RFlD技術(shù)的原理及應(yīng)用

羅 萱（重慶青年職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶，400712）

RFlD技術(shù)的原理及應(yīng)用

羅 萱
（重慶青年職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶，400712）

射頻識(shí)別技術(shù)RFID是一種無(wú)線通信技術(shù)，它利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到自動(dòng)識(shí)別的目的。本文介紹了射頻識(shí)別技術(shù)的工作原理和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并列舉了RFID常用的應(yīng)用領(lǐng)域。

RFID；ETC；動(dòng)物識(shí)別和追蹤；圖書(shū)館自助借還；防偽

0 引言

現(xiàn)在超市里廣泛使用的是一維碼技術(shù)，一維碼具有容量小、操作速度慢、不能寫等缺點(diǎn)，在不久的將來(lái)，條形碼將被RFID所取代。

我們來(lái)想象一下超市采用RFID的情景：在超市里，每個(gè)商品上有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的RFID，超市門口安裝有讀寫器，我們來(lái)到超市，把東西裝滿了購(gòu)物車，當(dāng)走到門口的時(shí)候，RFID標(biāo)簽將連接到電子讀取器，這些讀取器可以即時(shí)的檢測(cè)車?yán)锏拿總€(gè)物品，這些讀取器又被連接到一個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)將您的購(gòu)買信息發(fā)送給零售商和廠商，接著，您的銀行將收到相應(yīng)的通知，該支付的金額從您的賬戶中直接扣除，便直接走出門去，不用再排隊(duì)等待收銀員一個(gè)個(gè)的掃描你車?yán)锏臇|西。

1 RFID的原理

射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）是一種無(wú)線通信技術(shù)，它利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到自動(dòng)識(shí)別的目的。

RFID源于雷達(dá)技術(shù)，所以其工作原理和雷達(dá)極為相似。最簡(jiǎn)單的RFID包括電子標(biāo)簽、天線和讀寫器，首先閱讀器通過(guò)天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼等信息 （無(wú)源標(biāo)簽）；或者標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（有源標(biāo)簽），讀取器讀取信息并解碼后送至電腦主機(jī)進(jìn)行有關(guān)處理。

2 RFID的優(yōu)勢(shì)

（1）為每件物品分配唯一的標(biāo)識(shí)：以往使用代碼，由于長(zhǎng)度的限制，只能給每一類商品定義一個(gè)類碼，而RFID給每一個(gè)物體分配獨(dú)一無(wú)二的電子標(biāo)簽，意味著系統(tǒng)可以識(shí)別單個(gè)物體。

（2）掃描速度快：條碼掃描儀一次只能掃描一個(gè)條碼，RFID的讀寫器可同時(shí)識(shí)別和讀取多個(gè)電子標(biāo)簽。

（3）體積小，易封裝：RFID在讀取上并不受尺寸大小與形狀之限制，趨于小型化與多樣化，以應(yīng)用在不同商品。

（4）抗污染能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)穿透性識(shí)別：一維碼的載體是紙張，因而容易受到污染，但RFID的讀寫器能透過(guò)泥漿、污垢、油漆涂料、油污、木材、水泥、塑料、水和蒸汽閱讀標(biāo)簽，而且不需要與標(biāo)簽直接接觸，因而電子標(biāo)簽的壽命可長(zhǎng)達(dá)10年以上。

（5）可重復(fù)使用：傳統(tǒng)條形碼里面的信息是只讀的而RFID支持讀寫功能，你可以在標(biāo)簽制造出來(lái)以后通過(guò)RFID的讀寫系統(tǒng)隨時(shí)寫入你想要增加的信息。

（6）穿透性和無(wú)屏障閱讀：傳統(tǒng)的條碼是“近視眼”，而RFID只要處于RFID讀寫器的接收范圍內(nèi)，就可以被“感應(yīng)”并且正確識(shí)別出來(lái)，讀寫器的收發(fā)距離從幾厘米到幾十米不等，RFID技術(shù)可以穿透紙張、木材和塑料等材質(zhì)，但不能穿透鐵質(zhì)金屬。

（7）數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量大：一維碼的容量為50字節(jié)，二維碼為2-3000字符，RFID為數(shù)百萬(wàn)字節(jié)。

（8）安全性高：一維碼無(wú)法加密，二維碼進(jìn)行簡(jiǎn)單的加密，而電子標(biāo)簽承載的是數(shù)字化信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù)，不易被偽造及變更。

3 RFID的應(yīng)用

3.1 ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)

不停車收費(fèi)系統(tǒng)（Electronic Toll Collection，ETC）是智能交通系統(tǒng)中的一個(gè)重要領(lǐng)域和應(yīng)用環(huán)節(jié)。通過(guò)安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載電子標(biāo)簽與收費(fèi)站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通信，利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行系統(tǒng)進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理，從而達(dá)到車輛通過(guò)路橋收費(fèi)站不需停車便能完成路橋通行費(fèi)交納的目的。

ETC的特點(diǎn)是不停車、無(wú)人操作、無(wú)現(xiàn)金交易、一車一卡一標(biāo)簽，不僅大大加快了高速公路收費(fèi)道口的通行能力，而且還減少

