RFID射频识别技术概述

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  引言 自2004年以来,有关RFID技术的文章已经出现在各种媒体上,相关报道使这项技术在历史上不短,成为国际上在短时间内追求的焦点。从全球巨头商业帝国,沃尔玛,到国际lT巨头IBM,惠普,微软等,从美国国防部到中国国家标准委员会,都在RFID魔杖的指挥下跳舞。那究竟什么是RFID?怎么会有如此巨大的魅力让世界如此疯狂?让我们来看一份报告:在德国中西部莱茵河畔的一个名叫诺伊斯的城市,一位顾客正在大型超市Metro购物。当他选择他想买的东西时,他悠闲地走向电子自动付款机。他不必像以前那样排队等候收银台结账,也不需要将购物车中的货物取出并让销售人员对每件商品进行条形码编码。扫描时,他只是停留了几秒钟,然后将购物车推出超市。这个场景发生在地铁超市,看起来很新鲜,仿佛它是科幻电影中的一个虚构的东西。实际上,在我们周围的现实生活中需要很长时间。这是RFlD—— RFID技术给我们的生活带来的变化。  1 RFID的含义 RFID是Radio  Frequency  Identification的缩写,它是射频识别。它是一种非接触式自动识别技术,可自动识别目标物体并通过射频信号采集相关数据,无需人工干预即可在各种恶劣环境中工作。 RFID技术可以识别高速移动物体并同时识别多个标签,操作简便。  2 RFID的组成及工作原理RFID系统由电子标签(Tag),阅读器(Reader)和天线(天线)组成。标签:由耦合元件和芯片组成,每个标签具有附加到对象的唯一电子代码以识别目标对象。 读取器(Reader):也称为读取装置,它可以无接触地读取和识别存储在电子标签中的电子数据,从而达到自动识别对象的目的。有两种类型的手持式或固定式,通常是阅读式。该设备连接到计算机,并且读取的标签信息被发送到计算机以进行进一步处理。天线:在标签和阅读器上发送RF信号。 RFID的工作原理如图1所示。

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从图1中可以看出,阅读器通过天线发射一定频率的射频信号;当标签进入磁场时,产生感应电流以获得能量,并且读取器发送诸如其自身代码的信息;在读取器收集信息并解码之后,将信息/数据发送到主计算机以进行处理。3 RFID与其他自动识别技术的比较广泛使用的自动识别技术主要包括摄像机,条形码,磁卡,Ic,射频等。这些识别技术各有优缺点和应用。表1显示了RFID与其他几种识别技术之间的区别。

