解析無線射頻識(shí)別RFID

1、解析無線射頻識(shí)別(RFID)rfid是射頻識(shí)別技術(shù)的英文(radio frequency identification)的縮寫，射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。一、概述 rfid是射頻識(shí)別技術(shù)的英文(radio frequency identification)的縮寫，射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。 無線射頻

2、識(shí)別技術(shù)(rfid)已經(jīng)成為一個(gè)很熱門的話題。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，rfid技術(shù)市場(chǎng)將在未來五年內(nèi)在新的產(chǎn)品與服務(wù)上帶來30至100億美金的商機(jī)，隨之而來的還有服務(wù)器、資料儲(chǔ)存系統(tǒng)、資料庫程序、商業(yè)管理軟件、顧問服務(wù)，以及其他電腦基礎(chǔ)建設(shè)的龐大需求。 或許這些預(yù)測(cè)過于樂觀，但rfid將會(huì)成為未來的一個(gè)巨大市場(chǎng)是毫無疑問的。許多高科技公司正在加緊開發(fā)rfid專用的軟件和硬件，這些公司包括英特爾、微軟、甲骨文、sap和sun，而最近全球最大的零售商沃爾瑪?shù)囊豁?xiàng)要求其前100家供應(yīng)商在2005年1月之前向其配送中心發(fā)送貨盤和包裝箱時(shí)使用rfid技術(shù)，2006年1月前在單件商品中使用這項(xiàng)技術(shù)的決議，把rfi

3、d再次推到了聚光燈下。因此可以說無線射頻識(shí)別技術(shù)(rfid)正在成為全球熱門新科技。 三、rfid的工作原理及組成 1、工作原理 rfid的工作原理是：標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號(hào)，就能憑借感應(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(即passive tag，無源標(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)(即active tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)，閱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。 rfid技術(shù)由auto-id中心開發(fā)，其應(yīng)用形式為標(biāo)記(tag)、卡和標(biāo)簽(label)設(shè)備。 標(biāo)記設(shè)備由rfid芯片和天線組成，標(biāo)記類型分為三種：自動(dòng)式，

4、半被動(dòng)式和被動(dòng)式?，F(xiàn)在市場(chǎng)上開發(fā)的基本上是被動(dòng)式rfid標(biāo)記，因?yàn)檫@類設(shè)備造價(jià)較低，且易于配置。 被動(dòng)標(biāo)記設(shè)備運(yùn)用無線電波進(jìn)行操作和通信，信號(hào)必須在識(shí)別器允許的范圍內(nèi)，通常是10英尺(約3米)。這類標(biāo)記適合于短距離信息識(shí)別，如一次性剃須刀或可移動(dòng)刀片包裝盒這類小商品。 rfid芯片可以是只讀的，也可是讀/寫方式，依據(jù)應(yīng)用需求決定。被動(dòng)式標(biāo)記設(shè)備采用e2prom(電擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器)，便于運(yùn)用特定電子處理設(shè)備往上面寫數(shù)據(jù)。一般標(biāo)記設(shè)備在出廠時(shí)都設(shè)定為只讀方式。auto-id規(guī)范中還包含有死鎖命令，以在適當(dāng)情形下阻止跟蹤進(jìn)程。 auto-id中心開發(fā)的電子產(chǎn)品代碼(epc)規(guī)范能識(shí)別目標(biāo)，以及

5、所有與目標(biāo)相關(guān)的數(shù)據(jù)。epc系統(tǒng)運(yùn)用正確的數(shù)據(jù)庫鏈接到epc碼，廠商和零售商能依據(jù)權(quán)限進(jìn)行查詢、管理和變更操作。 一旦標(biāo)記貼到產(chǎn)品或設(shè)備上，rfid識(shí)別器便能讀取存儲(chǔ)于標(biāo)記中的數(shù)據(jù)。auto-id計(jì)劃將epc系統(tǒng)發(fā)展成為全球標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)主要包括：識(shí)別目標(biāo)的特定代碼(epc)；定義數(shù)據(jù)的所有者(epc管理器)；定義代碼及標(biāo)記的其余信息；定義貨物參數(shù)，如庫存單元號(hào)；將epc代碼轉(zhuǎn)換為internet地址(目標(biāo)命名服務(wù)ons)；對(duì)目標(biāo)進(jìn)行描述(物理置標(biāo)語言pml)；聚集和處理rfid數(shù)據(jù)(專家軟件)；分配給每類目標(biāo)的特定號(hào)碼(串行號(hào))；用于互操作性的規(guī)范最小集(標(biāo)記及識(shí)別規(guī)范)，采用rfid技術(shù)最大

6、的好處是可以對(duì)企業(yè)的供應(yīng)鏈進(jìn)行透明管理，有效地降低成本。 2、rfid系統(tǒng)的組成 射頻識(shí)別系統(tǒng)至少應(yīng)包括以下兩個(gè)部分，一是讀寫器，二是電子標(biāo)簽(或稱射頻卡、應(yīng)答器等，本文統(tǒng)稱為電子標(biāo)簽)。另外還應(yīng)包括天線，主機(jī)等。rfid系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過程中，根據(jù)不同的應(yīng)用目的和應(yīng)用環(huán)境，系統(tǒng)的組成會(huì)有所不同，但從rfid系統(tǒng)的工作原理來看，系統(tǒng)一般都由信號(hào)發(fā)射機(jī)、信號(hào)接收機(jī)、發(fā)射接收天線幾部分組成。下面分別加以說明： 信號(hào)發(fā)射機(jī) 在rfid 系統(tǒng)中，信號(hào)發(fā)射機(jī)為了不同的應(yīng)用目的，會(huì)以不同的形式存在，典型的形式是標(biāo)簽(tag)。標(biāo)簽相當(dāng)于條碼技術(shù)中的條碼符號(hào)，用來存儲(chǔ)需要識(shí)別傳輸?shù)男畔ⅲ硗?，與條碼不同的是

