一文詳談RFID技術(shù)的原理、配置、特點和十個應(yīng)用

RFID是一種非接觸式自動識別技術(shù)。 目前，RFID有了很大的發(fā)展，但遠(yuǎn)程RFID存在傳輸距離、防碰撞算法等幾個問題。 本文通過RFID技術(shù)的原理、特點和應(yīng)用，使讀者更好地理解該技術(shù)。

遠(yuǎn)程RFID原理

1 ）遠(yuǎn)程RFID的配置

在研究遠(yuǎn)程RFID的原理之前，必須研究RFID的結(jié)構(gòu)。 RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫器、計算機(jī)及其應(yīng)用程序三部分組成。 電子標(biāo)簽主要由內(nèi)置天線和電路芯片構(gòu)成，具有完成與射頻天線的通信的功能。 讀寫器主要由天線、控制單元、無線收發(fā)前段和通信接口四部分組成，主要功能是讀取或?qū)懭腚娮訕?biāo)簽的信息。 電腦和應(yīng)用軟件的功能通過讀寫器的通信接口連接外部計算機(jī)，或連接上位主站系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。

2 ）遠(yuǎn)程RFID的工作原理

讀取器和電子標(biāo)簽構(gòu)成應(yīng)答器，其工作原理如下。 Reader將特定頻率的電波能量發(fā)送到Transponder，驅(qū)動Transponder電路送出內(nèi)部數(shù)據(jù)后，Reader依次接收解讀數(shù)據(jù)，對應(yīng)用程序進(jìn)行相應(yīng)的處理。

遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)的特點

現(xiàn)在無源遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)有兩種工作頻帶UHF和2.45 GHz。 無源超高頻系統(tǒng)讀寫距離在10米以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于2.45 GHz系統(tǒng)，因此成為遠(yuǎn)程識別系統(tǒng)的主流部分。 其優(yōu)點主要有以下幾點。

1 ）實時性：實時響應(yīng)，自動讀出ID號碼，可以得到那個信息。

2 ）防偽性：形成的微波顯示是不可偽造、變更、復(fù)制的。

3 ）網(wǎng)絡(luò)性：通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視物流。

4 ）正確性：讀取信息的精度高達(dá)99.99%。

5 ）低成本：使用時只需要幾元。

6 ）可靠性：應(yīng)對苛刻的環(huán)境條件，如灰塵、濕氣等。

7 ）長壽命：使用時不需要電池，只需被動卡，無需終身維護(hù)。

遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)采用無線傳輸模式，無線環(huán)境極其復(fù)雜，因此很多因素影響遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)的讀寫距離，主要有以下幾點。

1 ）影響射頻卡讀寫距離的主要因素是讀寫器的RF輸出功率、反射的能量和射頻卡的消耗功率、讀寫器的接收能量和接收靈敏度。2 ）影響上述指標(biāo)的是射頻卡天線的有效接收和反射截面積、讀寫器的接收天線有效面積。

3 ）在視野范圍相同的條件下頻率變高時，被動RFID系統(tǒng)的作用距離變小。 然后單擊，

RFID技術(shù)的應(yīng)用

RFID的應(yīng)用非常廣泛，已經(jīng)在國內(nèi)金融支付、身份識別、交通管理、軍事和安全、資產(chǎn)管理、防盜和防偽、金融、物流、工業(yè)控制等領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，在一些領(lǐng)域進(jìn)入了規(guī)模應(yīng)用階段。 三勝顧問張祥光說，隨著RFID技術(shù)的進(jìn)一步成熟和成本的進(jìn)一步下降，RFID技術(shù)開始應(yīng)用于各種行業(yè)。

（一）高速公路收費(fèi)和智能交通系統(tǒng)

高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)是射頻識別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。

