陳曉倩

（東明縣醫(yī)療保障局，山東 菏澤 274000）

1 RFID技術(shù)的含義及特點(diǎn)

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)是一種利用射頻信號(hào)進(jìn)行非接觸式的空間耦合，并將其用于信息的傳送和識(shí)別。實(shí)際上，這種技術(shù)并不是什么特別高端的技術(shù)，在20世紀(jì)40、50年代就已經(jīng)開(kāi)發(fā)了。其核心部分是一塊直徑小于2 mm的電子標(biāo)簽，通過(guò)傳感器發(fā)出的電磁波從數(shù)厘米到數(shù)米的距離中讀出里面的信息，從而判斷出標(biāo)簽所代表的個(gè)人身份。通常，射頻系統(tǒng)在特定的應(yīng)用程序中，由于用途和使用情況不同，其構(gòu)成也各不相同。RFID系統(tǒng)的應(yīng)用范圍很廣，主要包括控制門(mén)禁、回收資產(chǎn)、材料處理、醫(yī)療衛(wèi)生、防盜監(jiān)控等。RFID技術(shù)的本質(zhì)就是可以將真實(shí)世界中的任何人或事物標(biāo)記在虛擬的網(wǎng)絡(luò)空間中，并具備3個(gè)主要作用：“標(biāo)記”“地址號(hào)碼”“傳感功能”[1]。RFID技術(shù)可以在現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)人和物進(jìn)行識(shí)別，而RFID標(biāo)簽則可以將其綁定到現(xiàn)實(shí)中的任何一個(gè)物體上，并通過(guò)寫(xiě)出的信息來(lái)顯示出該物品的特性，這就是“標(biāo)記”作用的原理；RFID標(biāo)簽在不同的網(wǎng)絡(luò)中區(qū)分出不同的實(shí)體，從而使2個(gè)或多個(gè)實(shí)體通過(guò)ID進(jìn)行通信，ID使得對(duì)象在網(wǎng)絡(luò)中具有自己的虛擬空間，這包括定義ID、管理ID、安全等多種因素，這便是“地址號(hào)碼”的意義；“傳感功能”主要是將傳感器嵌入到RFID標(biāo)簽中，通過(guò)RFID標(biāo)簽可以對(duì)周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行響應(yīng)，如溫度、濕度等。

2 移動(dòng)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

RFID邊緣網(wǎng)包括標(biāo)簽、讀寫(xiě)器和邊緣服務(wù)器。讀取和寫(xiě)入是使用者在其所涵蓋的范圍內(nèi)，從RFID標(biāo)簽中接收到的各類(lèi)數(shù)據(jù)，通過(guò)處理之后傳送到附近的服務(wù)器中。由邊緣服務(wù)器將讀取設(shè)備和寫(xiě)入設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后以無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)作為媒介將處理之后的數(shù)據(jù)傳送至RFID的服務(wù)中心。其中讀取設(shè)備和寫(xiě)入設(shè)備是分開(kāi)的，主要進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。邊緣服務(wù)器大多是在個(gè)人電腦上用于存儲(chǔ)站、發(fā)送站等，也可以在微型的手提電腦上進(jìn)行安裝。邊緣服務(wù)器通常使用讀取和寫(xiě)入設(shè)備收集RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)與信息，進(jìn)行初步的分析和處理。基于這些特點(diǎn)，需要由邊緣服務(wù)器來(lái)監(jiān)測(cè)和管理RFID讀取器[2]。

2.2 傳輸結(jié)構(gòu)

在RFID應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，傳輸結(jié)構(gòu)具有數(shù)據(jù)載體的功能，由邊緣服務(wù)器采集RFID標(biāo)簽所讀取的數(shù)據(jù)，并將其傳遞給RFID服務(wù)中心。非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)路（Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL）的布線(xiàn)排線(xiàn)工作比較多，擴(kuò)展能力差，難以滿(mǎn)足小型、臨時(shí)RFID的需求，如會(huì)展等。而專(zhuān)線(xiàn)接入的安全度高，但也要考慮到布線(xiàn)成本，因?yàn)槌杀咎?，普通用?hù)很難承擔(dān)，所以只能在銀行和一些比較穩(wěn)定的大型應(yīng)用中使用。

通常情況下，邊緣伺服電機(jī)的主要連接方法是撥號(hào)，并與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建立對(duì)應(yīng)的鏈接，當(dāng)傳送結(jié)束時(shí)，它會(huì)被掛斷，這是一種很難連續(xù)讀取RFID標(biāo)記信息的伺服系統(tǒng)。但是，在使用專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的資源損耗。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)RFID標(biāo)識(shí)服務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)“永久在線(xiàn)”鏈路和對(duì)應(yīng)的聯(lián)系，并通過(guò)對(duì)其流量進(jìn)行自動(dòng)收費(fèi)，在發(fā)送時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)流，從而使RFID標(biāo)簽的相關(guān)信息能夠有效傳送。在手機(jī)和運(yùn)營(yíng)商中，由于邊緣服務(wù)器不能上傳RFID標(biāo)記，而核心網(wǎng)絡(luò)僅保留PDP環(huán)境，因此缺少了無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和信道數(shù)據(jù)的合理分配。在使用移動(dòng)通信網(wǎng)的同時(shí)，要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳送，必須采用永久在線(xiàn)的鏈路。