7、，標(biāo)簽必須能夠自動(dòng)或在外力的作用下，把存儲(chǔ)的信息主動(dòng)發(fā)射出去。 信號(hào)接收機(jī) 在rfid系統(tǒng)中，信號(hào)接收機(jī)一般叫做閱讀器。根據(jù)支持的標(biāo)簽類型不同與完成的功能不同，閱讀器的復(fù)雜程度是顯著不同的。閱讀器基本的功能就是提供與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩?。另外，閱讀器還提供相當(dāng)復(fù)雜的信號(hào)狀態(tài)控制、奇偶錯(cuò)誤校驗(yàn)與更正功能等。標(biāo)簽中除了存儲(chǔ)需要傳輸?shù)男畔⑼?，還必須含有一定的附加信息，如錯(cuò)誤校驗(yàn)信息等。識(shí)別數(shù)據(jù)信息和附加信息按照一定的結(jié)構(gòu)編制在一起，并按照特定的順序向外發(fā)送。閱讀器通過接收到的附加信息來控制數(shù)據(jù)流的發(fā)送。一旦到達(dá)閱讀器的信息被正確的接收和譯解后，閱讀器通過特定的算法決定是否需要發(fā)射機(jī)對(duì)發(fā)送的信號(hào)重發(fā)

8、一次，或者知道發(fā)射器停止發(fā)信號(hào)，這就是命令響應(yīng)協(xié)議。使用這種協(xié)議，即便在很短的時(shí)間、很小的空間閱讀多個(gè)標(biāo)簽，也可以有效地防止欺騙問題的產(chǎn)生。 編程器 只有可讀可寫標(biāo)簽系統(tǒng)才需要編程器。編程器是向標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù)的裝置。編程器寫入數(shù)據(jù)一般來說是離線(off-line)完成的，也就是預(yù)先在標(biāo)簽中寫入數(shù)據(jù)，等到開始應(yīng)用時(shí)直接把標(biāo)簽黏附在被標(biāo)識(shí)項(xiàng)目上。也有一些rfid應(yīng)用系統(tǒng)，寫數(shù)據(jù)是在線(on-line)完成的，尤其是在生產(chǎn)環(huán)境中作為交互式便攜數(shù)據(jù)文件來處理時(shí)。 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。在實(shí)際應(yīng)用中，除了系統(tǒng)功率，天線的形狀和相對(duì)位置也會(huì)影響數(shù)據(jù)的發(fā)射和接收，需要專業(yè)人員對(duì)

9、系統(tǒng)的天線進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝。 四、rfid系統(tǒng)的分類 根據(jù)rfid系統(tǒng)完成的功能不同，可以粗略地把rfid系統(tǒng)分成四種類型：eas系統(tǒng)、便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、定位系統(tǒng)。 1、eas技術(shù) electronic article surveillance(eas)是一種設(shè)置在需要控制物品出入的門口的rfid技術(shù)。這種技術(shù)的典型應(yīng)用場(chǎng)合是商店、圖書館、數(shù)據(jù)中心等地方，當(dāng)未被授權(quán)的人從這些地方非法取走物品時(shí)，eas系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告。在應(yīng)用eas技術(shù)時(shí)，首先在物品上粘付eas標(biāo)簽，當(dāng)物品被正常購買或者合法移出時(shí)，在結(jié)算處通過一定的裝置使eas標(biāo)簽失活，物品就可以取走。物品經(jīng)過裝有eas系統(tǒng)的門口時(shí)，e

10、as裝置能自動(dòng)檢測(cè)標(biāo)簽的活動(dòng)性，發(fā)現(xiàn)活動(dòng)性標(biāo)簽eas系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告。eas技術(shù)的應(yīng)用可以有效防止物品的被盜，不管是大件的商品，還是很小的物品。應(yīng)用eas技術(shù)，物品不用再鎖在玻璃櫥柜里，可以讓顧客自由地觀看、檢查商品，這在自選日益流行的今天有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。典型的eas系統(tǒng)一般由三部分組成，1)附著在商品上的電子標(biāo)簽，電子傳感器；2)電子標(biāo)簽滅活裝置，以便授權(quán)商品能正常出入；3)監(jiān)視器，在出口造成一定區(qū)域的監(jiān)視空間。 eas系統(tǒng)的工作原理是：在監(jiān)視區(qū)，發(fā)射器以一定的頻率向接收器發(fā)射信號(hào)。發(fā)射器與接受器一般安裝在零售店、圖書館的出入口，形成一定的監(jiān)視空間。當(dāng)具有特殊特征的標(biāo)簽進(jìn)入該區(qū)域時(shí)，會(huì)

11、對(duì)發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)產(chǎn)生干擾，這種干擾信號(hào)也會(huì)被接收器接收，再經(jīng)過微處理器的分析判斷，就會(huì)控制警報(bào)器的鳴響。根據(jù)發(fā)射器所發(fā)出的信號(hào)不同以及標(biāo)簽對(duì)信號(hào)干擾原理不同，eas可以分成許多種類型。關(guān)于eas技術(shù)最新的研究方向是標(biāo)簽的制作，人們正在討論eas標(biāo)簽?zāi)懿荒芟髼l碼一樣，在產(chǎn)品的制作或包裝過程中加進(jìn)產(chǎn)品，成為產(chǎn)品的一部分。 2、便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是使用帶有rfid閱讀器的手持式數(shù)據(jù)采集器采集rfid標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)具有比較大的靈活性，適用于不宜安裝固定式rfid系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境。手持式閱讀器(數(shù)據(jù)輸入終端)可以在讀取數(shù)據(jù)的同時(shí)，通過無線電波數(shù)據(jù)傳輸方式(rfdc)實(shí)時(shí)地向主

