射频识别技术范文
时间：2023-03-01 16:23:56
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篇1
引言
射频识别技术(RFID，RadioFrequencyIdentification)实际上是自动识别技术(AEI，AutomaticEquipmentIdentification)在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备(人员、物品)在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。
目前，应用最广泛的自动识别技术大致可以分为光学技术和无线电技术两个方面。本文主要介绍自动识别技术在无线电技术方面的应用。
1射频识别技术简介
20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。
射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它与同期或早期的接触式识别技术不同。RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。
典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。
射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据。EEPROM容量从几比特到几万比特。芯片仅需连接天线(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。
在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过RS232、RS422、RS485或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFID产品就是一种非接触的IC卡，而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。
工作原理如图1所示。
2射频识别技术的分类
射频识别技术主要按以下四种方式分类。
(1)工作频率
根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。①低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。其基本特点是：射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况，典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。②高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m~十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。
(2)射频卡
根据射频卡的不同可分成可读写(RW)卡、一次写入多次读出(WORM)卡和只读(RO)卡三种。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。RO卡最便宜。
(3)射频卡的有源与无源
射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几m，但是它的寿命有限(3~10年)，且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十cm，且需要读写器的发射功率大。
(4)调制方式
根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。②被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。
目前使用的多数系统中，一次只能读写一个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只能有一个卡在读写区域内。读写距离长，射频卡之间的距离就要大，应用起来很不方便。现在的射频卡具有防碰撞的功能，这对于RFID来说十分重要。所谓碰撞是指多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，它的并行工作方式大大提高了系统的效率。
3国际射频识别技术发展状况
射频识别技术在国外发展得很快。RFID产品种类很多，像德州仪器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名厂家都生产RFID产品。他们的产品各有特点，自成系列。射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如澳大利亚将它的RFID产品用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用；瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车上安装RFID自动识别系统，调度员可以实时掌握火车运行情况，不仅利于管理，还大大减小了发生事故的可能性；德国BMW公司将射频识别系统应用在汽车生产流水线的生产过程控制中等。
据有关权威数据显示，射频识别产品在全世界的销量以每年25.3%的比例增长。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。
4射频识别技术在我国的发展
我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程，由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。
目前，我国的射频识别技术在下列几种应用中发展前景较好。当然，这里仅仅罗列了射频识别技术应用的一部分。任何一种技术如果得到普及，都将会孕育一个庞大的市场。射频识别将是未来一个新的经济增长点。
4.1安全防护领域
(1)门禁保安
将来的门禁保安系统均可应用射频卡。一卡可以多用。比如，可以作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出入手续、提高工作效率、安全保护。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、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。
公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合GPS系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。
(2)汽车防盗
这是RFID较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。
另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅45~55cm以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效ID号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效ID号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。
