RFID技术在物联网中的应用

金超

（山东理工大学 ，山东 淄博 255000）

摘要：RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。在物联网当中存在着广泛的应用，并给人们的生活和工作带来了很大的方便，。

关键词：RFID ；射频识别 ；物联网

1引言

RFID技术的基本工作原理并不复杂，且具有一系列的优点：他能无接触识别，且能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。所以，RFID技术得以被广泛的应用，并且其应用面在不断的扩大。

2 RFID技术概况

2.1 RFID简介

射频识别即RFID（Radio Frequency IDentification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频（125k~134.2K）、高频（13.56Mhz）、超高频，微波等技术。RFID读写器也分移动式的和固定式的，目前RFID技术应用很广，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等 2.2 RFID概念

从概念上来讲，RFID类似于条码扫描，对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器；而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签，利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。 2.3 RFID工作原理

RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至信息系统进行有关数据处理。

一套完整的RFID系统， 是由阅读器（Reader）与电子标签（TAG）也就是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder，用以驱动Transponder电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据， 送给应用程序做相应的处理。

以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成：感应耦合（Inductive Coupling) 及后向散射耦合（BackscatterCoupling）两种。一般低频的RFID大都采用第一种式，而较高频大多采用第二种方式。

阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体，应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元。 2.4 RFID现况

物联网已被确定为中国战略性新兴产业之一，《物联网“十二五”发展规划》的出台，

无疑给正在发展的中国物联网又吹来一股强劲的东风，而RFID技术作为物联网发展的最关键技术，其应用市场必将随着物联网的发展而扩大。

RFID巨大的市场空间即将打开，而一个企业成功的关键就在于，是否能够在需求尚未形成之时就牢牢的锁定并捕捉到它。伴随行业的发展，业内的竞争不断加剧，国内优秀的RFID企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对行业发展环境和产品购买者的深入研究。 据前瞻网《2013-2017年中国RFID行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》调查数据显示，到2010年，全球RFID标签的生产数量将达到330亿，是2005年13亿产量的25倍以上，RFID在未来几年的应用会随着产业不同而有很大差异。从1991年至今，已经有超过15000万台汽车在使用RFID标签。而根据分析师的预测，未来RFID将主要应用在供应链管理等物流领域，而这个市场将成为RFID市场的重头戏。但如果在应用上能够采取有效措施，实现RFID标签的量产化，RFID标签的价格将会迅速下跌，应用普及也将指日可待。

目前RFID被应用在许多领域，包括本文在内的射频门禁之外还有用于食品溯源、门票的防伪、集装箱的管理和应用。

3 RFID技术主要物联网应用

3.1 RFID门票

RFID门票，门票里面集成了RFID—SIM的芯片，通过手机终端的用户界面、无线通信

技术以及非接触通信技术来实现手机票的购买、选票等功能。内嵌的电子标签在相关仪器上可读出唯一的一组序列号，保证每张合法来源的门票都是独一无二的。RFID门票能维持众多人数快速、有效的入场、参观等。 3.2 沃尔玛采用RFID标签管理衣服

从8月份开始，沃尔玛将开始推出一个电子ID标签计划，以跟踪牛仔裤和内衣。服装上可移动的RFID智能标签将使员工快速获取库存盘点——知道有多少件衣服，哪个尺寸的服装缺货了，也可知道哪些尺寸还有存货。

沃尔玛要求供应商将这些电子标签附加到可移动的纸质标签或包装上，而不是在嵌在衣服里，以尽量减少标签追踪人们行踪的恐惧感，防止隐私泄露。也有标志提示顾客有关标签的事。 3.3 RFID智能电子车牌

智能电子车牌是将普通车牌与RFID技术相结合形成的一种新型电子车牌。一个智能电子车牌由普通车牌和电子车牌组成。电子车牌实际上是一个无线识别的电子标签。电子车牌中存储了经过加密处理的车辆数据。其数据只能由经过授权的无线识别器读取。同时在各交通干道架设监测基站(监测基站由摄像机、射频读卡器和数据处理系统三部分构成)，监测基站通过GPRS与中心服务器相连，通过WLAN与警用PDA相连。执法人员携带PDA，站在监测基站前方，车辆经过监测基站，摄像机会拍摄车辆的物理车牌，经监测基站图像识别系统处理后，得到物理车牌的车牌号码;与此同时，射频读卡器读取电子车牌中加密的车辆信息，经监测基站解密后，得到电子车牌的车牌号码。 3.4 RFID门禁系统

