劉永順

摘要：介紹了無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)的概念、系統(tǒng)組成、原理，給出了一些應(yīng)用實(shí)例.

關(guān)鍵詞：無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)；RFID；電子標(biāo)簽

1無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)的概念

RFID（Radio Frequency Identification）無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一，是一種應(yīng)用在信息采集系統(tǒng)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)無(wú)線射頻方式自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)RFID電子標(biāo)簽的信息獲取.RFID技術(shù)具有準(zhǔn)確、適應(yīng)環(huán)境、抗干擾、操作快捷等優(yōu)點(diǎn).

2無(wú)線射頻識(shí)別（RFlD）系統(tǒng)的組成

RFlD系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成.

21系統(tǒng)的硬件

RFID系統(tǒng)的硬件由電子標(biāo)簽、讀寫器、計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)等組成，其框圖如圖1所示.

211電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽也稱應(yīng)答器，是一個(gè)微型的無(wú)線收發(fā)裝置，主要由內(nèi)置天線和芯片組成.芯片中存儲(chǔ)有能夠識(shí)別目標(biāo)的信息，當(dāng)讀寫器查詢時(shí)它會(huì)發(fā)射數(shù)據(jù)給讀寫器.

212讀寫器

讀寫器的功能包括三個(gè)部分：一是發(fā)送和接收功能，用來(lái)與電子標(biāo)簽和分離的單個(gè)物品進(jìn)行通信；二是對(duì)接收信息進(jìn)行初始化處理；三是連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將信息傳送到數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng).

讀寫器控制模塊的主要功能是：與應(yīng)用系統(tǒng)軟件進(jìn)行通信；執(zhí)行從應(yīng)用系統(tǒng)軟件發(fā)來(lái)的動(dòng)作指令；控制與標(biāo)簽的通信過(guò)程；信號(hào)的編碼與解碼；對(duì)讀寫器和電子標(biāo)簽之間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密：進(jìn)行讀寫器與電子標(biāo)簽之間的身份認(rèn)證；對(duì)鍵盤、顯示設(shè)備等其它外部設(shè)備的控制.

讀寫器天線是一種以電磁波形式把前端射頻信號(hào)功率接收或輻射出去的設(shè)備，是電路與空間的界面器件，用來(lái)實(shí)現(xiàn)波能量的轉(zhuǎn)化.在RFID系統(tǒng)中，天線分為電子標(biāo)簽天線和讀寫器天線兩大類，分別承擔(dān)接收能量和發(fā)射能量的作用.

根據(jù)電子標(biāo)簽到讀寫器之間的通信和能量耦合方式，RFID系統(tǒng)一般可以分為電感耦合方式和反向散射耦合方式.電感耦合方式是通過(guò)空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律；反向散射耦合方式，和雷達(dá)原理類同，發(fā)射出去的電磁波碰到目標(biāo)后反射，同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律.

213計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)

裝有RFID系統(tǒng)軟件的計(jì)算機(jī)和讀寫器控制模塊進(jìn)行通信，控制讀寫器的讀寫.通信網(wǎng)絡(luò)包括有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和讀寫器控制模塊與計(jì)算機(jī)連接的串行通信.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以是個(gè)域網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)或衛(wèi)星通信網(wǎng).

22系統(tǒng)的軟件

RFID系統(tǒng)中軟件的作用是完成數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)、管理以及對(duì)RFID電子標(biāo)簽的讀寫控制.RFID系統(tǒng)歸根結(jié)底是為應(yīng)用服務(wù)的，讀寫器與應(yīng)用系統(tǒng)之間的連接通常由軟件組件來(lái)完成.

3無(wú)線射頻識(shí)別（RFlD）技術(shù)的原理

讀寫器通過(guò)發(fā)射天線將特定頻率的無(wú)線電載波信號(hào)發(fā)射出去；當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器發(fā)射天線的工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而獲得能量被激活，將自身編碼等信息通過(guò)其內(nèi)置天線發(fā)送出去；讀寫器接收天線經(jīng)天線調(diào)節(jié)器接收電子標(biāo)簽發(fā)送來(lái)的載波信號(hào)，讀寫器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)送到裝有RFID系統(tǒng)軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理；根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該電子標(biāo)簽的真?zhèn)?，針?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)控制操作器的動(dòng)作；通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)監(jiān)控，搭建總控制信息平臺(tái)，根據(jù)不同的項(xiàng)目要求，通過(guò)設(shè)計(jì)不同的軟件實(shí)現(xiàn)不同的功能.

4無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)的應(yīng)用

41在上海世博會(huì)中的應(yīng)用

早在2008年北京奧運(yùn)會(huì)上，嵌有RFID芯片的奧運(yùn)會(huì)門票，就已經(jīng)大量成功應(yīng)用.2010年上海世博會(huì)門票同樣采用了RFID技術(shù)，門票內(nèi)含有一顆具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“世博芯”，記錄著參觀者的資料，并以無(wú)線方式與遍布展區(qū)的讀寫器交換信息.檢票參觀時(shí)，持票人手持RFID電子門票，無(wú)需接觸，就能被附近讀寫器識(shí)別并通過(guò).這種世博門票還具有參觀引導(dǎo)、組織協(xié)調(diào)游客等功能.參觀者帶著這種世博門票靠近各展臺(tái)附近部署的RFID讀寫器時(shí)，就能將參觀路線信息記錄到世博會(huì)的控制系統(tǒng)，從而幫助主辦方及時(shí)了解各展館的游客數(shù)量，還能及時(shí)有效地調(diào)配展區(qū)車輛.

42在交通領(lǐng)域的應(yīng)用

RFID技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用主要有停車場(chǎng)智能化管理、重要單位車輛管理、公路車輛動(dòng)態(tài)管理、車輛路橋不停車收費(fèi)管理、車輛智能稱重管理等.

43在防偽領(lǐng)域的應(yīng)用

RFID技術(shù)在防偽領(lǐng)域的應(yīng)用主要有貴重物品（文物、煙、酒、藥品）的防偽、票證的防偽等.

44在供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用

RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用包括：物流過(guò)程中的貨物追蹤、信息自動(dòng)采集、倉(cāng)儲(chǔ)管理、港口管理、快遞包裹管理、商品零售管理等.

45在公共管理中的應(yīng)用

RFID技術(shù)在公共管理中的應(yīng)用主要有學(xué)生管理、圖書管理等.利用RFID技術(shù)管理學(xué)生，可以提高學(xué)生上課出勤率，并可自動(dòng)記錄；利用RFID技術(shù)管理圖書，可以大大節(jié)省書籍的盤點(diǎn)管理時(shí)間，并可自動(dòng)進(jìn)行租借、還書.

此外，RFID技術(shù)還廣泛應(yīng)用在制造業(yè)、動(dòng)物識(shí)別、軍事、航空、資產(chǎn)管理等領(lǐng)域.

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉化君 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010

[2] 楊剛 物聯(lián)網(wǎng)理論與技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2010endprint