12、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，也可以暫時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在閱讀器中，在一批一批地向主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。 3、物流控制系統(tǒng) 在物流控制系統(tǒng)中，固定布置的rfid閱讀器分散布置在給定的區(qū)域，并且閱讀器直接與數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)相連，信號(hào)發(fā)射機(jī)是移動(dòng)的，一般安裝在移動(dòng)的物體、人上面。當(dāng)物體、人流經(jīng)閱讀器時(shí)，閱讀器會(huì)自動(dòng)掃描標(biāo)簽上的信息并把數(shù)據(jù)信息輸入數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)存儲(chǔ)、分析、處理，達(dá)到控制物流的目的。 4、定位系統(tǒng) 定位系統(tǒng)用于自動(dòng)化加工系統(tǒng)中的定位以及對(duì)車輛、輪船等進(jìn)行運(yùn)行定位支持。閱讀器放置在移動(dòng)的車輛、輪船上或者自動(dòng)化流水線中移動(dòng)的物料、半成品、成品上，信號(hào)發(fā)射機(jī)嵌入到操作環(huán)境的地表下面。信號(hào)發(fā)射機(jī)上存儲(chǔ)有位

13、置識(shí)別信息，閱讀器一般通過無線的方式或者有線的方式連接到主信息管理系統(tǒng)。 總之，一套完整的rfid系統(tǒng)解決方案包括標(biāo)簽設(shè)計(jì)及制作工藝、天線設(shè)計(jì)、系統(tǒng)中間件研發(fā)、系統(tǒng)可靠性研究、讀卡器設(shè)計(jì)和示范應(yīng)用演示六部分?？梢詮V泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理和身份認(rèn)證等多個(gè)領(lǐng)域，而在倉儲(chǔ)物流管理、生產(chǎn)過程制造管理、智能交通、網(wǎng)絡(luò)家電控制等方面更是引起了眾多廠商的關(guān)注。隨著資訊科技之發(fā)展，日常生活中我們經(jīng)常要使用各式各樣的數(shù)位識(shí)別卡，例如信用卡、電話卡、金融IC卡等。大部分的識(shí)別卡，都是與讀卡機(jī)作接觸式之連接來讀取數(shù)位資料，常見方法有磁條刷卡或IC晶片定點(diǎn)接觸，這些用接觸方式識(shí)別數(shù)位資料的作

14、法，在長期使用下容易因磨損而造成資料判別錯(cuò)誤，而且接觸式識(shí)別卡有特定之接點(diǎn)，卡片有方向性，使用者常會(huì)因不當(dāng)操作而無法正確判讀資料 無線射頻身份識(shí)別系統(tǒng)之英文名稱為Radio Frequency Identification System，簡(jiǎn)稱RFID。而RFID乃是針對(duì)常用之接觸式識(shí)別系統(tǒng)之缺點(diǎn)加以改良，采用射頻訊號(hào)以無線方式傳送數(shù)位資料，因此識(shí)別卡不必與讀卡機(jī)接觸就能讀寫數(shù)位資料，這種非接觸式之射頻身份識(shí)別卡與讀卡機(jī)之間無方向性之要求，且卡片可置於口袋、皮包內(nèi)，不必取出而能直接識(shí)別，免除現(xiàn)代人經(jīng)常要從數(shù)張卡片中找尋特定卡片的煩惱. 類比監(jiān)控之傳輸與儲(chǔ)存成本高另一方面，視訊安全監(jiān)控最近也普遍被

15、應(yīng)用在日常生活中。傳統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)是根據(jù)類比訊號(hào)來做影像處理和傳輸，從多個(gè)攝影機(jī)所拍下來的影像依照事先訂好的順序，將所擷取之視訊周期性在監(jiān)視器上播放出來。由於這些類比視訊資料量龐大，因此傳輸和儲(chǔ)存之成本相當(dāng)高，而且因?yàn)殡y以加入智慧型之資料管理及事件偵測(cè)之功能，使得應(yīng)用彈性非常低。由於系統(tǒng)無法提供自動(dòng)之事件偵測(cè)及警示功能，監(jiān)控人員必需逐一檢視監(jiān)控視訊來判斷是否有事件發(fā)生并做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。這樣的作法有幾個(gè)缺點(diǎn) 1. 監(jiān)控效率低 面對(duì)大量的監(jiān)視器時(shí)，監(jiān)控人員必須耗費(fèi)大量之精力及時(shí)間，逐一檢查每個(gè)監(jiān)視器上的視訊. 2. 易發(fā)生疏失 一般監(jiān)控人員無法在同一時(shí)間，對(duì)所有的監(jiān)控視訊進(jìn)行檢查。因此當(dāng)監(jiān)控人員的專