(3)电子物品监视系统
电子物品监视系统(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盗。整个系统包括贴在物体上的一个内存容量仅为1比特(即开或关)的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡(典型的是在服装店里)，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。EAS系统已被广泛使用。据估计每年消耗60亿套。
4.2商品生产销售领域
(1)生产线自动化
用RFID技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。举个例子以说明在生产线上应用RFID技术的情况。
用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡，以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的。用户可以从上万种内部和外部选项中，选定自己所需车的颜色、引擎型号和轮胎式样等。这样一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司在其装配流水线上配有RFID系统，使用可重复使用的射频卡。该射频卡上带有汽车所需的所有详细的要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置，能毫不出错地完成装配任务。
(2)仓储管理
将RFID系统用于智能仓库货物管理，能有效地解决与货物流动有关的信息管理，不但增加了处理货物的速度，还可监视货物的一切信息。射频卡贴在货物所通过的仓库大门边上，读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中央计算机里，与该货物有关的信息都能在计算机里查到。当货物出库时，由另一读写器识别并告知中央计算它被放在哪个拖车上。这样，管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。
(3)产品防伪
伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题，将射频识别技术应用在防伪领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，且难于伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身有内存，可以储存、修改与产品有关的数据，利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等产品上都可使用。
(4)RFID卡收费
国外的各种交易大多利用各种卡来完成，而我国普遍采用现金交易。现金交易不方便也不安全，还容易出现税收的漏洞。目前的收费卡多用磁卡、IC卡，而射频卡也开始占据市场。原因是在一些恶劣的环境中，磁卡、IC卡容易损坏，而射频卡则不易磨损，也不怕静电及其它情况；同时，射频卡用起来方便、快捷，甚至不用打开包，在读写器前摇晃一下，就完成收费。另外，还可同时识别几张卡．并行收费，如公共汽车上的电子月票。我国大城市的公共汽车异常拥挤、环境条件差，射频卡的使用有助于改善这种情况。
4.3管理与数据统计领域
(1)畜牧管理
该领域的发展起步于赛马的识别，是用小玻璃封装的射频卡植于动物皮下。射频卡大约10mm长，内有一个线圈，约1000圈的细线绕在铁氧体上，读写距离是十几cm。从赛马识别发展到了标识牲畜。牲畜的识别提供了现代化管理牧场的方法。
(2)运动计时
在马拉松比赛中，由于人员太多，有时第一个出发的人同最后一个出发的人能相隔40分钟。如果没有一个精确的计时装置，就会出现差错。射频卡应用于马拉松比赛中，运动员在自己的鞋带上很方便地系上射频卡，在比赛的起跑线和终点线处放置带有微型天线的小垫片。当运动员越过此垫片时，计时系统便会接收运动员所带的射频卡发出的ID号，并记录当时的时间。这样，每个运动员都会有自己的起始时间和结束时间，不会出现不公平竞争的可能性了。在比赛路线中，如果每隔5km就设置这样一个垫片，还可以很方便地记录运动员在每个阶段所用的时间。
RFID还可应用于汽车大奖赛上的精确计时。在跑道下面按照一定的距离间隔埋入一系列的天线，这些天线与读写器相连，而射频卡安装到赛车前方。当赛车每越过一个天线时，赛车的ID号和时间就被记录下来，并存储到中央计算机内。这样到比赛结束时，每个参赛选手将会有一个准确的结果。
4.4交通运输领域
(1)高速公路自动收费及交通管理
高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一。目前，中国的高速公路发展非常快，而高速公路收费却存在一些问题：一是在收费站口，许多车辆要停车排队，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收费员贪污路费，使国家损失了相当的财政收入。RFID技术应用在高速公路自动收费上，能够充分体现它非接触识别的优势——让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费，同时可以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向；人工收费，包括IC卡的停车收费方式，终将会被淘汰。预计在未来10年内，高速公路自动收费系统将有数十亿元的需求。
在城市交通方面，解决交通日趋拥挤问题不能只依赖于修路。加强交通的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率，深挖现有交通潜能也是非常重要的；而基于RFID技术的交通管理系统可实现自动查处违章车辆，记录违章情况。另外，公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息，会给乘客带来很大的方便。
(2)火车和货运集装箱的识别
在火车运营中，使用RFID系统很大的优势在于：火车是按既定路线运行的，因此肯定要通过设定的读写器的地点。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时能在车站将车厢重新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码，现在被RFID系统取代。射频卡一般安在车厢顶边，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。
篇2
射频识别技术(RFID，Radio Frequency Identification)实际上是自动识别技术(AEI，Automatic Equipment Identification)在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备( 人员、物品) 在不同状态( 移动、静止或恶劣环境) 下的自动识别和管理。
2 0 世纪8 0 年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别并交换数据的目的。与同期或早期的接触式识别技术不同，R F I D 系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。
