射频识别技术篇（1）

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。

射频识别技术篇（2）

1.射频识别卡

RFID即射频识别（即Radio Frequency Identification，以下简称RFID），又称电子标签。是从90年代走向成熟的非接触式的自动识别技术。它将射频识别技术和IC卡技术成功结合起来，将无源以及免接触的难题解决了，是电子自动化技术领域的一项很大的突破。RFID是将来标签市场中的一种终极产品，在市场上所占的比例越来越大。

2.射频识别技术在物流管理中的优势

2.1使读码劳动力成本降低

使用产品级射频识别技术能帮助零售商的劳动力成本减少，货物管理和货架存品的服务费也减少，对于射频识别技术的产品来说，通过提高自我的服务项目，减少检查的时间和检查的错误，将能改进目前这种“自动扫描”的检查方式。

2.2使库存和销售人员方面的成本减少

一般情况下，对商家来说库存及销售成本比较高。利用读写器来读取容器、货盘、纸箱和物品，从而取代消耗人力的条形码识别过程。射频识别技术能够使销售人员的数量减少30%以上，从而降低了成本。

2.3使偷盗情况的减少

对于商家来说，就货品被偷盗一项，每年造成的损失就高达几百多亿美元，保守估计造成的损失将占到全部销售额的1%-2%。采用了射频识别技术后，可以在供应过程中实时追踪货品，指明某个时刻某件货品所处的具置，并且也能减少存货中的出货遗露。射频识别技术已在部分货品中得到了成功的应用，尤其适用于那些具有比较高的利润或价格很贵的货品。

2.4使存货有所节余

射频识别技术能有效地降低存货中的错误，很大程度的提高存货报告的有效性。通过使用射频识别技术来准确地追踪货品，公司能够清楚地掌握货品销售的历史记录，并且对实际所需存货预测的准确性有所提高。

3.射频识别技术在农业物流中的应用

物流是射频识别技术的应用领域之一，物流所特有的高度准确率和快捷性很大程度的降低了农业中的物流成本，提高了货品分拣中的自动化程度，从而降低了差错率，使农业的市场竞争力和服务效率提高了，也使整个供应链管理显得透明而高效。射频识别技术在农业物流领域主要用于对货品的跟踪，运载工具和货架等的识别方面。以下是射频识别技术的一些典型运用。

3.1可以实现智能化的托盘系统管理

把每个托盘上都安装了射频标签，在托盘进出仓库的必经通道口的上方位置上安装射频识别器。当装载着托盘货物的叉车通过时，射频识别器就会获取射频标签内的信息，并将信息传递给计算机，将托盘的通过情况记录下来；当托盘装满了货物时，自动称重系统便会自动比较单个托盘的重量和装载货物的总重量，从而获取它们之间的差异，了解货物的实际信息。通过使用射频技术，可以准确地获得仓库中的托盘、货物状况，进而使仓库的管理水平得到提高。

3.2可以实现通道控制系统管理

把射频标签安装在仓库中的各个包装箱上作为唯一标识，把射频识读器安装在包装箱进出仓库的通道进出口处，识别器天线固定在上方。当包装箱通过天线所在处时，计算机会把从标签里获得的信息与主数据库里的信息进行比较，信息正确时绿色的信号灯亮，说明包装 箱可以通过，信息不正确时，会将红色信号激活，同时也将日期和时间记录在主数据库中。该系统建立了高速、有效的信息输入途径。也就可以在高速移动的过程中获取信息，很大程度的节省时间。同时还可快速获得信息的回馈，从而降低货主的风险。

3.3可以实现集装箱自动识别系统管理

集装箱上安装标签。当运送集装箱的汽车、货船、火车到达或离开货场时，通过射频识别设备，对集装箱进行自动识别，并将识别信息传递给信息系统，实现集装箱的跟踪管理，提高集装箱的运输效率。

3.4可以实现配送过程中贵重货品的保护

在有的仓库中可能会存储着价值比较贵重的货品，为了防止货品丢失，或者防止装着这些货品的托盘放错位置而导致交货延迟，可以采用射频识别技术，以保证叉车移动托盘时按照正确设置的线路走，降低了在没有监控道路上货物被盗的可能。