16、注力分散在檢視多個(gè)視訊狀況之下，將很容易錯(cuò)失事件的發(fā)生，而無法在最佳的時(shí)機(jī)，做出正確的反應(yīng). 3. 設(shè)備成本高 每個(gè)視訊來源必須有一個(gè)顯示設(shè)備與之搭配才能發(fā)揮作用，在有大量視訊來源的條件下，就會(huì)需要大量的顯示設(shè)備。此外在錄影存證時(shí)也會(huì)耗費(fèi)大量之儲(chǔ)存設(shè)備，使得系統(tǒng)成本大量的增加. 數(shù)位監(jiān)控具有高度辨識(shí)與多面應(yīng)用 新一代的視訊安全監(jiān)控系統(tǒng)則結(jié)合了數(shù)位視訊處理和網(wǎng)路傳輸?shù)刃录夹g(shù)而有不少優(yōu)點(diǎn)。例如數(shù)位視訊壓縮可以對(duì)監(jiān)錄影片以高效率的方式儲(chǔ)存，可大幅降低所需之網(wǎng)路傳輸頻寬及資料儲(chǔ)存空間. 數(shù)位影像強(qiáng)化演算法能夠用來加強(qiáng)視訊的畫質(zhì)，使得在光線照明不佳之情形下，仍然可能提供足夠清晰之視訊畫質(zhì)以供辨識(shí)；視訊串

17、流和即時(shí)視訊網(wǎng)路能提供高彈性且到處可看之遠(yuǎn)端視訊監(jiān)控，用戶可在各處，使用各種之資訊接取設(shè)備 （如個(gè)人電腦、網(wǎng)路電腦、行動(dòng)電話、無線手持設(shè)備及PDA等），經(jīng)由各種不同之網(wǎng)路平臺(tái)（如有線及無線區(qū)域網(wǎng)路、纜線網(wǎng)路及電話網(wǎng)路等）觀看監(jiān)控視訊。這樣的網(wǎng)路視訊安全監(jiān)控系統(tǒng)有非常多具有潛力的應(yīng)用. 舉例來說，用戶可以在辦公室經(jīng)由網(wǎng)際網(wǎng)路監(jiān)看家中的保母或是小孩、老人。此外也可監(jiān)視住家或辦公室是否有小偷潛入，及自動(dòng)偵測(cè)是否有火災(zāi)、家庭成員跌倒等?；蚴菍⒁曈嵃踩O(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用於門禁管理，協(xié)助保全人員自動(dòng)鑒別出入人員之身分。它也可以被用來監(jiān)視主要公路交通流量的狀況以改善交通狀況以及交通運(yùn)輸?shù)陌踩裕⒈O(jiān)控及紀(jì)錄交通違

18、規(guī)及車禍意外事件。 另一方面，視訊安全監(jiān)控也可應(yīng)用在犯罪的預(yù)防與軍事安全。例如可以監(jiān)視車站、機(jī)場(chǎng)和重要的公共場(chǎng)所，自動(dòng)偵測(cè)是否有危險(xiǎn)的物品或是異常的人物出現(xiàn)。此外視訊安全監(jiān)控系統(tǒng)也可應(yīng)用於協(xié)助在重大流行疾?。ɡ鏢ARS、禽流感） 之疫情控制例如病患的隔離、居家隔離者之遠(yuǎn)端監(jiān)看以及醫(yī)院內(nèi)的人員進(jìn)出管制與紀(jì)錄等. 最近有許多廠商也開始利用智慧性電腦視覺處理技術(shù)，使視訊安全監(jiān)控系統(tǒng)可自動(dòng)偵測(cè)各種異常狀況，然後透過網(wǎng)路將警告訊息傳送給保全人員或家庭成員。由於低價(jià)格高效能的電腦普及，以及無線和有無線通訊網(wǎng)路建設(shè)的支援下，未來結(jié)合強(qiáng)健性視訊傳輸、彩色視訊處理、自動(dòng)事件處置、自動(dòng)影片解讀及分析等之即時(shí)視訊

19、處理技術(shù)，將可為視訊安全監(jiān)控應(yīng)用開發(fā)越來越多功能。尤其是高速寬頻網(wǎng)路建置的進(jìn)展，使得未來用戶可將視訊監(jiān)控系統(tǒng)推廣使用於許多不同應(yīng)用上。 開發(fā)智慧型網(wǎng)路視訊監(jiān)控系統(tǒng)需要整合數(shù)位視訊壓縮、即時(shí)網(wǎng)路視訊傳送、壓縮視訊資料庫管理、以及先進(jìn)之視訊信號(hào)處理（例如視訊品質(zhì)強(qiáng)化、運(yùn)動(dòng)物件追蹤、異常事件偵測(cè)、人臉辨識(shí)）等技術(shù). 監(jiān)控時(shí)，智慧型網(wǎng)路攝影機(jī)可以自動(dòng)偵測(cè)異常事件，并將警告訊息透過網(wǎng)路以電子郵件、行動(dòng)電話，或呼叫器傳訊給監(jiān)控中心，或直接傳送至遠(yuǎn)端用戶，以使其可以盡快處理突發(fā)狀況，并且自動(dòng)記錄及錄影這個(gè)事件，然後將所拍攝監(jiān)控影片經(jīng)過視訊壓縮後，經(jīng)由網(wǎng)路傳送至監(jiān)控中心，後由中控電腦和保全人員進(jìn)行後續(xù)視訊內(nèi)容

20、分析、錄影存檔及檢索管理，以掌握各種異常事件然後進(jìn)行適當(dāng)處置。 智慧型攝影機(jī)并可自動(dòng)由影像中追蹤可疑物件以監(jiān)控其運(yùn)動(dòng)軌跡，并加強(qiáng)此類物件之影像畫質(zhì)，以便於辨認(rèn)及比對(duì)可疑物件. 隨著資訊科技之發(fā)展，日常生活中我們經(jīng)常要使用各式各樣的數(shù)位識(shí)別卡，例如信用卡、電話卡、金融IC卡等。大部分的識(shí)別卡，都是與讀卡機(jī)作接觸式之連接來讀取數(shù)位資料，常見方法有磁條刷卡或IC晶片定點(diǎn)接觸，這些用接觸方式識(shí)別數(shù)位資料的作法，在長期使用下容易因磨損而造成資料判別錯(cuò)誤，而且接觸式識(shí)別卡有特定之接點(diǎn)，卡片有方向性，使用者常會(huì)因不當(dāng)操作而無法正確判讀資料.RFID基礎(chǔ)知識(shí)問答Q1 什么是RFID？A:RFID全稱Radio