典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有E E P R O M 用来储存识别码或其它数据。E E P R O M 容量从几比特到几万比特。芯片外围仅需连接天线( 和电池) ，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、I C 卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。
射频识别技术在医疗领域的应用日益增长。虽然这项技术逐渐被普遍采用，但患者真正享受这项技术仍然需要一个过程。射频识别技术不仅在供应链管理中得到应用，还迅速被引用到医疗方面，而且被证明是非常有效的一项技术。
该技术能够使多处标记在一定距离同时被扫描。在大规模的零售业，这种提供准确数据的技术使其可以为成批的货物一次性扫描。将射频识别技术应用在防伪的领域有它自身的技术优势，射频识别技术采用的标记系统，迅速进入制药市场，打击了假药的流通；防伪技术本身要求成本低，但是却很难伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身具有内存，可以储存、修改与产品有关的数据、利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等等产品上都可使用。美国的制药企业开始在美国使用该技术，生产过程中在每样产品上封装入射频卡，卡上记载了唯一的产品号。批发商、零售商用厂家提供的读写器就可以严格检验产品的合法性，这就使识别假药变得很简单了。
相似的科技促进了医院供应链的药物和医药设备的管理。事实上许多医院都有配置射频识别系统的需求，在急救室的患者可能最先体验到这项技术带来的安全与便捷。
临床应用的优势
患者首先感受到在急救车上使用射频识别系统标记的好处。急救车上有一系列的设备装置和药品，随时准备提供给心搏停止的患者。美国国民患者安全理事会首席专家说，2003年11月至2005年6月，由于急救推车的问题引起了8 起事故，都是由于相应的设备不在车上或药物过期造成的。这并非人为疏忽，而是在这些推车上至少有三种不同的物品，虽然有检查各物品是否配备的程序，尤其是在急救室执行急救过程中，迅速完成这项检查任务仍然很困难。
射频识别技术的标记能简化这个检查程序。与普遍使用的条形编码系统相比，射频技术将通过减少扫描次数而改进功效，从而最终提高接待患者的质量。如果使用条形编码，需要逐一扫描各个物品，所以采用射频识别扫描就要高效得多。
标记的唯一性，降低或消除医疗过失
射频识别技术可以确保急救车、手术室和康复室中准备工作的高效开展。患者被分配的标记是执行射频识别技术的关键，患者被标记为独特的代码，在药物治疗和外科手术过程中，能降低或消除医疗过失。假如给一个患者的药或瓶子上贴错标记，这项技术立刻可以识别，并纠正过来。
在美国已经有关于用自动射频识别技术检查患者身份的案例，这将成为射频识别技术应用强有力的依据。专家认为，在有些场所，条形编码识别技术是最合适的，但射频识别技术会成为更强大的工具。为了患者的安全，我们意识到单独一项技术并不能解决我们所面临的全部问题，在解决这些问题的时候，可以采用射频识别技术与条形码相结合的方法。随着医疗复杂程度的日益提高，以及患者和医院对医疗安全的更加重视，射频识别技术在运用中会越来越引人注目。
在药物供应链上使用射频识别技术，也成为在患者中使用这项技术的强有力的理由。“射频识别技术在患者药物供应链上也是很重要的，有时人们会忘记这些。”专家说，“例如，患对药物产生不良反应，射频识别技术就可以找出根源，看看是不是假冒药剂的原因。”
全天候跟踪
被分配这种标记的患者和医务人员现在逐步成为争论的焦点，因为这种鉴定技术不仅是识别个体，而且还跟踪他们的各项活动，这就牵连有许多内在的利益。使用这个系统，在紧急关头，可以轻松地在附近找到合适的临床医生。
射频识别技术能帮助提高药物目录的功效性以及医疗卫生器材的管理
美国的V e r c h i p 是第一个可移植的射频识别技术芯片，提供了幼儿保护、资产追踪、存取控制和预防错乱的设备。这些设备在皮肤下采用无害标记，结合数据库存储患者精确的信息。
美国的Surgichip 是又一组取得进展的患者标记，目标是避免认错患者，避免执行错误的治疗程序。系统采用射频识别技术启动三步核实过程，核实患者身份、关键数据和相应的手术程序和位置。这三方面的电子记录为各个程序提供了安全审计追踪。
射频识别技术在美国医疗界已经开始普遍使用了。每个产科病房都有一项射频识别技术系统固定识别卡。识别系统像门锁一样有许多使用的形式。新的功能如定位医务人员和患者的进展是非常令人激动；其它类型的室内配置和定位系统被取消了，因为射频识别技术有很好的投资回收率和健全的标记技术，同时射频识别技术的自动化进程，在忙碌的手术室里能提高工作效率。
关注成本
虽然在使用中，射频识别技术潜在的投资回报率已越来越清晰，但执行成本仍将是采用此项技术的主要问题。标记的芯片十分昂贵，这将成为采用此技术最大的障碍。
对射频技术的误解
匹兹堡医药中心大学的Jay Srini 说：“人们需要药物供应链的自动化。此项目的意义要比标记的成本重要的多。”在美国，医疗保险补偿在下降，许多医院大都建于二十年前，基础建设要投资更新。在射频识别技术系统方面的投资有助于更有效地运用其他科技成果。
许多人希望看到它所带来的利润，但这需要长时期的使用才可以看到结果。美国的先驱案例——在幼儿安全操作系统和操控设备上使用射频识别技术，经过了很长时期，才得到了回报。特效的射频识别技术标记用于医疗设备上已有很大收益，医院不会浪费设备，不需要再购买或租用额外的设备。
早期廉价标记的使用者，现在他们开始使用更昂贵的标记了。因为它的投资回报率要比它本身的成本高得多。考虑到最初的投资和操作成本，关于射频识别技术太昂贵的讨论发生了变化。例如医疗事故高额赔付，适当地使用精确的技术就可以减少或消除医疗事故的发生，这为降低医疗成本带来不可忽视的作用。“医学院关于不良药物事件的报告指出，每年因不良药物而导致的死亡人数相当惊人。”Srini 说，“如果有了重大医疗事故的影响，就知道投资一个可靠系统的价值了。”
在病例中，保证诊疗的准确性，避免不利结果是关键。推动使用射频识别技术关系到患者的安危，能够减少医疗事故的支出。射频识别技术确实影响了成本，但必要的程序确保了患者的安危。标记修复术和移植设备，像髋关节置换和心房脉冲产生器不需外科手术，采用射频识别技术就能检查出移植设备的问题。同时，技术开发者在努力降低成本，开展创新的支付结构等。例如，由W a v e f o r m 提供的定金基数和帐单到期支付等等。虽然克服了这些忧虑，其他因素也会导致惯性阻碍此项技术的实施。
克服市场惯性
要迅速被采用， 必须要显示此项技术独特的优势。在实际运用中，如果现有装备足够好，就延缓了射频识别技术的启用。例如，一项公认的设备技术被取代时，射频识别技术微小的利润也许不能收回前期投资，这就给射频识别技术的推广造成了障碍。
在传染病控制中采用射频识别技术的益处
条形码识别技术已经相当成熟，也是降低错误的廉价的方式。但射频识别技术提供更强大的功能，其标记能在视线以外的距离被扫描，并可以反映患者复杂的信息数据库。因此，要采用射频识别技术， 取决于射频识别技术是不是优于条形码，取决于机构是否用长远的目光看待成本评估。虽然现在人们已经接受了条形码，但还会关心射频识别技术是否能提高效能，能否在长期使用后做到投资回笼。
