射频识别技术的应用与发展研究

李成渊

（无锡城市职业技术学院，江苏 无锡 214000）

射频识别技术的应用与发展研究

李成渊

（无锡城市职业技术学院，江苏 无锡 214000）

作为一种优秀的识别技术，射频识别具有识别距离远、对环境适应性强、数据存储量大、可以分别同时识别多个物体等多个优势，已广泛应用于零售、工业、物流、交通等许多领域。文章介绍了无线射频识别技术的组成部分、工作原理，研究了射频识别技术以其自身的特点和优势，分析了射频识别技术当前在国内外的发展应用状况和技术存在的问题，并研究分析了该技术在交通领域、零售业领域、信息管理领域应用要点和发展趋势。

射频识别技术；交通；ETC；印刷；图书馆

1　射频识别技术简介

无线射频识别即射频识别技术（Radio Frequency IDentification，RFID），是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的，其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。

1.1射频识别技术定义

无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中，通过电磁波实现电子标签的读写与通信。根据通信距离，可分为近场和远场，为此读/写设备和电子标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制。

1.2射频识别技术系统构成与工作过程

RFID涉及射频信号的传输、解码、调制、编码等多个方面。无线射频技术应用在自动识别系统中，形成了无线射频识别系统。无线射频识别系统分别由射频识别标签、计算机数据处理系统和标签读写设备终端组成。

读写设备将不断发出一定范围的无线电波，形成电磁场。当标签检测到周边信号，便响应信号，以无线电波形式将存储在内部的信息发送回读写设备。读写设备接收信号后，进行解码和校准数据的准确性，最终实现对象的信息采集、处理。

1.3射频识别技术特点

RFID的读取速度较快，可以在同一时间读取多个标签，不需要人工帮助，穿透力很强，移动状态也可以实现识别。RFID抵抗环境较为良好，标签对油、和水有机溶液及其他等脏污垢，具有良好的耐受性，同时他也有耐高温、抗磁性的特点。RFID中的数据存储容量较大，较传统标签有着不可比拟的优势。RFID防伪性能高，附议安全性加密机制后的系统，具有难以复制、防伪性高等特点。的防伪性能较高。射频识别技术有其自身的特点，它与其他的识别技术相比有其独特的优势。具体内容如表1所示。

表1　常见自动识别技术比较

2　射频识别技术发展现状

在1940年，射频识别技术的研究理论已经奠定，从实验研究阶段，一些应用程序尝试在1970年以后，产品和技术进如大开发，应用中早期应用程序。1980年后步入商业应用阶段各种形式层出不穷。到现在，它早已浸透到大家生活中的点点滴滴。

射频识别技术在国外发展很快，射频识别产品种类很多，在一些经济发达的国家应用更为广泛，它主要应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，如：火车交通控制、停车场管理系统、高速公路自动收费系统等等。我国的射频识别应用尚处于起步阶段，还有一些问题尚待完善：不同频率规划、信息安全性正受到攻击、核心硬件产品生产技术有待提高、成本较高等问题。

3　射频识别技术的应用

射频识别的应用领域主要有：①物流。物流过程中对物资的全程可视、空间定位与跟踪、信息自动采集，港口管理、邮政、快递等。②零售。商品的销售数据的实时监控、质量追踪、自动化生产。③服装业。餐厨管理、品牌管理、单品管理、渠道管理。④交通。高速路桥的不停车收费、出租车管理、交通运输流量管理。

下面主要具体分析研究射频识别在交通、零售和图书馆领域的应用。

3.1交通领域

高速公路自动收费系统，也被称为停车收费系统，简称ETC。它由数据采集、车道管理、车道控制机和结算网络接口、业主管理和查询系统这些单元构成。其工作流程大致：车辆驶入自动收费车道的感线圈，射频识别标签产生感应电流，向ETC系统发送信号，将车辆的信息传输到收费中心；收费中心把收集来的信息进行数据信息判断，并把计算出的结果通过网络传输到收费中心；收费中心将处理传输过来的数据，将处理结果即收费标准等传输至收费站，然后收费站对用户进行自动扣除费用。

高速公路自动收费系统，车辆类型较多，需要大约4 m的读写距离与快速度的读写速度，使系统的频率应在900 MHz和2 500 MHz。射频识别标签一般放置在车辆挡风玻璃后。因为射频识别标签暂时还没有实现在车辆上的全面覆盖，而现在的方式是将多车道的收费口分自动收费和手动收费两部分，天线竖立在道路的顶部。当车辆通过天线时，该车辆车被头顶上的天线接收到，以确定该车辆是否是有效地。读写器的指示灯指示车辆分别进入不同车道，手动收费口仍保持现有的运作模式，车辆进入自动收费口，自动从用户账户扣除费用，且指示灯和蜂鸣器告诉司机收费是否已经完成，不用停车就可以通过，自动栏杆将拦下恶意闯入的车辆。工作过程如图1。

3.2门禁安保领域

将来的门禁保安系统也可应用射频卡作为身份识别载体，并能适用到多个场合，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，以明确对象身份后，简化出人手续、提高工作效率。只要人员佩戴了封装成ID卡大小的射频卡、进出入口有一台读写器，人员出入时自动识别身份，非法闯入会有报警。安全级别要求高的地方、也可以结合其他的识别方式，比如将指纹、掌纹或颜面特征同时存入射频卡。