4.射频识别技术的未来研究方向

射频识别技术与其他新兴起的技术一样，也会存在一些问题，但射频识别技术的发展趋势在未来物流管理中是不容忽视的。为保证射频识别技术在物流领域的广泛的应用，其未来研究方向应重点注意以下几个方面：

4.1制定统一的射频识别技术标准

射频识别技术标准的不统一是制约射频识别技术发展的第一因素。因为每个射频识别标签中都有一个惟一的识别码，如果射频识别的数据格式都不同而且又互不兼容，那么这些的射频识别产品就不能通用，这对全球化经济商品流通是非常不利的。因此，制定统一的射频识别技术标准，让一个射频识别产品能顺利地在全球范围中流通下去，是当前迫切需要解决的大问题。

4.2实现射频识别技术软硬件技术的突破

尽管射频识别技术具有远距离读取数据、非常高的储存量及有强大的抗污性等特性，但是射频识别技术读取的准确性的问题仍然需要进一步增加，主要是开发研究射频识别标签与读取机的工作。射频识别技术的应用管理过程中，与读取设备和相关的管理应用软件是离不开的。所以，射频识别技术的软件开发和研究工作也有待进一步发展。如何用射频识别技术带来的数据来降低成本，提高生产效率是非常重要的问题。

4.3解决射频识别技术安全问题

应用射频识别技术的最大的一个好处就是可以对企业的供应链进行透明管理，但同时也会使个人隐私不安全。因此，就迫切需要尽快研究出增强安全性能的射频识别技术产品。

4.4降低射频识别技术的成本

目前最困扰企业大量应用射频识别技术的关键问题是射频识别技术成本的降低问题，其成本的消耗最主要的是标签的使用、读写设备及管理软件的成本。其中，由于标签是贴于每个单件产品上，使用数量非常大，因此标签成本的降低，将是射频识别技术成本降低的最重要的部分。

由此，射频识别技术已经成为本世纪最具发展潜力的技术之一。因其耐用性、方便性且可高速通信等特点，在电子信息领域中越来越广泛应用。尤其在农业物流的应用上，促进了我国农业信息技术及其应用的发展。现代农业物流将射频识别技术与现代的物流管理相结合，将会极大地提升物流管理各个环节的智能化水平和服务水平，其势必成为本世纪现代物流发展的不可逆转的趋势。 [科]

【参考文献】

[1]游战清，李苏剑.无线射频识别技术（RFID）原理与应用[M].北京：电子工业出版社，2004：146-173.

射频识别技术篇（3）

随着科学技术的不断创新和深入化发展，射频卡这种非接触式IC卡将逐渐取代IC卡在社会上的广泛应用。作为传播知识和发挥教育职能的高校图书馆，也一直在探求一种更新更完善的高新技术，来满足近几年信息共享的要求，射频识别技术（RFID）由此应运而生。图书馆界认识到射频卡这种非接触式IC卡的优点之后，正在不断的把射频识别技术应用于现代图书馆中。

一、射频卡的基本概念与功能分析

射频卡又称非接触式IC卡（简称RF卡），它是一种以无线方式传送数据的集成电路卡片，无电源、免供电、内藏特殊密匙数码信息的密码卡，可利用双向无线电射频技术，完成卡的数码识别，亦即代表了持卡人的身份和相关信息。射频卡在读写时处于非接触操作状态，避免了由于接触不良所造成的读写错误等误操作，同时避免了灰尘、油污等外部恶劣环境对读写卡的影响。与接触式IC卡比较，射频卡主要有：①可靠性高；②操作方便、快捷；③应用范围广；④加密性能好等优点。

二、射频识别技术的优势

射频识别系统主要由电子标签（也就是射频卡）、阅读器、天线三部分组成。阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发出自身编码等信息，被阅读器读取并解码后，送至中央信息系统进行相关数据处理。射频识别技术的优点如下表所示：

从上面的图表可以得出结论，射频识别技术如果应用到高校图书馆领域，会有很大的发展空间。

三、射频识别技术应用于高校图书馆中的优越性

（一）简化借还书作业

目前高校图书馆的纸质资料除以条码作为每一本书的辨识码以外，为了安全起见，还需加贴磁条，以防图书被窃；应用射频识别技术，以射频识别标签取代条码、磁条，借还书免除了消磁和上磁的繁琐工作，而且图书在馆的安全性大大提高。