另一挑战就是射频识别技术的发展步骤。标记在变小，读卡机更复杂，内在程序功能在扩展；并且有些公司担心该设备进入市场过早而没有买主。“没人愿意为他人做嫁衣。但人们愿意看到此项技术的优势特性和稳定性。”Jay Srini 说，“企业希望了解射频识别技术的巩固性和全面性，但我们不愿冒这个风险。”
这些顾虑，经过时间的磨合将会消除，就像担心患者的隐私问题一样，因为采用射频识别技术会涉及到医护人员、患者个人信息的存储和追踪，所以人们认为射频识别技术侵犯了个人隐私，并且现在忧虑仍然存在，但患者看上去已经逐渐接受了。虽然射频识别技术的成本相对条形码来说是很高，并且有些患者为此感到不满，但如果你解释他们被标记的原因，他们大都会很高兴的接受这样的护理。总之，争论在减少、形式在变化、射频识别技术的成本也在降低。应用只是时间问题
篇3
一、引言
在一些手机通信技术方面，以往使用的单一的通信网路，在一些程序传输和互联网上面的应用居多。但是在设备的使用资源固定，要求越来越高的同时，对于卫星接收信号的使用人数也逐年增加，该网路的资源已经无法满足不断扩张的需求量，严重的导致网路信号的不理想，甚至出现接收通信信号的瘫痪现象的发生。因此对于这样的情况要急切的寻找一种代替的无线通信网络，来保证现有的网络环境的稳定性。同时在现阶段，使用手机的用户不断的增加，利用手机进行金融交易的情况也不断的增加，需要在通信中有安全稳定的环境才能保证手机支付的顺利进行。而射频识别的方式可以很好的解决这个问题。
二、射频识别技术的发展
在整个地球的大气分布中，有很多不均匀分布的细小介质，这些介质会在物理条件的影响下，形成巨大的载体物质，就如空气中的颗粒聚集起来形成的风，以及还有一些云层，这些自然界的物理现象会对电子通信系统产生一定的干扰作用。在受到了不同的温度、湿度、压强等的变化时，这些空气中的载体会出现不同的变化，对于单片机的发射就会起到很大的干扰作用，对于无线设备中发出的电磁波会出现严重的干扰现象，严重的时候电磁波信号都无法正常的使用。其中所说的影响主要集中在对于电磁波的折射传播影响。电磁波的发射是要依靠合理稳定的载体向不同的方向发散出去，通常意义下我们定义这种行为为电磁波的射频，射频过程中的载体称作为射频媒介。当电磁波在发出的过程中，所发散的频率可以满足借助载体的需要，电磁的分布量在对前端的发散中起到了决定作用，这样的情况下可以实现超视距的无线对接信号的实施，在接收信号的一方可以根据信号的波段和频率来分辨出信号源的变化。对于这种将大气中的介质作为信号传播的载体，以及利用电磁效应进行电磁波的超视距传输模式称作单片机系统的射频识别。
三、基于射频识别技术的手机支付
现阶段，在手机支付平台中使用RFID技术的方式主要有四种形式：NFC、eNFC、SIMpass、RF-SIM，这些方式也都是在射频技术使用中不断衍生发展出来的。NFC（Near Field Communication）近距离区域覆盖通信是在区域范围内实现的射频识别方式，通过与互联网的连接过程中，不断的将资源整合并处理信息资料，来完成通信的功能。在该技术中，手机中必须安装有一个单一的电子传导器，在具体的使用中也作为读卡器进行使用。在设计中规定，单一的读卡器必须是意义对应，也就是存在单一的解码模式，不会出现不同点多个处理的方式。在较小的范围内，手机的感应设备与外部的接收设备形成整套的识别系统，可以在点与点接触中实现数据资料的快速传输。这利用在手机支付中就是用户在发出金融交易指令之后，系统会根据信号的传递来实现单一的任务完成命令，不会有第三方的干预，有效的保证了手机支付的安全性和快捷性。但是同时需要指出的是，该射频读卡识别手机必须是特制的手机系统，一般的手机功能暂时不能支持这项服务。
目前这项技术在日韩被广泛应用。手机用户凭着配置了支付功能的手机就可以行遍全国：他们的手机可以用作机场登机验证、大厦的门禁钥匙、交通一卡通、信用卡、支付卡等等。eNFC 中的“e”代表“enhanced”即增强的意思，eNFC 也就是增强 NFC 技术。它除了对 NFC 技术 100%兼容以外，增强型还体现在包含了对其他两种使用非常广泛的 ISO 标准的支持，即：ISO 14443B 和 ISO 15693。eNFC 是将手机和智能卡结合起来，以 SIM 卡为核心，将智能卡应用放在单芯片的 SIM卡中，而非接触功能则由内置于手机中的 NFC 芯片实现，并通过 SWP 协议与 SIM 卡进行通信。
SIMpass 是一种双界面 SIM 卡支付方案，集成了天线及射频芯片，支持接触与非接触两个工作接口，接触界面实现 SIM 功能，非接触界面实现支付功能，兼容多个智能卡应用规范。RF-SIM 则是通过在 SIM 卡中内置近距离识别芯片，扩展了传统手机 SIM 卡的功能。RF-SIM 可安装在手机上实现近距离无线通信，通信距离可在 10-500cm 自动调整，单向支持 100M，其工作频率为 2.4GHz。但该技术不支持 ISO14443。
整个RFID体系是由电路组成的，控制系统其实就是线路上的终端，电路的顺畅运行就是操作的必要条件。在控制单片机电路中一般是由电源开关、控制按键、信号指示灯、电源联接器、高压电机组成。但是不管什么样的电路，是复杂还是简单，原理都是大体相同的，这些联接方式都已经形成了定式，如延时电路、联锁电路、顺控电路等。简单的电路就是通过一些简单的联接起到控制的作用，但是在复杂的电路中，就没有想象的那么简单，但是目的也就只有一个，就是起到控制的作用，只是在操控上存在复杂的线路布置。
局域RFID信息系统中，单片机控制起到了决定性的作用，它也是完全的智能化的操作系统，只要操作人员时刻关注仪表盘上的数值指示，再在操作台上对于安全信号的资源进行适当的控制就能很好的完成任务。在手机支付平台中，存在几个重要的问题。首先就是对于识别网络设置的安全，利用手机运营商和银行之间对公网络的相互连接，可以将安全的通道固定在两个终端之间，用户在进行线上交易中，就不再会受到第三方的侵扰，形成了合理、有效的交易环境。
基于RFID技术的手机支付设计是在以往传统的程序设计理念上加上了更多的计算机数据编程，是一种更加科学的现代化识别控制手段。为在交易安全中也得到了很好的优化，也能使网络安全达到更好、更高的要求。
四、结束语
在未来的社会发展进程中，信息化的使用会更加的多元化，对于电子信息设备的使用也会不断的增长，使用移动电子支付的方式也会不断的受到人们的青睐。如何更好的将手机支付功能与RFID相互结合就是需要不断总结经验。在本文中，我们就射频识别的原理进行了详细的说明，并对手机支付过程中如何结合射频识别的方法进行了阐述，通过在射频识别的使用下，来保证手机支付的安全性和稳定性。
参考文献
篇4
引言
射频识别（RFID）技术又称为电子标签，是一种通信技术。这种技术起源于上个世纪二三十年代，由于其成本一直比较高，战后并未在民用领域得到推广应用。随着大规模集成电路、网络通信、芯片及电子技术的提高和普及，RFID技术才开始走向成熟。现在，RFID迎来了一个崭新的发展时期，RFID技术大量应用于生产自动化、门卡、高速公路收费、身份识别、货物跟踪处理等众多民用领域中，RFID的利用价值开始得到世界各国的广泛关注。
1射频识别技术原理及组成
射频识别是一种利用射频信号自动识别来获取对象的相关数据，这种通信方式是无接触式的，可用于识别高速运动物体并可同时识别多个射频卡，操作快捷方便，识别工作无须人工干预，并且在油污大、粉尘严重等多种恶劣的环境发挥作用。基本的射频识别系统一般由电子标签（射频卡）、读卡器、主机等部分组成。电子标签中保存有约定格式的编码数据，通常会附着在物体的表面，用于唯一标识标签附着的物体；阅读器可读出电子标签上的编码，通过与电脑相连数据线将数据传入计算机，等待处理。阅读器通过天线发送一定频率的射频信号，当附着电子标签的物体进入射频信号的范围内时，电子标签通过天线产生的感应电流激活，从而主动发射某一频率信号将标签中的信息发送给阅读器；阅读器接收到来自标签的信号，对接收的信号发送到主机等待处理，主机在接收到编码后会根据内部软件对编码处理，从而发出命令对物体进行相关的操作。
