射频识别技术篇(1)

目前，应用最广泛的自动识别技术大致可以分为光学技术和无线电技术两个方面。本文主要介绍自动识别技术在无线电技术方面的应用。

1射频识别技术简介

20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。

射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它与同期或早期的接触式识别技术不同。RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。

典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。

射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据。EEPROM容量从几比特到几万比特。芯片仅需连接天线(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。

在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过RS232、RS422、RS485或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFID产品就是一种非接触的IC卡，而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。

工作原理如图1所示。

2射频识别技术的分类

射频识别技术主要按以下四种方式分类。

(1)工作频率

根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。①低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。其基本特点是：射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况，典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。②高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m~十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。

(2)射频卡

根据射频卡的不同可分成可读写(RW)卡、一次写入多次读出(WORM)卡和只读(RO)卡三种。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。RO卡最便宜。

(3)射频卡的有源与无源

射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几m，但是它的寿命有限(3~10年)，且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十cm，且需要读写器的发射功率大。

(4)调制方式

根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。②被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。

目前使用的多数系统中，一次只能读写一个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只能有一个卡在读写区域内。读写距离长，射频卡之间的距离就要大，应用起来很不方便。现在的射频卡具有防碰撞的功能，这对于RFID来说十分重要。所谓碰撞是指多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，它的并行工作方式大大提高了系统的效率。

3国际射频识别技术发展状况

射频识别技术在国外发展得很快。RFID产品种类很多，像德州仪器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名厂家都生产RFID产品。他们的产品各有特点，自成系列。射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如澳大利亚将它的RFID产品用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用；瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车上安装RFID自动识别系统，调度员可以实时掌握火车运行情况，不仅利于管理，还大大减小了发生事故的可能性；德国BMW公司将射频识别系统应用在汽车生产流水线的生产过程控制中等。

据有关权威数据显示，射频识别产品在全世界的销量以每年25.3%的比例增长。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。

4射频识别技术在我国的发展

我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大部级工程，由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。

目前，我国的射频识别技术在下列几种应用中发展前景较好。当然，这里仅仅罗列了射频识别技术应用的一部分。任何一种技术如果得到普及，都将会孕育一个庞大的市场。射频识别将是未来一个新的经济增长点。

4.1安全防护领域

(1)门禁保安

将来的门禁保安系统均可应用射频卡。一卡可以多用。比如，可以作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出入手续、提高工作效率、安全保护。只要人员佩戴了封装成ID卡大小的射频卡、进出入口有一台读写器，人员出入时自动识别身份，非法闯入会有报警。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。

公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合GPS系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。

(2)汽车防盗

这是RFID较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能

够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。

另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅45~55cm以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效ID号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效ID号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。

(3)电子物品监视系统

电子物品监视系统(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盗。整个系统包括贴在物体上的一个内存容量仅为1比特(即开或关)的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡(典型的是在服装店里)，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。EAS系统已被广泛使用。据估计每年消耗60亿套。

4.2商品生产销售领域

(1)生产线自动化

用RFID技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。举个例子以说明在生产线上应用RFID技术的情况。

用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡，以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的。用户可以从上万种内部和外部选项中，选定自己所需车的颜色、引擎型号和轮胎式样等。这样一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司在其装配流水线上配有RFID系统，使用可重复使用的射频卡。该射频卡上带有汽车所需的所有详细的要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置，能毫不出错地完成装配任务。

(2)仓储管理

将RFID系统用于智能仓库货物管理，能有效地解决与货物流动有关的信息管理，不但增加了处理货物的速度，还可监视货物的一切信息。射频卡贴在货物所通过的仓库大门边上，读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中央计算机里，与该货物有关的信息都能在计算机里查到。当货物出库时，由另一读写器识别并告知中央计算它被放在哪个拖车上。这样，管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。

(3)产品防伪

伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题，将射频识别技术应用在防伪领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，且难于伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身有内存，可以储存、修改与产品有关的数据，利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等产品上都可使用。

(4)RFID卡收费

国外的各种交易大多利用各种卡来完成，而我国普遍采用现金交易。现金交易不方便也不安全，还容易出现税收的漏洞。目前的收费卡多用磁卡、IC卡，而射频卡也开始占据市场。原因是在一些恶劣的环境中，磁卡、IC卡容易损坏，而射频卡则不易磨损，也不怕静电及其它情况；同时，射频卡用起来方便、快捷，甚至不用打开包，在读写器前摇晃一下，就完成收费。另外，还可同时识别几张卡．并行收费，如公共汽车上的电子月票。我国大城市的公共汽车异常拥挤、环境条件差，射频卡的使用有助于改善这种情况。

4.3管理与数据统计领域

(1)畜牧管理

该领域的发展起步于赛马的识别，是用小玻璃封装的射频卡植于动物皮下。射频卡大约10mm长，内有一个线圈，约1000圈的细线绕在铁氧体上，读写距离是十几cm。从赛马识别发展到了标识牲畜。牲畜的识别提供了现代化管理牧场的方法。

(2)运动计时

在马拉松比赛中，由于人员太多，有时第一个出发的人同最后一个出发的人能相隔40分钟。如果没有一个精确的计时装置，就会出现差错。射频卡应用于马拉松比赛中，运动员在自己的鞋带上很方便地系上射频卡，在比赛的起跑线和终点线处放置带有微型天线的小垫片。当运动员越过此垫片时，计时系统便会接收运动员所带的射频卡发出的ID号，并记录当时的时间。这样，每个运动员都会有自己的起始时间和结束时间，不会出现不公平竞争的可能性了。在比赛路线中，如果每隔5km就设置这样一个垫片，还可以很方便地记录运动员在每个阶段所用的时间。

