射頻識別技術的應用與發展研究

李成淵

（無錫城市職業技術學院，江蘇 無錫 214000）

射頻識別技術的應用與發展研究

李成淵

（無錫城市職業技術學院，江蘇 無錫 214000）

作為一種優秀的識別技術，射頻識別具有識別距離遠、對環境適應性強、數據存儲量大、可以分別同時識別多個物體等多個優勢，已廣泛應用于零售、工業、物流、交通等許多領域。文章介紹了無線射頻識別技術的組成部分、工作原理，研究了射頻識別技術以其自身的特點和優勢，分析了射頻識別技術當前在國內外的發展應用狀況和技術存在的問題，并研究分析了該技術在交通領域、零售業領域、信息管理領域應用要點和發展趨勢。

射頻識別技術；交通；ETC；印刷；圖書館

1　射頻識別技術簡介

無線射頻識別即射頻識別技術（Radio Frequency IDentification，RFID），是自動識別技術的一種，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信，利用無線射頻方式對記錄媒體（電子標簽或射頻卡）進行讀寫，從而達到識別目標和數據交換的目的，其被認為是21世紀最具發展潛力的信息技術之一。

1.1射頻識別技術定義

無線射頻識別技術通過無線電波不接觸快速信息交換和存儲技術，通過無線通信結合數據訪問技術，然后連接數據庫系統，加以實現非接觸式的雙向通信，從而達到了識別的目的，用于數據交換，串聯起一個極其復雜的系統。在識別系統中，通過電磁波實現電子標簽的讀寫與通信。根據通信距離，可分為近場和遠場，為此讀/寫設備和電子標簽之間的數據交換方式也對應地被分為負載調制和反向散射調制。

1.2射頻識別技術系統構成與工作過程

RFID涉及射頻信號的傳輸、解碼、調制、編碼等多個方面。無線射頻技術應用在自動識別系統中，形成了無線射頻識別系統。無線射頻識別系統分別由射頻識別標簽、計算機數據處理系統和標簽讀寫設備終端組成。

讀寫設備將不斷發出一定范圍的無線電波，形成電磁場。當標簽檢測到周邊信號，便響應信號，以無線電波形式將存儲在內部的信息發送回讀寫設備。讀寫設備接收信號后，進行解碼和校準數據的準確性，最終實現對象的信息采集、處理。

1.3射頻識別技術特點

RFID的讀取速度較快，可以在同一時間讀取多個標簽，不需要人工幫助，穿透力很強，移動狀態也可以實現識別。RFID抵抗環境較為良好，標簽對油、和水有機溶液及其他等臟污垢，具有良好的耐受性，同時他也有耐高溫、抗磁性的特點。RFID中的數據存儲容量較大，較傳統標簽有著不可比擬的優勢。RFID防偽性能高，附議安全性加密機制后的系統，具有難以復制、防偽性高等特點。的防偽性能較高。射頻識別技術有其自身的特點，它與其他的識別技術相比有其獨特的優勢。具體內容如表1所示。

表1　常見自動識別技術比較

2　射頻識別技術發展現狀

在1940年，射頻識別技術的研究理論已經奠定，從實驗研究階段，一些應用程序嘗試在1970年以后，產品和技術進如大開發，應用中早期應用程序。1980年后步入商業應用階段各種形式層出不窮。到現在，它早已浸透到大家生活中的點點滴滴。

射頻識別技術在國外發展很快，射頻識別產品種類很多，在一些經濟發達的國家應用更為廣泛，它主要應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域，如：火車交通控制、停車場管理系統、高速公路自動收費系統等等。我國的射頻識別應用尚處于起步階段，還有一些問題尚待完善：不同頻率規劃、信息安全性正受到攻擊、核心硬件產品生產技術有待提高、成本較高等問題。

3　射頻識別技術的應用

射頻識別的應用領域主要有：①物流。物流過程中對物資的全程可視、空間定位與跟蹤、信息自動采集，港口管理、郵政、快遞等。②零售。商品的銷售數據的實時監控、質量追蹤、自動化生產。③服裝業。餐廚管理、品牌管理、單品管理、渠道管理。④交通。高速路橋的不停車收費、出租車管理、交通運輸流量管理。