2 RFID关键技术
RFID的关键技术主要包括以下几个方面：（1）电子标签的能量来源。按照电子标签的能量来源不同分为有源应答器和无源应答器。有源应答器需要自己安装电池，而无源的则需要从阅读器发射的信号中获取能量，这就需要较大的发射功率。（2）数据传输方式和正确性。在电子标签响应读卡器所发射的信号时，回应方式以及如何保证回应信号中携带有正确的商品信息是设计的关键。由于回应方式多样性因此可以根据读卡器的不同设计不同的回应方式。（3） 多目标识别技术。由于人们利用他的同一时刻识别多个目标的特性，当阅读器的信号范围内存在多个电子标签，同一时刻有两个或者多个电子标签向阅读器发送返回信号时，将会产生冲突。如果不能有效解决这种冲突，将会导致多个返回信号重叠在一起，使得阅读器不能分辨出正确的信息，从而导致错误，所以设计有效的防冲突算法非常重要。
3射频识别技术的应用
3.1物流管理领域的应用
RFID最大的市场还是在物流管理领域，对于仓库管理来说，出入库的管理在平时工作中占据了很大比例，如果在商品上贴上RFID标签，然后在出入口安放阅读器，这样就可以利用射频技术可以远距离一次识别多个标签这一特征快速记录商品出入库情况，不仅节省了大量时间，提高了效率，而且还能利用计算机技术来盘点货物的数量，进行商品的盘点工作，及时补充商品。
3.2生产管理和过程控制
利用RFID技术可以对生产进行管理和控制，以提高生产率，改进生产方式，节约成本。比如在汽车制造方面，利用RFID技术可以对汽车的流水线生产进行控制， RFID可以帮助我们从众多不同型号、颜色的原材料中选出符合客户要求的零件，从而生产出满足不同用户要求的产品，避免了人为的错误，提高生产率。
3.3其他领域的综合应用
随着技术的进步，RFID也出现了一些人性化的应用。比如有公司退出了一种产品，帮助用户追踪有可能走失的亲人，比如儿童、老人。这套系统可安装在住宅里，只要带着RFID标签的人靠近门口时，就会触动系统报警，系统应用十分简单。这种系统还可以用于对固定资产的管理和调配、医院对病人的识别等。目前，RFID在中国的很多领域都得到了实际应用，包括物流、烟草、医药、身份证、奥运门票、宠物管理等。但由于我国整体信息化水平滞后、RFID战略实施的成本较高、没有统一的技术标准等原因，除了二代身份证、“一卡通”等，现实生活中RFID的应用仍然感受较少。随着信息化建设进程的不断推进，给RFID技术的应用带来了不可多得的机遇，随着中国的发展，RFID的应用必将由点到面，逐步扩展到更广阔的领域。
4 RFID面临的挑战
4.1．信息的隐私问题
在RFID的广泛应用的同时，隐私问题越来越受到人们的关注。当我们对某一商品进行监控的时候，同时也暴露了客户的隐私，如嗜好、地址。如何解决好这一问题，是我们以后将要面临的一个困难和挑战。
4.2 行业的标准化
由于各国的RFID发展步伐的不一致，导致在国际上产生了很多RFID的标准，各国现有标准不一致，使得很多商品的监控会出现中断。并且各国由于利益的争端，目前国际上还没有建立一个统一的RFID行业标准，要想使商品能够快速在国际流通，必须尽快制定一个通用的行业标准。 此外，RFID还面临着存储超载、制造成本高等诸多问题的挑战。
5 结束语
我们相信，RFID技术必将在世界范围内引起一场重大变革，它将成为未来一个新的经济增长点。在现代激烈的市场竞争中，快速、准确、实时的信息获取及其处理将成为企业获得竞争优势的关键。RFID技术的应用对于以信息化为基础的现代产业尤其重要，在提高效率和经济效益的过程中起着不可替代的作用。
参考文献：
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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.177
1 引言
FID（射频识别）技术来源于电磁感应现象，在20世纪80年代飞速发展，由于这项技术具有自动识别的能力，今年来发展也很迅猛。其技术的发展已经趋于多功能化。目前，多种已经投入实用的自动识别技术都与射频识别技术相关，但是这些技术还是有一些区别的，例如：核心工作原理、电磁波的工作频率和整个系统的技术特点以及系统所应用的相关技术标准还是不同的[1]。一个典型的射频识别系统由以下三部分组成，即电子标签、读写设备和后台数据处理系统。以上三部分的核心器件是电子标签。
2 射频识别中的电子标签技术
射频识别中的标签按工作原理可以分为主动式、被动式和半主动式三种。
2.1 被动式
射频识别中的被动式电子标签为常见标签，其特点是内部没有供电电源。这种电子标签依靠接收到的电磁波驱动内部的集成电路工作，而接受到的电磁波是由射频识别读取设备发射出来的。如果电子标签接收到的信号强度足够，就可以驱动内部电路向读写设备发送数据。这些数据通常有全球唯一的ID号以及电可擦写只读存储器中的预置数据[2]。由于被动式电子标签价格低廉、体积小以及无需专用电源供电的特点，因此此种标签占了主要市场份额。
2.2 半主动式
半主动式标签的出现与主动式标签的一些缺点有关。被动式标签的天线除了接收读写设备发射的电磁波来驱动内部基础电路外，还要通过将天线的阻抗切换来将电信号回传来产生数字信号。要提高回传效率，天线的设计很重要，必须处于短路开路间，但是这样处理又使得回传信号发生反射无法传送到读写设备。半主动式标签的结构与被动式标签类似，但是在内部多了一个微型电池给内部集成电路供电使得集成电路处于正确得工作状态[3]。与被动式标签相比，半主动式标签的响应速度更快，传输效率更高。
2.3 主动式
主动式标签内部具有微小内部电源给内部集成电路供电并且产生对外电磁波以被读写设备接收。由于内部独立电源产生的电磁波信号强度足够，主动式标签具有较长的发送距离和较大的存储容量来存储读写设备发送来的一些信息。
射频识别技术由一套完整的设备组成，这些设备的核心是电子标签，电子标签由存有代码识别能力的大规模集成电路处理器芯片和发射接收天线组成，目前主要是无源式。使用的时候由接收天线接收读写设备发送的电磁波信号。除此之外还有读写器和后台服务器系统。
在超市比较流行的条码技术与RFID相比缺点很多，RFID技术的优点很多，如存储容量大，发射距离长，信息安全度高，适应环境能力强，最重要的是可以一次性读取多个标签。缺点也明显，如目前的生产成本高，但是随时技术的发展和使用量的增加可以大大降低使用成本[4]。
相对也有缺点，就是建置成本较高。不过透过该技术的大量使用，生产成本就可大幅降低
3 结束语
射频识别技术今年来成为了物联网技术的核心和热点，伴随着相关技术的长足进步如微型集成电路的发展，微型智能电子标签得到了发展，其在超低功耗集成电路上的进步为超低功耗电子标签的发展创造条件。被动式电子标签没有电池，由接收读写器发射的电磁波信号从而获得电路所需的能量，这类线圈工作距离较近，且只能单向通信，使用的局限性较大，而主动式电子标签不但具备被动式电子标签的所有特性，而且还具有较长的读取距离，全双工通讯，使用寿命较长，性能更好等优点[5]。 物联网技术中，RFID可以对物体实现透明化追踪、通信与管理，是实现物联网的基本技术。RFID与智能网络等技术相结合，可以实现远距离物体的跟踪与信息的共享，从而赋予物体的智能，实现人与物、物与物的沟通对话，最终构成联通万事万物的物联网。
参考文献：
[1]黄玉兰.物联网射频识别技术（RFID）与应用[M].北京.人民邮电出版社，2013：101-103.
