無線射頻技術特點及應用前景探討

沈永成 南京恒電電子有限公司

無線射頻技術特點及應用前景探討

沈永成 南京恒電電子有限公司

文章闡述了RFID系統的組成和工作原理，并對射頻世界頻段及性能進行了比較，重點分析了無線射頻技術和傳統技術的差異，并對無線射頻技術應用領域進行簡介。

無線射頻 RFID 特點 應用前景

無線射頻譯自英文Radio Frequency Identification，簡稱為RFID，是20世紀90年代興起的一種非接觸式的自動識別技術。射頻技術（RFID）相對于傳統的磁卡及IC卡技術具有非接觸、閱讀速度快、無磨損等特點。無線射頻技術在閱讀器和射頻卡之間進行非接觸雙向數據傳輸，以達到目標識別和數據交換的目的。與傳統的條型碼、磁卡及IC卡相比，射頻卡具有非接觸、閱讀速度快、無磨損、不受環境影響、壽命長、便于使用的特點和具有防沖突功能，能同時處理多張卡片。

1 RFID系統組成

標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象，俗稱電子標簽或智能標簽；讀取器/讀寫器(Reader)：讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；天線(Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。一套完整的系統還需具備：數據傳輸和處理系統 [1]。

2 工作原理

標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息(PassiveTag，無源標簽或被動標簽)，或者主動發送某一頻率的信號(ActiveTag，有源標簽或主動標簽)；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。

表1 射頻識別頻段及性能比較

3 無線射頻區別于傳統識別技術

3.1 快速掃描

條形碼一次只能有一個條形碼受到掃描；RFID辨識器可同時辨識讀取數個RFID標簽。

3.2 體積小型化、形狀多樣化

RFID在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質。此外，RFID標簽更可往小型化與多樣形態發展，以應用于不同產品。

3.3 抗污染能力和耐久性

傳統條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但RFID對水、油和化學藥品等物質具有很強抵抗性。此外，由于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到折損；RFID卷標是將數據存在芯片中，因此可以免受污損。

3.4 可重復使用

現今的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFID標簽則可以重復地新增、修改、刪除RFID卷標內儲存的數據，方便信息的更新。

3.5 穿透性和無屏障閱讀

在被覆蓋的情況下，RFID能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質，并能夠進行穿透性通信。而條形碼掃描機必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨讀條形碼。

3.6 數據的記憶容量大

一維條形碼的容量是50Bytes，二維條形碼最大的容量可儲存2至3000字符，RFID最大的容量則有數MegaBytes。隨著記憶載體的發展，數據容量也有不斷擴大的趨勢。未來物品所需攜帶的資料量會越來越大，對卷標所能擴充容量的需求也相應增加。

3.7 安全性

由于RFID承載的是電子式信息，其數據內容可經由密碼保護，使其內容不易被偽造及變造。

4 FRID技術的應用

短距離射頻識別產品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環境，可在這樣的環境中替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。長距射頻識別產品多用于交通上，識別距離可達幾十米，如自動收費或識別車輛身份等[2]。

（1）在零售業中，條形碼技術的運用使得數以萬計的商品種類、價格、產地、批次、貨架、庫存、銷售等各環節被管理得井然有序；

（2）采用車輛自動射頻識別技術，使得路橋、停車場等收費場所避免了車輛排隊通關現象，減少了時間浪費，從而極大地提高了交通運輸效率及交通運輸設施的通行能力；

（3）在自動化的生產流水線上，整個產品生產流程的各個環節均被置于嚴密的監控和管理之下；

（4）在粉塵、污染、寒冷、炎熱等惡劣環境中，遠距離射頻識別技術的運用改善了卡車司機必須下車辦理手續的不便；

（5）在公交車的運行管理中，自動識別系統準確地記錄著車輛在沿線各站點的到發站時刻，為車輛調度及全程運行管理提供實時可靠的信息。

（6）寶馬和豐田等大型汽車公司和NYK等遠洋運輸公司，已經使用RFID實現資產管理，他們在汽車上和貨物集裝箱中使用WhereNet的主動式RFID芯片，通過在資產管理系統中監視RFID標簽，可以確保汽車和集裝箱按照規定的日程準時出庫，貨物可以正確地放到集裝箱中。

[1]劉凱，畢研博，國偉.關于RFID技術的組成及特點分析[J].中外企業家，2015，(02):128.

[2]中科院自動化所RFID研究中心田利梅關強.RFID系統中的頻段特點及主要應用領域[N].計算機世界，2005-07-18(B07).

沈永成，1990.12，男，漢，江蘇如皋人，本科，助理工程師，目前從事微波射頻方面的研究。