（二）读者可自助开展借还书

射频识别技术通过配上相应的自动借还书设备，读者在图书馆内可办理自助借还书手续，既方便了读者，也符合图书馆界近几年来所倡导的人性化服务、个性化管理的需要。

（三）加速了盘点作业

由于条码阅读器必须在近距离且没有物体遮挡的情况下才可辨认，因此，在盘点时需从书架上将每一本书取出。射频识别技术的标签是以无线电波传送讯号，可以一次读取数个标签资料，馆藏盘点时，工作人员只需在书架上横移即可读取馆藏资料，简化了图书馆工作人员的盘点工作。

（四）容易查找错架、乱架的图书

在整理图书馆馆藏时，图书馆工作人员可利用无线电波射频识别感应技术，使错架的图书能很快被发现，提高整架工作的工作效率，同时劳动强度降低。

当前，高校图书馆在推广应用射频识别技术方面还处于尝试阶段，并没有被广泛的应用，主要的原因在于射频识别技术还处于一个发展阶段，但是这种新技术正在被图书馆界所重视，毕竟把这种技术应用到图书馆中，可以给广大的读者和工作人员带来方便，这种技术在图书馆中的广泛应用势在必行。

参考文献：

[1] 沈嵘.无线射频识别技术（RFID）及其在图书馆中的应用[J].现代图书情报技术，2004， （9）.

[2] 程晨.浅谈射频识别技术在中国的发展[J].单片机及嵌入式系统应用，2005， （4）.

射频识别技术篇（4）

??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。

射频识别技术篇（5）

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。

射频识别技术篇（6）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.177

1 引言

FID（射频识别）技术来源于电磁感应现象，在20世纪80年代飞速发展，由于这项技术具有自动识别的能力，今年来发展也很迅猛。其技术的发展已经趋于多功能化。目前，多种已经投入实用的自动识别技术都与射频识别技术相关，但是这些技术还是有一些区别的，例如：核心工作原理、电磁波的工作频率和整个系统的技术特点以及系统所应用的相关技术标准还是不同的[1]。一个典型的射频识别系统由以下三部分组成，即电子标签、读写设备和后台数据处理系统。以上三部分的核心器件是电子标签。

2 射频识别中的电子标签技术

射频识别中的标签按工作原理可以分为主动式、被动式和半主动式三种。

2.1 被动式

射频识别中的被动式电子标签为常见标签，其特点是内部没有供电电源。这种电子标签依靠接收到的电磁波驱动内部的集成电路工作，而接受到的电磁波是由射频识别读取设备发射出来的。如果电子标签接收到的信号强度足够，就可以驱动内部电路向读写设备发送数据。这些数据通常有全球唯一的ID号以及电可擦写只读存储器中的预置数据[2]。由于被动式电子标签价格低廉、体积小以及无需专用电源供电的特点，因此此种标签占了主要市场份额。

2.2 半主动式

半主动式标签的出现与主动式标签的一些缺点有关。被动式标签的天线除了接收读写设备发射的电磁波来驱动内部基础电路外，还要通过将天线的阻抗切换来将电信号回传来产生数字信号。要提高回传效率，天线的设计很重要，必须处于短路开路间，但是这样处理又使得回传信号发生反射无法传送到读写设备。半主动式标签的结构与被动式标签类似，但是在内部多了一个微型电池给内部集成电路供电使得集成电路处于正确得工作状态[3]。与被动式标签相比，半主动式标签的响应速度更快，传输效率更高。

2.3 主动式

主动式标签内部具有微小内部电源给内部集成电路供电并且产生对外电磁波以被读写设备接收。由于内部独立电源产生的电磁波信号强度足够，主动式标签具有较长的发送距离和较大的存储容量来存储读写设备发送来的一些信息。

射频识别技术由一套完整的设备组成，这些设备的核心是电子标签，电子标签由存有代码识别能力的大规模集成电路处理器芯片和发射接收天线组成，目前主要是无源式。使用的时候由接收天线接收读写设备发送的电磁波信号。除此之外还有读写器和后台服务器系统。

