RFID射頻識(shí)別技術(shù)

1、RFID射頻識(shí)別技術(shù)09通信技術(shù)王然然劉盼盼RFID （射頻識(shí)別技術(shù)）RFID技術(shù)簡(jiǎn)介RFID 是 Radio Frequency Identification的縮寫(xiě)，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽，是20世紀(jì)90年代開(kāi)始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。無(wú)線射頻識(shí)別， 是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。RFID射頻識(shí)別是非接觸式的自動(dòng)識(shí) 別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)需 人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID應(yīng)用系統(tǒng)由四部分組成一、R

2、FID電子標(biāo)簽。RFID電子標(biāo)簽?zāi)軌騼?chǔ)存有關(guān)物體的數(shù)據(jù)信息。在自動(dòng) 識(shí)別管理系統(tǒng)中，每個(gè)RFID標(biāo)簽中保存著一個(gè)物體的屬性、 狀態(tài)、編號(hào)等信息。 標(biāo)簽通常安裝在物體表面。計(jì)斛二、讀寫(xiě)器。用于識(shí)讀及寫(xiě)入標(biāo)簽數(shù)據(jù)，其主要功能是：查閱RFID電子標(biāo)簽 中當(dāng)前儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)信息；向空白R(shí)FID電子標(biāo)簽中寫(xiě)入欲存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息；修改 RFID電子標(biāo)簽中的數(shù) 據(jù)信息；與后臺(tái)管理計(jì) 算機(jī)進(jìn)行信息交互。三、發(fā)送接收信號(hào) 的天線。天線是標(biāo)簽與 閱讀器之間傳輸數(shù)據(jù) 的發(fā)射、接收裝置。四、通信網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)。包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器 和其他信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù) 庫(kù)服務(wù)器負(fù)責(zé)處理讀 寫(xiě)器傳送過(guò)來(lái)的信息， 并進(jìn)行信息處理。其他 信息系統(tǒng)根據(jù)需

3、要向 讀寫(xiě)器發(fā)送指令，對(duì)標(biāo) 簽進(jìn)行相應(yīng)操作。射頻識(shí)別系統(tǒng)能支持多種不同的頻率，但應(yīng)用得最廣泛的主要有四種 ：低頻 頻段（大約在125kHz）、高頻頻段（大約在、超高頻頻段（大約860960MHz）微 波頻段或。在不同的國(guó)家各個(gè)頻段具體的使用頻率有所不同。RFID技術(shù)的基本工作原理RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出 的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)；解讀器讀取信息并解碼后，送至中 央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。當(dāng)裝有無(wú)

4、源RFID電子標(biāo)簽的物體接近讀寫(xiě)器時(shí)，讀寫(xiě)器受控發(fā)出查詢信號(hào)， RFID電子標(biāo)簽收到此查詢信號(hào)后，將此信號(hào)與標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息結(jié)合后反射回 讀寫(xiě)器。反射回的合成信號(hào)，已攜帶有 RFID電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息。讀寫(xiě)器接收到 RFID電子標(biāo)簽反射回的合成信號(hào)后，經(jīng)讀寫(xiě)器內(nèi)部微處理器處理后即可將RFID電子標(biāo)簽儲(chǔ)存的信息讀取出來(lái)。一套完整的RFID系統(tǒng)，是由閱讀器(Reader)與電子標(biāo)簽(TAG)也就是所 謂的應(yīng)答器(Transponder )及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)部分所組成,其工作原理是 Reader發(fā)射一個(gè)特定頻率的無(wú)線電波能量給Transponder ,用以驅(qū)動(dòng)Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出

5、，此時(shí)Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。以RFID卡片閱讀器及電子標(biāo)簽之間的通訊及能量感應(yīng)方式來(lái)看大致上可以分成,感應(yīng)耦合(Inductive Coupling )及后向散射耦合(Backscatter Coupling )兩種，一般低頻的RFID大都米用第一種式,而較高頻大多米用第 二種方式。RFIC射頻識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展，對(duì)識(shí)別技術(shù)提出了更高的要求。 傳統(tǒng)的磁卡、IC卡識(shí)別 技術(shù)已不能達(dá)到人們的期望。和傳統(tǒng)的磁卡、IC卡相比，射頻卡最大的優(yōu)點(diǎn)在于 非接觸，因此完成自動(dòng)識(shí)別過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)，適合實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化。除此之外，射頻卡不易損壞，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的物