RFID还可应用于汽车大奖赛上的精确计时。在跑道下面按照一定的距离间隔埋入一系列的天线，这些天线与读写器相连，而射频卡安装到赛车前方。当赛车每越过一个天线时，赛车的ID号和时间就被记录下来，并存储到中央计算机内。这样到比赛结束时，每个参赛选手将会有一个准确的结果。

4.4交通运输领域

(1)高速公路自动收费及交通管理

高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一。目前，中国的高速公路发展非常快，而高速公路收费却存在一些问题：一是在收费站口，许多车辆要停车排队，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收费员贪污路费，使国家损失了相当的财政收入。RFID技术应用在高速公路自动收费上，能够充分体现它非接触识别的优势——让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费，同时可以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。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，终将会被淘汰。预计在未来10年内，高速公路自动收费系统将有数十亿元的需求。

在城市交通方面，解决交通日趋拥挤问题不能只依赖于修路。加强交通的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率，深挖现有交通潜能也是非常重要的；而基于RFID技术的交通管理系统可实现自动查处违章车辆，记录违章情况。另外，公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息，会给乘客带来很大的方便。

(2)火车和货运集装箱的识别

在火车运营中，使用RFID系统很大的优势在于：火车是按既定路线运行的，因此肯定要通过设定的读写器的地点。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时能在车站将车厢重新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码，现在被RFID系统取代。射频卡一般安在车厢顶边，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。

目前，射频自动识别系统的安装遍布全国14个铁路局。2001年3月1日，铁道部正式联网启用车次车号自动识别系统，为自备车企业、合资铁路和地方铁路实现信息化智能运输管理提供了重要良机。

射频识别技术篇(2)

引 言

??射频识别技术(rfid，radio frequency identification)实际上是自动识别技术(aei，automatic equipment identification)在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备 (人员、物品) 在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。

目前，应用最广泛的自动识别技术大致可以分为光学技术和无线电技术两个方面。本文主要介绍自动识别技术在无线电技术方面的应用。

1 射频识别技术简介

20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。

射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它与同期或早期的接触式识别技术不同。rfid系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。

典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。

射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有eeprom用来储存识别码或其它数据。eeprom容量从几比特到几万比特。 芯片仅需连接天线(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、ic卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。

在多数rfid系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。卡片内有一个lc串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，lc谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2v时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过rs232、rs422、rs485或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的rfid产品就是一种非接触的ic卡，而复杂的rfid产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与gps系统连接来跟踪物体。

工作原理如图1所示。

2 射频识别技术的分类

射频识别技术主要按以下四种方式分类。

(1)工作频率

根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。①低频系统一般指其工作频率小于30mhz的系统。其基本特点是：射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况，典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。②高频系统一般指其工作频率大于400mhz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m~十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。

(2)射频卡

根据射频卡的不同可分成可读写(rw)卡、一次写入多次读出(worm)卡和只读(ro)卡三种。rw卡一般比worm卡和ro卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。worm卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比rw卡要便宜。ro卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。ro卡最便宜。

(3)射频卡的有源与无源

射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几m，但是它的寿命有限(3~10年)，且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十cm，且需要读写器的发射功率大。

(4)调制方式

根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。②被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。

目前使用的多数系统中，一次只能读写一个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只能有一个卡在读写区域内。读写距离长，射频卡之间的距离就要大，应用起来很不方便。现在的射频卡具有防碰撞的功能，这对于rfid来说十分重要。所谓碰撞是指多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，它的并行工作方式大大提高了系统的效率。

3 国际射频识别技术发展状况

射频识别技术在国外发展得很快。rfid产品种类很多，像德州仪器、 motoro1a、philips、microchip等世界著名厂家都生产rfid产品。他们的产品各有特点，自成系列。射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如澳大利亚将它的rfid产品用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用；瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车上安装rfid自动识别系统，调度员可以实时掌握火车运行情况，不仅利于管理，还大大减小了发生事故的可能性；德国bmw公司将射频识别系统应用在汽车生产流水线的生产过程控制中等。

据有关权威数据显示，射频识别产品在全世界的销量以每年25.3%的比例增长。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。

4 射频识别技术在我国的发展

我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大部级工程，由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。

目前，我国的射频识别技术在下列几种应用中发展前景较好。当然，这里仅仅罗列了射频识别技术应用的一部分。任何一种技术如果得到普及，都将会孕育一个庞大的市场。射频识别将是未来一个新的经济增长点。

4.1 安全防护领域

(1)门禁保安

将来的门禁保安系统均可应用射频卡。一卡可以多用。比如，可以作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出入手续、提高工作效率、安全保护。只要人员佩戴了封装成id卡大小的射频卡、进出入口有一台读写器，人员出入时自动识别身份，非法闯入会有报警。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。

公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合gps系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。

(2)汽车防盗

这是rfid较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。

另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅45~55cm以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的id号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效id号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效id号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。

(3)电子物品监视系统

电子物品监视系统(electronic article surveillance, eas)的目的是防止商品被盗。整个系统包括贴在物体上的一个内存容量仅为1比特(即开或关)的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡(典型的是在服装店里)，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。eas系统已被广泛使用。据估计每年消耗60亿套。

4.2 商品生产销售领域

(1)生产线自动化

用rfid技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。举个例子以说明在生产线上应用rfid技术的情况。