21、 Frequency Identification，它是一種非接觸式的自動(dòng)ID識(shí)別技術(shù)。通過射頻信號(hào)通過對(duì)某個(gè)目標(biāo)的ID自動(dòng)識(shí)別得到對(duì)象的個(gè)體信息，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。作為快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確采集與處理對(duì)象物的ID信息的技術(shù)，已經(jīng)被世界公認(rèn)為本世紀(jì)十大重要技術(shù)之一。它在生產(chǎn)、零售、物流、交通等各個(gè)行業(yè)得到了應(yīng)用并有著廣闊的前景。在某種意義上說，該技術(shù)可稱為條形碼的無線識(shí)別的上位版本。RFID具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量更大、存儲(chǔ)信息更改自如等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際上，RFID并不僅僅是條形碼的無線識(shí)別的上位版本，它在泛社會(huì)化應(yīng)用中越來越發(fā)揮出不可替

22、代的作用。在介紹或?qū)W習(xí)某項(xiàng)技術(shù)時(shí)，對(duì)于其“定義”的理解有時(shí)十分必要。如果“定義”都不甚了解，很難做到對(duì)技術(shù)的真正了解。例如汽車的遙控門鎖，因?yàn)樗昧藷o線電波，而且只對(duì)門鑰所特定的汽車ID起作用，那么它就是RFID。另外，有些技術(shù)是跨門類的。例如GPS（Global Positioning System），解釋為“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”，但是它可以被用作對(duì)某個(gè)特定物或人的跟蹤，而且又是利用無線電波，因此我們也可以把它視為一種“RFID”技術(shù)，或至少稱之為相關(guān)技術(shù)。另外，利用PHS（在我國俗稱“小靈通”）的機(jī)站和天線分布密度高的特點(diǎn)，同樣可以用來識(shí)別ID所特定的個(gè)體的位置，我們也可以稱之為“RFID

23、”，或RFID的關(guān)聯(lián)技術(shù)。大家也許熟悉在一般RFID系統(tǒng)中的電子標(biāo)簽和讀寫器是什么樣子，但切不要以為只限于那些形式。在PHS系統(tǒng)里，手機(jī)和機(jī)站也能相互成為“標(biāo)簽”和“讀寫器”，以斷定手機(jī)所在位置。Q2 RFID系統(tǒng)是怎樣組成的？A:最基本的RFID系統(tǒng)由三部份組成： 1）電子標(biāo)簽(IC Tag)和應(yīng)答器（Transponder）：由天線、芯片、（電池）以及封裝材料組成。根據(jù)是否搭載電池，分為主動(dòng)（有源）式和被動(dòng)（無源）式兩種。 天線、芯片、（電池）組成的單元是電子標(biāo)簽的核心部分，可以稱為應(yīng)答器。如果根據(jù)不同需要將應(yīng)答器封裝后成為的卡片狀、圓狀、條狀時(shí)雖可以統(tǒng)稱為電子標(biāo)簽，但根據(jù)實(shí)際需要就會(huì)被冠

24、以其它更實(shí)用的名稱。例如我國的第二代居民身份證雖然是一種電子標(biāo)簽，但一般不稱其為電子標(biāo)簽。人們往往與條碼的印刷紙質(zhì)標(biāo)簽相比，稱之為電子標(biāo)簽不足為過。但是如果不把它用作標(biāo)簽時(shí)，稱之為標(biāo)簽則不太貼切，所以不如統(tǒng)稱為應(yīng)答器。它的核心作用正是應(yīng)答下文所解釋的“讀寫器”的要求，把它內(nèi)藏的ID等信息發(fā)送出去。2） 讀寫器：其起作用是向應(yīng)答器索取或向應(yīng)答器傳送ID 等信號(hào)。讀寫器可以簡(jiǎn)化為射頻接口和控制單元兩個(gè)基本模塊。射頻接口包含發(fā)送器和接收器，其功能包括：產(chǎn)生一定功率的射頻信號(hào)以啟動(dòng)被動(dòng)式應(yīng)答器工作；發(fā)射調(diào)制過的信號(hào)，對(duì)接受信號(hào)進(jìn)行解調(diào)等。可以在讀寫器內(nèi)部搭載天線，也可以在讀寫器外單獨(dú)設(shè)置天線。讀寫器可

25、以和計(jì)算機(jī)連接并且向計(jì)算機(jī)傳送ID信號(hào)或得到根據(jù)ID檢索到的信息。有的讀寫器還可以用顯示器來表示解讀后的ID等信息。有些讀寫器只有讀取/解讀功能，不能向應(yīng)答器寫入數(shù)據(jù)，此時(shí)可以稱之為閱讀器。但是為統(tǒng)一和方便起見，即使沒有寫入功能，有時(shí)我們也稱其為讀寫器。3）天線：作為讀寫器的外置天線，是連接在讀寫器上的。外置的原因在于有時(shí)天線的體積很大。另外，天線的外置還可以適合各種實(shí)際應(yīng)用的需要。例如為了盡量靠近應(yīng)答器所標(biāo)示的物體，只需天線去靠近而不必讓讀寫器與天線一同去靠近被標(biāo)示的物體。 Q3 RFID是怎樣工作的？A:系統(tǒng)的基本工作流程應(yīng)電流，應(yīng)答器獲得能量被啟動(dòng)；應(yīng)答器將自身保存的ID等信息通過天線發(fā)