下面主要具體分析研究射頻識別在交通、零售和圖書館領域的應用。

3.1交通領域

高速公路自動收費系統，也被稱為停車收費系統，簡稱ETC。它由數據采集、車道管理、車道控制機和結算網絡接口、業主管理和查詢系統這些單元構成。其工作流程大致：車輛駛入自動收費車道的感線圈，射頻識別標簽產生感應電流，向ETC系統發送信號，將車輛的信息傳輸到收費中心；收費中心把收集來的信息進行數據信息判斷，并把計算出的結果通過網絡傳輸到收費中心；收費中心將處理傳輸過來的數據，將處理結果即收費標準等傳輸至收費站，然后收費站對用戶進行自動扣除費用。

高速公路自動收費系統，車輛類型較多，需要大約4 m的讀寫距離與快速度的讀寫速度，使系統的頻率應在900 MHz和2 500 MHz。射頻識別標簽一般放置在車輛擋風玻璃后。因為射頻識別標簽暫時還沒有實現在車輛上的全面覆蓋，而現在的方式是將多車道的收費口分自動收費和手動收費兩部分，天線豎立在道路的頂部。當車輛通過天線時，該車輛車被頭頂上的天線接收到，以確定該車輛是否是有效地。讀寫器的指示燈指示車輛分別進入不同車道，手動收費口仍保持現有的運作模式，車輛進入自動收費口，自動從用戶賬戶扣除費用，且指示燈和蜂鳴器告訴司機收費是否已經完成，不用停車就可以通過，自動欄桿將攔下惡意闖入的車輛。工作過程如圖1。

3.2門禁安保領域

將來的門禁保安系統也可應用射頻卡作為身份識別載體，并能適用到多個場合，比如作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護照等等，以明確對象身份后，簡化出人手續、提高工作效率。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進出入口有一臺讀寫器，人員出入時自動識別身份，非法闖入會有報警。安全級別要求高的地方、也可以結合其他的識別方式，比如將指紋、掌紋或顏面特征同時存入射頻卡。

圖1　高速公路不停車收費系統工作示意圖

3.3零售業領域

以沃爾瑪為例，射頻識別技術在其貨物配送中起到至關重要的要求。沃爾瑪其供應商需按照訂單分揀好所有物品，交給物流方面運輸；在到達終端接貨處時，貼有rf標簽的商品通過門口時會被閱讀器識別，完成自動盤點，并將商品的種類、數量、時間等信息傳送到數據庫；配送中心會根據各門店需要配貨；在貨物的運送途中，可以通過rfid對物品進行全程監視，準確了解貨物的狀況；商品到達門店后會與配送中心一樣，自動完成對貨物的清點并更新數據庫；商品被擺上售貨架后，可以通過覆蓋整個商店的射頻識別閱讀器準確的定位貨物的種類、數量、位置信息等，及時掌握貨物信息，以便進行補貨、促銷等活動；顧客購物完成后，推著購物車從閱讀器前走過即可完成商品的統計結算，這時便可進行付款；付款的方式不僅可以使用現金、銀行卡，也可以使用商場專用卡，同我們學校使用的飯卡一樣，刷卡后自動完成扣費。

3.4圖書管理領域

近年來，射頻識別技術在圖書館管理中的應用也在逐步推廣，我國已有多家圖書館使用了射頻識別技術，上海市更是已經制訂了上海FRID圖書館應用標準。目前，在圖書館管理使用最廣泛的識別技術還是條形碼技術，它具有輸入速度快、可靠性高、信息采集量較大、靈活實用得優點；但條碼技術使用效率低，印制后就無法再更改，容易損壞；條碼閱讀時需要有掃描光源照射才可識別，每次都需要管理員打開圖書翻到扉頁才能掃描，操作流程機械繁瑣，降低了書籍借還的效率。

