射频识别系统及其应用前景

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　　摘要：文章介绍了射频识别技术的发展其简要工作原理、发展状况和主要应用领域。
　　关键词：射频识别；射频卡；电子标签
　　一、引言
　　射频识别(radio frequency identification，RFID)技术是从20世纪90年代开始兴起的一项自动识别技术。它利用无线射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据．其主要优点是环境适应性强，不受雪雨，冰雹，灰尘等的影响，且可穿透非金属物体进行识别，抗干扰能力强。RFID技术已在世界各地得到广泛的应用，并在安全，金融，物流等领域发挥出巨大优势，以美国，日本和欧洲为首的发达国家对该技术的应用研究已达到相当高的水平，而我国则处于起步阶段，大多采用引进的技术成果，因而研究该技术已成为当今社会发展的必需。
　　二、射频识别系统简介
　　射频识别系统至少应包括以下两个部分，一是读写器，二是电子标签（或称射频卡、应答器等，本文统称为电子标签）。另外还应包括天线，主机等。
　　（一）工作频率
　　射频识别系统的工作频率主要有125kHz、13.56MHz、869MHz、902～928MHz、2.45GHz、5.8GHz等，允许的最大发射功率电平和频率分配因国家和地区的不同而有所不同。
　　（二）TTF与RTF
　　RTF（Reader Talks First，读写器先发言）和TTF（Tag Talks First，标签先发言）是两种读写器抗冲突协议方式。
　　（三）有源和无源标签
　　射频识别系统按电子标签的供电方式可分为有源标签和无源标签两类。无源标签所需工作能量需要从读写器发出的射频波束中获取能量，经过整流、存储后提供电子标签所需的工作电压。与有源标签相比，具有成本低、不需要维护、使用寿命长等特点。缺点是读写器要发射更大的射频功率，识别距离相对较近等。然而，目前的集成电路设计技术能使所需工作电压进一步降低至1V甚至0.42V，这使得无源RFID系统可以达到20米以上的识别距离。这在不同的无线电规则限制情况下，可以满足大部分实际应用系统的需要。
　　三、射频识别技术发展状况
　　射频识别技术在国外发展很快，RFID产品种类很多，像德州仪表、Motoro1a、Phllips等世界著名厂家都生产RFID产品，并且各有特点，自成系列。我国在这方面起步较晚，但经过几年的努力已经开发出了自主知识产权的产品。
　　四、主要应用领域
　　射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、防伪等众多领域，甚至军事用途，在伊拉克战争期间，美国军方大量使用了该项技术，用装入袖口中的RFID芯片跟踪受伤的士兵。射频识别技术主要应用领域有如下一些方面：
　　（一）在商业供应链的应用
　　全世界最大的零售商沃尔码要求它前一百家大的供应商必需在2005年前为RFID技术的应用做好准备。专业人士预测，到2012年，RFID芯片的价格将降到比一粒米还便宜，还可以印在产品的包装盒上，也能印在价格标签上。依靠RFID系统跟踪商店的库存和收支情况，一清二楚。如果你是顾客，当你拿起商品要走出大门的时候，设在入口处的RFID发射接收器就能立即计算出你的购买总额，并从你钱包中的RFID信用卡上减去相应的金额，毋须劳你自己动手。
　　（二）车辆管理系统
　　1．高速公路自动收费及交通管理
　　高速公路自动收费系统是RFID技术最成功的应用之一。目前中国的高速公路发展非常快，地区经济发展的先决条件就是有便利的交通条件，而高速公路收费却存在一些问题，一是交通堵塞，在收费站口，许多车辆要停车排队交费，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收费员贪污路费、使国家损失了财政收入。RFID技术应用在高速公路自动收费上能够充分体现它非接触识别的优势。
　　2．停车场智能化管理系统
　　无需停车，系统自动识别车辆的合法性，完成放行（禁止）、纪录等管理功能。节约进出场的时间、提高工作效率，杜绝管理费的流失。
　　3．营区、重要部门车辆管理
　　政府机关、公安、军事部门、机关大院等重要部门的车辆出入，根据保密级别可设置不同权限，允许进入不同区域。对于安装假牌、假证的车辆，无法混入，有效的保障了重要部门的安全。
　　（三）人员的管理
　　1．实现公安、交警机动巡逻人员的动态管理，加强对巡逻交警（巡警）的监督和调度，提高公安警力对突发事件的机动反应能力。
　　2．人员身份自动识别、门禁管理系统
　　将来的门禁保安系统均可应用射频卡，一卡可以多用，比如作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等等，人员出入时自动识别身份，非法闯人会有报警。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。
　　（四）物流管理
　　
　　1．铁路货运编组调度系统
　　火车按既定路线运行，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时在车站能将车厢重新编组。
　　2．集装箱识别系统
　　将记录有集装箱位置、物品类别、数量等数据的标签安装在集装箱上，借助射频识别技术，就可以确定集装箱在货场内的确切位置，在移动时可以将更新的数据写入射频卡（电子标签）。系统还可以识别未被允许的集装箱移动，有利于管理和安全。
　　五、结论
　　射频识别技术在中国起步较晚，但是它的发展潜力是巨大的，前景非常诱人。射频识别也可用于更为广泛的领域，如美国准备把这项技术用于反恐，在现代军事领域也有其独特的应用。在信息社会，对于各种信息的获取及处理要求快速、准确。在不久的将来RFID技术就将同其它识别技术一样深入我们的生活、改善我们的生活。
　　参考文献
　　 [1]沈宇超，沈树群.“射频识别技术及其发展现状”.电子技术应用， 1999，（1）．
　　 [2]国际标准组织发布协议草案ISO/IEC 18000系列．编号ISO/IEC JTC 1/SC 31/WG 4 N652R.2003．
　　
　　

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