标签，具有定位功能，可以实现持卡人的全程动态实时监测，以便能及时提供各种增值服务，满足一些特定的需要。如下:
根据不同类型的人员身份提供相应的服务
不同类型的人员，这里主要指: 运动员、教练员、记者、官员、一般服务人员、志愿者等。
定位与导向服务，对持卡人提供路线的指引和导向服务
运动员、教练员: 提供从奥运村到比赛场馆的路线导向服务，甚至可以做到及时提示运动员与教练员应该具体乘坐的班车，如果错误上车，会有及时的提醒。
区域控制
对运动员、教练员及其他工作人员提供信息提示服务，以确保有关人员不会误入比赛场地和错过比赛时间。
门禁控制
在需要对人员的身份权限进行鉴别的场所，进门处设置短距离的识读设备，采集进入人员的信息。
人员身份的不同，会导致不同的警戒安全级别，系统能根据安全级别及时提醒不得进入某些区域，如果强行闯入，信息中心能得到及时的报警，采取必要的措施。
3． 车辆通行票证
系统将所有的车辆通行证件划归为一类，通过它可以实现对车辆的动态跟踪管理，具有如下特点:
可以快速识别动、静态目标；
远距离；
有相当的存储容量。
可选用UHF频段的无源电子标签或2.45GHz的有源标签，有效读写距离较远，能对快速的运动目标进行有效的识别，存储容量可以根据实际需要确定。
不同于以往的护照，电子护照（e-Pass）把RFID技术加入了其中，电子芯片中存储人的生物数据、数码照片，一定情况下还可能存储生物特征信息。目前法国已经试行颁发，而德国也即将颁发电子护照，以提高国家安全系数。目前在作同样准备的还有欧盟全体成员国、日本、美国、澳大利亚、俄罗斯和瑞士。
同样，在人们生活工作当中，为了有效保证社会秩序的和谐与进步，各类门禁、通关、交通等的卡都可以用RFID技术实现有效认证和防伪，实现管理、定位等方便易行的操作。
用于证件的门禁、通关和识别功能是国内目前RFID应用的最大领域，也是比较成功的RFID应用领域。本文从证件种类及不同的需求入手阐述了FRID在各种证件中的应用。
传统票证技术优势不再
目前对公众来说各种证件非常多，进出公司或单位、存车、出入境等等都有不同的证件，太多的证件应用需求使得传统证件所能给人带来的便利不复存在。所以，就需要有一种技术，使得用户在某个地方所使用的各种服务性证件，可以用一个证件来代替，即所谓的"一卡通"功能。
而对海关等出入境管理存在着对人身份识别的需求，传统的护照等无法和人的某些生物特征信息进行比对，容易造成伪造/替用等安全隐患，由此应用需求要求使用一种技术能在卡中综合人的各种信息对人进行唯一性认证。
而目前使用的一般票证认证（自动识别）技术都有一定的使用限制。
条码系统
传统条码（亦称一维条码）技术相对成熟，在社会生活中处处可见，在全世界得到了极为广泛的应用。它作为计算机数据的一种采集手段，以快速、准确、成本低廉等诸多优点迅速进入商品流通、自动控制以及档案管理等各种领域，也是目前我国使用最多的一种条码。但是由于传统条码是一维的，它在垂直方向上不带任何信息，信息密度低，而且不能够显示汉字，容易因为磨损或皱折而被拒读，这在很大程度上限制了传统条码的应用范围。
20世纪70年代，随着图像处理技术的提高，在计算机自动识别领域出现了二维条码技术，这是在传统条码基础上发展起来的一种编码技术，它有传统条码技术的灵活、保密性强等诸多优点。因此自1990年起，二维条码技术在世界上开始得到广泛的应用，经过几年的努力，现已应用在国防、公共安全、交通运输、医疗保健、工业、商业、金融、海关及政府管理等领域。
但是条码也有其劣势: 只读、需要对准条码、单个读取等，所以效率较低。
光学符号识别（OCR）
利用光学符号识别系统，人们可以按照正常的方式来阅读，或者由机器自动地检测。
OCR有三个重要的应用领域: 办公室自动化中的文本输入，邮件自动处理， 与自动获取文本过程相关的其他要求。这些领域包括: 零售价格识读，定单数据输入、单证、支票和文件识读，微电路及小件产品上状态特征识读等。由于目前OCR在识别手迹特征方面有了新的进展，研究者正探索它在手迹分析及鉴定签名方面的应用。