用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡，以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的。用户可以从上万种内部和外部选项中，选定自己所需车的颜色、引擎型号和轮胎式样等。这样一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司在其装配流水线上配有rfid系统，使用可重复使用的射频卡。该射频卡上带有汽车所需的所有详细的要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置，能毫不出错地完成装配任务。

(2)仓储管理

将rfid系统用于智能仓库货物管理，能有效地解决与货物流动有关的信息管理，不但增加了处理货物的速度，还可监视货物的一切信息。射频卡贴在货物所通过的仓库大门边上，读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中央计算机里，与该货物有关的信息都能在计算机里查到。当货物出库时，由另一读写器识别并告知中央计算它被放在哪个拖车上。这样，管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。

(3)产品防伪

伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题，将射频识别技术应用在防伪领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，且难于伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身有内存，可以储存、修改与产品有关的数据，利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等产品上都可使用。

(4)rfid卡收费

国外的各种交易大多利用各种卡来完成，而我国普遍采用现金交易。现金交易不方便也不安全，还容易出现税收的漏洞。目前的收费卡多用磁卡、ic卡，而射频卡也开始占据市场。原因是在一些恶劣的环境中，磁卡、ic卡容易损坏，而射频卡则不易磨损，也不怕静电及其它情况；同时，射频卡用起来方便、快捷，甚至不用打开包，在读写器前摇晃一下，就完成收费。另外，还可同时识别几张卡．并行收费，如公共汽车上的电子月票。我国大城市的公共汽车异常拥挤、环境条件差，射频卡的使用有助于改善这种情况。

4.3 管理与数据统计领域

(1)畜牧管理

该领域的发展起步于赛马的识别，是用小玻璃封装的射频卡植于动物皮下。射频卡大约10mm长，内有一个线圈，约1000圈的细线绕在铁氧体上，读写距离是十几cm。从赛马识别发展到了标识牲畜。牲畜的识别提供了现代化管理牧场的方法。

(2)运动计时

在马拉松比赛中，由于人员太多，有时第一个出发的人同最后一个出发的人能相隔40分钟。如果没有一个精确的计时装置，就会出现差错。射频卡应用于马拉松比赛中，运动员在自己的鞋带上很方便地系上射频卡，在比赛的起跑线和终点线处放置带有微型天线的小垫片。当运动员越过此垫片时，计时系统便会接收运动员所带的射频卡发出的id号，并记录当时的时间。这样，每个运动员都会有自己的起始时间和结束时间，不会出现不公平竞争的可能性了。在比赛路线中，如果每隔5km就设置这样一个垫片，还可以很方便地记录运动员在每个阶段所用的时间。

rfid还可应用于汽车大奖赛上的精确计时。在跑道下面按照一定的距离间隔埋入一系列的天线，这些天线与读写器相连，而射频卡安装到赛车前方。当赛车每越过一个天线时，赛车的id号和时间就被记录下来，并存储到中央计算机内。这样到比赛结束时，每个参赛选手将会有一个准确的结果。

4.4 交通运输领域

(1)高速公路自动收费及交通管理

高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一。目前，中国的高速公路发展非常快，而高速公路收费却存在一些问题：一是在收费站口，许多车辆要停车排队，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收费员贪污路费，使国家损失了相当的财政收入。rfid技术应用在高速公路自动收费上，能够充分体现它非接触识别的优势——让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费，同时可以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。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，终将会被淘汰。预计在未来10年内，高速公路自动收费系统将有数十亿元的需求。

在城市交通方面，解决交通日趋拥挤问题不能只依赖于修路。加强交通的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率，深挖现有交通潜能也是非常重要的；而基于rfid技术的交通管理系统可实现自动查处违章车辆，记录违章情况。另外，公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息，会给乘客带来很大的方便。

(2)火车和货运集装箱的识别

在火车运营中，使用rfid系统很大的优势在于：火车是按既定路线运行的，因此肯定要通过设定的读写器的地点。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时能在车站将车厢重新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码，现在被rfid系统取代。射频卡一般安在车厢顶边，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。

目前，射频自动识别系统的安装遍布全国14个铁路局。2001年3月1日，铁道部正式联网启用车次车号自动识别系统，为自备车企业、合资铁路和地方铁路实现信息化智能运输管理提供了重要良机。

射频识别技术篇(3)

关键词：射频识别 物流 RFID

一、射频识别技术综述

射频识别技术（Radio Frequency Identification Technology，简称RFID）是一种非接触式的自动识别技术，它主要依靠射频信号来自动定位目标对象并获取相关的数据，整个识别过程不需要人工参与，实现自动识别。

从八十年代开始这项技术走向了成熟，它比同期或早期的接触式识别技术更灵活，RFID系统的射频卡和读写器不用接触就可以完成识别的工作，因此它可以应用在更广泛的场合。它的产品形状和大小各异，如：卡片型、硬币型和有印刷天线的纸张等，但它们的基本的功能是一样的，只要配合专用读写器，就能够从外部写入或读取信息。

虽然RFID的功能比较单一，却在服饰业、食品业和物流业等许多行业起到了革命性的影响，主要体现在传统的条形码系统已经逐渐被RFID系统代替。在诸如美国的WalMart、英国的特易购Tesco和德国的Metro等大型世界级连锁零售企业，都为了提升企业内部物流系统的效率，采用RFID系统。由此可见，这项技术已经在全世界的零售业产生了巨大的影响，而零售业又与现代物流业关系密切，应当考虑基于射频识别技术来建立智能化的物流管理体系。

