淺談RFID技術(shù)及其在物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用

摘要：隨著科技的不斷增強(qiáng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展地愈發(fā)成熟，并且在多處躋身為主力技術(shù)。通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)四大關(guān)鍵技術(shù)的重點(diǎn)研究，本文主要針對(duì)射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）進(jìn)行描述。本文從RFID基本組成、應(yīng)用領(lǐng)域、優(yōu)勢(shì)等方面進(jìn)一步分析，探討RFID在物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別技術(shù)；RFID；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用領(lǐng)域

1 引 言

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，簡(jiǎn)稱 IoT），是新一代信息科技的重要組成部分，是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息發(fā)展的第三次浪潮。其中，作為對(duì)現(xiàn)在生活影響最深遠(yuǎn)的技術(shù)之一，RFID技術(shù)正悄無聲息地滲透到了人們的生活中，在倉(cāng)庫(kù)物流、軍事裝備、工業(yè)制造、珠寶行業(yè)等均有所涉及。RFID作為物聯(lián)網(wǎng)的底層——感知層中的關(guān)鍵技術(shù)之一，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的智能感知、識(shí)別及控制等，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和發(fā)展的基礎(chǔ)。如此強(qiáng)大的技術(shù)是怎樣一步步、地實(shí)現(xiàn)的呢？在本文中將會(huì)逐一介紹。

2RFID技術(shù)的基本組成

射頻識(shí)別RFID，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它無需與被識(shí)別物品直接接觸，通過無線射頻方式獲取物體的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)物體加以識(shí)別，即可完成信息的輸入和處理。

一般而言，RFID系統(tǒng)分為閱讀器、天線和標(biāo)簽三大組件。閱讀器是RFID系統(tǒng)最重要也是最復(fù)雜的一個(gè)組件。閱讀器一方面通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口、RS232串口或USB接口同主機(jī)相連，另一方面通過天線同RFID標(biāo)簽進(jìn)行通信。天線同閱讀器相連，用于標(biāo)簽和閱讀器之間傳遞射頻信號(hào)。因?yàn)镽FID系統(tǒng)的工作頻率范圍很廣，這導(dǎo)致天線與標(biāo)簽芯片之間的匹配問題變得很復(fù)雜。標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，每個(gè)RFID標(biāo)簽具有唯一的電子編碼（EPC），附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。

RFID源于雷達(dá)技術(shù)，所以其工作原理和雷達(dá)極為相似：首先閱讀器通過天線發(fā)出電子信號(hào)，標(biāo)簽接收到信號(hào)后發(fā)射內(nèi)部存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)信息，閱讀器再通過天線接收并識(shí)別標(biāo)簽發(fā)回的信息，最后閱讀器再將識(shí)別結(jié)果發(fā)送給主機(jī)。

3RFID技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

RFID技術(shù)，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，主要用來為各種物品建立唯一的身份標(biāo)識(shí)，是物聯(lián)網(wǎng)的重要支持技術(shù)。與傳統(tǒng)條形碼相比，RFID標(biāo)簽具有很好的綜合性能，它的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：

①非接觸：條形碼必須近距離掃描，而RFID標(biāo)簽無需靠近讀取器，遠(yuǎn)距離也可讀取。

RFID標(biāo)簽與RFID讀寫器是通過無線進(jìn)行傳輸?shù)模梢宰R(shí)別高速、移動(dòng)、多物體。

②耐用：條形碼每次只能掃描一張，且易泄露信息、易被偽造。而RFID可同時(shí)讀取多張標(biāo)簽，讀取速度快。同時(shí)標(biāo)簽內(nèi)容可反復(fù)擦寫，寫入時(shí)間相比打印條形碼更省時(shí)。并且，RFID承載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù)，使其內(nèi)容不易被偽造及變?cè)臁?/p>

③安全：條形碼易劃破、污染、脫落，且不能辨認(rèn)軀體的商品。而RFID標(biāo)簽具有耐高溫、防水、耐腐蝕等特性。另外，RFID標(biāo)簽是采用大規(guī)模集成電路技術(shù)的芯片。

④唯一性：每個(gè)RFID標(biāo)簽都是唯一的，在生產(chǎn)標(biāo)簽過程中，便已將標(biāo)簽與商品信息綁定，所以在后續(xù)商品流通、使用過程中，這個(gè)標(biāo)簽都是唯一代表所對(duì)應(yīng)的那一件商品。