但其推广由于价格昂贵以及同其他识别方法相比较读写器较为复杂而受到限制。
生物特征识别法
生物特征识别法是通过不会混淆的某种人体特征的比较来识别不同个人的方法。在实践中，是指手印法和指纹法、语音识别法以及眼底视网膜识别法等。
统计资料表明，目前国内的生物识别技术市场正处于萌芽阶段。而指纹识别技术自出现以来发展十分迅速，其中指纹考勤机受到了企事业单位的青睐。在国内的指纹产品市场中，指纹考勤机拥有超过30%的市场占有率，这也是生物特征识别应用的一个方面。
IC卡系统
IC卡需要有对外触点与读写器的接触弹簧产生电流接触，触点对腐蚀和污染缺乏抵抗能力。这样经常会使读写器由于发生故障而增加维护费用。目前的IC卡的应用有很多，银行卡、汽车加油收费卡、驾校IC卡收费等。
RFID在票证中应用凸显优越
RFID系统是把数据存储在电子数据载体之中，标签的能量供应以及标签与读写器之间的数据是通过磁场或者电磁场，同其他识别技术相比，RFID系统具有许多优点:
■ 快速扫描: 条码一次只能有一个条码受到扫描; 而RFID读写器可同时辨识读取数个RFID标签。
■ 体积小型化、形状多样化: RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。
■ 抗污染能力和耐久性: 传统条码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损，而RFID标签是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。
■ 可重复使用: 现今的条码印刷上去之后就无法更改，RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID标签内储存的数据，方便信息的更新。
■ 穿透性和无屏障阅读: 在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而条码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条码。
■ 数据的记忆容量大: 一维条码的容量最大有50字节，二维条码最大的容量可储存2000至3000字节，RFID最大的容量则可以到达2M字节。随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。未来物品所需携带的资料量会越来越大，对标签所能扩充容量的需求也相应增加。
■ 数据的读写（Read Write）机能: 只要通过RFID读写器即可通过非接触方式直接读取信息至数据库内，且可一次处理多个标签，并可以将物流处理的状态写入标签，供下一阶段物流处理的读取判断之用。
■ 安全性: 由于RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。近年来，RFID因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。它不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率，还可以让销售企业和制造企业互联，从而更加准确地接收反馈信息，控制需求信息，优化整个供应链。
■ 体现人性化信息化和高度自动化的发展方向: 通过强化每个用户的访问与授权信息，电子证件解决方案可以是身份认证解决方案，可以让网络状态及时更新。能够提供审核信息，以能够保护隐私和加强访问控制。
电子证件的典型应用
在电子证件的应用上，一个基本出发点是把RFID作为人、车及其他要被标识的人或物，所以关于电子证件的一种通用方案是把前端RFID采集的数据和后端支撑网络及管理平台联合起来并进行交互。在此我们把电子证件的应用概括为机器可读的人员、车辆等管理来介绍。一般都要记录携带RFID者（人、车等）的双方向进出。
系统的组成主要包括RFID数据前端采集部分，数据传输网络及后台管理及服务系统等，系统的主要功能如下:
1. 前端RFID采集识别部分功能
远距离自动识别（1m～15m），无需停车刷卡方面的操作，方便人（车）进出，富人性化管理。
自动捕获、记录人（车）进出的时间和地点信息。
人（车）进出可通过人工进行图像对比，有效控制无关人（车）进出。
系统可对未授权卡、失效卡、报失卡（黑名单卡）通过大门时提供报警信号。
同时允许多车、多人同时进出。
可对电子标签设置相应权限，控制有关人（车）可出入的地点，而若持未授权卡非法通行则发出报警信号。
可适应从高速大范围到小范围的各种使用环境。
此RFID系统的设备和电子标签为用户提供了独一无二的识别编码，从根本上消除了复制、伪造和作弊的现象，从而达到高度保密。
2. 数据传输网络
数据传输网络可以成为联系前端与后端服务网络的信道。
3. 信息管理系统
信息管理系统提供先进、可靠的信息采集和管理手段，特别是可满足大量的票务信息实时在线处理需求。通过票务信息系统，实现对各类人员、车辆等的动态信息进行全程实时监测，并根据需求进行识别、跟踪、调度、统计等操作，另外利用RFID技术，对识别区域内的用户进行定位跟踪，可为其提供个性化的增值服务。
不同票证的不同应用
目前电子证件的应用有很多，例如全国正在更换的二代身份证，电子护照、学校的一卡通等，还有一些国内居民社区、单位等的车辆管理。
电子证件在实际的证件验证、通关以及车辆管理等中的作用，在以下的票务应用案例中可得到充分体现。
以票务系统为例，例如，在一场大型的奥运赛事中用到三种类型的电子标签:
1． 普通观众票证
这类票证为普通观众所持有，作为各类场馆的进出门票使用，具有发行使用量大、要求成本低等特点，因此可以选用低成本的电子标签嵌入纸质的票证。而票务系统架构的开放式门禁管理系统具有如下特点:
既能够准确鉴别并杜绝伪票，又能够最大限度地保证通过效率;
在人员通过的瞬间识别其身份与通过权限，是否携带未授权物品，并报警提示;
方便快捷，人性化管理，人与物的双重安全管理。
基本技术性能指标:
■ 工作频率: 13.56MHz。
■ 电子标签标准: ISO15693。
■ 卡操作: 读/写。
■ 读卡距离: 单天线感应距离70cm，双天线可达120cm。
■ 同时识别标签: 50张/秒。
■ 工作模式: 自动扫描、ISO命令、缓冲读取。
2． 工作人员票证
系统将所有进出奥运场馆的人员，包括运动员、教练员、记者、其他新闻媒体工作人员、各类官员所持的凭证划归为一类，相应的电子标签须具有如下特点:
识别距离较远、范围可调；
安全性、保密性、可靠性要求较高；
能实现区域定位；
可以设置安全等级；
具有一定的群采能力；
识读可靠性要求高。
为了提高电子标签的可靠性，可选用有源主动式电子标签，具有定位功能，可以实现持卡人的全程动态实时监测，以便能及时提供各种增值服务，满足一些特定的需要。如下:
根据不同类型的人员身份提供相应的服务
不同类型的人员，这里主要指: 运动员、教练员、记者、官员、一般服务人员、志愿者等。
定位与导向服务，对持卡人提供路线的指引和导向服务
运动员、教练员: 提供从奥运村到比赛场馆的路线导向服务，甚至可以做到及时提示运动员与教练员应该具体乘坐的班车，如果错误上车，会有及时的提醒。
区域控制
对运动员、教练员及其他工作人员提供信息提示服务，以确保有关人员不会误入比赛场地和错过比赛时间。
门禁控制
在需要对人员的身份权限进行鉴别的场所，进门处设置短距离的识读设备，采集进入人员的信息。
人员身份的不同，会导致不同的警戒安全级别，系统能根据安全级别及时提醒不得进入某些区域，如果强行闯入，信息中心能得到及时的报警，采取必要的措施。
3． 车辆通行票证
系统将所有的车辆通行证件划归为一类，通过它可以实现对车辆的动态跟踪管理，具有如下特点:
可以快速识别动、静态目标；
远距离；
有相当的存储容量。
可选用UHF频段的无源电子标签或2.45GHz的有源标签，有效读写距离较远，能对快速的运动目标进行有效的识别，存储容量可以根据实际需要确定。