3 RFID在移動(dòng)通信領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 手機(jī)支付

手機(jī)支付是基于RFID技術(shù)的支付服務(wù)，普通手機(jī)端支付業(yè)務(wù)主要包括手機(jī)、銀行卡和RFID標(biāo)簽3種。其中RFID標(biāo)簽將對(duì)應(yīng)的芯片直接植入到移動(dòng)手機(jī)中，移動(dòng)通信用戶(hù)通過(guò)簡(jiǎn)單使用RFID標(biāo)簽就能夠完成電子刷卡方式的手機(jī)支付，讓支付的流程變得更加簡(jiǎn)單快捷，具體如下。

（1）銷(xiāo)售終端（Point of Sale，POS）是針對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)中的手機(jī)支付用戶(hù)RFID標(biāo)簽資料、業(yè)務(wù)號(hào)和口令進(jìn)行特定信息的特定消費(fèi)，并且對(duì)應(yīng)于該移動(dòng)通信系統(tǒng)用戶(hù)的消費(fèi)數(shù)據(jù)具有特定的用戶(hù)所需的特定信息，然后通過(guò)邊緣服務(wù)器將其傳輸。

（2）在終端信息被接收之后，該終端信息服務(wù)器的主要任務(wù)是向終端數(shù)據(jù)庫(kù)信息管理中心發(fā)送諸如PORFIDE之類(lèi)的標(biāo)簽化信息、消費(fèi)者終端業(yè)務(wù)以及手機(jī)密碼等的電子文檔。

（3）數(shù)據(jù)管理與控制中心，完成接入因特網(wǎng)，通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸用戶(hù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)揭苿?dòng)通信支持系統(tǒng)，完成對(duì)用戶(hù)的付款和驗(yàn)證。向用戶(hù)和商戶(hù)發(fā)出消息，告知完成交易。

3.2 RFID閱讀器與移動(dòng)手機(jī)的聯(lián)合

國(guó)內(nèi)有關(guān)商業(yè)活動(dòng)的一些產(chǎn)品都帶有RFID標(biāo)識(shí)，這種標(biāo)識(shí)的作用是記錄商品的基本信息。例如，當(dāng)對(duì)應(yīng)的移動(dòng)電話(huà)使用者想要設(shè)定一個(gè)產(chǎn)品時(shí)，可以將其貼在靠近該更改的產(chǎn)品標(biāo)簽上，而手機(jī)的相關(guān)讀卡器會(huì)自動(dòng)地讀取該產(chǎn)品的信息。通過(guò)讀取器來(lái)發(fā)送短信息服務(wù)（Short Message Service，SMS）信息，向服務(wù)器發(fā)送SMS請(qǐng)求，服務(wù)器客戶(hù)機(jī)的工作人員對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行判斷。

4 RFID在移動(dòng)通信應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)及前景

4.1 RFID在移動(dòng)通信應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

RFID技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，其操作簡(jiǎn)便，能夠自動(dòng)識(shí)別和控制，幾乎不需要任何人工操作，而且能夠同時(shí)支持只讀和讀寫(xiě)2種工作；該技術(shù)能夠在惡劣的環(huán)境中正常工作，如在油漬特別重的環(huán)境或者灰塵污染特別嚴(yán)重的環(huán)境中，這些特點(diǎn)決定了該項(xiàng)技術(shù)相對(duì)于條形碼的優(yōu)越之處。因?yàn)镽FID技術(shù)的識(shí)別范圍可長(zhǎng)達(dá)數(shù)十米，所以常被應(yīng)用于生產(chǎn)線(xiàn)的目標(biāo)追蹤，交通領(lǐng)域的長(zhǎng)距射頻追蹤監(jiān)控、計(jì)費(fèi)和識(shí)別等[3]。