二、射频识别技术的优势分析

射频识别具有技术方面的优势。以前的条形码技术已经使用了很长时间，但现在这种技术在许多情况下已经不能满足使用者的需要了，条形码虽然成本便宜，但它的存储量很小，而且使用时不能改写，这些缺点都限制了它在物流领域的应用前景。在信息时代的背景底下，用户对大存储量信息载体和无线信息交流方式有了强烈的需求，并且要在现代物流管理中实现自动识别，提高物流管理的效率，RFID技术在技术上的优势就有了更加广阔的应用空间。

射频识别具有应用方面的优势。在物流领域，无论是传统的管理方式，还是在更强调智能化管理的今天，物流管理最终的目标都是要通过向商品流通过程中的对象提品或服务，用来换取更多的利润。而将RFID技术应用到商品从生产、仓储、运送以及商品流通的完整物流管理流程里，能在很大程度上帮助物流企业提高业务的效率。

三、基于射频识别技术的智能化物流管理

将射频识别技术RFID与现代的物流管理相结合，将会极大地提升物流管理的智能化水平，其必将成为现代物流发展的趋势。

1、货物运输

RFID系统可以在货物运输过程中，实时跟踪货物运输的地点，自动收集货物的信息，减少了货物运输过程中人为参与的环节，以此获取更准确的货物信息，实现货物的在途控制。这样，就可以随时地监控全局，更好地调整资源和劳动力的配置，合理调度和分配运输工具，有效利用了工作时间，降低了物流成本，提高生产效率。

2、入库发货

在仓库的进货口处，贴有电子标签的货物通过阅读器自动采集信息，完成盘点并将信息输入主机系统数据库。入库时，RFID系统可以根据货物标签中所记录的相关数量和体积等信息，给出最合适的仓储位置，以达到仓储空间的最优化利用。入库后，则通过阅读器自动完成清点作业，并更新库存信息；发货时，由另一读写器识别并将信息输入中央管理器，告知它被放在哪个位置。尤其在危险品货物的入库和发货时，有更大的优势，避免的工作人员直接接触货物所可能造成的伤害。

3、商品库存

将RFID系统应用于商品的库存管理，可以通过无线射频自动收集信息，完成商品入库的记录工作，管理中心可以实时地了解仓库储存了多少商品，能够精确地监控货物的流动情况，实现库存情况的实时控制，这样可以增加处理货物的速度，还可以监视货物的其他信息，极大地增加了清点工作的透明度，提高了管理效率。

4、仓库安全

电子物品监视系统(EAS)是一种设置在需要控制物品出入的门口的RFID技术，这个系统用来保证仓储安全，防止商品被盗，主要应用在商店、图书馆和数据中心等地方，当未被授权的人从这些地方取走物品时，EAS系统会及时发出警告。首先在将EAS标签粘在物品上，当物品被正常购买或者合法移出时，在出口通过一定的设备使EAS标签失活，就可以顺利取走。非法物品经过门口时，EAS装置能自动检测标签的活性，立刻发出警告。

5、搬运装卸

在火车运输中，将射频卡安装在车厢顶部，读写器安装在铁路运输沿线上，通过读取的数据，能获取火车的身份和监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故。目前，射频自动识别系统已经遍布全国14个铁路局。

6、流通加工

用RFID技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进了传统的生产方式，降低了生产成本。将RFID设备装配在加工流水线上，应用智能标签有助于大量地生产用户特殊定制的产品。用户可以从上万种零部件中，选择自己需要的特殊颜色、型号和样式等，而且这种射频卡可重复使用，每个射频卡上保存有描述产品的详细要求，流水线的每个工作点都有读写器，这样可以保证产品在流水线上能顺利的完成装配和加工的任务。

7、事故监控

当事故发生，即使司机不知自己所在位置，也可以通过在沿途设置的RFID监测点得到反馈的信息，管理中心可以迅速准确地了解事故发生的位置与运送货物的安全情况，保证在最快是时间内紧急救援，减少货物的损失，降低物流风险和成本，提高物流效率。

四、射频识别技术在应用上的局限性

射频识别技术可以广泛应用到物流的很多方面，但是也存在了一些制约其发展的因素：

1、价格是RFID走向大面积市场应用的最大障碍

RFID标签的成本比较高，如果应用在集装箱或者汽车、电器冰箱之类的大宗商品上，成本不算什么；但如果商品本身价格比较低，这一技术的成本就显得比较高了。

2、RFID技术存在安全隐患

RFID标签无法对阅读器进行身份验证，当RFID标签接近阅读器时，就会无条件的发出信号，无法辨别阅读器是否合法，这会带来比较大的安全隐患，可能造成货品信息的泄露。

3、RFID技术缺少统一的行业标准

目前RFID技术存在两个基础技术协议，分别是MIT Auto-ID Center与日本的Ubiquitous ID Center提出的，两种标准都有不同厂商支持，采用何种协议会影响对应厂商的市场份额，进而影响整个射频识别产业的发展。

参考文献：

1 张敏；现代物流与可持续发展[D]；山东农业大学；2004年

2 包建荣；基于以太网传输射频识别应用系统的研究与设计[D]；浙江工业大学；2004年

射频识别技术篇(4)