尾氣、排放節(jié)約能源、提高環(huán)保質(zhì)量。

3.2 動(dòng)物識(shí)別和追蹤

近年來(lái)全世界的動(dòng)物疫情不斷爆發(fā)，如瘋牛癥、口蹄疫、禽流感等，給人們的身體健康和生命帶來(lái)了嚴(yán)重危害，沉重地打擊了全世界的畜牧業(yè)，從而引起了世界各國(guó)特別是歐洲各國(guó)的高度重視。為此，各國(guó)政府迅速制定政策和采取各種措施，以加強(qiáng)對(duì)動(dòng)物的管理，其中對(duì)動(dòng)物的識(shí)別與跟蹤成為這些重大措施其中之一。例如，英國(guó)政府規(guī)定對(duì)牛、豬、綿羊與山羊、馬等飼養(yǎng)動(dòng)物都必須采取各種跟蹤與識(shí)別手段。最近幾年動(dòng)物電子識(shí)別實(shí)踐表明，電子識(shí)別方法中的RFID在動(dòng)物管理中起到的作用越來(lái)越重要。常用的RFID動(dòng)物標(biāo)簽有項(xiàng)圈式、耳牌式、注射式和藥丸式，利用標(biāo)簽，就能隨時(shí)對(duì)動(dòng)物的相關(guān)屬性進(jìn)行跟蹤與管理。

3.3 圖書(shū)館自助借還

每本圖書(shū)內(nèi)放置一個(gè)內(nèi)置芯片，即電子標(biāo)簽，并輸入相應(yīng)內(nèi)容，就可用配備的手持終端（閱讀器）對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行掃描。

圖書(shū)館傳統(tǒng)的借還書(shū)服務(wù)模式，一般是由工作人員操作系統(tǒng)對(duì)圖書(shū)的條形碼進(jìn)行掃描來(lái)完成的，操作時(shí)間較長(zhǎng)，在人數(shù)比較集中的時(shí)段，需要排隊(duì)借還圖書(shū)。而使用RFID技術(shù)后，可實(shí)現(xiàn)圖書(shū)的自助借還，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，可由讀者自行同時(shí)借還多本圖書(shū)，節(jié)省時(shí)間，提高了工作效率，而且讀者還可在閉館后還書(shū)。

圖書(shū)館如果想要清點(diǎn)館藏?cái)?shù)量，多采用條形碼和條碼譯碼器來(lái)完成。清點(diǎn)圖書(shū)時(shí)需要將圖書(shū)從架位上一本本拿下來(lái)進(jìn)行掃描后再放回原處，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，效率極低，因此許多圖書(shū)館多年來(lái)都不愿清點(diǎn)本館藏書(shū)，也就不清楚本館藏書(shū)的具體情況。圖書(shū)館利用RFID技術(shù)代替條形碼作為識(shí)別館藏圖書(shū)的方式，只需使用一臺(tái)手持閱讀器，對(duì)書(shū)架上下掃描，即可完成書(shū)庫(kù)圖書(shū)的清點(diǎn)任務(wù)。

現(xiàn)在許多圖書(shū)館都采用的是開(kāi)架借閱的方式，在方便讀者借閱的同時(shí)，亂架問(wèn)題非常嚴(yán)重。在藏書(shū)量很大的書(shū)庫(kù)，往往有許多放錯(cuò)架位的圖書(shū)，但讀者在檢索系統(tǒng)查詢時(shí)卻顯示在館可借，在架位上怎么也找不到。運(yùn)用RFID技術(shù)只需要把查找的圖書(shū)信息輸入RFID閱讀器（可一次輸入多本），就可以進(jìn)行圖書(shū)的查找。整理架位也可用同樣的方法，以前整架需要人工一本本整理，在整理不到位的情況下，還會(huì)有錯(cuò)架、死書(shū)現(xiàn)象發(fā)生，現(xiàn)在有了RFID技術(shù)整架就變得容易多了。

3.4 防偽領(lǐng)域

如今假冒偽劣商品層出不窮、屢禁不止，激光防偽、熒光防偽、磁性防偽等防偽技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，但是都未能有效地制止假冒的行為，利用RFID進(jìn)行防偽是一種新的技術(shù)，并且到了越來(lái)越廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。

它是將商品識(shí)別號(hào)（ID）即防偽碼（它是通過(guò)硬件或軟件算法進(jìn)行加密）寫在RFID芯片中，這個(gè)ID在生產(chǎn)、銷售等所有環(huán)節(jié)中是唯一的；芯片被制作成電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽被附加在商品上，使它成為商品不可分割的一部分。當(dāng)電子標(biāo)簽“被迫”與商品分離時(shí)，商品的“完整性”被破壞，商品被認(rèn)為已被“消費(fèi)”，防偽結(jié)束。

［1］劉云浩：物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論.北京：科學(xué)出版社.2015

［2］郎為民：大話物聯(lián)網(wǎng).北京：人民郵電出版社.2015

［3］江蘇賽聯(lián)信息產(chǎn)業(yè)研究院，物聯(lián)網(wǎng).江蘇：江蘇人民出版社，2012

The principle and application of RFID Technology

Luo Xuan
（Chongqing Youth Vocational & Technical College，Chongqing，400712）

Radio frequency identification（RFID）is a wireless communication technology，which uses radio frequency signal through space coupling（alternating magnetic field or electromagnetic field）to achieve non- contact transmission of information through the transfer of information to achieve the purpose of automatic identification.This paper introduces the working principle and technical advantages of RFID technology， and lists the commonly used RFID applications.

RFID；ETC；animal identification and tracking；library self-service；anti fake principle and Application