無線射頻識別技術在物聯網方向的應用

曹闖樂 于洪濤

（西京學院，陜西 西安710123）

互聯網技術現在與人們的現實生活結合得越來越緊密了，當人們在享受網絡技術帶給人們的快捷便利的生活的同時也在思考如何將網絡世界與現實世界徹底地融合在一起，因此，萬物互聯的概念也就應運而生。萬物互聯的實現，離不開無線射頻識別技術，然而，在發展過程中大家發現無線射頻識別技術會受到數據傳輸、信號干擾等問題的限制，但是隨著5G、大數據、人工智能等技術的成熟，這些問題都迎刃而解。因此無線射頻識別技術的發展就成為了物聯網推廣重要的一環。

1 無線射頻識別技術介紹

1.1 基本組成。無線射頻識別技術作為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以及對記錄設備的讀寫，從而實現數據的傳輸。一套無線射頻識別系統的主要組成有：讀寫器，主要作用閱讀射頻標簽以及擦寫數據，通常由耦合、收發、控制這三個模塊以及接口單元組成，是整個系統的信息控制與處理中心；標簽，是一種儲存在芯片中的信息，具有唯一性，通過向讀寫器發射特定頻率的信號以完成對目標的識別；軟件系統，主要作用是接收來自讀寫器的射頻信號，并將其處理成為能使人們理解的信息傳遞給用戶[1]。

1.2 系統分類。首先無線射頻識別系統根據信號頻率的高低可分為低頻、高頻兩種系統。低頻系統信號頻率不高于30MHz。低頻系統的成本較低，但是存在著數據傳輸距離短、數據傳輸速度慢、信息保密性差、信號抗干擾能力弱等缺點。而高頻系統的信號頻率要大于400MHz，且高頻系統基本可以克服低頻系統的所有缺陷，尤其是頻率更高的超高頻系統，高頻系統設備體積較小，但是成本較高。其次可按標簽的供電方式分，可分為有源、無源、半有源三種。無源系統出現時間最早，應用也最為廣泛，電子標簽主要通過在接收讀寫器傳來的電信號的同時利用電磁感應來為自身供電，因此標簽自身可不具備供電裝置，所以無源系統的體積通常很小，而且成本較低，但是相應的數據傳輸距離較短；有源系統因為具有供電系統，所以體積稍大，且其具備信息傳輸速度快、距離長的優點，因此，常被應用到不停車收費系統當中；半有源系統是有源系統和無源系統優缺點中和的產物，雖然半有源系統具備供電設備，但在不使用時供電設備只對信息存儲設備進行供電，其工作是先利用低頻信號進行信息識別，再通過高頻信號傳輸數據。

1.3 工作原理。在無線射頻識別系統中，標簽通常安放在被識別個體中或者是直接作為被識別個體存在，標簽中存在對應的數據。閱讀器先向指定的標簽發射特定頻率的電子信號，標簽在接收信號后開始運作并將自身存儲的數據以電信號的形式傳輸給讀寫器，讀寫器再對輸入的數據進行解碼傳遞給計算機以進行下一步處理[2]。

2 無線射頻識別技術在物聯網中的應用

2.1 物流管理。隨著人們消費水平的日益提高，物流產業急劇擴大，物流產業是無線射頻識別技術最主要的應用對象。無線射頻識別技術的應用有效地提高了貨物信息收集處理的效率并且簡化了貨物運轉的流程，同時還平衡供求關系，可以很大程度上的避免供不應求或是供大于求的問題產生。無線射頻識別技術還是智能無人化物流產業所需的基礎技術之一，是物流產業升級不可或缺的一環。

2.2 交通管制。無線射頻識別技術在過去就已經應用到交通管理方面了，但是以目前的交通管理水平還遠遠達不到智能城市的需要，因此無線射頻識別技術要更深入的融入到交通管理當中，首先不停車收費系統就可以應用到停車場中，其次由于無線射頻識別系統可以識別高速移動物體，因此可以在汽車上打上電子標簽，在城市中設立固定的有源射頻識別系統，這樣就可以對車輛信息以及路況信息進行采集，為智能化交通管制打好信息基礎。