現(xiàn)在中國的高速公路發(fā)展得非常快，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提條件是有便利的交通條件，但高速公路的費(fèi)用存在一些問題。 一個是交通堵塞，在收費(fèi)站口，很多車輛需要停車支付費(fèi)用。 會成為交通瓶頸。 二是少數(shù)非法收費(fèi)者因貪污收取的通行費(fèi)，使國家遭受了財政收入的損失。

REID技術(shù)的應(yīng)用在高速公路自動收費(fèi)中充分體現(xiàn)了該技術(shù)的優(yōu)勢。 車輛高速通過收費(fèi)站的同時自動支付費(fèi)用，可以解決交通瓶頸問題，提高車輛運(yùn)行速度，避免堵車，提高計費(fèi)效率，同時解決收費(fèi)人員因貪污收取的通行費(fèi)問題。

（二）生產(chǎn)自動化和過程控制

RFID技術(shù)具有抗惡劣環(huán)境、非接觸識別等特點，因此在生產(chǎn)過程控制中有很多應(yīng)用。 通過在大規(guī)模工廠的自動流水作業(yè)線上使用RFID技術(shù)，實現(xiàn)了物料跟蹤和生產(chǎn)過程的自動控制、監(jiān)視，提高了生產(chǎn)效率，改善了生產(chǎn)方式，降低了成本。

在生產(chǎn)線自動化和過程控制方面，德國寶馬公司將RFID系統(tǒng)應(yīng)用于汽車裝配線，以保證汽車在流水線的各個位置正確完成組裝作業(yè)。 摩托羅拉公司采用了RFID技術(shù)的自動識別工程控制系統(tǒng)，滿足了半導(dǎo)體生產(chǎn)對環(huán)境的特殊要求，同時提高了生產(chǎn)效率。

（三）車輛自動識別及防盜

通過構(gòu)建使用射頻識別技術(shù)的汽車號碼識別系統(tǒng)，可以隨時掌握車輛的運(yùn)行狀況，不僅可以實現(xiàn)車輛的自動跟蹤管理，還可以大幅度減少事故的可能性，同時通過射頻識別技術(shù)使車輛所有者有效

采用射頻識別技術(shù)，可以實時監(jiān)控、統(tǒng)計和調(diào)度道路交通流。 此外，還可用于車輛信號無視記錄警報、盜竊（可疑）車輛的警報和跟蹤、特殊車輛的跟蹤、事故逃逸車輛的檢查等。 據(jù)報道，英國計劃在汽車上搭載射頻芯片，超速時自動“通報”。（四）電子票

通過使用電子標(biāo)簽代替各種“卡”，實現(xiàn)了現(xiàn)金以外的結(jié)算，解決了現(xiàn)金交易不方便、不安全、以往的各種磁卡、IC卡容易破損等問題。 此外，電子標(biāo)簽易于使用、快速、同時識別多個電子標(biāo)簽，并并行支付費(fèi)用。

射頻識別系統(tǒng)，特別是非接觸IC卡（電子標(biāo)簽）應(yīng)用可能性最大的領(lǐng)域之一是公共交通領(lǐng)域。 使用電子標(biāo)簽作為電子票證具有使用方便、縮短交易時間和降低運(yùn)行成本等優(yōu)點。

1996年1月韓國在首爾的600輛巴士上為電子月票安裝了射頻識別系統(tǒng)，實現(xiàn)了非現(xiàn)金結(jié)算，方便了市民的移動。 另一方面，德國漢莎航空公司開始試用廣播卡（電子標(biāo)簽）作為機(jī)票，改變了以往的機(jī)票購買方法，簡化了機(jī)場的入關(guān)手續(xù)。

（五）貨物跟蹤管理及監(jiān)測

射頻識別技術(shù)為貨物跟蹤管理和監(jiān)視提供了方便、快速、準(zhǔn)確的自動化技術(shù)手段。

以射頻識別技術(shù)為中心的集裝箱自動識別已成為世界上最大的貨物跟蹤管理應(yīng)用。 將記錄了集裝箱的位置、物品類別、數(shù)量等數(shù)據(jù)的電子標(biāo)簽安裝到集裝箱上，通過射頻識別技術(shù)，能夠確定集裝箱在貨場內(nèi)的正確位置。 系統(tǒng)還可以識別未經(jīng)許可的集裝箱移動，有助于管理和安全。

