射頻技術

　　一、簡介：

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

　　二、包含內容

　　1．無線射頻識別技術英文簡稱為“RFID”。

　　2．什么是電子標簽？

　　電子標簽即為 RFID 有的稱射頻標簽、射頻識別。它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，作為條形碼的無線版本，RFID技術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、標簽上數據可以加密、存儲數據容量更大、存儲信息更改自如等優(yōu)點。

　　3． 什么是RFID技術？

　　RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便?！　《叹嚯x射頻產品不怕油漬、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。

　　4.什么是RFID解決方案？

　　RFID解決方案是RFID技術供應商針對行業(yè)發(fā)展特點制定的RFID應用方案，可根據不同企業(yè)的實際要求“量身定做”?！　FID解決方案可按照行業(yè)進行分類，物流、防偽防盜、身份識別、資產管理、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之一，而 中間 件（Middleware）可稱為是RFID運作的中樞，因為它可以加速關鍵應用的問世?！　FID產業(yè)潛力無窮，應用的范圍遍及制造、物流、醫(yī)療、運輸、零售、國防等等。Gartner Group認為，RFID是2005年建議企業(yè)可考慮引入的十大策略技術之一，然而其成功之關鍵除了標簽（Tag）的價格、天線的設計、波段的標準化、設備的認證之外，最重要的是要有關鍵的應用軟件（Killer Application），才能迅速推廣。而 中間 件（Middleware）可稱為是RFID運作的中樞，因為它可以加速關鍵應用的問世。

　　6.是什么讓零售商如此推崇RFID？

　　據Sanford C. Bernstein公司的零售業(yè)分析師估計，通過采用RFID，沃爾瑪每年可以節(jié)省83.5億美元，其中大部分是因為不需要人工查看進貨的條碼而節(jié)省的勞動力成本。盡管另外一些分析師認為80億美元這個數字過于樂觀，但毫無疑問，RFID有助于解決零售業(yè)兩個最大的難題：商品斷貨和損耗（因盜竊和供應鏈被攪亂而損失的產品），而現在單是盜竊一項，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)額能達到這個數字，就可以在美國1000家最大企業(yè)的排行榜中名列第694位。研究機構估計，這種RFID技術能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%。

　　7.RFID無線識別電子標簽基礎介紹：

　　無線射頻識別技術（Radio Frequency Identification，RFID）是一種非接觸的自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特性，實現對被識別物體的自動識別。 RFID系統(tǒng)至少包含電子標簽和閱讀器兩部分。電子標簽是射頻識別系統(tǒng)的數據載體，電子標簽由標簽天線和標簽專用芯片組成。依據電子標簽供電方式的不同，電子標簽可以分為有源電子標簽（Active tag）、無源電子標簽（Passive tag）和半無源電子標簽（Semi—passive tag）。有源電子標簽內裝有電池，無源射頻標簽沒有內裝電池，半無源電子標簽（Semi—passive tag）部分依靠電池工作。 電子標簽依據頻率的不同可分為低頻電子標簽、高頻電子標簽、超高頻電子標簽和微波電子標簽。依據封裝形式的不同可分為信用卡標簽、線形標簽、紙狀標簽、玻璃管標簽、圓形標簽及特殊用途的異形標簽等。 RFID閱讀器（讀寫器）通過天線與RFID電子標簽進行無線通信，可以實現對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫入操作。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：　　標簽（Tag）：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；　　閱讀器（Reader）：讀?。ㄓ袝r還可以寫入）標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；　　天線（Antenna）：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

　　四、RFID發(fā)展歷程：

　　RFID直接繼承了雷達的概念，并由此發(fā)展出一種生機勃勃的AIDC新技術——RFID技術。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?！　?）RFID技術發(fā)展的歷程表。在20世紀中，無線電技術的理論與應用研究是科學技術發(fā)展最重要的成就之一。RFID技術的發(fā)展可按10年期劃分如下：　　1941～1950年。雷達的改進和應用催生了RFID技術，1948年奠定了RFID技術的理論基礎?！　?951—1960年。早期RFID技術的探索階段，主要處于實驗室實驗研究?！　?961—1970年。RFID技術的理論得到了發(fā)展，開始了一些應用嘗試。　　1971—1980年。RFID技術與產品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種RFID技術測試得到加速。出現了一些最早的RFID應用。　　1981～1990年。RFID技術及產品進入商業(yè)應用階段，各種規(guī)模應用開始出現?！　?991～2000年。RFID技術標準化問題日趨得到重視，RFID產品得到廣泛采用，RFID產品逐漸成為人們生活中的一部分?！　?001—今。標準化問題日趨為人們所重視，RFID產品種類更加豐富，有源電子標簽、　　無源電子標簽及半無源電子標簽均得到發(fā)展，電子標簽成本不斷降低，規(guī)模應用行業(yè)擴大。　　RFID技術的理論得到豐富和完善。單芯片電子標簽、多電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應高速移動物體的RFID正在成為現實。