【关键词】无线电射频识别 RFID技术的应用 Internet of Things

中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-191-01

RFID技术兴起于二十世纪90年代，该技术在世界范围内广泛地应用于社会生活的各个领域，而在我国则起步较晚，与先进国家相比还存在较大的差距，包括技术水平不高，标准规范不完整等问题。如今，我国已经开始研究制定自己的RFID标准，并坚持“以应用促标准，以标准带应用”的原则，适时出台适用通用的标准，给中国企业一个快速发展的空间和时间。因此，我国射频识别技术拥有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。

RFID无线射频识别技术基本介绍

1、RFID基本原理

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术是自动识别技术的一种，是利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）方式进行非接触双向数据通信，对目标进行识别并获取相关数据的一种技术。RFID存储介质的存储容量最大可以达到296以上，足以让地球上每一个商品都拥有独一无二的电子标识；而且它的最大优点在于非接触，完成识别工作时无须人工参与、可以同时读取多个被识别物体（标签）的信息、可以在恶劣污染环境下工作，RFID技术以其上述的众多优势被认为是二十一世纪十大重要技术之一。

2、RFID技术的历史与发展

20世纪初期，雷达技术的发展以及应用，是RFID技术的起源。1948年Harry Stockman发表的“Communication by means of reflected power ”文章，奠定了无线射频识别技术的理论基础，为RFID技术的全面研究拉开了序幕。20世纪70年代，RFID技术与其相关产品研发处于一个快速发展时期，许多科研院、所与商业机构开始投入到RFID开发中，并出现了一些最早的RFID商业应用。20世纪80年代，RFID技术更加成熟，各种封闭独立的RFID系统应用开始逐步出现。20世纪90年代，RFID技术发展更全面。RFID产品在门禁系统、防盗系统、航空行李识别、电子付费及运动计时方面都得到广泛的应用。

3、RFID的工作流程

RFID阅读器通过天线，发送一定频率的射频信号， 处在发射天线工作区域的标签会产生感应电流， 把标签芯片进行“催醒”；同时，标签芯片获得能量并将自身编码等信息通过内置发送天线发送出去；阅读器天线接收到从标签发送的信号， 经天线调节器传送到阅读器， 阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台系统进行相关处理。后台系统通过逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，并发出指令信号控制执行相应的动作。

4、特殊应用环境下RFID天线设计的特殊性

在天线性能标准方面，最重要的标签天线性能参数为天线的阅读距离r，为了保证较长的阅读距离，标签天线要有至少0dB以上的增益，同时，对于标签天线和标签芯片组成的电路来说，标签天线到标签芯片要有较高的功率传输系数，而较高的功率传输系数由标签天线与标签芯片的较好匹配来实现。其次，在天线设计要求方面，标签天线的形状和大小要适合嵌入或贴在被识别的物体上，或者附于印刷标签内；另外，必须控制标签的制造成本，这要求标签的天线结构简单。

RFID技术应用在智能电网中，实现智能电表批量出入库功能，则需要更为高效读写性能和严格的尺寸要求，即整个天线的外形尺寸要小于70 mm x 30mm；识读距离大于3m。对此，通过采用商业电磁仿真软件Ansoft HFSS进行数值模拟仿真，设计出了一款可满足智能电表应用需求的、尺寸为65mm x 25 mm的RFID天线。仿真时芯片阻抗设置为10-j140，表1为智能电表RFID天线的RCS参数。

通过对标签天线应用在不同厂家的智能电表中，实测结果为：最小测试距离为4 m，最大距离为9m。群读识别率100%，完全满足智能电表的应用需求。

二、RFID技术应用情况

1、物流与零售领域的应用

在RFID技术的应用领域中，物流仓储是最有潜力的领域之一，目前，在国际物流市场，UPS、FedEx、DHL、TNT国际四大物流巨头都在积极试验RFID技术，并准备大规模应用提升其物流能力。在物流管理系统中，将以RFID标签作为物流管理过程中物品的信息载体，用RFID读写器进行信息采集，实现在物流管理过程中出入库、盘点、运输等关键作业环节中信息的快速批量采集，实现物流管理中信息采集的自动化，提升物流管理水平和效率。应用的过程包括：物流过程中的货物追踪，信息自动采集，仓储管理应用，港口应用，邮政包裹，快递等。

另外，由Wal-Mart、Metro等零售集团一手推动的RFID应用，已经可以为零售业带来包括降低劳动力成本、提高商品可视度，降低因商品断货造成的损失，减少商品偷窃现象等等好处。应用的过程包括：商品的销售数据实时统计，补货，防盗等。

2、电力系统的应用

（1）电力资产管理方面。传统的供电企业资产管理，一般依赖于一个非自动化的系统，通过人工来记录、追踪资产，效率低下。随着企业规模的不断发展，资产的种类、数量在不断增加、管理作业十分繁杂，传统管理模式已难以满足资产管理的要求，严重影响了供电企业的运行工作效率，成为制约供电企业发展的一大障碍。在供电企业资产管理中引入RFID技术，实现智能资产管理，可从根本上解决上述问题。智能资产管理主要对资产上的RFID标签进行信息写入、数据采集、数据汇总统计、分析、查询、报表等管理。通过RFID技术，可实现单个或批量数据自动采集模式，实时将采集到的资产信息上传到系统服务器，以方便管理人员对资产进行入库、维修登记、资产流转、盘点、出库、统计等管理工作，使管理人员实时掌握资产动态变化，实现对资产的电子信息化管理。

