RFID技術在物聯網中的應用和前景

摘 要：近年來，物聯網概念開始進入人們的視野，物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信之后的又一次信息產業的革命性發展。本文從物聯網的基本技術RFID著手，詳細介紹了RFID系統的基本組成，工作原理，典型應用，物聯網的概念和結構以及RFID技術在物聯網工程中的重要作用。

關鍵字：RFID 物聯網 應用

1 物聯網的基本概念

RFID技術這幾年在零售業、物流、庫存管理等領域所取得的巨大成功，向人們展示了物聯網并不是遙不可及的。物聯網（Internet of Things）這個1999年由美國自動識別中心提出的概念網絡，在RFID技術的催化下正逐步走向現實。

物聯網最初被描述為物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。其核心在于物與物之間廣泛而普遍的互聯。上述特點已超越了傳統互聯網應用范疇，呈現了設備多樣、多網融合、感控結合等特征，具備了物聯網的初步形態。物聯網技術通過對物理世界信息化、網絡化，對傳統上分離的物理世界和信息世界實現互聯和整合物聯網的最終目的是使聯網的“物”與“物”、人與“物”之間能夠互相通信，實現互動。在物聯網時代，每一件物體均可尋址，每一件物體均可通信，每一件物體均可控制。國際電信聯盟2005年一份報告曾描繪物聯網時代的圖景：當司機出現操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等。毫無疑問，物聯網時代的來臨將會使人們的日常生活發生翻天覆地的變化。

2 RFID是催生與促進物聯網的動力

要實現物聯網，首先要將物理世界上那些不具有智能的種種物品與互聯網聯系起來。換句話說，物理世界與互聯網之間必須建立信息通道。在物聯網結構體系中，這一部分成為感知層。物聯網的“物”包羅萬象，它們的體積、形態、所處環境、所含物質和運動狀態都千差萬別。因此實現感知層的技術必須要滿足：無線、自動、可靠、能靠吸取周圍能源工作，其硬件設備必須形狀能變、大小可調、制造簡單、低價、能承受惡劣環境。從當前的各種技術來看，RFID無疑是最佳的選擇。事實上，自從1999年美國自動識別中心提出第一個物聯網設想，RFID就被選中作為實現感知層的技術。

射頻識別即RFID（Radio Frequency IDentification）技術，又稱電子標簽、無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。完整的RFID系統主要由三部分組成：讀寫器，電子標簽和應用軟件系統。工作原理為：讀寫器發送出特定頻率的無線電波能量給電子標簽，電子標簽接收到這個無線電波后，如果是無源標簽，則憑借感應電流所獲得的能量將芯片中儲存的信息發送給讀寫器，如果是有源標簽，則主動將芯片信息以某一特定頻率的信號發送給讀寫器，讀寫器接收到反饋信號后送至應用軟件系統進行處理，這樣便把物品和網絡聯系到了一起。在物聯網的雛形中，每件商品貼上一個RFID標簽，內含該商品的唯一代碼，在物聯網與商品的聯接終端，有一個RFID解讀器，當商品靠近解讀器時，將標簽中的商品代碼讀出，通過中介送到服務器，獲取與代碼相對應的信息。RFID作為第一個雛形物聯網中采用的感知層技術，很容易讓人們想到：RFID催生了物聯網。

RFID與物聯網有著不解之緣。直到2012年，幾乎所有在零售、物流、服飾及藥品業等領域建立的物聯網都秉承了上述美國自動識別中心建立的雛形物聯網。在最近幾年的發展中出現了RFID與物聯網相輔相成、共同發展的局面；RFID增強了物聯網的功能，生鮮物品、藥物等“物”對物聯網提出的特殊要求，促使RFID標簽不但能夠提供商品的靜態信息，還能提供商品所在位置以及周圍的溫度、濕度等動態信息，大大提高了RFID標簽的智變度。這種局面估計在最近幾年內還將繼續保持與發展下來。

目前采用RFID感知層的物聯網已實現了人—人通信與人—物通信，但要實現物—物通信與互動還需要經歷一段艱難、漫長的道路。今后的發展無疑將是進一步增加RFID標簽的智能，使聯網的“物”達到足夠的智能水平。