　　五、RFID工作原理

　　射頻識別系統(tǒng)的基本模型如圖8—1所示?！　∑渲校娮訕撕炗址Q為射頻標簽、應答器、數據載體；閱讀器又稱為讀出裝置，掃描器、通訊器、讀寫器（取決于電子標簽是否可以無線改寫數據）。電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間（無接觸）耦合、在耦合通道內，根據時序關系，實現能量的傳遞、數據的交換?！　“l(fā)生在閱讀器和電子標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現耦合，依據的是電磁感應定 律，如圖所示：　　圖8-1 　?。?） 電磁反向散射耦合：雷達原理模型，發(fā)射出去的電磁波，碰到目標后反射，同時攜帶回目標信息，依據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應用領域

　　1、物流：　物流過程中的貨物追蹤，信息自動采集，倉儲應用，港口應用，郵政，快遞　　2、零售：　商品的銷售數據實時統(tǒng)計，補貨，防盜　　3、制造業(yè)：　生產數據的實時監(jiān)控，質量追蹤，自動化生產　　4、服裝業(yè)：　自動化生產，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：　電子護照，身份證，學生證等各種電子證件。《br》　　7、防偽：　貴重物品（煙，酒，藥品）的防偽，票證的防偽等《br》　　8、資產管理：　各類資產（貴重的或數量大相似性高的或危險品等）　　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，出版社等應用　　13、汽車：　制造，防盜，定位，車鑰匙　　14、航空：　制造，旅客機票，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相關術語

　　· 射 頻 ： 一般指微波。　　· 微 波 ： 波長為0.1—100厘米或頻率在1—100GHZ的電磁波?！　?middot;電子標簽 ： 以電子數據形式存儲標識物體代碼的標簽，也叫射頻卡?！　?middot;被動式電子標簽： 內部無電源、靠接收微波能量工作的電子標簽?！　?middot;主動式電子標簽： 靠內部電池供電工作的電子標簽?！　?middot;微波天線 ： 用于發(fā)射和接受微波信號?！　?middot;讀出裝置 ： 用于讀取電子標簽內電子數據?！　?middot;閱 讀 器 ： 用于讀取電子標簽內電子數據?！　?middot;編 程 器 ： 用于將電子數據寫入電子標簽或查閱電子標簽內存儲數據?！　?middot;波束范圍 ： 指天線發(fā)射微波的照射功率范圍?！　?middot;標簽容量 ： 電子標簽編程時所能寫入的字節(jié)數或邏輯位數?！　≌穹ˋmplitude） ：無線電波最高點和零值之間的距離?！　≈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。　　自動數據采集（Automatic data capture， ADC）：用于收集數據并直接將其導入（不涉及人工參與）計算機系統(tǒng)的方法（見自動識別與數據采集）?！　≈悄芸ǎ⊿mart Card） ：內嵌有微芯片的塑料卡（通常是一張信用卡的大小）的通稱。一些智能卡包含一個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—自動識別技術的應用案例框架：a-Biz 是一項自動識別工程，它的終極目標是將自動識別技術與現實世界中的應用案例結合，以此實現“商業(yè)自動化”，或者說是a-Biz?！　SN—高級貨運通知 ：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個國家的生產商和分銷商建立了一個ad-hoc委員會。它的任務是調查在歐洲制訂統(tǒng)一的標準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”?？稍L問 http://www.ean-int.org 獲取更多消息?！　PCTM—產品電子碼 ：產品電子碼，即EPC，是自動識別體系中用來唯一標識對象的編碼。它的目的類似于GTIN 及UPC 等。　　ONS—對象名解析服務 ：對象名稱解析服務，即ONS，是自動識別系統(tǒng)的一個組件。類似于Internet 中的域名解析服務DNS，跟DNS 類似，ONS 也執(zhí)行名稱解析功能?！　ML—實體標記語言：自動識別設備使用實體標記語言傳遞實體信息?！　avantTM ：SavantTM 是自動識別技術框架的一部分。它是一個在全球范圍內分布的服務器，提供數據路由服務，實現數據捕獲、數據監(jiān)視及數據傳送功能?！　CC—統(tǒng)一編碼委員會：統(tǒng)一編碼委員會的任務是在全球范圍內，其目標是建立與推動物品識別及相關電子通訊技術的多元化工業(yè)標準。提高供應鏈內的管理水平，為使用者帶來附加價值?？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。