而圖書館應用射頻識別可以取代所有條形碼和防盜磁條的全部功能，簡化文獻加工流程，實現典藏的實時化、精確化和高效率。文獻信息的采集時，將要采集的書本放在一起，尤其是有新的文獻要入庫時，用射頻識別移動終端設備即射頻卡閱讀器，就可以同時采集到所有書本的詳息信息，并且將數據傳輸到數據庫，用計算機對其進行歸類處理，建立智能信息處理實體，對圖書入庫實現物流式管理。應用射頻識別技術，可以實現書籍的自助借還服務。讀者選定好要借還的書籍后，將圖書放在閱讀設備的識別區域，圖書只需短暫的“經過”即可以完成多本書籍的借還，并詳息記錄圖書及其借還信息，完全實現圖書自助借還，縮短借還時間，大大減少管理人員的工作量。應用射頻識別技術，實現圖書盤點、典藏一體化管理。通過工作人員掃描架位的標簽，查詢存放在架位上所有的館藏清單，然后通過手持掃描設備對架位上館藏進行掃描、清點后，直接將數據發送給主機，盤點書籍的數量、擺放是否正確等信息，實時保證清點正確，便于圖書的統計、補缺等工作。

應用射頻識別技術，實現門禁防盜、信息管理智能化。在同一個系統中，讀者可以登入系統查詢書籍信息、預約借書、向圖書館推薦書籍，系統也可以提醒讀者還書日期等。同時，對于書籍的偷盜，可以詳息記錄丟失書籍的信息和數量，甚至在啟動警報的同時啟動攝像頭對偷盜者進行拍照記錄。

4　射頻識別技術及應用發展趨勢

4.1射頻識別標簽趨勢

隨著標準的制定、應用領域的廣泛、應用數量的增加、工藝的不斷提高、技術的飛速進步（如在圖書方面，在封面或版權頁上用導電油墨直接在印制射頻識別天線），其成本會更低；其次識別距離更遠，即使是無源射頻識別標簽也能達到幾十米；體積也將更小，目前最小的射頻識別芯片體積為 0.05 mm×0.05 mm×0.005 mm，能嵌入到紙張中，隱蔽性更好。

4.2高頻化

超高頻射頻識別系統與低頻系統相比，具有別距離遠、數據交換速度更快、偽造難度更高、對外界的抗干擾能力更強、體積小巧,且隨著制造成本的降低和高頻技術的進一步完善，超高頻系統的應用將會更加廣泛。

4.3網絡化

部分應用場合需要將不同系統（或多個讀寫器）所采集的數據進行統一處理，然后提供給用戶使用，如我們使用二代身份證在自動取票機取火車票，這就需要將射頻識別系統網絡化管理，來實現系統的遠程控制與管理。

4.4多能化

隨著移動計算技術的不斷提高和普及，射頻識別讀寫器設計與制造的發展趨勢是將向多功能、多接口、多制式，并向模塊化、小型化、便攜式、嵌入式方向發展；同時，多讀寫器協調與組網技術將成為未來發展方向之一。

5　結語

射頻識別是一種新興的技術，在未來的發展中，無線射頻技術將更多地結合其他高技術，如全球定位系統、生物識別技術，由一個單一的識別向多功能識別的方向發展。同時，也將結合現代通信和計算機技術，實現跨地區、跨行業應用，應用的范圍將更加廣泛，相信射頻識別技術將成為很多行業的必備技術，提高我們的生產和生活方式。無線射頻識別技術作為提升相關產業的核心，將極大地提高各企業系統的工作效率和管理水平，促進社會經濟的發展。

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Application and development research on radio frequency identification technology

Li Chengyuan
（Wuxi City College of Vocational Technology, Wuxi 214000, China）

Being an excellent representative of automatic identification-technology, RFID has a recognition distance, strong environment adaptability, large data storage capacity, can identify multiple objects at the same time, and many other advantages, is widely used in industrial, retail, logistics, transportation and other fields. This paper introduces the component and working principle of RFID technology, RFID technology is studied, with its own characteristics and advantages, analyses the development and application of RFID technology at present, both at home and abroad and the problems of technology. The research and analysis of the application of the technology in the field of transportation, retail industry, information management and development trends.

RFID technology; Library; The ETC; The traffic; Printing

李成淵（1980— ），男，江蘇無錫。