郭星香，周斌，史玉敏

（海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，山東青島266041）

淺析RFID技術(shù)及其應(yīng)用

郭星香，周斌，史玉敏

（海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，山東青島266041）

RFID技術(shù)作為當(dāng)前非常成熟的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，在民用領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，但是在航材管理中的應(yīng)用比較欠缺。闡述RFID技術(shù)在各方面的優(yōu)越性，論證RFID技術(shù)在航材物資的管理中應(yīng)用的優(yōu)越性。

RFID技術(shù)；自動(dòng)識(shí)別；航材物資

0 前言

RFID是英文(Radio Frequency Identification)縮寫，它是20世紀(jì)80年代開始興起并逐漸走向成熟的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它通過射頻信號自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，且操作快捷方便。最基本的RFID系統(tǒng)主要由3部分組成。

（1）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(shí)目標(biāo)對象；標(biāo)簽具有智能讀寫和加密通信的功能，它是通過無線電波與讀寫設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，工作的能量是由閱讀器發(fā)出的射頻脈沖提供。

（2）閱讀器(Reader)。有時(shí)也被稱為查詢器、讀寫器或讀出裝置，主要由無線收發(fā)模塊、天線、控制模塊及接口電路等組成。是讀取(有時(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；閱讀器可將主機(jī)的讀寫命令傳送到電子標(biāo)簽，再把從主機(jī)發(fā)往電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)加密，將電子標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)解密后送到主機(jī)。

（3）天線(Antenna)。在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。

1 RFID系統(tǒng)的工作原理

RFID系統(tǒng)的工作原理：閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被激活；射頻卡將自身編碼等信息通過卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去；系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器；閱讀器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺(tái)主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理；主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性，針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

2 RFID射頻卡的特點(diǎn)

RFID技術(shù)作為現(xiàn)在最先進(jìn)的非接觸感應(yīng)技術(shù)，RFID射頻電子標(biāo)簽具有很多優(yōu)點(diǎn)[3-6]。

（1）獨(dú)特的防沖撞性，讀寫距離遠(yuǎn)：與條形碼相比，可多目標(biāo)識(shí)別、運(yùn)動(dòng)中識(shí)別，讀取速度快，每秒最多同時(shí)識(shí)別50個(gè)。

（2）內(nèi)部存儲(chǔ)空間靈活：可以根據(jù)產(chǎn)品的需要決定射頻卡的存儲(chǔ)容量和扇區(qū)字節(jié)數(shù)，且讀寫設(shè)備可以讀取內(nèi)存配置信息，便于在一個(gè)綜合應(yīng)用中操作不同的標(biāo)簽產(chǎn)品。

（3）國際統(tǒng)一的唯一識(shí)別內(nèi)碼（Unique identifier，簡稱UID），和國際通用的頻率。

（4）數(shù)據(jù)可根據(jù)需要改寫，并可對重要信息進(jìn)行鎖定，保密性好。

（5）使用壽命長（≥10年或讀寫10萬次）。

（6）不存在機(jī)械磨損、機(jī)械故障，使用不受環(huán)境限制。

（7）柔性封裝，封裝多樣化：多種大小不一的外型，使他能封裝在紙張、塑膠制品（PVC，PET），可應(yīng)用于不同場合，也可再層壓制卡。

3 RFID技術(shù)和一二維條碼技術(shù)比較分析

目前應(yīng)用廣泛的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)主要是條碼技術(shù)。條碼又分為一維條碼和二維條碼。一維條碼是由一組黑白相間、粗細(xì)不同的條形符號組成，一維條碼在水平方向隱含著數(shù)字信息、字母信息、標(biāo)志信息、符號信息，通過和信息系統(tǒng)的聯(lián)系用以表示商品的詳細(xì)信息，是世界通用的商品代碼的表示方法。在水平和垂直方向的二維空間存儲(chǔ)信息的條碼，則稱為二維條碼。但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這兩種識(shí)別方法的局限性顯得越來越明顯。一維、二維條碼的不足主要體現(xiàn)在6個(gè)方面。

