淺析RFID技術及其應用

郭星香，周斌，史玉敏

（海軍航空工程學院青島校區，山東青島266041）

淺析RFID技術及其應用

郭星香，周斌，史玉敏

（海軍航空工程學院青島校區，山東青島266041）

RFID技術作為當前非常成熟的一項自動識別技術，在民用領域應用已經非常廣泛，但是在航材管理中的應用比較欠缺。闡述RFID技術在各方面的優越性，論證RFID技術在航材物資的管理中應用的優越性。

RFID技術；自動識別；航材物資

0 前言

RFID是英文(Radio Frequency Identification)縮寫，它是20世紀80年代開始興起并逐漸走向成熟的一種自動識別技術。它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境，可識別高速運動物體，可同時識別多個標簽，且操作快捷方便。最基本的RFID系統主要由3部分組成。

（1）標簽(Tag)。由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；標簽具有智能讀寫和加密通信的功能，它是通過無線電波與讀寫設備進行數據交換，工作的能量是由閱讀器發出的射頻脈沖提供。

（2）閱讀器(Reader)。有時也被稱為查詢器、讀寫器或讀出裝置，主要由無線收發模塊、天線、控制模塊及接口電路等組成。是讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；閱讀器可將主機的讀寫命令傳送到電子標簽，再把從主機發往電子標簽的數據加密，將電子標簽返回的數據解密后送到主機。

（3）天線(Antenna)。在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

1 RFID系統的工作原理

RFID系統的工作原理：閱讀器通過發射天線發送一定頻率的射頻信號，當射頻卡進入發射天線工作區域時產生感應電流，射頻卡獲得能量被激活；射頻卡將自身編碼等信息通過卡內置發送天線發送出去；系統接收天線接收到從射頻卡發送來的載波信號，經天線調節器傳送到閱讀器；閱讀器對接收的信號進行解調和解碼然后送到后臺主系統進行相關處理；主系統根據邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發出指令信號控制執行機構動作。

2 RFID射頻卡的特點

RFID技術作為現在最先進的非接觸感應技術，RFID射頻電子標簽具有很多優點[3-6]。

（1）獨特的防沖撞性，讀寫距離遠：與條形碼相比，可多目標識別、運動中識別，讀取速度快，每秒最多同時識別50個。

（2）內部存儲空間靈活：可以根據產品的需要決定射頻卡的存儲容量和扇區字節數，且讀寫設備可以讀取內存配置信息，便于在一個綜合應用中操作不同的標簽產品。

（3）國際統一的唯一識別內碼（Unique identifier，簡稱UID），和國際通用的頻率。

（4）數據可根據需要改寫，并可對重要信息進行鎖定，保密性好。

（5）使用壽命長（≥10年或讀寫10萬次）。

（6）不存在機械磨損、機械故障，使用不受環境限制。

（7）柔性封裝，封裝多樣化：多種大小不一的外型，使他能封裝在紙張、塑膠制品（PVC，PET），可應用于不同場合，也可再層壓制卡。

3 RFID技術和一二維條碼技術比較分析

目前應用廣泛的自動識別技術主要是條碼技術。條碼又分為一維條碼和二維條碼。一維條碼是由一組黑白相間、粗細不同的條形符號組成，一維條碼在水平方向隱含著數字信息、字母信息、標志信息、符號信息，通過和信息系統的聯系用以表示商品的詳細信息，是世界通用的商品代碼的表示方法。在水平和垂直方向的二維空間存儲信息的條碼，則稱為二維條碼。但是隨著科學技術的不斷發展，這兩種識別方法的局限性顯得越來越明顯。一維、二維條碼的不足主要體現在6個方面。

（1）條碼僅對數字和字母進行編碼，不能把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等可以數字化的信息進行編碼。

（2）容錯能力較弱，識別時受環境影響較大，當條碼被污損時，常常讀不出來。

（3）條碼識別可靠性較低：一維條碼譯碼錯誤率一般百萬分之二，但是一旦磨損往往是100%。

（4）保密性、防偽性差：因條碼碼制簡單，不具備防偽等功能。

（5）條碼信息無法更改，不能重復利用，造成較大經濟浪費。

（6）交互性差，無法用于全壽命跟蹤。

4 RFID技術的發展及應用現狀

目前，RFID技術的應用已經遍及生活的各個方面，在交通運輸方面用于集裝箱與包裹管理、高速收費；在農牧漁業用于羊群、魚類、水果等的管理以及寵物、野生動物跟蹤；在制造業用于零部件與庫存的可視化管理；RFID技術還可以應用于圖書與文檔管理、門禁管理、定位與物體跟蹤、環境感知[3-4]和支票防偽[3]等多種應用領域。

RFID技術在空間定位與跟蹤方面的應用也已經比較成熟，典型的RFID定位與跟蹤系統包括MIT Oxygen項目開發的Cricket系統、密歇根州立大學的LANDMARC系統[4]、微軟公司的RADAR系統[4]。針對RFID標簽價格低廉的特點，通過引入參考標簽，采用RFID標簽作為參考點，能夠提高系統定位精度，同時降低系統成本。RFID標簽具有對物體的唯一標識能力，還可以通過與傳感器技術相結合，感知周圍物品和環境的溫度、濕度和光照等狀態信息。目前，美國國防部已經將該技術應用于物資供應系統內部。作為一種進行集裝箱遠程跟蹤的解決方案，美國國防部與跟蹤網絡遍布全球400多個地區的高科技公司SAVI已達成進行跟蹤國防部的從集裝箱到蜂鳴器大約40萬件軍事物資集裝箱運輸情況的協議。

我國在RFID技術的研究方面也發展很快，市場培育已初步開花結果。比較典型的是在中國鐵路車號自動識別系統建設中，推出了完全擁有自主知識產權的遠距離自動識別系統。在20世紀90年代中期，國內有多家研究機構參與了該項技術的研究，最終確定了RFID技術為解決貨車自動抄車號的最佳方案。目前鐵路車號自動識別系統工程已發揮出了系統設計功能，圓了鐵路人的夢想，并且其輻射與滲透到其他應用方面的作用日漸明顯。可以預見，在不久的將來，RFID技術不僅會在各行各業被廣泛采用，最終RFID技術將會與普適計算技術相融合，對人類社會產生深遠影響[4]。

總之，射頻識別技術正處于蓬勃發展的階段。尤其是在現代戰爭的物資流通、后勤保障方面，由于保障物資的復雜性，保障需求的快速化和智能化，原來的物資供應系統和模式已不再適用。RFID技術因在物資供應方面的獨特優勢，必將成為部隊后勤保障提高快速反應能力的一把利劍。

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〔編輯 利文〕

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B

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.56