图1　高速公路不停车收费系统工作示意图

3.3零售业领域

以沃尔玛为例，射频识别技术在其货物配送中起到至关重要的要求。沃尔玛其供应商需按照订单分拣好所有物品，交给物流方面运输；在到达终端接货处时，贴有rf标签的商品通过门口时会被阅读器识别，完成自动盘点，并将商品的种类、数量、时间等信息传送到数据库；配送中心会根据各门店需要配货；在货物的运送途中，可以通过rfid对物品进行全程监视，准确了解货物的状况；商品到达门店后会与配送中心一样，自动完成对货物的清点并更新数据库；商品被摆上售货架后，可以通过覆盖整个商店的射频识别阅读器准确的定位货物的种类、数量、位置信息等，及时掌握货物信息，以便进行补货、促销等活动；顾客购物完成后，推着购物车从阅读器前走过即可完成商品的统计结算，这时便可进行付款；付款的方式不仅可以使用现金、银行卡，也可以使用商场专用卡，同我们学校使用的饭卡一样，刷卡后自动完成扣费。

3.4图书管理领域

近年来，射频识别技术在图书馆管理中的应用也在逐步推广，我国已有多家图书馆使用了射频识别技术，上海市更是已经制订了上海FRID图书馆应用标准。目前，在图书馆管理使用最广泛的识别技术还是条形码技术，它具有输入速度快、可靠性高、信息采集量较大、灵活实用得优点；但条码技术使用效率低，印制后就无法再更改，容易损坏；条码阅读时需要有扫描光源照射才可识别，每次都需要管理员打开图书翻到扉页才能扫描，操作流程机械繁琐，降低了书籍借还的效率。

而图书馆应用射频识别可以取代所有条形码和防盗磁条的全部功能，简化文献加工流程，实现典藏的实时化、精确化和高效率。文献信息的采集时，将要采集的书本放在一起，尤其是有新的文献要入库时，用射频识别移动终端设备即射频卡阅读器，就可以同时采集到所有书本的详息信息，并且将数据传输到数据库，用计算机对其进行归类处理，建立智能信息处理实体，对图书入库实现物流式管理。应用射频识别技术，可以实现书籍的自助借还服务。读者选定好要借还的书籍后，将图书放在阅读设备的识别区域，图书只需短暂的“经过”即可以完成多本书籍的借还，并详息记录图书及其借还信息，完全实现图书自助借还，缩短借还时间，大大减少管理人员的工作量。应用射频识别技术，实现图书盘点、典藏一体化管理。通过工作人员扫描架位的标签，查询存放在架位上所有的馆藏清单，然后通过手持扫描设备对架位上馆藏进行扫描、清点后，直接将数据发送给主机，盘点书籍的数量、摆放是否正确等信息，实时保证清点正确，便于图书的统计、补缺等工作。

应用射频识别技术，实现门禁防盗、信息管理智能化。在同一个系统中，读者可以登入系统查询书籍信息、预约借书、向图书馆推荐书籍，系统也可以提醒读者还书日期等。同时，对于书籍的偷盗，可以详息记录丢失书籍的信息和数量，甚至在启动警报的同时启动摄像头对偷盗者进行拍照记录。

4　射频识别技术及应用发展趋势

4.1射频识别标签趋势

随着标准的制定、应用领域的广泛、应用数量的增加、工艺的不断提高、技术的飞速进步（如在图书方面，在封面或版权页上用导电油墨直接在印制射频识别天线），其成本会更低；其次识别距离更远，即使是无源射频识别标签也能达到几十米；体积也将更小，目前最小的射频识别芯片体积为 0.05 mm×0.05 mm×0.005 mm，能嵌入到纸张中，隐蔽性更好。

4.2高频化

超高频射频识别系统与低频系统相比，具有别距离远、数据交换速度更快、伪造难度更高、对外界的抗干扰能力更强、体积小巧,且随着制造成本的降低和高频技术的进一步完善，超高频系统的应用将会更加广泛。

4.3网络化

部分应用场合需要将不同系统（或多个读写器）所采集的数据进行统一处理，然后提供给用户使用，如我们使用二代身份证在自动取票机取火车票，这就需要将射频识别系统网络化管理，来实现系统的远程控制与管理。

4.4多能化

随着移动计算技术的不断提高和普及，射频识别读写器设计与制造的发展趋势是将向多功能、多接口、多制式，并向模块化、小型化、便携式、嵌入式方向发展；同时，多读写器协调与组网技术将成为未来发展方向之一。

5　结语

射频识别是一种新兴的技术，在未来的发展中，无线射频技术将更多地结合其他高技术，如全球定位系统、生物识别技术，由一个单一的识别向多功能识别的方向发展。同时，也将结合现代通信和计算机技术，实现跨地区、跨行业应用，应用的范围将更加广泛，相信射频识别技术将成为很多行业的必备技术，提高我们的生产和生活方式。无线射频识别技术作为提升相关产业的核心，将极大地提高各企业系统的工作效率和管理水平，促进社会经济的发展。

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Application and development research on radio frequency identification technology

Li Chengyuan
（Wuxi City College of Vocational Technology, Wuxi 214000, China）

Being an excellent representative of automatic identification-technology, RFID has a recognition distance, strong environment adaptability, large data storage capacity, can identify multiple objects at the same time, and many other advantages, is widely used in industrial, retail, logistics, transportation and other fields. This paper introduces the component and working principle of RFID technology, RFID technology is studied, with its own characteristics and advantages, analyses the development and application of RFID technology at present, both at home and abroad and the problems of technology. The research and analysis of the application of the technology in the field of transportation, retail industry, information management and development trends.

RFID technology; Library; The ETC; The traffic; Printing

李成渊（1980— ），男，江苏无锡。