（2）设备巡检管理方面。电力设备是电力系统的重要组成部分，设备巡检是有效保证设备安全和用电安全的一项基础工作。通过设备巡视检查来掌握设备运行状况，提前发现设备的缺陷和隐患，及时排除隐患，预防事故发生，对保证电力设备的安全和电力系统稳定，具有重大意义。电力设备巡检主要应用在输电、变电、配电上。传统设备巡检中采用手工记录模式，巡检管理工作相对被动，存在巡检效率低、漏巡漏检、缺陷隐患管理不到位的弊端，达不到事故预防和排除隐患的预期效果。在巡检管理中引入RFID技术，实现智能巡检，可从根本上解决上述问题。智能巡检管理系统通过RFID技术对巡检工作流程进行实时监控和记录，实现对巡检工作有效监管，可弥补传统管理中的不足，系统有效地降低人为因素带来的漏检或错检等问题，实现了电力设备巡查工作的信息化、智能化操作，极大地提高了电力设备巡查管理工作的规范化及科学水平，杜绝了巡查人员无法科学、准确考核与监控的现象，实现整个巡查工作的信息化、规范化、网络化管理。

（3）电力智能封印管理方面。电力智能封印是带有特定标识，装设在电能计量设备上，用于识别非法窃电行为，确保计量安全可靠的机械装置。传统的封印采用铅封或普通塑料封，容易仿制、容易开启，防伪性能差。封印上只有数字编码，仅靠人工识别，不便于管理。在封印上引入RFID技术，可从根本上解决上述问题。RFID封印采用RFID射频识别技术，具有全球唯一的编码（TID码），具有极高的防伪性，且RFID编码具有存储容量大、抗干扰能力强、读取距离远及可以写入用户信息进行二次加密等优点。同时，配合智能封印管理系统，可实现电力智能封印产品的信息化、精细化、集成化管理。

3、安全管理方面的应用

RFID技术由于具有快速读取与难伪造性，已被广泛应用于安全管理和个人身份识别。日常生活当中用得最多的就是门禁卡，这是一种内嵌RFID标签的个人身份卡，可以在门禁处对个人身份进行鉴别；还有，现在世界各国正开展的电子护照项目，包括我国的第二代身份证，学生证等其它各种电子证件；类似的，某些银行的信用卡和支付卡中都内嵌了RFID标签；另外，还有一些卡片使用RFID标签自动的缴纳公共交通费用，目前很多地方的地铁和公交系统已经应用了这类卡片。

三、经典案例分析

1. Wal-Mart的RFID革命

2003年6月19日，在美国芝加哥召开的"零售业系统展览会"上，Wal-Mart宣布将采用RFID技术最终取代目前广泛使用的条形码，成为首家公布正式采用RFID技术时间表的企业。现在，在Wal-Mart的6万家供货商当中，大约只有600家已部署了RFID技术。在美国的4000家沃尔玛和山姆会员店中已有大约1000家采用了RFID技术。

通过对Wal-Mart的RFID应用分析，我们不难发现RFID应用在仓储等物流环节中具有非常重要的意义。（1）提高仓储效率。RFID技术的使用可以说是物流管理领域的一次革命，由于其自身超空间非接触识别的特性，改变了使用条形码时需工作人员逐个扫描的情况。同时RFID技术可以同时识别多个产品，从而极大地提高扫描效率。RFID的使用对仓储效率的提高在入库、在库、出库方面都有所实现。（2）降低物流成本。RFID技术实现了物流周转中的即时扫描，替代了人工扫描环节，降低人工成本。RFID技术可以在产品入库时检索保质期，在出库时实现“先进先出”，将损耗降至最低。RFID技术可以即时反馈产品存储数量，有效地降低缺货率，从而将缺货风险消除于无形之中。（3）实现物流管理信息化。RFID依靠自身的可集成性与其他系统相结合形成完备的物流管理信息系统，将整个物流环节数字化、信息化，依靠现代信息技术强大的计算能力与数据分析能力，提高物流管理效率，降低人员需求。（4）提高服务质量。Wal-Mart通过RFID技术的应用，提高物流管理质量，帮助企业赢得客户满意度，提高自身服务质量。

2. 南方电网基于RFID技术的电子化巡检

设备巡检是变电值班的一项重要工作，站内设备种类数量繁多，且密集程度高。对于一个较大的变电站一次巡检的时间往往在2个小时以上，容易造成疲惫、疏忽等失误。传统的巡检模式缺乏监督，且巡检信息的传递迟缓，规范化的巡检流程得不到有效执行等。为了解决以上问题，南方电网公司引入变电站智能巡检系统。该系统由主站系统、PDA、CF RFID读写卡和贴在设备上的RFID标签四部分组成。系统采用了先进、成熟的计算机技术，无线通信和RFID射频识别技术，与变电站规范化巡检相结合，最大限度的减少了漏巡和巡检不到位等问题。

通过对南方电网基于RFID技术的电子化巡检案例分析，我们发现RFID应用在运用在电力巡检系统中有着重要的意义。（1）提高巡检的完整性。每个RFID标签有全球唯一的数字标识，可准确地标识每一个设备，避免了人为因素带来的漏检或错检等问题。（2）解决到位监管。利用目前最先进的识别技术——RFID射频识别技术，通过便携式数据采集器（PDA+读写卡）方便读取RFID标签信息，保证了巡检人员的到位工作。（3）提高信息的实时性。智能巡检管理系统通过RFID技术对巡检工作流程进行实时监控和记录，实现对巡检工作有效监管，弥补了传统管理中的不足，系统有效地消除缺陷隐患管理中的手工操作及信息传递的延迟性和差错率。（4）具有可追溯性。通过设备巡视检查掌握设备运行状况，同时可将设备的运行情况记录在RFID标签中，可提前发现设备的缺陷和隐患，及时排除隐患，预防事故发生，对保证电力设备的安全和电力系统稳定，具有重大意义。

