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RFID射频识别技术综述
作者：胡一凡
来源：RFID世界网
日期：2011-05-23 12:00:52
摘要：RFID是一项蓬勃发展的技术，拥有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。文章通过对RFID技术的组成、原理、应用及发展瓶颈等方面的分析，让人们了解RF1D技术，从而能更好地发展和应用该技术。
引言
自2004年以来，与RFID技术相关的文章在各个媒体上不断涌现，相关的报道让这个历史其实并不短的技术在短时间内成为国际追逐的焦点。从全球巨型商业帝国沃尔玛，到国际lT巨头IBM、HP、微软等等，从美国国防部到中国国家标准委，全都在RFID魔棒的指挥下舞蹈起来。那么RFID究竟是什么?怎么会有如此大的魅力让世人如此疯狂?我们先看这么一个报道：在德国中西部莱茵河边一座名叫诺伊斯的城市里，一位顾客正在大型超市麦德龙购物，当他选好要买的东西后，悠闲地走到电子自动付费机前，既不用像从前一样排队等待收银员结账，也无需把手推车中的商品一一拿出，让售货员对每一商品条形码进行扫描，他只是短暂的逗留几秒，就推着购物车大摇大摆地走出了超市。发生在麦德龙超市的这一幕听上去好像很新鲜，仿佛是科幻电影里虚构的事情，实际七，用不了多久，它就会发生在我们周围的真实生活中。这就是RFlD——射频识别技术给我们生活带来的改变。
1 RFID的含义
RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作方便。
2 RFID的组成及工作原理
射频识别系统由电子标签(Tag)、阅渎器(Reader)、天线(Antenna)组成。
电子标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有惟一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。
阅读器(Reader)：又称为读出装置，可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动泌别物体的目的，有手持式或固定式两种，通常阅读器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。
天线(Antenna)：在标签和阅读器问传递射频信号。
RFID工作原理如图1所示。
3 RFID与其他自动识别技术的比较
广泛应用的自动识别技术主要包括摄像、条码、磁卡、Ic、射频等，这些识别技术都有各自的优缺点及应用场合。表1显示了RFID与其它几种识别技术的区别。
射频识别技术以其独特的优势，逐渐地被广泛应用于工业自动化、商业自动化和交通运输控制管理等领域。随着大规模集成电路技术的进步以及生产规模的不断扩大，射频识别产品的成本将不断降低，其应用也将越来越广泛。射频识别技术在国外发展非常迅速，射频识别产品种类繁多。而在我国，由于射频识别技术起步较晚，应用的领域不是很广，除了在中国铁路应用的车号自动识别系统外，主要应用仅限于射频卡。RFID技术的典型应用主要在以下几方面：
(1)在车辆自动识别方面，早在1995年北美铁路系统就采用了射频识别技术的车号自动识别标准，在北美15()万辆货车、1400个地点安装了射频识别装置。近年来，澳大利亚开发了用于矿山车辆的识别和管理的射频识别系统。
(2)在高速公路收费及智能交通方面，香港“驾易通”采用的就是射频识别技术，装有射频标签的汽车能被自动识别，无须停车缴费，大大提高了行车速度和效率。虽然我国很多地区高速公路都采用了射频卡，但是大部分还是应用人工停车收费的方式。最近，锦山的一条高速公路上应用了射频卡自动收费，但是与香港“驾易通”相比，差距明显。利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向，人工收费包括IC卡的停车收费方式也终将被淘汰。
(3)在货物的跟踪、管理及监控方面，澳大利亚和英国的西思罗机场将射频识别技术应用于旅客行李管理中，大大提高了分拣效率，降低了出错率。几年前，欧共体就要求从1997年开始生产的新车型必须具有基于射频识别技术的防盗系统。而我国铁路行包自动追踪管理系统还只是在计划推广之中，真正应用还要假以时日。
(4)在射频卡应用方面，1996年1月韩国在首尔的600辆公共汽车上安装射频识别系统用于电子月票，实现了非现金结算，方便了市民出行。而德国汉莎航空公司则开始试用射频卡作为飞机票，改变了传统的机票购销方式，简化了机场入关的手续。在我国，射频卡主要应用于公共变通、地铁、校园、社会保障等方面。上海、深圳。北京等地陆续采用了射频公交卡。在未来的两年内，我国射频卡应用最大的项目将是第二公民身份证。
(5)在生产线的自动化及过程控制方面，德国BMW 公司为保证汽车在流水线各位置准确地完成装配任务，将射频识别系统应用在汽车装配线上。而Motoro1a公司则采用了射频识别技术的自动识别工序控制系统，满足了半导体生产对于环境的特殊要求，同时提高了生产效率。