[2]黄玉兰.物联网-射频识别（RFID）核心技术详解[M].北京.人民邮电出版社，2010：140-142.
[3]董丽华.RFID技术与应用[M].北京.电子工业出版社，2008：79-81.
篇6
射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它与同期或早期的接触式识别技术不同。RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。
典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。
射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据。EEPROM容量从几比特到几万比特。芯片仅需连接天线(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。
在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过RS232、RS422、RS485或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFID产品就是一种非接触的IC卡，而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。
工作原理如图1所示。
2射频识别技术的分类
射频识别技术主要按以下四种方式分类。
(1)工作频率
根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。①低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。其基本特点是：射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况，典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。②高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m~十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。
(2)射频卡
根据射频卡的不同可分成可读写(RW)卡、一次写入多次读出(WORM)卡和只读(RO)卡三种。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。RO卡最便宜。
(3)射频卡的有源与无源
射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几m，但是它的寿命有限(3~10年)，且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十cm，且需要读写器的发射功率大。
(4)调制方式
根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。②被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。
目前使用的多数系统中，一次只能读写一个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只能有一个卡在读写区域内。读写距离长，射频卡之间的距离就要大，应用起来很不方便。现在的射频卡具有防碰撞的功能，这对于RFID来说十分重要。所谓碰撞是指多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，它的并行工作方式大大提高了系统的效率。
3国际射频识别技术发展状况
射频识别技术在国外发展得很快。RFID产品种类很多，像德州仪器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名厂家都生产RFID产品。他们的产品各有特点，自成系列。射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如澳大利亚将它的RFID产品用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用；瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车上安装RFID自动识别系统，调度员可以实时掌握火车运行情况，不仅利于管理，还大大减小了发生事故的可能性；德国BMW公司将射频识别系统应用在汽车生产流水线的生产过程控制中等。
据有关权威数据显示，射频识别产品在全世界的销量以每年25.3%的比例增长。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。
4射频识别技术在我国的发展
我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程，由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。
目前，我国的射频识别技术在下列几种应用中发展前景较好。当然，这里仅仅罗列了射频识别技术应用的一部分。任何一种技术如果得到普及，都将会孕育一个庞大的市场。射频识别将是未来一个新的经济增长点。
4.1安全防护领域
(1)门禁保安
将来的门禁保安系统均可应用射频卡。一卡可以多用。比如，可以作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出入手续、提高工作效率、安全保护。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、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。
公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合GPS系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。
(2)汽车防盗
这是RFID较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。
另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅45~55cm以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效ID号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效ID号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。
(3)电子物品监视系统
电子物品监视系统(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盗。整个系统包括贴在物体上的一个内存容量仅为1比特(即开或关)的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡(典型的是在服装店里)，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。EAS系统已被广泛使用。据估计每年消耗60亿套。
4.2商品生产销售领域
(1)生产线自动化
用RFID技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。举个例子以说明在生产线上应用RFID技术的情况。
用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡，以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的。用户可以从上万种内部和外部选项中，选定自己所需车的颜色、引擎型号和轮胎式样等。这样一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司在其装配流水线上配有RFID系统，使用可重复使用的射频卡。该射频卡上带有汽车所需的所有详细的要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置，能毫不出错地完成装配任务。
(2)仓储管理