26、送出去；讀寫器通過天線接收到信號(hào)后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理分離出需要的信息。閱讀器將信息傳送給上位系統(tǒng)，進(jìn)行后臺(tái)系統(tǒng)的檢索和管理。系統(tǒng)根據(jù)判斷該應(yīng)答器的合法性，針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號(hào)來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作或在顯示器上表示結(jié)果。以上介紹的是不帶電池的應(yīng)答器，需要從外部獲得電源。 Q4 根據(jù)是否有電池RFID應(yīng)答器有哪些種類？A:根據(jù)供電方式分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。主動(dòng)式是指芯片是由內(nèi)部的電池提供電源，其作用距離較遠(yuǎn)，但壽命有限、體積較大、成本高，且不適合在惡劣環(huán)境下工作。被動(dòng)式無電池內(nèi)藏，它利用來自讀寫器的電波波束供電技術(shù)將接收到的射頻能量轉(zhuǎn)化為直流電源為卡內(nèi)電路供電，其作用距離相對(duì)主

27、動(dòng)卡短，但壽命長且對(duì)工作環(huán)境要求不高。按調(diào)變方式的不同可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。主動(dòng)式應(yīng)答器用自身的射頻能量主動(dòng)地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器；被動(dòng)式應(yīng)答器使用調(diào)變散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)，它必須利用讀寫器的載波來調(diào)變自己的訊號(hào)，該類技術(shù)適合用在門禁或交通應(yīng)用中，因?yàn)樽x寫器只需啟動(dòng)一定范圍之內(nèi)的應(yīng)答器。在有障礙物的情況下，用調(diào)變散射方式，讀寫器的能量必須來去穿過障礙物兩次。而主動(dòng)方式的應(yīng)答器發(fā)射的訊號(hào)僅穿過障礙物一次，因此主動(dòng)方式工作的應(yīng)答器主要用于有障礙物的應(yīng)用中，距離更遠(yuǎn)(可達(dá)30公尺)。 Q5 RFID應(yīng)答器傳送電波有哪些方式？A:由電波耦合于電波發(fā)射兩大類。電波耦合方式上有電感、電磁等種類。Q6 應(yīng)答器與讀寫

28、器之間信號(hào)的通信距離與哪些因素有關(guān)？A:射頻識(shí)別系統(tǒng)的讀寫距離是一個(gè)很關(guān)鍵的參數(shù)。目前，長距離射頻識(shí)別系統(tǒng)的價(jià)格還很貴，因此尋找提高其讀寫距離的方法很重要。影響應(yīng)答器讀寫距離的因素包括天線的工作頻率、閱讀器的RF輸出功率、閱讀器的接收靈敏度、應(yīng)答器的功耗、天線及諧振電路的Q值、天線方向、閱讀器和應(yīng)答器的耦合度，以及應(yīng)答器本身獲得的能量及發(fā)送信息的能量等。大多數(shù)系統(tǒng)的讀取距離和寫入距離是不同的，寫入距離大約是讀取距離的40%80%。 Q7 功率和通信范圍有什么關(guān)系？A:射頻識(shí)別系統(tǒng)的通訊范圍取決于以下幾個(gè)因素：用以和應(yīng)答器對(duì)話的讀寫器可使用的功率。讀寫器本身可使用的功率和性能，如信噪比（sign

29、al to noise ratio）。周邊環(huán)境的條件與影響 其中環(huán)境條件的影響在較高頻的情形下更為顯著。雖然可使用功率的大小是決定通訊范圍的主要因素，但是使用功率的方式與效率也會(huì)影響通訊范圍的大小。天線所發(fā)射的磁場(chǎng)或無線電波，會(huì)以天線為中心擴(kuò)展到其周圍空間，而這個(gè)磁場(chǎng)或電磁波的能量會(huì)隨著距離的增加而減少。我們可以利用天線的設(shè)計(jì)，來決定其所形成磁場(chǎng)或波傳導(dǎo)的形狀，所以射頻識(shí)別系統(tǒng)的通訊范圍也會(huì)受讀寫器與天線之間形成的正向角度的影響。在一個(gè)無障礙的空間，或是在一個(gè)不具有任何會(huì)吸收電波之結(jié)構(gòu)的空間當(dāng)中，磁場(chǎng)的能量會(huì)以距離平方的比例減少；而當(dāng)電波在一個(gè)空間區(qū)域中傳導(dǎo)的時(shí)候，該空間的地面或障礙物都可能會(huì)

30、造成反射的現(xiàn)象，造成能量減少的程度差異極大，減少的比例甚至可能高達(dá)距離的四次方。當(dāng)以多種路徑進(jìn)行傳導(dǎo)時(shí)，這個(gè)現(xiàn)象被稱為“多路衰減”。另外在使用較高頻率時(shí)，空氣中的濕氣會(huì)吸收電磁波，進(jìn)而影響通訊范圍。因此在許多應(yīng)用當(dāng)中必須考慮系統(tǒng)外在的和內(nèi)在的環(huán)境對(duì)通訊范圍所造成的影響。然而在評(píng)估應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部所使用的一些反射性金屬“障礙物”的同時(shí)，不僅要考慮到這些障礙物的數(shù)目會(huì)隨著時(shí)間而變化，更需要進(jìn)一步地通過對(duì)環(huán)境的評(píng)估來建立這些改變可能帶來的影響。盡管可以根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的需求來選用大小不同的功率，但是并不能隨心所欲地選擇。這是因?yàn)榭捎霉β示拖褫d波頻率一樣，需要受到政府的規(guī)范和監(jiān)管。在提到無線識(shí)別系統(tǒng)的功率時(shí)，

