射頻技術(shù)

　　一、簡介：

　　　　自2004年起，全球范圍內(nèi)掀起了一場無線射頻識別技術(shù)（RFID）的熱潮，包括沃爾瑪、寶潔、波音公司在內(nèi)的商業(yè)巨頭無不積極推動RFID在制造、物流、零售、交通等行業(yè)的應(yīng)用。RFID技術(shù)及其應(yīng)用正處于迅速上升的時(shí)期，被業(yè)界公認(rèn)為是本世紀(jì)最具潛力的技術(shù)之一，它的發(fā)展和應(yīng)用推廣將是自動識別行業(yè)的一場技術(shù)革命。而RFID在交通物流行業(yè)的應(yīng)用更是為通信技術(shù)提供了一個(gè)嶄新的舞臺，將成為未來電信業(yè)有潛力的利潤增長點(diǎn)之一。

　　二、包含內(nèi)容

　　1．無線射頻識別技術(shù)英文簡稱為“RFID”。

　　2．什么是電子標(biāo)簽？

　　電子標(biāo)簽即為 RFID 有的稱射頻標(biāo)簽、射頻識別。它是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，作為條形碼的無線版本，RFID技術(shù)具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲數(shù)據(jù)容量更大、存儲信息更改自如等優(yōu)點(diǎn)。

　　3． 什么是RFID技術(shù)？

　　RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體并可同時(shí)識別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。　　短距離射頻產(chǎn)品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，可在這樣的環(huán)境中替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。長距射頻產(chǎn)品多用于交通上，識別距離可達(dá)幾十米，如自動收費(fèi)或識別車輛身份等。

　　4.什么是RFID解決方案？

　　RFID解決方案是RFID技術(shù)供應(yīng)商針對行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)制定的RFID應(yīng)用方案，可根據(jù)不同企業(yè)的實(shí)際要求“量身定做”。　　RFID解決方案可按照行業(yè)進(jìn)行分類，物流、防偽防盜、身份識別、資產(chǎn)管理、動物管理、快捷支付等等

　　5.什么是RFID中間件？

　　RFID是2005年建議企業(yè)可考慮引入的十大策略技術(shù)之一，而 中間 件（Middleware）可稱為是RFID運(yùn)作的中樞，因?yàn)樗梢约铀訇P(guān)鍵應(yīng)用的問世。　　RFID產(chǎn)業(yè)潛力無窮，應(yīng)用的范圍遍及制造、物流、醫(yī)療、運(yùn)輸、零售、國防等等。Gartner Group認(rèn)為，RFID是2005年建議企業(yè)可考慮引入的十大策略技術(shù)之一，然而其成功之關(guān)鍵除了標(biāo)簽（Tag）的價(jià)格、天線的設(shè)計(jì)、波段的標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備的認(rèn)證之外，最重要的是要有關(guān)鍵的應(yīng)用軟件（Killer Application），才能迅速推廣。而 中間 件（Middleware）可稱為是RFID運(yùn)作的中樞，因?yàn)樗梢约铀訇P(guān)鍵應(yīng)用的問世。

　　6.是什么讓零售商如此推崇RFID？

　　據(jù)Sanford C. Bernstein公司的零售業(yè)分析師估計(jì)，通過采用RFID，沃爾瑪每年可以節(jié)省83.5億美元，其中大部分是因?yàn)椴恍枰斯げ榭催M(jìn)貨的條碼而節(jié)省的勞動力成本。盡管另外一些分析師認(rèn)為80億美元這個(gè)數(shù)字過于樂觀，但毫無疑問，RFID有助于解決零售業(yè)兩個(gè)最大的難題：商品斷貨和損耗（因盜竊和供應(yīng)鏈被攪亂而損失的產(chǎn)品），而現(xiàn)在單是盜竊一項(xiàng)，沃爾瑪一年的損失就差不多有20億美元，如果一家合法企業(yè)的營業(yè)額能達(dá)到這個(gè)數(shù)字，就可以在美國1000家最大企業(yè)的排行榜中名列第694位。研究機(jī)構(gòu)估計(jì)，這種RFID技術(shù)能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%。

　　7.RFID無線識別電子標(biāo)簽基礎(chǔ)介紹：

　　無線射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）是一種非接觸的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對被識別物體的自動識別。 RFID系統(tǒng)至少包含電子標(biāo)簽和閱讀器兩部分。電子標(biāo)簽是射頻識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽專用芯片組成。依據(jù)電子標(biāo)簽供電方式的不同，電子標(biāo)簽可以分為有源電子標(biāo)簽（Active tag）、無源電子標(biāo)簽（Passive tag）和半無源電子標(biāo)簽（Semi—passive tag）。有源電子標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，無源射頻標(biāo)簽沒有內(nèi)裝電池，半無源電子標(biāo)簽（Semi—passive tag）部分依靠電池工作。 電子標(biāo)簽依據(jù)頻率的不同可分為低頻電子標(biāo)簽、高頻電子標(biāo)簽、超高頻電子標(biāo)簽和微波電子標(biāo)簽。依據(jù)封裝形式的不同可分為信用卡標(biāo)簽、線形標(biāo)簽、紙狀標(biāo)簽、玻璃管標(biāo)簽、圓形標(biāo)簽及特殊用途的異形標(biāo)簽等。 RFID閱讀器（讀寫器）通過天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，可以實(shí)現(xiàn)對標(biāo)簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。典型的閱讀器包含有高頻模塊（發(fā)送器和接收器）、控制單元以及閱讀器天線。