RFID識(shí)別系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)有以下幾方面。（1）識(shí)別范圍廣。在沒(méi)有任何光源的條件下，也能夠通過(guò)外包裝進(jìn)行識(shí)別，最遠(yuǎn)有效識(shí)別距離可達(dá)30 m。（2）識(shí)別速度快。當(dāng)標(biāo)簽出現(xiàn)在所識(shí)別的范圍之內(nèi)時(shí)，它就會(huì)立刻對(duì)標(biāo)簽物體進(jìn)行識(shí)別，而且能夠同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽的信息。（3）存儲(chǔ)容量大。傳統(tǒng)二維條形碼的存儲(chǔ)數(shù)量最佳狀態(tài)下只能容納2 816個(gè)數(shù)字，若是包含字母，存儲(chǔ)量會(huì)相對(duì)更小。但是RFID標(biāo)簽則能按照需要增大到10 K以上。（4）壽命較長(zhǎng)。由于RFID的包裝呈封閉式，因此能夠在環(huán)境比較差的地方使用，如一些放射性強(qiáng)的環(huán)境中，這會(huì)大大延長(zhǎng)其使用壽命。（5）動(dòng)態(tài)標(biāo)簽數(shù)據(jù)。RFID的標(biāo)簽數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)可修改的，通過(guò)編程將數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，而且這種數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)便攜式攜帶，比條碼更加簡(jiǎn)單[4]。（6）安全性能好。該系統(tǒng)的識(shí)別標(biāo)簽?zāi)軌蛑踩氲饺魏涡螤畲笮〉奈锲飞希夷軌蛟O(shè)置密碼進(jìn)行保護(hù)，其安全性能特別高。（7）進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)通信。RFID標(biāo)簽的頻率能夠達(dá)到50～100次/s，當(dāng)帶有識(shí)別標(biāo)簽的物體出現(xiàn)在識(shí)別范圍內(nèi)時(shí)，就可以馬上進(jìn)行識(shí)別并追蹤。

4.2 RFID在移動(dòng)通信領(lǐng)域的應(yīng)用前景

RFID則是一種帶有特定識(shí)別系統(tǒng)的標(biāo)簽，其最大特點(diǎn)是具有標(biāo)記、識(shí)別、短程檢測(cè)等特性。此獨(dú)特的識(shí)別系統(tǒng)包含：EPC、泛在識(shí)別碼Ucode、車(chē)輛識(shí)別碼（Vehicle Identification Number，VIN）、國(guó)際證券識(shí)別碼（International Securities Identification Number，ISIN）、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版（Internet Protocol version 6，IPv6）等；IPv6技術(shù)極大地豐富了互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站的資源，再加上RFID的特性，它可以標(biāo)記、識(shí)別和短途通信，為實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展奠基。IPv6技術(shù)就是以RFID為基礎(chǔ)，從而進(jìn)行“標(biāo)記”，利用“地址號(hào)碼”“傳感功能”等工作；IPv6有海量的網(wǎng)站資源，結(jié)合EPC技術(shù)，極大地?cái)U(kuò)展了移動(dòng)通信技術(shù)的監(jiān)測(cè)控制能力，引申出更多的創(chuàng)新[5]。在其工作過(guò)程中，RFID標(biāo)簽?zāi)軌蚺c現(xiàn)實(shí)物體進(jìn)行綁定，然后通過(guò)寫(xiě)入該物品的信息來(lái)顯示其特性，最后通過(guò)“地址號(hào)碼”和“傳感功能”對(duì)物體快速識(shí)別與短途通信。在RFID/EPC技術(shù)基礎(chǔ)上，還提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，它充分利用了RFID技術(shù)的特性，將產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)合。因此，“物聯(lián)網(wǎng)”這個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比因特網(wǎng)更加復(fù)雜，同時(shí)也是未來(lái)全網(wǎng)通信服務(wù)的重要組成部分。

日本、韓國(guó)因?yàn)镽FID和“物聯(lián)網(wǎng)”在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用，已將RFID技術(shù)推向了國(guó)家信息化的水平，并制定了一個(gè)叫做U-Japan和U-Korea的傳感器網(wǎng)絡(luò)[6]。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，這2種技術(shù)都可以看作是RFID技術(shù)的一種擴(kuò)展。隨著寬帶和手機(jī)上網(wǎng)，日本的“泛在”網(wǎng)絡(luò)也逐漸成為了發(fā)展的焦點(diǎn)。韓國(guó)的傳感網(wǎng)和日本的廣域網(wǎng)一樣，著重強(qiáng)調(diào)了Anytime、Anywhere、Anydevise。然而，要實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一體化，不斷擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的界限，實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信，進(jìn)行全網(wǎng)的協(xié)作，就必須保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)底層被標(biāo)記的IP地址。目前，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第4版（Internet Protocol version 4，IPv4）技術(shù)在Internet上的應(yīng)用，IP地址的數(shù)量很少，很難適應(yīng)將來(lái)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信需要。IPv6技術(shù)為下一代因特網(wǎng)的IP地址資源提供了一個(gè)解決辦法。所以，IPv6和RFID技術(shù)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)。

5 結(jié) 論

在移動(dòng)通信和信息服務(wù)方面，RFID還能應(yīng)用在個(gè)人與家庭方面，為居民的信息化便捷生活提供技術(shù)支持。隨著無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，從2G到3G，再到LTE，RFID技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用前景非常廣闊。總之，RFID技術(shù)需要很高的信息和數(shù)據(jù)傳送模式，尤其是對(duì)電子信件和網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常重要的商業(yè)機(jī)會(huì)。因此，RFID技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合將會(huì)極大地推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，打破傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)模式，向新的內(nèi)容和服務(wù)轉(zhuǎn)型。