31、通常是用100到500毫瓦這個(gè)數(shù)字，但是實(shí)際上的數(shù)字還是要得到系統(tǒng)所在國家的主管機(jī)關(guān)的許可。Q8 根據(jù)使用頻率，RFID應(yīng)答器有哪些種類？A:按載波頻率分為低頻應(yīng)答器、中頻應(yīng)答器和高頻應(yīng)答器。低頻應(yīng)答器主要有125kHz和134.2kHz兩種，中頻應(yīng)答器頻率主要為13.56MHz，高頻應(yīng)答器主要為433MHz、860MHz-960MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低頻系統(tǒng)主要用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、校園卡、動(dòng)物監(jiān)管、貨物追蹤等。中頻系統(tǒng)用于門禁控制和需傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)；高頻系統(tǒng)應(yīng)用于需要較長的讀寫距離和高讀寫速度的場(chǎng)合，其天線波束方向較窄且價(jià)格較高，在火車監(jiān)控

32、、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)中應(yīng)用。Q9 目前有哪些國際標(biāo)準(zhǔn)適用于各類是：閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻訊號(hào)，當(dāng)應(yīng)答器進(jìn)入天線的工作區(qū)域內(nèi)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)答器？A:目前，可供應(yīng)答器使用的幾種標(biāo)準(zhǔn)有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。應(yīng)用最多的是ISO14443和ISO15693，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都由實(shí)體特性、射頻功率和訊號(hào)接口、初始化和反碰撞以及傳輸協(xié)議四部份組成。 Q10 按照讀寫能力RFID標(biāo)簽有哪些種類？A:按芯片分為只讀型、只寫一次性，反復(fù)讀寫型。Q11 應(yīng)答器具有智能嗎？A:應(yīng)答器的所謂智能還不能做到像人工機(jī)器人那樣會(huì)下象棋。有時(shí)，只要具有了計(jì)算功能，我們就不防

33、說它具有了一定的智能。例如，有些供銷費(fèi)用的應(yīng)答器封裝成的卡片不但可以通過讀寫器來讀寫數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行計(jì)算。通過計(jì)算，持卡人在消費(fèi)前原有多少余額，本次消費(fèi)多少，消費(fèi)后還剩多少余額。再把計(jì)算結(jié)果存入卡中。但是，我們還要考慮這種計(jì)算是否由應(yīng)答器進(jìn)行的，其實(shí)讀寫器完全可能幫助應(yīng)答器來計(jì)算。大多數(shù)應(yīng)答器只能根據(jù)外部指令存儲(chǔ)和取出ID信息，與“條碼”類似，只為外部設(shè)備提供數(shù)據(jù)。這樣的應(yīng)答器不能說它具有“智能”。Q12 應(yīng)答器與讀寫器之間傳輸信號(hào)都是通過“天線”傳送的嗎？A:一般認(rèn)為應(yīng)答器和讀寫器之間是通過“天線”間的通信來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸?shù)?。射頻識(shí)別系統(tǒng)根據(jù)兩種原理傳送數(shù)據(jù)，一種以電磁耦合或電感耦合，另一種

34、以電磁波傳送。目前，這兩個(gè)方式都被分類為射頻識(shí)別系統(tǒng)。利用“天線”傳送信息成為應(yīng)答器與讀寫器的一個(gè)不可缺少的特征。嚴(yán)格說來，上述的電磁或電感耦合所使用的“天線”有點(diǎn)類似于變壓器中的線圈。“天線”這個(gè)名詞一般適用于上述電磁波傳送系統(tǒng)中，雖把它使用于電磁、電感耦合系統(tǒng)中雖不夠準(zhǔn)確，但也能粗略地描述其信號(hào)傳送方式和路徑。Q13 ID等數(shù)據(jù)是如何通過空中接口被傳送的？A:數(shù)據(jù)的傳送不僅受制于一些難以預(yù)測(cè)的變化，還受包括空氣等的數(shù)據(jù)傳送媒介、以及傳送數(shù)據(jù)所用頻段的影響。在通訊頻道中，電磁波的噪音、干擾、以及扭曲失真等現(xiàn)象都是造成數(shù)據(jù)丟損的主要原因，如果要達(dá)成零誤差的數(shù)據(jù)傳送。為了避免這些現(xiàn)象的產(chǎn)生，為了

35、通過空中接口中或在兩個(gè)通訊組件之間相隔的空間中有效地傳送信息，數(shù)據(jù)必須重迭在一個(gè)呈周期變化（如正弦） 的場(chǎng)或載波上，這種重迭的技術(shù)稱為“調(diào)幅”，“調(diào)頻”或“調(diào)相”，我們可以將這些稱為編碼。這三種編碼技術(shù)的正式名稱為：振幅調(diào)變（ASK）、頻率調(diào)變（FSK）、以及相位調(diào)變（PSK）。盡管這些編碼的機(jī)制對(duì)射頻識(shí)別系統(tǒng)的使用者來說是察覺不到的，系統(tǒng)協(xié)議都要規(guī)定所使用的編碼系統(tǒng)。目前有許多不同的編碼系統(tǒng)，而且每個(gè)系統(tǒng)的表現(xiàn)都呈現(xiàn)不同的特色。Q14 為什么要對(duì)RFID無線通信中的使用頻段加以規(guī)范？A:在有線通訊系統(tǒng)中，物體以實(shí)體的線路相互連接，有效地將通訊聯(lián)機(jī)與網(wǎng)絡(luò)本身相互隔離。而無線電通訊頻道一般所采用