在貨物跟蹤、管理和監(jiān)視方面，澳大利亞和英國希思羅機(jī)場將射頻識別技術(shù)應(yīng)用于旅客行李管理，大大提高了分選效率，降低了差錯率。 幾年前，歐洲聯(lián)盟要求從1997年開始生產(chǎn)的新車型需要基于射頻識別技術(shù)的防盜系統(tǒng)。 目前我國鐵路部門也計劃推進(jìn)行包自動跟蹤管理系統(tǒng)，但真正的應(yīng)用還需要時間。

（六）倉庫配送等物流環(huán)節(jié)

如果將射頻識別系統(tǒng)用于智能倉庫的貨物管理，可以有效地解決倉庫內(nèi)貨物流動的信息管理，監(jiān)視貨物信息，實時掌握庫存狀況，自動識別貨物，確定貨物的位置。

（七）郵政包裹的自動分揀系統(tǒng)

射頻識別技術(shù)應(yīng)用于郵政領(lǐng)域的包裹自動分揀系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有非接觸、非視線數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶卣?，因此包裹傳輸中無需考慮包裹的方向性問題。 另外，多個對象同時進(jìn)入識別區(qū)域后，可以同時識別，大大提高了貨物的分選能力和處理速度。 另外，電子標(biāo)簽可以記錄包裹的所有特征數(shù)據(jù)，因此有助于提高包裹篩選的正確性。

（八）動物跟蹤和管理

射頻識別技術(shù)可用于動物的跟蹤和管理。 將小玻璃封裝的電子標(biāo)簽植入動物皮下，識別家畜，監(jiān)測動物健康狀況等重要信息，為牧場的管理現(xiàn)代化提供了可靠的技術(shù)手段。 在大型養(yǎng)殖場，通過使用射頻識別技術(shù)制作飼養(yǎng)文件，制作預(yù)防接種文件等，可以達(dá)到有效且自動地管理家畜的目的，同時保障食品的安全。在動物跟蹤和管理方面，許多發(fā)達(dá)國家采用射頻識別技術(shù)，通過識別家畜個體，保證在家畜發(fā)生大規(guī)模疾病期間感染者的有效跟蹤和未感染者的隔離控制。

（九）門禁保安

將來的門禁保安系統(tǒng)都可以適用電子標(biāo)簽，一張卡可以制作工作證、入場證、停車證、酒店住宿證、旅行護(hù)照等。 使用電子標(biāo)簽可以有效地識別人的身份，進(jìn)行安全管理和有效的收費(fèi)，簡化出入手續(xù)，提高生產(chǎn)效率，有效地保護(hù)安全。 人進(jìn)出的話，這個系統(tǒng)會自動識別id，非法入侵時會發(fā)出警報。 要求安全級別的地方也可以與其他識別方式組合，將指紋、掌紋、面部特征保存在電子標(biāo)簽中。

（十）防偽

偽造問題是世界各地棘手的問題，現(xiàn)在適用的防偽技術(shù)如全息防偽等也同樣被不法分子偽造。 將射頻識別技術(shù)應(yīng)用于防偽領(lǐng)域有自己的技術(shù)優(yōu)點，具有成本低、難以防偽的優(yōu)點。 電子標(biāo)簽的成本比較便宜，芯片的制造需要昂貴的工廠，使偽造者為難。 電子標(biāo)簽本身有內(nèi)存，可以保存和修改有關(guān)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，有助于判別真?zhèn)巍?唯一的產(chǎn)品標(biāo)識號與使用過的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)完全兼容，而無需利用此技術(shù)改變現(xiàn)有的數(shù)據(jù)管理體制。
責(zé)編AJX