⑤防偽：RFID芯片無論設(shè)計(jì)與制造都是技術(shù)難度要求高而且投入大，因此給造假者造成了難以逾越的障礙。同時(shí)RFID技術(shù)與密碼技術(shù)相結(jié)合，從軟件破譯方面也增大了造假者的成本，從而使得安全性更為可靠。

4RFID技術(shù)的應(yīng)用

RFID技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)已經(jīng)十分廣泛了，應(yīng)用在了生活的方方面面，在倉(cāng)庫(kù)物流、軍事裝備、身份識(shí)別、珠寶行業(yè)、工業(yè)控制領(lǐng)域等均有涉及，并且取得明顯的成效。

例如，高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)就是射頻識(shí)別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。目前中國(guó)的高速公路發(fā)展非常快，而高速公路收費(fèi)卻存在一些問題，首先是交通堵塞，在收費(fèi)站口，車輛要停車排隊(duì)交費(fèi)，而過多的車輛會(huì)使得交通堵塞的概率更加。其次，少數(shù)過路費(fèi)存在被貪污現(xiàn)象，使財(cái)政收入受到影響。REID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動(dòng)收費(fèi)上充分體現(xiàn)它的優(yōu)勢(shì)。在車輛高速通過收費(fèi)站的同時(shí)自動(dòng)完成繳費(fèi)，解決了交通的瓶頸問題，提高了車行速度，避免了擁堵，提高了收費(fèi)計(jì)算效率。

另外，將射頻識(shí)別系統(tǒng)用于物流倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，使得物流倉(cāng)儲(chǔ)更加方便快捷。在貨物上貼上RFID標(biāo)簽即可完成貨物與標(biāo)簽的綁定。貨物入庫(kù)時(shí)，倉(cāng)庫(kù)工作人員可以用RFID讀寫器驗(yàn)證貨物，讀寫器會(huì)迅速讀取貨物的相關(guān)信息，可以迅速的核對(duì)貨物是否正確，保證貨物及時(shí)的入庫(kù)。出庫(kù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)出貨物的相關(guān)信息，可以確定貨物的庫(kù)區(qū)和貨位，通過RFID讀取核對(duì)貨物是否準(zhǔn)確，準(zhǔn)確時(shí)綠燈亮起。掃描時(shí)會(huì)將貨物信息錄入電腦，已確認(rèn)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)取貨信息，并自動(dòng)更改系統(tǒng)中的貨物信息。而當(dāng)異常貨物出庫(kù)時(shí)，紅燈亮起，禁止通行。

5RFID技術(shù)的發(fā)展

近年來，RFID技術(shù)的快速發(fā)展，不僅增加了物聯(lián)網(wǎng)的功能，同時(shí)也使很多想法成為可能。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也推動(dòng)了RFID技術(shù)的更新，如針對(duì)生鮮物品、藥物等對(duì)物聯(lián)網(wǎng)提出的特殊要求，RFID標(biāo)簽不但能夠提供商品的靜態(tài)信息，還能提供商品所在位置以及周圍的溫度、濕度等動(dòng)態(tài)信息。

目前采用RFID感知層的物聯(lián)網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)了“人與人”通信與“人與物”通信，但要在未來的物聯(lián)網(wǎng)中要實(shí)現(xiàn)“物與物”通信與互動(dòng)，必須提升RFID標(biāo)簽的智能化水平。此外，對(duì)于遠(yuǎn)程的RFID存在著傳輸距離、防碰撞算法等問題以及標(biāo)準(zhǔn)化、互操作性、協(xié)議、法規(guī)以及連接技術(shù)等，仍有待提升和完善。這意味著，未來RFID芯片的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)仍需朝著功耗更低、距離更遠(yuǎn)、讀寫速度更快、可靠性和安全性更高，并且成本不斷降低的方向不斷精進(jìn)。

6結(jié)束語(yǔ)

本文著重介紹了RFID技術(shù)的工作原理、與傳統(tǒng)相比存在的優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用領(lǐng)域，也對(duì)目前RFID技術(shù)所存在的不足提出了展望。雖然說RFID技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都引起了轟動(dòng)，但我國(guó)在該技術(shù)方面仍處于起步階段，但可以相信在國(guó)家的大力推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)在RFID技術(shù)方面的研究會(huì)更加深入。可以預(yù)見，在不久的將來，RFID 技術(shù)會(huì)在各行各業(yè)被廣泛采用，最終對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

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作者簡(jiǎn)介：盧浩琴（1997年9月17日-）女，：漢，浙江金華，本科在讀，研究方向：電子信息工程。

（作者單位：浙江大學(xué)城市學(xué)院）