2.3 軍需管理。無線射頻識別系統同樣可應用到軍事物資運輸管理中，戰場上信息瞬息萬變，所以任何方面的消息都必須確保及時有效，尤其是軍事物資。無線射頻識別技術可以實時的得到物資的位置消息，以便于對物資進行合理分配。而且還可以對移動設備進行標記以便于對這些設備或是武器進行實時跟蹤。但目前的無線射頻識別技術安全性較差還不滿足軍用標準，所以該技術在軍事上的應用還需要在加密性上進行改進。

2.4 農業管理。未來農業想要達到高效，就需要擺脫傳統的純人力工作的桎梏，農業采用無線射頻識別系統可以進行農田各類信息，例如濕度、溫度、光照強度等的采集，從而實現農業綜合生態信息的自動監測，然后根據信息農民就可以足不出戶的對農田的設施進行遠程操控，真正的實現智能化管控，而且有了無線射頻識別技術的識別功能還能有效的建立農田防盜系統，加強農田的安全性。

2.5 工廠管理。工廠內的打卡系統就是應用了無線射頻識別技術，其實這種技術還可以做出更廣泛的應用，例如對工廠內人員的定位，通過了解人員的位置改變進行分析統計實現對工廠內部空間的合理分配，進而規避一些事故對人員產生的危害。同時在產品上應用無線射頻識別技術，可以提高工廠對生產過程的檢測，從而提高生產效率以及生產質量，進一步使工廠管理更加智能化。

2.6 智能家居。家庭中所使用的電氣設備，例如熱水器、冰箱、照明設施等都有著穩定的供電系統而且還具有固定的位置，因此具備應用無線射頻識別技術的條件，每一個電器都可以當作一個電子標簽，用戶持有的讀寫器，比如手機可以通過向家中的各樣電器發射固定頻率的信號，根據反饋的信息了解這些電器的實時狀態，然后再通過讀寫器發射信號更改這些設備的運行狀態，從而達到遠程操控家庭設備的效果。然而，這對于無線射頻識別系統的要求較高，需要讀寫器和標簽都具有高度集成化和一定的智能化，并且還要具備發射遠程信號的能力，且還要有較強的信號抗干擾能力。

2.7 智能醫療。對于一些患有長期病癥的患者來說，如何及時的將患病信息傳遞給醫院，是患者能不能獲得更好的治療和護理的基礎條件。在患者所居住的環境可以設置一些身體機能觀察設備，對于這些設備所獲得的數據，可以把它們作為電子標簽存儲的信息，在醫院設立一臺大型的讀寫器，定期發射信號對這些患者信息進行采集，然后處理好發給對應的醫生，這樣對于那些不必要在醫院常住但還需要醫生關注的患者來說，既可以及時得到醫生的建議又避免了對醫院資源不必要的占用。

3 中國的物聯網對無線射頻識別技術的應用

目前，我國交通線路的整體布局已逐漸趨于完善，但只有部分發達地區采用了諸如不停車收費系統的技術，在其他交通運輸方面，射頻識別技術的應用還是不夠廣泛，但我國已然意識到這一問題，運輸部門就計劃投入2 億5 千萬元對各類鐵路運行車輛加裝車號RFID 系統，首都國際機場的行李管理系統等。在日常應用中，RFID 的使用就較廣泛了，我國很早就開始重視RFID 技術，比如世博會、全運會、亞運會等就有RFID 技術的身影，無錫的“感知中國”中心工程，以及中國自主研發的應用于物聯網的核心芯片“唐芯一號”，這些工程都彰顯了中國對RFID技術的重視程度[3]，雖然物聯網的展開還需要很長的路要走，但隨著RFID 等技術的普及，萬物互聯的目標終將實現。

4 結論

作為21 世紀最具發展潛力的科學技術之一，無線射頻識別技術在國內外都受到了高度重視。隨著科技的發展，各個領域都要向著高效便捷的方向前進，而物聯網就是實現這一目標的基礎，無線射頻識別技術對于物聯網來說有著極為重要的意義，是推動物聯網進步的主要動力，雖然目前無線射頻識別技術還有一些缺陷，但我相信，隨著我國5G、大數據等網絡技術的發展，我國終將突破技術上的阻礙最終實現萬物互聯的終極目標。