（1）條碼僅對數(shù)字和字母進(jìn)行編碼，不能把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等可以數(shù)字化的信息進(jìn)行編碼。

（2）容錯(cuò)能力較弱，識(shí)別時(shí)受環(huán)境影響較大，當(dāng)條碼被污損時(shí)，常常讀不出來。

（3）條碼識(shí)別可靠性較低：一維條碼譯碼錯(cuò)誤率一般百萬分之二，但是一旦磨損往往是100%。

（4）保密性、防偽性差：因條碼碼制簡單，不具備防偽等功能。

（5）條碼信息無法更改，不能重復(fù)利用，造成較大經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。

（6）交互性差，無法用于全壽命跟蹤。

4 RFID技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，RFID技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)遍及生活的各個(gè)方面，在交通運(yùn)輸方面用于集裝箱與包裹管理、高速收費(fèi)；在農(nóng)牧漁業(yè)用于羊群、魚類、水果等的管理以及寵物、野生動(dòng)物跟蹤；在制造業(yè)用于零部件與庫存的可視化管理；RFID技術(shù)還可以應(yīng)用于圖書與文檔管理、門禁管理、定位與物體跟蹤、環(huán)境感知[3-4]和支票防偽[3]等多種應(yīng)用領(lǐng)域。

RFID技術(shù)在空間定位與跟蹤方面的應(yīng)用也已經(jīng)比較成熟，典型的RFID定位與跟蹤系統(tǒng)包括MIT Oxygen項(xiàng)目開發(fā)的Cricket系統(tǒng)、密歇根州立大學(xué)的LANDMARC系統(tǒng)[4]、微軟公司的RADAR系統(tǒng)[4]。針對RFID標(biāo)簽價(jià)格低廉的特點(diǎn)，通過引入?yún)⒖紭?biāo)簽，采用RFID標(biāo)簽作為參考點(diǎn)，能夠提高系統(tǒng)定位精度，同時(shí)降低系統(tǒng)成本。RFID標(biāo)簽具有對物體的唯一標(biāo)識(shí)能力，還可以通過與傳感器技術(shù)相結(jié)合，感知周圍物品和環(huán)境的溫度、濕度和光照等狀態(tài)信息。目前，美國國防部已經(jīng)將該技術(shù)應(yīng)用于物資供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部。作為一種進(jìn)行集裝箱遠(yuǎn)程跟蹤的解決方案，美國國防部與跟蹤網(wǎng)絡(luò)遍布全球400多個(gè)地區(qū)的高科技公司SAVI已達(dá)成進(jìn)行跟蹤國防部的從集裝箱到蜂鳴器大約40萬件軍事物資集裝箱運(yùn)輸情況的協(xié)議。

我國在RFID技術(shù)的研究方面也發(fā)展很快，市場培育已初步開花結(jié)果。比較典型的是在中國鐵路車號自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)建設(shè)中，推出了完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。在20世紀(jì)90年代中期，國內(nèi)有多家研究機(jī)構(gòu)參與了該項(xiàng)技術(shù)的研究，最終確定了RFID技術(shù)為解決貨車自動(dòng)抄車號的最佳方案。目前鐵路車號自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)工程已發(fā)揮出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能，圓了鐵路人的夢想，并且其輻射與滲透到其他應(yīng)用方面的作用日漸明顯?？梢灶A(yù)見，在不久的將來，RFID技術(shù)不僅會(huì)在各行各業(yè)被廣泛采用，最終RFID技術(shù)將會(huì)與普適計(jì)算技術(shù)相融合，對人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響[4]。

總之，射頻識(shí)別技術(shù)正處于蓬勃發(fā)展的階段。尤其是在現(xiàn)代戰(zhàn)爭的物資流通、后勤保障方面，由于保障物資的復(fù)雜性，保障需求的快速化和智能化，原來的物資供應(yīng)系統(tǒng)和模式已不再適用。RFID技術(shù)因在物資供應(yīng)方面的獨(dú)特優(yōu)勢，必將成為部隊(duì)后勤保障提高快速反應(yīng)能力的一把利劍。

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〔編輯 利文〕

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.56