RFID技术起步较早，在各个行业都能见其身影。对于安防行业来讲，RFID技术成熟、稳定，用作门禁系统非常简单，卡片中附带信息，用于身份识别权限管理。按工作频率的不同，RFID技术可分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波频段(MW)四种。目前低频与高频技术应用几乎占据RFID市场70%以上的份额。各领域应用较多的主要是低频和高频技术，如门禁卡、二代证、交通卡，其应用相对较为成熟。 3.5 RFID技术停车场系统

基于RFID技术的远距离感应停车场管理系统是目前世界上最先进的停车场自动化管理方式之一，是停车场管理方式发展的趋势，它的安全、稳定、自动化程度是人工管理或近距离识别系统无法达到的。其不可仿制性、抗干扰性、抗击打性、快速识别性、智能鉴别性毫无疑问的会给各类车场管理提供一个全新的解决方案。本系统能能够实现进出完全不停车，自动识别、自动登记、自动放行等功能，后台管理软件可实现实施查看进出车辆信息、进出时

间查询、报表、缴费记录查询、信息提醒等多项功能。 3.6 RFID技术的一些其他应用

另外，基于RFID技术，中国移动推广RFID-SIM手机钱包、纽约采用RFID技术实现列车跟踪、马来西亚石油钻探平台采用RFID、检测事故RFID技术确保食品安全 以及基于RFID技术的ETC路桥不停车收费系统等等。

4 RFID技术制约发展的因素

4.1 超高频技术不完善，制约应用发展

在无源超高频电子标签技术上还存在着系统集成稳定性差、超高频标签性能本身有一些物理缺陷等许多技术方面不完善的问题。

在系统集成方面，现阶段中国十分缺乏专业、高水平的超高频系统集成公司，整体而言无源超高频电子标签应用解决方案还不够成熟。这种现状便造成应用系统的稳定性不高，常会出现“大毛病没有，小毛病不断”的现象，进而影响了终端用户采用超高频应用方案的信心。

从超高频标签产品本身而言，存在着标签读写性能稳定性不高、在复杂环境下漏读或读取准确率低等诸多问题。

4.2 超高频标准不统一，制约产业发展

无源超高频电子标签在国内尚无形成统一的标准，国际上制定的ISO18000-6C/EPCClass1Gen2协议，由于涉及多项专利，所以很难把它作为国家标准来颁布和实施，国内超高频市场上相关的标准及检测体系实际上是处于缺位状态。在没有统一标准的环境下，十分制约产业和应用的发展。 4.3 超高频成本瓶颈，制约市场发展

尽管近两年来，无源超高频电子标签价格下降很快，但是从RFID芯片以及包含读写器、电子标签、中间件、系统维护等整体成本而言，超高频RFID系统价格依然偏高，而项目成本是应用超高频RFID系统最终用户权衡项目投资收益的重要指标。所以，超高频系统的成本瓶颈，也是制约中国超高频市场发展的重要因素。

5 RFID技术展望

在未来，RFID技术将更加完善，标准液更加的统一。能广泛的应用到我们的生活中，其

中，生物特征识别将成为其关键技术： 随着光电技术、微计算机技术、图像处理技术与模式识别等技术的快速发展，尤其是嵌入式人脸识别技术的成熟，生物特征识别技术被列为21世纪对人类社会带来性影响的十大技术之一。近几年来，国内外已开发应用了声音识别、人脸识别、签字识别、指纹识别、掌形识别、眼虹膜识别等人体生物特征的鉴别。

这两年，生物识别技术已部分应用到、安全、海关、金融、、机场、边防口岸、安防等多个重要行业及领域，以及智能门禁、考勤等民用市场。专家预言，到2012年，生物特征识别技术将进入一个快速成长期，生物特征识别时代已经到来，生物特征识别技术将成为RFID重要组成部分，并促进RFID技术更快地发展。当然，在其他领域，RFID技术也将迅猛发展并且被广泛的应用。

RFID技术的应用，必能更加方便我们的生活，并能推动国民经济和现代化建设的发展，。也许，RFID技术将推动下一次科技的到来。

参考文献：

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