3 RFID物聯網仍然是未來10年中物聯網的主流

物聯網能帶來的經濟效益與社會效益已被越來越多的人所認知，不少國家、企業、研究機構都投人力量努力發展與推廣這一技術。但目前還存在不少問題，諸如標準化、互操作性、協議、法規以及“物”與“物”連接技術等，還需要相當長的一段時期才能解決。業內多數專家普遍認為：在未來10年中，物聯網進展步子不會很大，以RFID為技術基礎的物聯網將仍舊是物聯網的主流。在這一時期，RFID物網的應用領域將逐步擴大，但技術上不會有重大的突破。

在未來物聯網中要實現“物—物”通信與互動，裝在“物”上使“物”智能化的RFID標簽的智能必須逐步提高。在未來10年中，除了物流、零售業等這些領域的物聯網將繼續使用低價簡單的RFID標簽外，用于環境信息、城市信息、地理信息、交通信息等大量信息收集與處理的物聯網中的“標簽”，將會逐漸發展成為一種包含CPU、各種傳感器、GPS定位器等部件的小型智能裝置，甚至是一個專用的微型計算機。

4 RFID的發展趨勢

隨著RFID技術不斷發展和應用系統的推廣普及，我認為射頻識別技術在性能等各方面都會有較大提高，成本將逐步降低，可以預見未來RFID技術的發展將有以下趨勢：

（1）標簽產品多樣化。未來用戶個性化需求較強，單一產品不能適應未來發展和市場需求。芯片頻率、容量、天線、封裝材料等組合形成產品系列化，與其他高科技融合，如與傳感器、GPS、生物識別結合將由單一識別向多功能識別發展。

（2）系統網絡化。當RFID系統應用普及到一定程度時，每件產品通過電子標簽賦予身份標識，與互聯網、電子商務結合將是必然趨勢，也必將改變人們傳統的生活、工作和學習方式。

（3）系統的兼容性更好。隨著標準的統一，系統地兼容性將會得到更好的發揮。產品替代性更強。

（4）與其他產業融合。與其他IT產業一樣，當標準和關鍵技術解決和突破之后，與其他產業如3C、3網等融合將形成更大的產業集群，并得到更加廣泛的應用，實現跨地區、跨行業應用。

因此，我們有理由相信RFID產業發展潛力是巨大的，將是未來發展的一個新的增長點，RFID技術將與人們的日常生活密不可分。

至于RFID技術領域面臨的主要問題，我認為首先是標準問題。到目前為止，射頻識別技術已經具有了一些國際標準。而在我國，射頻識別技術的生產和應用領域僅有一些行業標準，還沒有國家標準。制定一個自主的國家標準，并且與國際標準相互兼容，使我國的RFID產品能順利地在世界范圍中流通，是當前重要而急切需要解決的問題。

第二是安全與隱私問題：一方面射頻識別技術的應用有著無限的魅力，另一方面對個人隱私安全的威脅極大的阻礙了射頻識別技術的快速推廣。因此，如何保護持有人的隱私安全技術將是在目前和今后發展RFID技術十分關注的課題。

第三是多樣性和復雜性。目前國內的應用還處于初級階段，應用效果不好評判。由于用戶需求的多樣性和復雜性，導致很多應用只是在探索階段，從而使公司的研發壓力和成本更大。同時，通過改進工藝和技術創新進一步降低成本，使之能夠與傳統的條碼相比，才能將RFID標簽廣泛地應用到更多的商品中。

盡管如此，由于RFID產業前景廣闊，市場潛力巨大，同時政府支持、企業重視，我們對RFID產業的發展充滿信心。航天信息將會加大投入、自主創新，積極參與我國RFID行業標準制定和行業試點應用，為各行業提供產品和完整的系統解決方案，為國內的RFID產業發展貢獻自己的力量。

作者簡介

胡春園（1984.09-），女，天津市，工程師，碩士研究生，研究方向：檢測技術與自動化裝置。