将RFID系统用于智能仓库货物管理，能有效地解决与货物流动有关的信息管理，不但增加了处理货物的速度，还可监视货物的一切信息。射频卡贴在货物所通过的仓库大门边上，读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中央计算机里，与该货物有关的信息都能在计算机里查到。当货物出库时，由另一读写器识别并告知中央计算它被放在哪个拖车上。这样，管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。
(3)产品防伪
伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题，将射频识别技术应用在防伪领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，且难于伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身有内存，可以储存、修改与产品有关的数据，利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等产品上都可使用。
(4)RFID卡收费
国外的各种交易大多利用各种卡来完成，而我国普遍采用现金交易。现金交易不方便也不安全，还容易出现税收的漏洞。目前的收费卡多用磁卡、IC卡，而射频卡也开始占据市场。原因是在一些恶劣的环境中，磁卡、IC卡容易损坏，而射频卡则不易磨损，也不怕静电及其它情况；同时，射频卡用起来方便、快捷，甚至不用打开包，在读写器前摇晃一下，就完成收费。另外，还可同时识别几张卡．并行收费，如公共汽车上的电子月票。我国大城市的公共汽车异常拥挤、环境条件差，射频卡的使用有助于改善这种情况。
4.3管理与数据统计领域
(1)畜牧管理
该领域的发展起步于赛马的识别，是用小玻璃封装的射频卡植于动物皮下。射频卡大约10mm长，内有一个线圈，约1000圈的细线绕在铁氧体上，读写距离是十几cm。从赛马识别发展到了标识牲畜。牲畜的识别提供了现代化管理牧场的方法。
(2)运动计时
在马拉松比赛中，由于人员太多，有时第一个出发的人同最后一个出发的人能相隔40分钟。如果没有一个精确的计时装置，就会出现差错。射频卡应用于马拉松比赛中，运动员在自己的鞋带上很方便地系上射频卡，在比赛的起跑线和终点线处放置带有微型天线的小垫片。当运动员越过此垫片时，计时系统便会接收运动员所带的射频卡发出的ID号，并记录当时的时间。这样，每个运动员都会有自己的起始时间和结束时间，不会出现不公平竞争的可能性了。在比赛路线中，如果每隔5km就设置这样一个垫片，还可以很方便地记录运动员在每个阶段所用的时间。
RFID还可应用于汽车大奖赛上的精确计时。在跑道下面按照一定的距离间隔埋入一系列的天线，这些天线与读写器相连，而射频卡安装到赛车前方。当赛车每越过一个天线时，赛车的ID号和时间就被记录下来，并存储到中央计算机内。这样到比赛结束时，每个参赛选手将会有一个准确的结果。
4.4交通运输领域
(1)高速公路自动收费及交通管理
高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一。目前，中国的高速公路发展非常快，而高速公路收费却存在一些问题：一是在收费站口，许多车辆要停车排队，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收费员贪污路费，使国家损失了相当的财政收入。RFID技术应用在高速公路自动收费上，能够充分体现它非接触识别的优势——让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费，同时可以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向；人工收费，包括IC卡的停车收费方式，终将会被淘汰。预计在未来10年内，高速公路自动收费系统将有数十亿元的需求。
在城市交通方面，解决交通日趋拥挤问题不能只依赖于修路。加强交通的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率，深挖现有交通潜能也是非常重要的；而基于RFID技术的交通管理系统可实现自动查处违章车辆，记录违章情况。另外，公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息，会给乘客带来很大的方便。
(2)火车和货运集装箱的识别
在火车运营中，使用RFID系统很大的优势在于：火车是按既定路线运行的，因此肯定要通过设定的读写器的地点。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时能在车站将车厢重新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码，现在被RFID系统取代。射频卡一般安在车厢顶边，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。
目前，射频自动识别系统的安装遍布全国14个铁路局。2001年3月1日，铁道部正式联网启用车次车号自动识别系统，为自备车企业、合资铁路和地方铁路实现信息化智能运输管理提供了重要良机。
5结论
篇7
中图分类号：TP391.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0260-01
一、对射频识别技术的概述
射频识别，英文为Radio Frequency Identification，简称为RFID，是非接触的自动识别技术。RFID技术兴起于20世纪80年代，由于超大集成电路技术的发展90 年代才进入实用化阶段。RFID系统采用了无线电与雷达技术，数据交换不是 通过电流的触点接通而是通过电场与磁场，即通过无线的方式通信。与其他的识 别方式相，RFID技术能对移动的多个项目进行识别，因而应用更广泛。RFID技术的实现主要由以下三个部分组成：存储信息的应答器（电子标签）、标签读写器、后台数据库处理系统。RFID的关键技术着眼点在于采用什么技术来实现标签信息的可靠读出。射频识别技术作为作为一种新兴的自动识别技术，在中国很快普及。我国射频识别产品的市场是非常巨大的，射频技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域：汽车、火车等交通监控、高速公路自动收费系统、停车场管理系统、物品管理、流水线生产自动化、安全出入检查、仓储管理、动物管理、车辆防盗等等。
二、微带天线作用分析
射频识别卡天线主要用于接收射频识别卡的射频能量及信息，并发射射频识 别卡的相关信息。发射时把高频电流转换成电磁波，接收时把电磁波转换为高频电流，射频识别卡和读写器是通过天线进行数据交换的。天线作为通信系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响通信系统的指标，在选择天线时必须首先注重其性能，第一是选择天线类型；第二是选择天线的电气性能。选择天线类型的意义是所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求，选择天线电气性能的要求是选择天线的频率带宽、增益等电气指标是否符合系统设计要求。按照RFID系统的工作方式或工作频段不同，射频识别卡的天线一般可分为近场感应线圈天线和远场辐射天线。
由于RFID卡的廉价、尺寸限制使得一般的天线如：螺旋天线、喇叭天线、反射面天线等都不合适，廉价、剖面低、重量轻、体积小、易共形、易制作的微带天线成为更好的选择。微带天线又称为印刷振子或印刷偶极子是微带天线中除了微带贴片外的又一类微带辐射元。对微带天线的主要封装方式就是平面介质加盖。因此封装特性考察的主要内 容就是不同形状、不同厚度、不同介电常数的介质平面对于微带天线性能的影响，或者进一步地考虑两层以上介质的平面封装模型。为了保持接收信号的稳定，终端功率控制方案也是一项关键技术。
三、射频识别系统的分类
1.按作用距离的远近来分类
（1）密耦合。具有很小作用距离的射频识别系统。典型的范围从0 到1cm这种系统称为密耦合系统，即紧密耦合系统。必须把应答器插入读写器中，或者放置在读写器为此设定的表面上。
（2）遥耦合。把写和读的作用距离1cm至1m的系统称作遥耦合系统。所有遥耦合系统在读写器和应答器之间都是电感磁耦合。遥耦合中又分为近耦合（典型距离为15cm）和远耦合（大约距离为1m）。
（3）远距离系统。远距离系统典型的作用距离是从1m到10m，个别的系统也有更远的作用距离。所有远距离系统都是在微波范围内用电磁波工作的，发送频率通常为2.45GHz。
2.按系统的性能分类
按数据载体的存储能力、处理速度、作用距离和密码功能等分类，射频识别 系统可从低档到高档构成整个谱系。
3.射频识别系统协议和频率
