RFID技術在軍隊裝備信息化管理系統中的應用

何府強

摘要：軍隊信息化建設水平不斷得到提高，但其重點和發展方向存在很多不足，信息處理的網絡化水平較低，特別是在裝備管理方面，還不能充分利用現有網絡技術及時、準確地處理各類裝備管理信息，難以為首長或決策機構提供全而可靠的信息服務。為了適應現代信息技術發展的需要、緊跟世界武器裝備管理信息綜合處理的發展潮流，根據軍隊裝備管理實際和現代電子技術、無線射頻識別技術（RFID）和網絡技術，本文探索分析了RFID技術在軍隊裝備方面的應用，能夠有效克服現有管理中存在的武器裝備丟失不能及時報警、數質量難以適時統計等實際問題，使軍隊裝備管理能夠真正不斷向科學化、信息化邁進。

關鍵詞：RFID 裝備管理 應用領域

無線射頻識別技術（RFID）是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術。無線射頻識別是利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息實現對目標進行自動識別的一項技術。識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。由于“RFID”技術識別不需要直接對準，可穿透物體的特點，可用來識別高速運動物體，并可同時識別多個電子標簽，操作快捷方便。電子標簽由電磁場耦合天線及芯片組成，每個RFID標簽具有惟一的電子編碼，粘貼在物體上用于標識目標對象，簡稱智能標簽或電子標簽;讀寫器與電子標簽可按約定的通信協議互傳信息。通常的情況下，讀寫器向電子標簽發送指令和電磁波，電子標簽接收到電磁波能量后，供標簽工作，根據收到的讀寫器的指令，標簽將存于內存內用于標識自己身份的數據回傳給讀寫器;天線作為RFID標簽和讀寫器間傳遞射頻信號的換能器。當然無線射頻識別系統還需具備數據傳輸和處理功能。RFID通信是在無接觸方式下，利用交變磁場或電磁場的空間耦合及射頻信號調制與解調技術實現的。電子標簽通常由標簽天線（或線圈）和標簽芯片組成，它分為無源標簽。半無源標簽和有源標簽三種類型。標簽芯片相當于一個具有無線收發功能、存貯功能和處理功能的單片機系統。從純技術的角度來說，無線射頻識別技術的核心在電子標簽，讀寫器是根據電子標簽的設計而設計的。閱讀距離，也稱為作用距離是無線射頻識別系統的另一主要性能指標。范圍從Om - lOOm左右不等。

無線射頻識別技術以其無接觸識別的獨特優勢，使短距離射頻識別被標識的物品不怕油漬、灰塵污染等惡劣環境，所以可在惡劣環境下替代條形碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。長距射頻識別產品多用于交通上，識別距離可達幾十米，如自動收費或識別車輛身份等。隨著大規模集成電路技術的進步以及生產規模的不斷擴大，無線射頻識別產品的成本將不斷地降低，其應用將越來越廣泛。在北美.歐洲、大洋洲.亞太地區及非洲南部，無線射頻識別技術被廣泛應用于業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域：汽車、火車等交通監控;高速公路自動收費系統;停車場管理系統;物品管理;流水線生產自動化安全出入檢查;倉儲管理;動物管理;車輛防盜等。

1系統設計

1.1 RFID系統基本組成

RFID系統通常由電子標簽、讀寫器、天線和信號傳輸設備四部分組成。

1、電子標簽（即射頻卡）：電子標簽由無線收發電路、存儲器、控制器和卡內內置天線組成，存儲器內存儲有電子標簽編碼信息和被標識物體的基本信息，電子標簽可粘貼在被標識物品的表面，也可植于其中，當讀寫器發出電磁波時，電子標簽天線獲得感應信號，經內部整流電路整流后供芯片各部件工作，它將存儲的信息通過天線向外發射，供讀寫器獲取。電子標簽加工精度高，體積小，封閉形勢多樣。

2、閱讀器：讀取（在讀寫卡中還可以寫入）標簽信息的設備。讀寫器由控制器、收發電路、接口電路、存儲器、顯示器和天線等部分組成，是可以利用射頻技術讀（寫）電子標簽信息的設備。當讀寫器開始工作時，發射電磁信號尋找附近有無電子標簽，當標簽距離達到識讀范圍時，讀寫器即會讀出該電子標簽信息，信息可以通過計算機以及網絡系統進行管理和傳輸。