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  4 RFID的应用领域 射频识别技术以其独特的优势逐步被广泛应用于工业自动化,商业自动化和交通控制管理中。随着大规模集成电路技术的进步和生产规模的不断扩大,射频识别产品的成本将不断降低,其应用将越来越广泛。射频识别技术在国外发展很快,射频识别产品种类繁多。在中国,由于RFID技术起步较晚,应用领域不是很广。除中国铁路应用自动识别系统外,主要应用仅限于射频卡。 RFID技术的典型应用主要有以下几个方面:(1)在车辆自动识别方面,早在1995年,北美铁路系统就采用了自动识别号码的射频识别技术,北方15万辆卡车美国,每个地点都安装了1400个射频识别设备。近年来,澳大利亚开发了用于识别和管理采矿车辆的射频识别系统。 (2)在高速公路收费和智能交通方面,香港的“易用”采用射频识别技术。配备射频标签的车辆可以自动识别而无需停车费,大大提高了驾驶的速度和效率。虽然中国高速公路的许多地区都使用射频卡,但大多数都使用手动停车费的方法。最近,在金山的一条高速公路上自动收取射频卡,但与香港的“轻松”相比,差距明显。使用射频识别技术的不间断公路自动收费系统是未来的发展方向,最终将取消包括IC卡停车收费方法的手动充电方法。 (3)在货物的跟踪,管理和监控方面,西方和英国的Sislow机场在旅客行李管理中使用RFID技术,大大提高了分拣效率,降低了错误率。几年前,欧洲共同体要求在1997年开始生产的新型号具有基于射频识别技术的防盗系统。但是,中国的铁路袋自动跟踪管理系统只是在推广计划,而实际应用需要时间。 (4)在射频卡应用方面,1996年1月,韩国在首尔600辆公交车上安装了一个射频识别系统,用于电子月票,实现了非现金结算,方便了市民出行。德国汉莎航空公司开始使用射频卡作为机票,改变了传统的机票购买和销售方式,并简化了机场入境程序。在中国,射频卡主要用于公共交通,地铁,校园,社会保障等方面。上海,深圳。北京等地采用了射频公交卡。在未来两年内,中国最大的射频卡应用项目将成为第二张公民身份证。 (5)在生产线的自动化和过程控制中,德国BMW 公司将RFID系统应用于汽车装配线,以确保车辆在装配线的每个位置准确完成装配任务。摩托罗拉采用射频识别技术的自动识别过程控制系统,满足半导体生产的特殊环境要求,提高生产效率。 (6)在动物追踪和管理方面,许多发达国家采用射频识别技术,通过个体识别牲畜,确保在大规模疾病暴发期间有效追踪感染者和隔离控制未感染者。 (7)在供应链管理方面,美国的沃尔玛使用RFID系统来提高供应链的透明度,可以在供应链的任何地方实时跟踪物品,同时消除以前链接中的手动错误。安装在工厂,配送中心,仓库和商店货架上的读卡器可以自动记录从生产线到最终消费者整个供应链的物品流。 RFID不需要手动识别标签,读卡器可以每250毫秒从RF标签读取位置和产品相关数据。有些读者每秒可以读取200个标签,比传统扫描方法多1000多倍,节省了人员接受,运输和事故处理等劳动力资源。通过在跨组织边界的共享实施中实施RFID技术,可以最大化供应链中的价值。  5 发展RFID所面临的问题 RFID技术越来越受到各国的关注,其应用越来越广泛,市场前景十分广阔。但与此同时,它也面临着许多实际问题:(1)隐私问题:过于方便,带来一些隐患。隐私保护已成为一个非常重要的问题,因为某些数据存储在RF1D标签中。 (2)失业问题:企业采用射频识别系统后,将接管原先手工完成的工作,进一步取代人工操作。从中产生的问题将是许多工人失去工作的危机。 (3)技术突破:根据Auto-ID 中心进行的调查,即使附有双标签,也无法读取3%的RFID卷标。另外,射频识别标签和阅读器具有方向性,射频识别信号容易被物体阻挡,这也是射频识别技术未来发展的主要障碍。 (4)降低成本:从几种识别技术的比较来看,RFID技术成本很高。如何降低成本是另一个大问题。 (5)制定和实施国际标准:标准化是促进市场上广泛接受产品的必要措施。但是,RFID阅读器和标签的技术标准仍然不统一。不同制造商开发的标签协议适用。在不同的频率,数据包的格式是不同的。就El而言,常用的134KHz和13.56MHz工作频率限制了读取器和RFID标签之间的传输距离,因为传输距离不够长,因此无法有效读取多个标签,并且跨越UHF频段。最大的问题是大多数RFID系统,标签供应商和备件都不能支持UHF频段。因此,公司,自动识别中心和国际标准组织正在努力制定RFID标签标准,以使所有标签与任何阅读器兼容。所有这些问题都尚未解决。  6 结束语 总而言之,RFID是一项蓬勃发展的技术,具有巨大的市场潜力。 中国的射频识别和驯服技术及应用仍处于初级发展阶段,技术水平低,标准规范不完善等问题。与此同时,中国的射频识别技术具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。射频识别技术的发展及其应用的推广将成为中国自动识别行业的一次技术革命。实现射频汉技术在中国的成熟和全面应用将是一个长期的过程,我们需要共同努力。 1
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