在超市比较流行的条码技术与RFID相比缺点很多，RFID技术的优点很多，如存储容量大，发射距离长，信息安全度高，适应环境能力强，最重要的是可以一次性读取多个标签。缺点也明显，如目前的生产成本高，但是随时技术的发展和使用量的增加可以大大降低使用成本[4]。

相对也有缺点，就是建置成本较高。不过透过该技术的大量使用，生产成本就可大幅降低

3 结束语

射频识别技术今年来成为了物联网技术的核心和热点，伴随着相关技术的长足进步如微型集成电路的发展，微型智能电子标签得到了发展，其在超低功耗集成电路上的进步为超低功耗电子标签的发展创造条件。被动式电子标签没有电池，由接收读写器发射的电磁波信号从而获得电路所需的能量，这类线圈工作距离较近，且只能单向通信，使用的局限性较大，而主动式电子标签不但具备被动式电子标签的所有特性，而且还具有较长的读取距离，全双工通讯，使用寿命较长，性能更好等优点[5]。 物联网技术中，RFID可以对物体实现透明化追踪、通信与管理，是实现物联网的基本技术。RFID与智能网络等技术相结合，可以实现远距离物体的跟踪与信息的共享，从而赋予物体的智能，实现人与物、物与物的沟通对话，最终构成联通万事万物的物联网。

参考文献：

[1]黄玉兰.物联网射频识别技术（RFID）与应用[M].北京.人民邮电出版社，2013：101-103.

[2]黄玉兰.物联网-射频识别（RFID）核心技术详解[M].北京.人民邮电出版社，2010：140-142.

[3]董丽华.RFID技术与应用[M].北京.电子工业出版社，2008：79-81.

射频识别技术篇（7）

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

射频识别技术篇（8）

引言

射频识别技术是在20世纪40年代随着雷达技术的改进和应用而产生的，它通过无线射频方式获取物体的相关数据，并对物体进行识别，无需与被识别物体直接接触，即可完成信息的输入和处理，能快速、实时、准确地采集和处理信息[1]。

电力作为一种重要的能源在社会生活和生产中发挥着重要的作用，绝大多数的家用电器和生产设备都依赖电力运行。一旦电力设备出现故障或事故，轻则给一定区域内人们的日常生活和生产带来不便，重则使人们的生活和生产陷入瘫痪，造成严重的经济损失，所以有必要采取先进的技术来保障电力设备的安全、可靠运行。

1.射频识别技术在电力领域的应用

射频识别技术作为一项新的识别技术，具有其他以往识别技术所不具有的优点，所以倍受科研人员的关注，并将其应用于电力领域的各个方面，用以提高电力系统安全运行的可靠性。

1.1电力设备巡检

电力设备由于长期暴露在大自然之中，不仅承受正常机械载荷和电力负荷的作用，而且还经受污秽、雷击、强风、鸟害等外力侵害。多种因素将会促使设备老化、疲劳、氧化和腐蚀，如不及时发现和消除，就可能会发展成为各种故障，对电力系统的安全和稳定构成威胁，所以有必要对电力设备进行巡检。王越等[2]提出了一种能实时传送巡检数据的变电站巡检方案，实施过程是将具有不同编号的RFID射频标签安装在需要巡检的作业地点上，巡检人员按系统生成的巡检路线到达现场，巡检人员手持内置有RFID读写器模块和GPRS通信模块的便携式数据采集器与作业点的RFID射频标签通信，在PDA上即显示出该区域下的对应需要检查的设备，巡检人员可对设备进行检查，并将检查结果以简单的形式录入PDA上的嵌入式数据库，并将巡检数据通过GPRS实时上传至中心服务器。该系统有效地解决了人员到位困难和巡检数据不及时等问题，实现了变电站巡检管理的信息化和规范化。

1.2电力设备标识化管理

杨胜春等[3]提出了一种利用射频识别技术与计算机数据库管理技术结合，实现对电力企业中人员和设备智能安全管理的新的解决方案。当携带标识卡的人员和机动设备通过现场专用处理传输分站区域时，标识卡立即发射出具有代表身份特征的射频信号，经目标识别器接收并通过专用处理传输分站发送到管理中心站。使管理人员能及时准确的查询各种信息，方便作业人员和设备的调度与管理，提高和优化电厂的整体管理水平。

