沈永成 南京恒電電子有限公司

無線射頻技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用前景探討

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文章闡述了RFID系統(tǒng)的組成和工作原理，并對(duì)射頻世界頻段及性能進(jìn)行了比較，重點(diǎn)分析了無線射頻技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)的差異，并對(duì)無線射頻技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行簡介。

無線射頻 RFID 特點(diǎn) 應(yīng)用前景

無線射頻譯自英文Radio Frequency Identification，簡稱為RFID，是20世紀(jì)90年代興起的一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。射頻技術(shù)（RFID）相對(duì)于傳統(tǒng)的磁卡及IC卡技術(shù)具有非接觸、閱讀速度快、無磨損等特點(diǎn)。無線射頻技術(shù)在閱讀器和射頻卡之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換的目的。與傳統(tǒng)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(huán)境影響、壽命長、便于使用的特點(diǎn)和具有防沖突功能，能同時(shí)處理多張卡片。

1 RFID系統(tǒng)組成

標(biāo)簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象，俗稱電子標(biāo)簽或智能標(biāo)簽；讀取器/讀寫器(Reader)：讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；天線(Antenna)：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。一套完整的系統(tǒng)還需具備：數(shù)據(jù)傳輸和處理系統(tǒng) [1]。

2 工作原理

標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，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(PassiveTag，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)(ActiveTag，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。

表1 射頻識(shí)別頻段及性能比較

3 無線射頻區(qū)別于傳統(tǒng)識(shí)別技術(shù)

3.1 快速掃描

條形碼一次只能有一個(gè)條形碼受到掃描；RFID辨識(shí)器可同時(shí)辨識(shí)讀取數(shù)個(gè)RFID標(biāo)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(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。

3.3 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。

3.4 可重復(fù)使用

現(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改，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。

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(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有物體阻擋的情況下，才可以辨讀條形碼。

3.6 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)MegaBytes。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)。未來物品所需攜帶的資料量會(huì)越來越大，對(duì)卷標(biāo)所能擴(kuò)充容量的需求也相應(yīng)增加。

3.7 安全性

由于RFID承載的是電子式信息，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)臁?/p>

4 FRID技術(shù)的應(yīng)用

短距離射頻識(shí)別產(chǎn)品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，可在這樣的環(huán)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(shí)別產(chǎn)品多用于交通上，識(shí)別距離可達(dá)幾十米，如自動(dòng)收費(fèi)或識(shí)別車輛身份等[2]。

（1）在零售業(yè)中，條形碼技術(shù)的運(yùn)用使得數(shù)以萬計(jì)的商品種類、價(jià)格、產(chǎn)地、批次、貨架、庫存、銷售等各環(huán)節(jié)被管理得井然有序；

（2）采用車輛自動(dòng)射頻識(shí)別技術(shù)，使得路橋、停車場等收費(fèi)場所避免了車輛排隊(duì)通關(guān)現(xiàn)象，減少了時(shí)間浪費(fèi)，從而極大地提高了交通運(yùn)輸效率及交通運(yùn)輸設(shè)施的通行能力；

（3）在自動(dòng)化的生產(chǎn)流水線上，整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)流程的各個(gè)環(huán)節(jié)均被置于嚴(yán)密的監(jiān)控和管理之下；

（4）在粉塵、污染、寒冷、炎熱等惡劣環(huán)境中，遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別技術(shù)的運(yùn)用改善了卡車司機(jī)必須下車辦理手續(xù)的不便；

（5）在公交車的運(yùn)行管理中，自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)準(zhǔn)確地記錄著車輛在沿線各站點(diǎn)的到發(fā)站時(shí)刻，為車輛調(diào)度及全程運(yùn)行管理提供實(shí)時(shí)可靠的信息。

（6）寶馬和豐田等大型汽車公司和NYK等遠(yuǎn)洋運(yùn)輸公司，已經(jīng)使用RFID實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)管理，他們?cè)谄嚿虾拓浳锛b箱中使用WhereNet的主動(dòng)式RFID芯片，通過在資產(chǎn)管理系統(tǒng)中監(jiān)視RFID標(biāo)簽，可以確保汽車和集裝箱按照規(guī)定的日程準(zhǔn)時(shí)出庫，貨物可以正確地放到集裝箱中。

[1]劉凱，畢研博，國偉.關(guān)于RFID技術(shù)的組成及特點(diǎn)分析[J].中外企業(yè)家，2015，(02):128.

[2]中科院自動(dòng)化所RFID研究中心田利梅關(guān)強(qiáng).RFID系統(tǒng)中的頻段特點(diǎn)及主要應(yīng)用領(lǐng)域[N].計(jì)算機(jī)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。