6、體，能同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻卡，操作快 捷方便，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大。RFID為各行業(yè)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、可視化管理提供有效手 段。RFID電子標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用等特點(diǎn)。 RFID比 傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)的高明之處在于，RFID芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)是可以更改的，這意味 著不同流程的操作人員可以對(duì) RFID添加記錄，從而得到更加完整的信息。同時(shí)， RFID芯片可以做得非常小巧，使其與物體集成時(shí)更加方便。射頻卡不怕油膩、 灰塵等惡劣環(huán)境，短距離的射頻卡還可替代條形碼，用在工廠的流水線等場(chǎng)合跟 蹤物體;長(zhǎng)距離的射頻卡可用于交通上，如自動(dòng)收費(fèi)或車輛身份識(shí)別等。 RFID射頻識(shí)別技術(shù)和傳統(tǒng)識(shí)別技術(shù)相比，具有以下

7、七大明顯優(yōu)勢(shì)：(1) 快速掃描條形碼識(shí)別技術(shù)一次只能掃描一個(gè)條形碼，而RFID射頻識(shí)別技術(shù)支持批量處理，可同時(shí)識(shí)別數(shù)個(gè) RFID電子標(biāo)簽。(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(zhì)。此外，RFID標(biāo)簽更可往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展，以應(yīng)用 于不同產(chǎn)品。(3) 抗污染能力和耐久性傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但RFID對(duì)水、油和化學(xué)藥品等 物質(zhì)具有很強(qiáng)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(biāo)是將數(shù)據(jù)存在芯片中，因此可以免受污損。(4) 可重復(fù)使用現(xiàn)今的條形碼印

8、刷上去之后就無(wú)法更改，RFID標(biāo)簽則可以重復(fù)地新增、修改、刪除RFID卷標(biāo)內(nèi)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，方便信息的更新。(5) 穿透性和無(wú)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(zhì)， 并能夠進(jìn)行穿透性通信。而條形碼掃描機(jī)必須在近距離而且沒(méi)有物體阻擋的情況 下，才可以辨讀條形碼。(6) 數(shù)據(jù)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(chǔ)存2至3000字符, RFID最大的容量則有數(shù)M Bytes。隨著記憶載體的發(fā)展，數(shù)據(jù)容量也有不斷擴(kuò) 大的趨勢(shì)。未來(lái)物品所需攜帶的資料量會(huì)越來(lái)越大， 對(duì)卷標(biāo)所能擴(kuò)充容量的需求 也相應(yīng)增加。(7) 安全性由于RFID承載

9、的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù)，使其內(nèi)容不易被 偽造及變?cè)?。射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域射頻識(shí)別技術(shù)的理論得到豐富和完善。單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識(shí) 讀、無(wú)線可讀可寫(xiě)、無(wú)源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識(shí)別、適應(yīng)高速移動(dòng)物體的射頻 識(shí)別技術(shù)與產(chǎn)品正在 成為現(xiàn)實(shí)并走向應(yīng) 用。如下為RFID技術(shù) 的典型應(yīng)用：一、物流和供應(yīng) 管理；二、生產(chǎn)制造和 裝配；三、航空行李處 理；四、郵件/快運(yùn)包 裹處理；五、文檔追蹤/圖 書(shū)館管理；六、動(dòng)物身份標(biāo) 識(shí)；七、運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)；八、門(mén)禁控制/電 子門(mén)票；九、道路自動(dòng)收費(fèi)等。RFID技術(shù)在物流領(lǐng)域的運(yùn)用射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)是一種利用無(wú)線電射頻信號(hào)進(jìn)行物體識(shí)別的新興技術(shù)， 可

10、應(yīng)用于防盜、門(mén)禁、倉(cāng)儲(chǔ)管理等方面，尤其在物流系統(tǒng)中，RIFD可以加快供應(yīng)鏈的運(yùn)轉(zhuǎn)，提高物流的效率。在物流中會(huì)有許多的物品，那射頻識(shí)別系統(tǒng)是怎么區(qū)別這些物品的呢在射頻識(shí)別系統(tǒng)中電子產(chǎn)品編碼(Electronic Product Code, EPC可用于供應(yīng)鏈 中來(lái)唯一標(biāo)識(shí)商品，與條形碼(Ubiquitous Product Code , UPC相對(duì)應(yīng)。EPC提 供對(duì)物理對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)，即一個(gè) EPC編碼只分配給一個(gè)物品使用。EPC儲(chǔ)存在RFID標(biāo)簽上，稱為電子產(chǎn)品編碼標(biāo)簽(EPC Tags)。它是一 種無(wú)源、低成本的RFID標(biāo)簽，由讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻信號(hào)提供電源并進(jìn)行讀寫(xiě)操 作。電子產(chǎn)品編碼(EP