3、天線：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

4、信號傳輸設備：信號傳輸設備主要是指通過閱讀器的RS232、RS485接口或無線數傳設備與外部計算機（上位機主系統）連接，進行數據交換。

無線射頻識別技術與現有的條形碼、數字水印等自動識別技術相比，RFID技術在數據處理、安全認證、讀寫速度、工作環境要求等方面具有如下優點：

（1）非接觸性。電子標簽通過無線電波工作，在讀寫時處于非接觸狀態，閱讀距離從幾厘米到幾十米，這是RFID技術的最大優點。

（2）自動化。標簽識別過程無須人工干預，容易實現自動化。

（3）讀寫速度快。不同于，條碼技術需要將圖像信號轉換成數字后從數據庫中對比才可識別，RFID系統對標簽的讀寫和處理的合是數字信號，處理速度快，可識別被標識的高速運動物體并可同時識別多個標簽。

（4）使用環境要求低。條碼等技術需要直接對準，識別的對你為圖片，當圖片上有污漬時便難以識別;由于RFID系統讀寫無需接觸，所以RFID系統具有高可靠性和高耐用性，可穿透物體識別，使用環境需要低。

（5）信息容量大。RFID電子標簽通過存儲電路存儲，存儲容量可達2的96次方以上，所以世界上每一種商品都可以擁有獨一無二的電子標簽識別碼。

（6）安全加密性能好。電子標簽具有密碼保護功能，存儲的數據可采用RSA、DES、MD5、DSA等算法實現加密，其次讀寫器與電子標簽問相互認證，實現通信和存儲的安全，保證了信息的安全性和可靠性。

1.2系統可行性分析

本系統采用的RFID技術，國內外已在物流領域大量應用，事實證明，RFID對物體身份的標識作用明顯，比傳統的條碼技術、數字水印技術等相比有如下優點：

①非接觸式讀寫，最遠距離可達100米，無需精確對準方向。

②可抗各種惡劣環境，如海運貨輪、碼頭、倉庫、高速公路、哨位等。

④可對運動物體讀寫，最高運動速度可達120km/小時。

④讀寫過程無需人工干預，可完成自動數據采集。

⑤極高的安全性，難于仿冒和篡改。

⑥讀寫速率高，可同時讀取多個標簽。

⑦數據存儲量大，最高可達數十兆，適于槍械等特殊裝備的標記。

2.3 系統安全性分析

系統安全是武器裝備信息化管理的生命，系統的安全性和可靠性是提高系統生命力的根源，安全性不可靠，任何形式的管理手段將失去可用性。本系統的安全性主要基于以下三個方面：

1、基于專網運行，降低被攻擊的風險

本系統主要是用于單位內部的武器裝備管理，不與外部互聯網聯網，傳輸數據通過分組密碼算法進行加密，定期更換密鑰，增加防火墻，提高了系統的安全系數。

2、增加防破壞功能，克服人為破壞隱患

硬件電路高度集成化，通過單片機功能強大，設計靈活，工作可靠的這一特點，在電路中增加了防破壞電路和電弱提醒電路，并將采集的防破壞發信發送到服務器，實現多級聯管，克服了系統被人為破壞的隱患，提高了系統的安全性和可靠性。

3、選用成熟數據庫，加強用戶權限管理

由于武器裝備信息化管理系統涉及部隊裝備實力，信息的保密性要求及高，因而在系統設計時，要求系統進行嚴格的用戶權限管理，只有授權的用戶才能訪問和查詢相應的信息。用戶注冊必須經過審批并獲的注冊信息方可進行注冊。系統所選用的SQL SERVER 2000數據庫具有較好的安全性設置。

2 應用領域

RFID系統可以應用在裝備的倉儲管理中，這樣可以高效地管理倉儲裝備的流動信息，還可以監視裝備的一切信息。當需要調用裝備時，裝備在某個時間段的位置、狀態和調用情況經過裝備流經地的讀寫器的操作，都可以在裝備實力數據庫中得到體現。這樣監控中心可以了解到裝備的各種實時信息。

當需要維護或者進廠維修時，可以通過便攜式RFID終端對裝備進行更新標簽的操作，之后將裝備實力數據庫中的裝備數據進行實時更新，并可以生成報告，方便查閱裝備的維護、維修情況。

此外，在裝備的運輸過程中、追蹤監控過程中，都可以引入RFID技術。通過在裝備管理中引入RFID技術，可以簡化業務工作流程、改善清查裝備的質量、降低運作成本。

3 結束語

本文介紹了RFID技術的原理，設計了一套應用于裝備管理的RFID系統，并闡述了其運行機制。最后介紹了RFID技術的安全機制和應用領域。RFID技術為裝備管理和保障模式帶來變革，與任何一項新技術的產生和應用一樣，這需要我們擴寬思路、開拓視野，時刻關注應用發展的進展及研究方向，將RFID的推廣應用真正落到實處，提高裝備管理水平和效率、降低保障成本，不斷提升軍隊戰斗力。

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