1.3电力设备动态缺陷管理

为了更好地利用电力设备状态数据和防止电力设备缺陷管理中的疏漏，张龙斌等[4]提出了基于RFID的电力设备动态缺陷管理系统。该系统中用RFID标签标识设备，并随着设备的使用逐渐产生动态信息，从而在环境各异的现场实现对检修设备操作快捷、安全的目的。通过该系统的使用可以规范设备缺陷的管理，降低事故发生率。

1.4电力系统安全作业

电力系统具有设备种类繁多、操作项目繁杂、工作地点分布广泛、工作条件不一的特点,从而导致人为的错误操作,恶性事故屡有发生,给生产和人们生活造成巨大危害,其社会影响、经济损失是难以计算的，为了防止对电力设备操作中的疏漏，袁瑶等[5]设计了一种用于确保电力系统作业安全的硬件防护装置。结果通过USB接口输入主计算机两票系统数据库。系统为软、硬件结合的网络化管理系统，采用RFID技术和J2EE架构的有机结合，为电力两票管理提供了高效的基础数据。同时，RFID的非接触、可同时读多卡等特性，为系统管理环节提供安全、便捷、准确、实时的信息，从根本上降低事故发生率。

1.5防止窃电

窃电问题是各供电企业普遍面临的问题，电力用户点多面广，涉及千家万户，计量装置安装分散，在窃电严重的地区需要投入大量的人力物力，对如何避免窃电关系到供电企业的切身利益和供电安全问题。李大勇等[6]提出了一种基于射频技术的防窃电开箱记录仪，该装置包括安装在电表箱内部的具有存储功能的电子锁（基于无线射频技术）、作为电子锁钥匙的射频卡和布置在控制室的发卡机、控制中心服务器及相关的配套软件。利用射频卡可以实现无接触开启电表箱，电子锁则记录相应的开箱时间、开箱方式、用户信息。利用采集卡收集电子锁存储的开箱信息，上传至控制中心服务器，可以对开箱记录进行查看，并且可以利用风险分析软件对开箱数据处理，分析得到各个表箱存在的窃电风险程度，提醒工作人员采取相应的措施。

2.结束语

射频识别技术虽然在电力领域的各个方面得到了应用，但仍处在起步阶段，需要我们投入更多的精力对其进行研究，以便解决其在技术标准上的不统一及成本高等问题，利用射频技术具有抗污染能力强、容量大及可同时识别多个标签等众多的优势，来保证电力系统的安全运行。

参考文献

[1]黄玉兰.物联网、射频识别（RFID）核心技术详解(M).北京:人民邮电出版社.2010:13～20

[2]王越,麻赛军.基于RFID的变电站巡检系统[J].四川电力技术,2010,33(2):77～79

[3]杨胜春,姚学武,文孝强.基于RFID技术的电力企业人员及设备智能安全管理系统[J].东北电力大学学报,2007,27(6):54～56

射频识别技术篇（9）

在10年前就已经提出物联网的概念，物联网其实质就是把物联接到网络上，连接方式是通过射频技术，红外技术、无线传感网络等方式进行，但是这些设备进行通信必须按照约定的协议进行信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。物联网概念定义其实质还是以互联网为基础，把互联网的用户拓展到物体和物体之间。物联网的概念的实质有两层意思：

第一：物联网是互联网的延伸和扩展，其核心和基础仍然是互联网；

第二：其用户端不仅仅是个人，还包括任何物品。

一、物联网的架构

从技术架构上看物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层，如图1所示。

1.感知层由二维码标签、RFID标签和读写器和各种传感器以及传感器网关构成。感知层是物联网获取和识别物体层，它从物体中获取物体的信息，它是物联网信息采集的来源。

2.网络层是由通讯与互连网的融合技术，包括信息存储和查询，网络管理等功能，网络层的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术，感知数据管理处理技术包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、和理解以及基于感知数据的决策和行为的理论和技术。

3.应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

二、射频识别技术

射频识别技术（RFID）是无线电技术在自动识别领域中的具体应用，RFID技术是通过无线射频方式进行，通信双方自动识别实现交换数据，它主要是通过射频信号进行识别目标对象，并自动获取物体的相关数据，同时也向后台的计算机处理系统进行通信，完成相关的数据信息处理。射频识别技术包括数据的采集，数据的传输和数据的处理的功能。