11、C)由四部分組成：版本號(hào)(Version Number)、域名管理 (Domain Manager Number)、對(duì)象分類(Object Class Number) 和序列號(hào)(Serial Number)，均按二進(jìn)制編碼。EPC與 RIFD讀寫(xiě)器通信時(shí)，一次只能傳送幾個(gè)比特，因此無(wú)法提前知 道EPC的長(zhǎng)度，這時(shí)版本號(hào)就顯得特別重要。獲得它就可以了解EPC的長(zhǎng)度。如 果不知道版本號(hào)而獲得的EPC長(zhǎng)度是不可靠的。EPC系統(tǒng)是一個(gè)非常先進(jìn)的、綜合性的復(fù)雜系統(tǒng)，同時(shí)也是一個(gè)開(kāi)放的 系統(tǒng)。其最終目標(biāo)是為每一單品建立全球的、開(kāi)放的標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)。商業(yè)供應(yīng)鏈?zhǔn)荝FID技術(shù)應(yīng)用的最廣泛的舞臺(tái)。它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)商品設(shè)計(jì)

12、、 原材料采購(gòu)、半成品與成品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、配送，一直到銷售，甚至退貨 處理和售后服務(wù)等所有供應(yīng)鏈上的環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，準(zhǔn)確地隨時(shí)獲得例如種 類、生產(chǎn)商、生產(chǎn)時(shí)間、地點(diǎn)、顏色、尺寸、數(shù)量、到達(dá)地、接收者等等的產(chǎn)品 相關(guān)信息。生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。應(yīng)用RFID技術(shù)，生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)可以完成自動(dòng)化生產(chǎn)線 運(yùn)作，準(zhǔn)確找到規(guī)格復(fù)雜的零部件， 及時(shí)將其運(yùn)送到生產(chǎn)線上， 實(shí)現(xiàn)在整個(gè)生產(chǎn) 線上對(duì)原材料、 零部件、 半成品和成品的識(shí)別與跟蹤， 減少人工識(shí)別成本和出錯(cuò) 率，提高效率和效益。 RFID 技術(shù)還能幫助管理人員及時(shí)根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度發(fā)出補(bǔ)貨 信息，實(shí)現(xiàn)存貨管理的自動(dòng)化和流水線的均衡、 穩(wěn)步生產(chǎn)， 同時(shí)也加強(qiáng)了對(duì)質(zhì)量

13、 的控制與追蹤。存儲(chǔ)環(huán)節(jié)。 RFID 技術(shù)在倉(cāng)庫(kù)里最廣泛的使用是存取貨物與庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)。 射頻識(shí)別系統(tǒng)可以解決物品在倉(cāng)庫(kù)中裝卸、 處理和跟蹤問(wèn)題， 提高了效率， 并保 證有關(guān)信息的準(zhǔn)確可靠。并降低由于商品誤置、送錯(cuò)、偷竊、損害和出貨錯(cuò)誤等 造成的損耗。配送、分銷環(huán)節(jié)。產(chǎn)品貼上 RFID標(biāo)簽，在進(jìn)入中央配送分銷中心時(shí)， 托盤(pán)通過(guò)一個(gè)門(mén)閱讀器， 讀取托盤(pán)上所有貨箱上的標(biāo)簽內(nèi)容。 系統(tǒng)將這些信息與 發(fā)貨記錄進(jìn)行核對(duì)，以檢測(cè)出可能的錯(cuò)誤，然后將RFID標(biāo)簽更新為最新的產(chǎn)品存放地點(diǎn)和狀態(tài)。運(yùn)輸環(huán)節(jié)。便攜式數(shù)據(jù)終端和射頻通信被能夠及時(shí)掌握在途物資和實(shí)時(shí) 跟蹤運(yùn)輸工具。零售環(huán)節(jié)。由于射頻標(biāo)簽的體積很小， 很容易

14、植入產(chǎn)品或者其外包裝中 間，很難被小偷發(fā)現(xiàn)或者剪除，可以有效地防止商品被盜。 RFID 技術(shù)還能在付 款臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描和計(jì)費(fèi)，取代人工收款方式。售后服務(wù)環(huán)節(jié)。 廠商在大型產(chǎn)品 (如汽車等 )上植入永久性標(biāo)簽， 不僅記 錄制造過(guò)程中的數(shù)據(jù)， 而且記錄顧客和車輛保修的有關(guān)信息。 每次顧客開(kāi)車去服 務(wù)門(mén)店接收服務(wù)或者車輛保養(yǎng)時(shí)， 門(mén)店系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)讀取標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)， 對(duì)顧客 本人和車輛的服務(wù)記錄一目了然，而無(wú)需顧客攜帶任何證明和維修記錄等資料。 射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一、市場(chǎng)趨勢(shì)近年來(lái)，RFID技術(shù)已經(jīng)在物流、零售、制造業(yè)、服裝業(yè)、醫(yī)療、身份識(shí)別、 防偽、資產(chǎn)管理、食品、動(dòng)物識(shí)別、圖書(shū)館、汽車、航空、