四、RFID技术的应用发展趋势

随着国家加大RFID的扶持力度及政策倾斜，RFID产业保持着高速发展的势头。RFID关键技术的不断进步，RFID标签、读写器、系统集成软件、公共服务体系、标准化等各方面都已取得新的进展，RFID的应用发展也将越来越广泛，主要的发展趋势归纳如下：（1）EPC系统将在物联网技术推广应用。EPC系统是一个复杂、全面、综合的系统，包括EPC编码、网络、通信协议等内容，它是在计算机互联网和射频技术RFID的基础上，利用全球统一标识系统编码技术给每一个实体对象一个唯一的代码，从而构造了一个实现全球物品信息实时共享的物联网。（2）RFID技术应用将会更便捷高效，并朝多功能方向发展。随着3G移动技术、IT技术的不断提高、普及，RFID读写器设计与制造的发展趋势是将向多功能、多接口、多制式，并向模块化、小型化、便携式、嵌入式方向发展；同时，多读写器协调与组网技术将成为未来发展方向之一。（3）RFID的行业化、细分化将是未来的发展趋势。随着RFID厂商的实施经验不断增长、技术不断进步，将会针对行业需求提出各种应用方案，越来越多的RFID行业定制化日益明显，变得更容易。（4）RFID将加速与其他产业进行融合。当RFID系统应用普及到一定程度时，RFID 与互联网、电子商务结合将是必然趋势，也必将改变人们传统的生活、工作和学习方式。同时，与其他IT产业一样，当标准和关键技术解决和突破之后，RFID 也将与其他产业融合形成更大的产业集群，并得到更加广泛的应用，实现跨地区、跨行业应用。

因此，在全社会运用信息技术提高经济运行效益和质量的推动下，RFID无线射频识别技术将会逐渐应用到社会经济生活的各个领域，并发挥越来越大的作用，应用前景广阔。

参考文献：

[1]圣献，基于RFID技术的电子商务物流研究 聊城大学计算机学院 ，山东聊城 252059

[2]路卫忠，朱音，基于GPRS的分布式销售系统研究{J}。微计算机信息，2006：11，185

[3]李波，刘有源，基于RFID的货场物流自动调配系统的研究{J}，物流技术2003，（3）

射频识别技术篇(5)

【关键词】CD-RFID　单信道射频识别　通信思维　闭环检测　开环检测

现行单信道射频识别依据雷达模型，用雷达思维建立通信参数体系，采用闭环检测方法；码分射频识别更关注RFID的数据传输特征，按照通信思维建立通信参数体系，采用开环检测方法。

1　基于雷达模型的单信道UHFRFID空中接口特征

传统的UHF RFID空中接口设计思维源于雷达模型，认为无源标签射频识别基于雷达探测机理。询问信号由阅读器发出，经无源标签后向散射，返回阅读器接收端，完成一次检测过程(图1)，属于单信道闭环系统。

现行无源标签UUHF RFID空中接口标准以ISO/IEC18000-6为代表，其系统特征体现了源自雷达模型的设计思维。基于雷达模型的单信道射频识别系统如图2所示。

物理层采用最简单的单信道ASK调制、包络检波解调，基本属于上世纪70年代以前的信息技术；媒体接入控制(MAC)层集中于处理单信道造成的标签碰撞仲裁和阅读器碰撞协调；空中接口参数体系以散射截面、波形和到达时间为主；采用闭环检测方法：具有明显的雷达思维特征。

单信道体制的RFID空中接口只能以单链路接入网络，系统接入能力很弱；为提高接入效率，降低标签碰撞概率，每标签读取概率最高不超过50％。为了适应不同的应用场景，制定了多种标签碰撞仲裁算法，包括TypeA、TypeB、TypeC和TypeD，复杂而繁多，且其改进效果也有限。为减少阅读器碰撞，又有多种碰撞协调方案；但所有用到的阅读器碰撞协调措施，无不以牺牲读取效率为代价。

单信道射频识别空中接口参数体系，更多地关注到达时间、波形特性和雷达散射截面，很难全面体现RFID空中接口的数据通信本质。

闭环检测方法，使得检测结果同时包含检测环内全部受测设备特性，从而难于分割，有损于一致性检测效果。

基于雷达思维的单信道射频识别系统设计思维是力求提高对返回信号的识别概率，对多目标探测采取逐个解析的方法，不特别关注频谱利用率和频谱效率，适合于单信道应用。

2　基于无线数据通信模型的

UHF CD―RFID空中接口特征

UHF RFID空中接口的无线数据通信模型，认为无源标签射频识别空中接口是两段互相关联的无线数据通信链路。询问信号由阅读器发出，到无源标签接收为第一段数据通信链路，标签借用阅读器提供的载波，由应答数据实施调制后发射返回应答信号，到达阅读器接收端，完成一次检测过程(图3)。

为适应多标签同时应答需求，返回信号的上行链路设计成码分多码道并行应答；下达询问指令的下行信道属于广播方式，设计成多进制扩展频谱码分响应结构。多阅读器环境应用码分组网。因此，整个系统是全码分射频识别系统(图4)，其检测方法为开环检测。