(6)在动物的跟踪及管理方面，许多发达国家采用射频识别技术，通过对牲畜个别识别，保证牲畜大规模疾病爆发期间对感染者的有效跟踪及对未感染者的隔离控制。
(7)在供应链管理方面，美国的沃尔玛使用了RFID系统，从而使供应链的透明度大大提高，物品能在供应链的任何地方被实时追踪，同时消除了以往各环节上的人工差错。安装在工厂、配送中心、仓库及商场货架上的阅读器能够自动c己录物品从生产线到最终消费者的整个供应链上的流动。
RFID不需要人工去识别标签，读卡器每250毫秒就可以从射频标签中读出位置和商品的相关数据。有一些读卡器可以每秒读取200个标签的数据，这比传统扫描方式要陕1,000倍以上，节省了货物验收、装运、意外处理等劳动力资源。通过在跨组织界限的共享实施中实现RFID技术，可以最大化实现在供应链中的价值。
5 发展RFID所面临的问题
RFID技术越来越受到各国的关注，应用也越来越广泛，市场前景非常广阔。但同时也面临许多现实的问题：
(1)隐私权问题：太过方便也带来了一些隐患。由于RF1D标签中保存了一些数据，因此隐私保护成了一个非常重大的问题。
(2)失业问题：企业采用射频识别系统后，它将接手原来由人工完成的工作并进一步取代人工操作，其衍生而来的问题，将是许多劳工面临失去工作的危机。
(3)技术的突破：根据Auto—ID Center所做的一项调查显示，即使贴上双重卷标，RFID卷标牌仍有3％无法判读。此外，射频识别标签与读取机具有方向性及射频识别信号容易被物体所阻断，也是射频辨识技术未来发展的一大障碍。
(4)成本的降低：从几种识别技术比较来看，RFID技术成本较高。如何降低成本，又是一大问题。
(5)国际标准的制定与推行：标准化是推动产品广泛获得市场接受的必要措施，但射频识别读取机与标签的技术标准仍未见统一，不同制造商所开发的卷标通讯协议，适用于不同的频率，且封包格式不一。就El前看来，现在普遍使用的134KHz和13．56MHz工作频率因传输距离不够长而限制了阅读器和RFID标签问的传输距离，使得若干标签不能有效地被读取，而跨越UHF频段的最大问题是绝大多数RFID系统、卷标供货商以及没备无法支持UHF频段。因此，各公司、自动识别中心与国际标准组织都正致力于制定射频识别标签的标准，以求所有的标签能与任何读取机兼容。以上这些问题都有待解决。
6 结束语
总而言之，RFID是一项蓬勃发展的技术，有着巨大的市场潜力。我国射频识驯技术及应用还处于初级发展阶段，存在技术水平不高，标准规范不完整等诸多问题。同时，我国射频识别技术又拥有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。射频识别技术的发展和应用的推广将是我国自动识别行业的一场技术革命，实现射频汉别技术在我国成熟、全而的应用将是一个长期的过程，需要我们共同努力。
自2004年以来，与RFID技术相关的文章在各个媒体上不断涌现，相关的报道让这个历史其实并不短的技术在短时间内成为国际追逐的焦点。从全球巨型商业帝国沃尔玛，到国际lT巨头IBM、HP、微软等等，从美国国防部到中国国家标准委，全都在RFID魔棒的指挥下舞蹈起来。那么RFID究竟是什么?怎么会有如此大的魅力让世人如此疯狂?我们先看这么一个报道：在德国中西部莱茵河边一座名叫诺伊斯的城市里，一位顾客正在大型超市麦德龙购物，当他选好要买的东西后，悠闲地走到电子自动付费机前，既不用像从前一样排队等待收银员结账，也无需把手推车中的商品一一拿出，让售货员对每一商品条形码进行扫描，他只是短暂的逗留几秒，就推着购物车大摇大摆地走出了超市。发生在麦德龙超市的这一幕听上去好像很新鲜，仿佛是科幻电影里虚构的事情，实际七，用不了多久，它就会发生在我们周围的真实生活中。这就是RFlD——射频识别技术给我们生活带来的改变。
1 RFID的含义
RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作方便。
2 RFID的组成及工作原理
射频识别系统由电子标签(Tag)、阅渎器(Reader)、天线(Antenna)组成。
电子标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有惟一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。
阅读器(Reader)：又称为读出装置，可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动泌别物体的目的，有手持式或固定式两种，通常阅读器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。
天线(Antenna)：在标签和阅读器问传递射频信号。
RFID工作原理如图1所示。
3 RFID与其他自动识别技术的比较
广泛应用的自动识别技术主要包括摄像、条码、磁卡、Ic、射频等，这些识别技术都有各自的优缺点及应用场合。表1显示了RFID与其它几种识别技术的区别。