15、軍事等眾多領(lǐng)域開(kāi)始 應(yīng)用，對(duì)改善人們的生活質(zhì)量、 提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、 加強(qiáng)公共安全以及提高社會(huì) 信息化水平產(chǎn)生了重要的影響。我國(guó)已經(jīng)將 RFID技術(shù)應(yīng)用于鐵路車號(hào)識(shí)別、身 份證和票證管理、 動(dòng)物標(biāo)識(shí)、 特種設(shè)備與危險(xiǎn)品管理、 公共交通以及生產(chǎn)過(guò)程管 理等多個(gè)領(lǐng)域。據(jù)ABI公司根據(jù)預(yù)測(cè)，RFID技術(shù)將在未來(lái)2-5年逐漸開(kāi)始大規(guī) 模應(yīng)用，2003年全球RFID市場(chǎng)規(guī)模為億美元，至2008年達(dá)到億美元，2009受 到金融危機(jī)影響增長(zhǎng)幅度趨緩，估計(jì)將達(dá)到億美元，預(yù)計(jì)到 2013 年全球 RFID 規(guī)模將達(dá)到98億美元，2003-2013年均復(fù)合增長(zhǎng)率為19% RFID電子標(biāo)簽方面， 2005年全球共發(fā)

16、貨億， 2008年達(dá)到億，預(yù)計(jì)至 2009年將為枚， 2005-2009年均 復(fù)合增長(zhǎng)率為 23%。據(jù) Frost & Sullivan 公司 2008年發(fā)布的調(diào)查顯示， 2004-2014 年間，亞太 地區(qū)不同種類RFID構(gòu)成將發(fā)生變化，低頻RFID市場(chǎng)份額將快速下降；高頻RFID 市場(chǎng)份額小幅下降，但仍占各類RFID的主導(dǎo)地位；而超高頻RFID市場(chǎng)份額呈現(xiàn) 快速上升的格局，至2014年，其市場(chǎng)份額將與高頻 RFID接近。二、技術(shù)趨勢(shì) 就技術(shù)而言，在未來(lái)的幾年中， RFID 技術(shù)將繼續(xù)保持高速發(fā)展的勢(shì)頭。電 子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器、系統(tǒng)集成軟件、公共服務(wù)體系、標(biāo)準(zhǔn)化等方面都將取得新的進(jìn) 展。

17、隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷進(jìn)步， RFID 產(chǎn)品的種類將越來(lái)越豐富，應(yīng)用和衍生的 增值服務(wù)也將越來(lái)越廣泛。 RFID 芯片設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是芯片功耗更 低，作用距離更遠(yuǎn)，讀寫(xiě)速度與可靠性更高，成本不斷降低。芯片技術(shù)將與應(yīng)用 系統(tǒng)整體解決方案緊密結(jié)合。 RFID 標(biāo)簽封裝技術(shù)將和印刷、造紙、包裝等技術(shù) 結(jié)合，導(dǎo)電油墨印制的低成本標(biāo)簽天線、低成本封裝技術(shù)將促進(jìn)RFID標(biāo)簽的大規(guī)模生產(chǎn)，并成為未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)決定產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度的關(guān)鍵因素之一。 RFID 讀 寫(xiě)器設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展趨勢(shì)是讀寫(xiě)器將向多功能、 多接口、多制式、并向模塊化、 小型化、便攜式、嵌入式方向發(fā)展。同時(shí)，多讀寫(xiě)器協(xié)調(diào)與組網(wǎng)技術(shù)將成為未來(lái) 發(fā)展方向之一。 RFID 技術(shù)與條碼、生物識(shí)別等自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，以及與互聯(lián)網(wǎng)、 通信、傳感網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)融合，構(gòu)筑一個(gè)無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。海量RFID信息處理、傳輸和安全對(duì)RFID的系統(tǒng)集成和應(yīng)用技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。RFID系統(tǒng) 集成軟件將向嵌入式、智能化、可重組方向發(fā)展，通過(guò)構(gòu)建RFID公共服務(wù)體系， 將使RFID信息資源的組織、管理和利用更為深入和廣泛。RFID技術(shù)廣泛普及有“