物理层以扩展频谱、码分接入和移位m序列族研究为基础，旨在改善频谱利用率，并将频谱资源转化为系统接入能力的提高。

由于多信道并行应答加以应答前标签的时域分散，标签碰撞概率降至最低；阅读器码分配置，消除了阅读器碰撞。MAC协议中标签碰撞处理相对简单，而且不再需要读写器碰撞协调。

空中接口参数关注系统设备能力，量纲统一为dB、dBm，方便应用系统的工程设计。

开环检测方法结合由系统设备能力构成的参数体系，便于对系统内各项设备分别进行参数定义和检测，有利于改善一致性检测效果。

基于通信思维的码分射频识别系统设计思维是力求合理利用系统通信资源并充分发挥其效用，追求多用户共享通信资源，追求多信道应用。

射频识别技术篇(6)

组成部分有：

应答器：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。阅读器：由天线，耦合元件，芯片组成，读取标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器或固定式读写器。应用软件系统 ：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。射频识别技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

（来源：文章屋网 ）

射频识别技术篇(7)

关键词：物联网；射频识别技术；安全问题；对策

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 22-0000-01

The Internet of Things RFID Security Issues and Countermeasures

Li Yunfei1,Li Pei2

(1.School of Computer Science,Suzhou University,Suzhou 215006,China;2.Wu P Bureau of Suzhou City ublic Security,Suzhou 215101,China)

Abstract:This article will brief you on things,the concept of radio frequency identification technology,radio frequency identification technology for storage of things the safety issues related measures,only for reference.

Keywords:Internet of Things;Radio frequency identification technology;Security;Measures

物联网（Internet Of Things，IOT）被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。它是指通过各种信息传感设备，如射频识别技术、全球定位系统、红外线感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合后形成一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

射频识别技术（RFID）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。射频识别技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。

一、射频识别技术的基本工作原理

射频识别技术的基本工作原理并不是很复杂，当标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者由标签主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

一套完整的RFID系统，是由阅读器（Reader）与电子标签（TAG）也就是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统三部分组成，其工作原理是阅读器发射特定频率的无线电波能量给应答器，用以驱动应答器电路将内部的数据送出，此时阅读器便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。

以RFID卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成：感应耦合及后向散射耦合两种。一般低频的RFID大都采用第一种式，而较高频大多采用第二种方式。

二、物联网射频识别技术存在的安全问题

（一）资源代码过多；标签容量受限，接入控制和加密等的复杂度不高，但后台中间件系统可能包含大量源代码。

（二）协议通用；在当前的网络体系下，开始低成本但又可以升级的中间件系统，这样一来现在现有网络协议安全性不佳的条件下中间件系统也因此会受到影响。

（三）后台数据库有漏洞；射频识别技术的后台数据库一定要带有储存功能，并要能第一时间里查询到收集到的标签信息，只有这样才能满足更大的应用需求，但是目前的数据库通常都存在着安全漏洞。

（四）数据价值高；具有一定的经济或是隐私特征的标签信息，会直接关系到国家安全。要是射频识别技术系统被黑客当成攻击的对象，当人们稍不注意恶意软件的危害时，射频识别技术系统将会受到危险，整个系统也将变得很脆弱。

三、物联网射频识别技术安全问题的解决措施

针对物联网射频识别技术安全存在的问题，我们要找出问题的所在并采取相

应的解决措施。首先我们要明白对于低成本的标签来说，采取低成本的技术保护标签信息，构建安全的射频识别技术系统是当务之急。

（一）C1G2协议的改进。C1G2协议规定了运行在特高频（860至960MHz）频率范围内的标签和阅读器间的通信协议。C1G2具有口令保护读、访问功能，口令的长度可以由8位增加到32位，此外更有永久锁定内存内容的独特功能，可以让数据永不丢失。C1G2协议大大提高了阅读器的使用能力，可以让它在读取区域中一次就可以读取大量的标签，因为它采用的是一种较复杂的反碰撞算法，这种算法加上扩频技术的采用，让阅读器在可接受的距离、不同的频率上、不同的标签通信进行选择。但C1G2协议也有需要改进的地方，首先私有标志，在标签中我们可以加入私有标志，并添加一个Silent命令，也就是在保护状态下接入密码正确时标签执行该命，来声明或者是取消该私有标志。然后是功能锁，在原始的C1G2协议中，EPC，TID和用户的记忆库中只有写密钥锁功能，在改进方案中有读、写密码两种功能。经过改进后的EPC C1G2协议可以有效改善射频识别技术隐私安全，但是后台信道监听者也可能获得标签的标识符，因此后能信道的安全也是我们要重视的。

（二）隐藏标签原始ID。商品生产商或者是销售商是确定标签原始的操作者，阅读器通过加密算法生成临时的标签ID。阅读器内的标签ID和密钥为加密算法的输入，阅读器把加密算法的输入写入EPC存储库。引入随机数与IDO一起作为算法的输入可以有效地避免出现两个相同的IDT。解密算法的输入是阅读器中储存的IDT及密钥。

这种隐藏标签原始的方法可以在信道监听者进行截获信息或跟踪标签时才生一定的干扰性，某一程度上对标签信息产生了保护作用。

四、结论

物联网射频识别技术在物联网中起到了重要的作用，但是由于高成本的原因至使该技术为未大量运用到现实生活中，只有少数的企业在运用。但是我们相信，随着国家政策的支持，制造成本的下降，，在不久的将来物联网射频识别技术将会出现在我们的周围，它将会是物联网上最有发展潜质的技术之一。

参考文献：

[1]李要伟.射频技术在物联网中的应用[J].物联网技术,2011,1