工作原理

当标签进入磁场以后，标签接收读卡器发出的无线射频信号，标签内的感应电流所获取的能量把标签内存储的信息发送出去，如果标签自身有电源标签就会主动发送某一频率的信号；解读器读取信息并且解码，然后把信息送到中央信息处理系统，最后由中央信息系统进行数据处理。

射频识别技术主要是电子标签和读写器之间的信息主要通过无线信号进行穿梭，这种信息传送的射频信号分两种耦合类型。

三、RFID系统组成

RFID系统有标签、阅读器、Internet，服务器、中间软件和计算机数据库系统。系统通过阅读器发送信号至电子标签，电子标签通过射频信号驱动内部的电磁电路提供电力，由天线将内部存储器所储存的数据传至阅读器，经由中介软件编码，通过网络最后再将信息存入对应数据库。

读写器读出的电子标签的信息，并采用分布式的系统中间件处理由读写器读取的一连串标签信息。由于每一个电子标签上只有唯一代码，计算机需要知道与该EPC匹配的其它信息，这就需要ONS来提供一种自动化的网络数据库服务，EPC中间件将EPC代码传给ONS，ONS指示EPC中间件到一个保存着产品文件的服务器（EPCIS）查找，该文件可由EPC中间件复制，因而文件中的产品信息就能传到供应链上，系统的工作流程如图2所示。

1.电子标签

RFID标签是由耦合元件和芯片组成，它内置天线芯片中写有能够被识别的唯一的电子编码，这种标签附着在可被识别的物体上，标识目标对象。这种标签具有持久性的特点，信息接收传播穿透性强、存储容量大、种类多的特点。有些标签支持读写功能，目标物体的信息能够随时被更新。

2.读写器

读写器在射频系统中起着关键性的作用，它是整个系统的基础设施，它与RFID标签进行信息交换，交换过程中，读写器把射频电磁信号转化成数字信号，特别是读写器进行对信号加工整理，然后从中解调出返回的信息，完成对RFID标签的识别或读/写操作；读写器与计算机通讯：上层中间件及应用软件与读写器进行交互，实现操作指令的执行和数据汇总上传。

3.中间件（middleware）

为实现所采集信息的传递与分发而开发的中间件，中间件是一个软件，它可以接受客户端发送的请求，可以同时对多个读写器进行操作，进行并发处理，并且可以连接一个或者多个后端软件应用系统连接，它是返回结果数据的特殊化软件。应用程序使用中间件提供的应用程序接口（API），进行与读写器进行通信，读取RFID标签数据。

4.应用软件

主要指企业系统软件，应用软件（application software）是直接面向RFID应用最终用户的人机交互界面，协助使用者完成对读写器的指令操作以及对中间件的逻辑设置，逐级将RFID原子事件转化为使用者可以理解的业务事件，并使用可视化界面进行展示。由于应用软件需要根据不同应用领域的不同企业进行专门制定，因此很难具有通用性。从应用评价标准来说，使用者在应用软件端的用户体验是判断一个RFID应用案例成功与否的决定性因素之一。应用软件也是系统的数据中心，它负责与读写器通信，将读写器经过中间件转换之后的数据，插入到后台企业仓储管理系统的数据库中，对电子标签管理信息、发行电子标签和采集的电子标签信息集中进行存储和处理。

四、RFID射频设别系统应用示例

港口集装箱RFID技术的应用，RFID应用系统主要有三部分组成，首先在集装箱上安装电子标签，电子标签内保存集装箱信息，并且能够进行自动识别；其次，在港口区域有无线覆盖，进行信息传输，它可以完成对电子标签的信息的传输，应具有实时性信息交互，并将数据导入TSS运输安全管理系统；第三部分集装箱信息实时交换系统，完成后端对集装箱信息的实时处理和管理，并进行EDI数据交换，以实现起运港和目的港之间的集装箱信息实时交换。

参考文献：

[1]王忠敏.《EPC技术基础教程》.北京：中国标准出版社，2004[2]

射频识别技术篇（10）

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