淺談RFID技術

劉永順

摘要：介紹了無線射頻識別（RFID）技術的概念、系統組成、原理，給出了一些應用實例.

關鍵詞：無線射頻識別技術；RFID；電子標簽

1無線射頻識別（RFID）技術的概念

RFID（Radio Frequency Identification）無線射頻識別技術，是物聯網的核心技術之一，是一種應用在信息采集系統的非接觸式自動識別技術，它通過無線射頻方式自動識別目標對象，獲取相關數據信息，實現對RFID電子標簽的信息獲取.RFID技術具有準確、適應環境、抗干擾、操作快捷等優點.

2無線射頻識別（RFlD）系統的組成

RFlD系統由硬件和軟件兩部分組成.

21系統的硬件

RFID系統的硬件由電子標簽、讀寫器、計算機和通信網絡等組成，其框圖如圖1所示.

211電子標簽

電子標簽也稱應答器，是一個微型的無線收發裝置，主要由內置天線和芯片組成.芯片中存儲有能夠識別目標的信息，當讀寫器查詢時它會發射數據給讀寫器.

212讀寫器

讀寫器的功能包括三個部分：一是發送和接收功能，用來與電子標簽和分離的單個物品進行通信；二是對接收信息進行初始化處理；三是連接計算機網絡將信息傳送到數據交換與管理系統.

讀寫器控制模塊的主要功能是：與應用系統軟件進行通信；執行從應用系統軟件發來的動作指令；控制與標簽的通信過程；信號的編碼與解碼；對讀寫器和電子標簽之間傳送的數據進行加密和解密：進行讀寫器與電子標簽之間的身份認證；對鍵盤、顯示設備等其它外部設備的控制.

讀寫器天線是一種以電磁波形式把前端射頻信號功率接收或輻射出去的設備，是電路與空間的界面器件，用來實現波能量的轉化.在RFID系統中，天線分為電子標簽天線和讀寫器天線兩大類，分別承擔接收能量和發射能量的作用.

根據電子標簽到讀寫器之間的通信和能量耦合方式，RFID系統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空間高頻交變磁場實現耦合，依據的是電磁感應定律；反向散射耦合方式，和雷達原理類同，發射出去的電磁波碰到目標后反射，同時攜帶回目標信息，依據的是電磁波的空間傳播規律.

213計算機和通信網絡

裝有RFID系統軟件的計算機和讀寫器控制模塊進行通信，控制讀寫器的讀寫.通信網絡包括有線、無線網絡和讀寫器控制模塊與計算機連接的串行通信.無線網絡可以是個域網、局域網、廣域網或衛星通信網.

22系統的軟件

RFID系統中軟件的作用是完成數據信息的存儲、管理以及對RFID電子標簽的讀寫控制.RFID系統歸根結底是為應用服務的，讀寫器與應用系統之間的連接通常由軟件組件來完成.

3無線射頻識別（RFlD）技術的原理

讀寫器通過發射天線將特定頻率的無線電載波信號發射出去；當電子標簽進入讀寫器發射天線的工作區域時產生感應電流，從而獲得能量被激活，將自身編碼等信息通過其內置天線發送出去；讀寫器接收天線經天線調節器接收電子標簽發送來的載波信號，讀寫器對此信號進行解調和解碼，然后通過通信網絡送到裝有RFID系統軟件計算機系統進行處理；根據邏輯運算判斷該電子標簽的真偽，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發出指令信號控制操作器的動作；通過計算機網絡實現多點監控，搭建總控制信息平臺，根據不同的項目要求，通過設計不同的軟件實現不同的功能.

4無線射頻識別（RFID）技術的應用

41在上海世博會中的應用

早在2008年北京奧運會上，嵌有RFID芯片的奧運會門票，就已經大量成功應用.2010年上海世博會門票同樣采用了RFID技術，門票內含有一顆具有自主知識產權的“世博芯”，記錄著參觀者的資料，并以無線方式與遍布展區的讀寫器交換信息.檢票參觀時，持票人手持RFID電子門票，無需接觸，就能被附近讀寫器識別并通過.這種世博門票還具有參觀引導、組織協調游客等功能.參觀者帶著這種世博門票靠近各展臺附近部署的RFID讀寫器時，就能將參觀路線信息記錄到世博會的控制系統，從而幫助主辦方及時了解各展館的游客數量，還能及時有效地調配展區車輛.

42在交通領域的應用

RFID技術在交通領域的應用主要有停車場智能化管理、重要單位車輛管理、公路車輛動態管理、車輛路橋不停車收費管理、車輛智能稱重管理等.

43在防偽領域的應用

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

44在供應鏈管理中的應用

RFID技術在供應鏈管理中的應用包括：物流過程中的貨物追蹤、信息自動采集、倉儲管理、港口管理、快遞包裹管理、商品零售管理等.

45在公共管理中的應用

RFID技術在公共管理中的應用主要有學生管理、圖書管理等.利用RFID技術管理學生，可以提高學生上課出勤率，并可自動記錄；利用RFID技術管理圖書，可以大大節省書籍的盤點管理時間，并可自動進行租借、還書.

此外，RFID技術還廣泛應用在制造業、動物識別、軍事、航空、資產管理等領域.

參考文獻：

[1] 劉化君 物聯網技術[M].北京：電子工業出版社，2010

[2] 楊剛 物聯網理論與技術[M].北京：科學出版社，2010endprint