　　三、RFID系統(tǒng)的基本組成部分

　　最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：　　標(biāo)簽（Tag）：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象；　　閱讀器（Reader）：讀?。ㄓ袝r(shí)還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；　　天線（Antenna）：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。

　　四、RFID發(fā)展歷程：

　　RFID直接繼承了雷達(dá)的概念，并由此發(fā)展出一種生機(jī)勃勃的AIDC新技術(shù)——RFID技術(shù)。1948年哈里。斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通訊”奠定了射頻識別RFID的理論基礎(chǔ)。　　1）RFID技術(shù)發(fā)展的歷程表。在20世紀(jì)中，無線電技術(shù)的理論與應(yīng)用研究是科學(xué)技術(shù)發(fā)展最重要的成就之一。RFID技術(shù)的發(fā)展可按10年期劃分如下：　　1941～1950年。雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了RFID技術(shù)，1948年奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)?！　?951—1960年。早期RFID技術(shù)的探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究?！　?961—1970年。RFID技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開始了一些應(yīng)用嘗試?！　?971—1980年。RFID技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，各種RFID技術(shù)測試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的RFID應(yīng)用。　　1981～1990年。RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)?！　?991～2000年。RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨得到重視，RFID產(chǎn)品得到廣泛采用，RFID產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分?！　?001—今。標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視，RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標(biāo)簽、　　無源電子標(biāo)簽及半無源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展，電子標(biāo)簽成本不斷降低，規(guī)模應(yīng)用行業(yè)擴(kuò)大。　　RFID技術(shù)的理論得到豐富和完善。單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識別、適應(yīng)高速移動物體的RFID正在成為現(xiàn)實(shí)。

　　五、RFID工作原理

　　射頻識別系統(tǒng)的基本模型如圖8—1所示?！　∑渲?，電子標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體；閱讀器又稱為讀出裝置，掃描器、通訊器、讀寫器（取決于電子標(biāo)簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù)）。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號的空間（無接觸）耦合、在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換?！　“l(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種。　?。?）電感耦合。變壓器模型，通過空間高頻交變磁場實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定 律，如圖所示：　　圖8-1 　?。?） 電磁反向散射耦合：雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電磁波，碰到目標(biāo)后反射，同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律　　圖電感耦合方式一般適合于低，高頻工作的近距離射頻識別系統(tǒng)。典型的工作頻率有：125kHz、225kHz和13．56MHz。識別作用距離小于1m，典型作用距離為10～20cm?！　‰姶欧聪蛏⑸漶詈戏绞揭话氵m合于超高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識別系統(tǒng)。典型的工作頻率有：433MHz，915MHz，2．45GHz，5．8GHz。識別作用距離大于1m，典型作用距離為3—l0m

　　六、RFID應(yīng)用領(lǐng)域

　　1、物流：　物流過程中的貨物追蹤，信息自動采集，倉儲應(yīng)用，港口應(yīng)用，郵政，快遞　　2、零售：　商品的銷售數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，補(bǔ)貨，防盜　　3、制造業(yè)：　生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，質(zhì)量追蹤，自動化生產(chǎn)　　4、服裝業(yè)：　自動化生產(chǎn)，倉儲管理，品牌管理，單品管理，渠道管理　　5、醫(yī)療：　醫(yī)療器械管理，病人身份識別，嬰兒防盜　　6、身份識別：　電子護(hù)照，身份證，學(xué)生證等各種電子證件?！禸r》　　7、防偽：　貴重物品（煙，酒，藥品）的防偽，票證的防偽等《br》　　8、資產(chǎn)管理：　各類資產(chǎn)（貴重的或數(shù)量大相似性高的或危險(xiǎn)品等）　　9、交通：　高速不停車，出租車管理，公交車樞紐管理，鐵路機(jī)車 識別等　　10、食品： 水果，蔬菜，生鮮，食品等保鮮度管理　　11、動物識別： 訓(xùn)養(yǎng)動物，畜牧牲口，寵物等識別管理　　12、圖書館：　書店，圖書館，出版社等應(yīng)用　　13、汽車：　制造，防盜，定位，車鑰匙　　14、航空：　制造，旅客機(jī)票，行李包裹追蹤　　15、軍事：　彈藥，槍支，物資，人員，卡車等識別與追蹤　　16、其它： 有待開發(fā)……