36、的方式是通過頻段的分配來進(jìn)行隔離。頻段的分配通常都是由政府立法來執(zhí)行，將電磁波譜分段，分配給不同的目的使用。各國政府分配電磁波譜的方式，因?qū)ι漕l識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用上的考慮不同而有所差異，而射頻識(shí)別系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的目的就是在尋求排除產(chǎn)生相死干擾的可能性。Q15 RFID有哪些基本的使用頻率及相對(duì)應(yīng)有哪些典型的應(yīng)用？A:射頻識(shí)別系統(tǒng)通常使用四個(gè)頻段，各為低、中、高、超高頻。以下列舉了這四種頻段所涵蓋的范圍，另外還包括了典型的系統(tǒng)特色與主要應(yīng)用范圍。各頻段的范圍與應(yīng)用如下：頻段:低頻100-500 kHz特色:短至中程的讀取范圍，價(jià)格偏低，讀取速度慢典型應(yīng)用:門禁系統(tǒng)、動(dòng)物識(shí)別、存貨控制、汽車芯片防盜鎖頻段:

37、高頻10-15 MHz特色:短至中程的讀取范圍 可能低價(jià)讀取速度中等典型應(yīng)用:門禁系統(tǒng)、智能卡頻段:超高頻860-960 MHz特色:讀取范圍大、讀取速度快 典型應(yīng)用:供應(yīng)鏈管理、集裝箱、鐵路車廂識(shí)別頻段: 超高頻 5.8 GHz特長：讀取距離長、受限于視線直線距離典型應(yīng)用：高速路上的車牌管理、道路收費(fèi)系統(tǒng)RFID可利用的頻段并不是在每個(gè)國家都能適用的，因?yàn)楦鲊恼赡軐⒛愁l段分配給特定的使用者。且每個(gè)國家都會(huì)針對(duì)各個(gè)頻段，以法令規(guī)定該頻段所適用的用途，而這些規(guī)范所規(guī)定的項(xiàng)目可能包括功率的大小、電波干擾等。 Q16 應(yīng)用不同頻率的應(yīng)答器時(shí)，有哪些需要注意電波法的情況？A:在上問中的低頻、高頻

38、、超高頻中比較引人注目的是860-960MHz的頻段。這個(gè)頻段大多被各種通信所利用。各個(gè)國家對(duì)這個(gè)范圍內(nèi)的電波使用管理最嚴(yán)厲。在我國在這個(gè)頻段內(nèi)還沒有劃出供RFID使用的頻段。很多企業(yè)在這個(gè)頻段內(nèi)的應(yīng)用大多是在進(jìn)行小規(guī)模的試驗(yàn)。但一般說來，其它頻段沒有什么問題。RFID電子門票解決方案（一） 盛天和科技（北京）有限公司 中國電子商情-RFID技術(shù)與應(yīng)用 摘要：當(dāng)前，各種展覽、體育比賽、演唱會(huì)、會(huì)議和旅游景區(qū)門票種類多種多樣，管理混亂，不但給賽會(huì)、景區(qū)帶了經(jīng)濟(jì)損失還留下很多安全隱患。盛天和業(yè)內(nèi)首次采用先進(jìn)的RFID技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、定位技術(shù)和呼叫中心等通信和信息安全技術(shù)，有效地解決了展覽、體育比

39、賽、演唱會(huì)、會(huì)議場(chǎng)館、旅游景區(qū)門票的頭痛問題。本文對(duì)目前各種門票和門票管理現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，對(duì)光盤門票的應(yīng)用原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)安全防御和擴(kuò)展進(jìn)行說明，讓大家了解光盤門票系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：門票，CD, 數(shù)據(jù)庫，安全，電子標(biāo)簽1 展覽、體育比賽、演唱會(huì)、會(huì)議、旅游景區(qū)門票和管理現(xiàn)狀目前，在各種展覽、體育比賽、演唱會(huì)、會(huì)議、旅游景區(qū)，門票主要分兩大類：一是工作人員證，二是參觀者或聽眾。又可分為組展或場(chǎng)館工作人員工作證、參展商、臨時(shí)進(jìn)館證、籌展證、撤展證、大會(huì)搬運(yùn)證及車證七大類。其門票現(xiàn)在多采取人工方式驗(yàn)票。雖然各場(chǎng)館對(duì)門票的管理十分嚴(yán)格，有完善的辦證程序，但也存在一些漏洞。由于展覽或演唱、比賽非常火爆，對(duì)門票需求量大，所以造成門票緊張，給一些人提供了可乘之機(jī)，鉆一些管理漏洞進(jìn)行投機(jī)?，F(xiàn)在展覽、體育比賽、演唱會(huì)、會(huì)議、旅游景區(qū)的門票管理主要存在以下問題：（1）假票，由于門票需求量大，很多假票販子甘愿冒風(fēng)險(xiǎn)制作和兜售假票，這除了給主辦方帶來巨額經(jīng)濟(jì)損失外，還給現(xiàn)場(chǎng)管理、展會(huì)秩序和安全、展會(huì)聲譽(yù)造成隱患；（2）多人一票，有些門票在展會(huì)期間可以多次或者自由進(jìn)出展館，雖然門票上有姓名、照片，公司名等信息，但還是有很多人將這種票借與他人使用，或者高價(jià)兜售，這也給組會(huì)方造成巨大經(jīng)濟(jì)損失；（3）采用人工