射频识别技术以其独特的优势，逐渐地被广泛应用于工业自动化、商业自动化和交通运输控制管理等领域。随着大规模集成电路技术的进步以及生产规模的不断扩大，射频识别产品的成本将不断降低，其应用也将越来越广泛。射频识别技术在国外发展非常迅速，射频识别产品种类繁多。而在我国，由于射频识别技术起步较晚，应用的领域不是很广，除了在中国铁路应用的车号自动识别系统外，主要应用仅限于射频卡。RFID技术的典型应用主要在以下几方面：
(1)在车辆自动识别方面，早在1995年北美铁路系统就采用了射频识别技术的车号自动识别标准，在北美15()万辆货车、1400个地点安装了射频识别装置。近年来，澳大利亚开发了用于矿山车辆的识别和管理的射频识别系统。
(2)在高速公路收费及智能交通方面，香港“驾易通”采用的就是射频识别技术，装有射频标签的汽车能被自动识别，无须停车缴费，大大提高了行车速度和效率。虽然我国很多地区高速公路都采用了射频卡，但是大部分还是应用人工停车收费的方式。最近，锦山的一条高速公路上应用了射频卡自动收费，但是与香港“驾易通”相比，差距明显。利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向，人工收费包括IC卡的停车收费方式也终将被淘汰。
(3)在货物的跟踪、管理及监控方面，澳大利亚和英国的西思罗机场将射频识别技术应用于旅客行李管理中，大大提高了分拣效率，降低了出错率。几年前，欧共体就要求从1997年开始生产的新车型必须具有基于射频识别技术的防盗系统。而我国铁路行包自动追踪管理系统还只是在计划推广之中，真正应用还要假以时日。
(4)在射频卡应用方面，1996年1月韩国在首尔的600辆公共汽车上安装射频识别系统用于电子月票，实现了非现金结算，方便了市民出行。而德国汉莎航空公司则开始试用射频卡作为飞机票，改变了传统的机票购销方式，简化了机场入关的手续。在我国，射频卡主要应用于公共变通、地铁、校园、社会保障等方面。上海、深圳。北京等地陆续采用了射频公交卡。在未来的两年内，我国射频卡应用最大的项目将是第二公民身份证。
(5)在生产线的自动化及过程控制方面，德国BMW 公司为保证汽车在流水线各位置准确地完成装配任务，将射频识别系统应用在汽车装配线上。而Motoro1a公司则采用了射频识别技术的自动识别工序控制系统，满足了半导体生产对于环境的特殊要求，同时提高了生产效率。
(6)在动物的跟踪及管理方面，许多发达国家采用射频识别技术，通过对牲畜个别识别，保证牲畜大规模疾病爆发期间对感染者的有效跟踪及对未感染者的隔离控制。
(7)在供应链管理方面，美国的沃尔玛使用了RFID系统，从而使供应链的透明度大大提高，物品能在供应链的任何地方被实时追踪，同时消除了以往各环节上的人工差错。安装在工厂、配送中心、仓库及商场货架上的阅读器能够自动c己录物品从生产线到最终消费者的整个供应链上的流动。
RFID不需要人工去识别标签，读卡器每250毫秒就可以从射频标签中读出位置和商品的相关数据。有一些读卡器可以每秒读取200个标签的数据，这比传统扫描方式要陕1,000倍以上，节省了货物验收、装运、意外处理等劳动力资源。通过在跨组织界限的共享实施中实现RFID技术，可以最大化实现在供应链中的价值。
5 发展RFID所面临的问题
RFID技术越来越受到各国的关注，应用也越来越广泛，市场前景非常广阔。但同时也面临许多现实的问题：
(1)隐私权问题：太过方便也带来了一些隐患。由于RF1D标签中保存了一些数据，因此隐私保护成了一个非常重大的问题。
(2)失业问题：企业采用射频识别系统后，它将接手原来由人工完成的工作并进一步取代人工操作，其衍生而来的问题，将是许多劳工面临失去工作的危机。
(3)技术的突破：根据Auto—ID Center所做的一项调查显示，即使贴上双重卷标，RFID卷标牌仍有3％无法判读。此外，射频识别标签与读取机具有方向性及射频识别信号容易被物体所阻断，也是射频辨识技术未来发展的一大障碍。
(4)成本的降低：从几种识别技术比较来看，RFID技术成本较高。如何降低成本，又是一大问题。
(5)国际标准的制定与推行：标准化是推动产品广泛获得市场接受的必要措施，但射频识别读取机与标签的技术标准仍未见统一，不同制造商所开发的卷标通讯协议，适用于不同的频率，且封包格式不一。就El前看来，现在普遍使用的134KHz和13．56MHz工作频率因传输距离不够长而限制了阅读器和RFID标签问的传输距离，使得若干标签不能有效地被读取，而跨越UHF频段的最大问题是绝大多数RFID系统、卷标供货商以及没备无法支持UHF频段。因此，各公司、自动识别中心与国际标准组织都正致力于制定射频识别标签的标准，以求所有的标签能与任何读取机兼容。以上这些问题都有待解决。
6 结束语
总而言之，RFID是一项蓬勃发展的技术，有着巨大的市场潜力。我国射频识驯技术及应用还处于初级发展阶段，存在技术水平不高，标准规范不完整等诸多问题。同时，我国射频识别技术又拥有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。射频识别技术的发展和应用的推广将是我国自动识别行业的一场技术革命，实现射频汉别技术在我国成熟、全而的应用将是一个长期的过程，需要我们共同努力。