　　七、RFID相關(guān)術(shù)語

　　· 射 頻 ： 一般指微波?！　?middot; 微 波 ： 波長為0.1—100厘米或頻率在1—100GHZ的電磁波?！　?middot;電子標(biāo)簽 ： 以電子數(shù)據(jù)形式存儲標(biāo)識物體代碼的標(biāo)簽，也叫射頻卡?！　?middot;被動式電子標(biāo)簽： 內(nèi)部無電源、靠接收微波能量工作的電子標(biāo)簽?！　?middot;主動式電子標(biāo)簽： 靠內(nèi)部電池供電工作的電子標(biāo)簽?！　?middot;微波天線 ： 用于發(fā)射和接受微波信號。　　·讀出裝置 ： 用于讀取電子標(biāo)簽內(nèi)電子數(shù)據(jù)?！　?middot;閱 讀 器 ： 用于讀取電子標(biāo)簽內(nèi)電子數(shù)據(jù)?！　?middot;編 程 器 ： 用于將電子數(shù)據(jù)寫入電子標(biāo)簽或查閱電子標(biāo)簽內(nèi)存儲數(shù)據(jù)?！　?middot;波束范圍 ： 指天線發(fā)射微波的照射功率范圍?！　?middot;標(biāo)簽容量 ： 電子標(biāo)簽編程時(shí)所能寫入的字節(jié)數(shù)或邏輯位數(shù)?！　≌穹ˋmplitude） ：無線電波最高點(diǎn)和零值之間的距離?！　≈蛔x存儲（Read-only memory ，ROM）：一種將信息存儲在芯片上的形式，不能被覆蓋。只讀芯片要比讀寫芯片便宜得多?！　∽詣訑?shù)據(jù)采集（Automatic data capture， ADC）：用于收集數(shù)據(jù)并直接將其導(dǎo)入（不涉及人工參與）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方法（見自動識別與數(shù)據(jù)采集）?！　≈悄芸ǎ⊿mart Card） ：內(nèi)嵌有微芯片的塑料卡（通常是一張信用卡的大?。┑耐ǚQ。一些智能卡包含一個(gè)RFID芯片，所以它們不需要與讀寫器的任何物理接觸就能夠識別持卡人。RFID智能卡常常被稱為“遙控”智能卡?！　-Biz—自動識別技術(shù)的應(yīng)用案例框架：a-Biz 是一項(xiàng)自動識別工程，它的終極目標(biāo)是將自動識別技術(shù)與現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用案例結(jié)合，以此實(shí)現(xiàn)“商業(yè)自動化”，或者說是a-Biz?！　SN—高級貨運(yùn)通知 ：也可稱之為DA，此電子文檔先于貨物被發(fā)送出去，以通知對方貨物在運(yùn)送途中?！　IS—商業(yè)信息系統(tǒng) ：商業(yè)信息系統(tǒng)，即BIS，是用來處理商業(yè)交易信息的系統(tǒng)?！　A—發(fā)貨通知 ：此電子文檔先于貨物被發(fā)送出去，以通知對方貨物在運(yùn)送途中?！　AN—歐洲物品編碼組：該組織創(chuàng)建于1974年，是由歐洲12個(gè)國家的生產(chǎn)商和分銷商建立了一個(gè)ad-hoc委員會。它的任務(wù)是調(diào)查在歐洲制訂統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化的編碼體系的可能性，類似于美國使用的UPC體系。最終創(chuàng)立了與UPC兼容的“歐洲物品編碼”。可訪問 http://www.ean-int.org 獲取更多消息?！　PCTM—產(chǎn)品電子碼 ：產(chǎn)品電子碼，即EPC，是自動識別體系中用來唯一標(biāo)識對象的編碼。它的目的類似于GTIN 及UPC 等?！　NS—對象名解析服務(wù) ：對象名稱解析服務(wù)，即ONS，是自動識別系統(tǒng)的一個(gè)組件。類似于Internet 中的域名解析服務(wù)DNS，跟DNS 類似，ONS 也執(zhí)行名稱解析功能?！　ML—實(shí)體標(biāo)記語言：自動識別設(shè)備使用實(shí)體標(biāo)記語言傳遞實(shí)體信息。　　SavantTM ：SavantTM 是自動識別技術(shù)框架的一部分。它是一個(gè)在全球范圍內(nèi)分布的服務(wù)器，提供數(shù)據(jù)路由服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)捕獲、數(shù)據(jù)監(jiān)視及數(shù)據(jù)傳送功能?！　CC—統(tǒng)一編碼委員會：統(tǒng)一編碼委員會的任務(wù)是在全球范圍內(nèi)，其目標(biāo)是建立與推動物品識別及相關(guān)電子通訊技術(shù)的多元化工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。提高供應(yīng)鏈內(nèi)的管理水平，為使用者帶來附加價(jià)值?？稍L問 http://www.uc-council.org 獲取更多消息?！　ML—統(tǒng)一建模語言：統(tǒng)一建模語言，即UML，是一種使用案例和活動圖等工具，為商業(yè)需求和商業(yè)流程建模的描述性語言。