对射频识别系统来说，最主要的频率在0～135kHz以及ISM（Industrial-Scientific-Medical）频率6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.68MHz、433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz、2.45GHz、5.8GHz和24.125GHz。
频率13.553MHz～13.567MHz 处于短波范围，在这个频率范围内的传播条件允许昼夜横贯大陆联系。该频率范围的使用者是不同类别的无线电服务机构，例如新闻机构和电信机构。在这个频率范围内，除了电感射频识别系统，其他的ISM应用有遥控系统、远距离控制模型系统、演示无线电设备和传呼机。
四、RFID系统的工作原理
电子标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号就能凭借感应电流所获得能量发出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签）或者主动发送某一频率信号（有源标签或主动标签）阅读器读取信息并解码后，送RFID系统的识读过程。阅读器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线向外发射。当射频标签进入发射天线的工作区时，射频标签被激活后即将自身信息代码经天线发射出去。系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经天线的调制器传给读写器，读写器对接收到的信号进行解调、解码，送后台电脑控制器。计算机控制器根据逻辑运算判断射频标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。从而完成有关信息查询、统计、管理等功能。RFID可以极快的速度在阅读器和电子标签之间采集和交换数据：具有智能读写及加密通信的能力，唯一性密码，极强的信息保密性，这对于军队保密等要求准确、快速、安全、可控提供了切实可行的技术途径。无论我们使用的各类系统、收发公文处于任何环节，相关人员都可以实时掌握其信息和状态。
五、RFID技术身份识别系统认证协议设计
无线射频技术的安全性至关重要，因此读卡器和电子标签之间的认证流程和通信安全性需要特别设计，本文采取的认证机制运用了读卡器和标签的互相认证。在这种认证机制中，读卡器与电子标签卡在出厂设置时都会存储一个公共的认证密钥K，并认为这个公钥是安全的，此公钥用于计算随机通信密钥，每次通信交易的密钥都会有所区别，无法被其他设备所复制。
鉴别机制的执行过程如下：
（1）读卡器向射频卡发送认证请求命令。
（2）信息卡返回初步认证数据。
（3）读卡器接收响应后，产生随机数A并且和公共密钥K加密运算用形成公钥信息发送给射频卡。
（4）信息卡接收到读卡器的公钥与已有的公钥比较，相同则解密随机数A并产生随机数B，用公共密钥和B进行加密形成二次认证数据发送给读卡器；不相同则认证失败。
（5）读卡器成功接收后将接收的二次验证信息利用随机数B运算产生的数据再一次发送给信息卡，并用公共密钥解密，解析出随机数A′并与之前的随机数A对比，相同则认证成功；否则认证失败。
结论
RFID射频识别是一种非接触式的新型认证技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。作为身份认证技术非常合适，以后会在更多的领域得到应用推广。
参考文献
[1] 杨庆霞，刘哲.射频识别（RFID）技术趋势与展望[J].学术理论与探索，2013（04）：23.
篇8
无线射频识别技术(RFID)已经成为一个很热门的话题。据业内人士预测，RFID技术市场将在未来五年内在新的产品与服务上带来30至100亿美金的商机，随之而来的还有服务器、资料储存系统、资料库程序、商业管理软件、顾问服务，以及其他电脑基础建设的庞大需求。
或许这些预测过于乐观，但RFID将会成为未来的一个巨大市场是毫无疑问的。许多高科技公司正在加紧开发RFID专用的软件和硬件，这些公司包括英特尔、微软、甲骨文、sap和sun。
二、射频识别技术发展历史
从信息传递的基本原理来说，射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型(初级与次级之间的能量传递及信号传递)，在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型(雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机)。1948年哈里斯托克曼发表的利用反射功率的通信奠定了射频识别技术的理论基础。
射频识别技术的发展可按十年期划分如下：
1940-1950年：雷达的改进和应用催生了射频识别技术，1948年奠定了射频识别技术的理论基础。
1950-1960年：早期射频识别技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。
1960-1970年：射频识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。
1970-1980年：射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期，各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用。
1980-1990年：射频识别技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。
1990-2000年：射频识别技术标准化问题日趋得到重视，射频识别产品得到广泛采用，射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。
2000年后：标准化问题日趋为人们所重视，射频识别产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。
至今，射频识别技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。
三、无线射频识别技术
RFID系统的组成及其工作原理
RFID系统因应用不同其组成会有所不同，但基本都由电子标签（Tag）、阅读器（Reader）和数据交换与管理系统（Processor）三大部分组成。电子标签（或称射频卡、应答器等），由耦合元件及芯片组成，其中饱含带加密逻辑、串行EEPROM（电可擦除及可编程式只读存储器）、微处理器CPU以及射频收发及相关电路。
电子标签具有智能读写和加密通信的功能，它是通过无线电波与读写设备进行数据交换，工作的能量是由阅读器发出的射频脉冲提供。阅读器，有时也被称为查询器、读写器或读出装置，主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。阅读器可将主机的读写命令传送到电子标签，再把从主机发往电子标签的数据加密，将电子标签返回的数据解密后送到主机。数据交换与管理系统主要完成数据信息的存储及管理、对卡进行读写控制等。
RFID系统的工作原理如下：阅读器将要发送的信息，经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送，进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号，卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断。若为读命令，控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息，经加密、编码、调制后通过卡内天线再发送给阅读器，阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至中央信息系统进行有关数据处理；若为修改信息的写命令，有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压，提供擦写EEPROM中的内容进行改写，若经判断其对应的密码和权限不符，则返回出错信息。
在RFID系统中，阅读器必须在可阅读的距离范围内产生一个合适的能量场以激励电子标签。在当前有关的射频约束下，欧洲的大部分地区各向同性有效辐射功率限制在500mW，这样的辐射功率在870MHz，可近似达到0.7米。美国、加拿大以及其他一些国家，无需授权的辐射约束各向同性辐射功率为4W，这样的功率将达到2米的阅读距离，在获得授权的情况下，在美国发射30W的功率将使阅读区增大到5.5米左右。
RFID技术的分类
RFID技术的分类方式常见的有下面四种：
根据电子标签工作频率的不同通常可分为低频（30kHz～300kHz）、中频（3MHz～30MHz）和高频系统（300MHz～3GHz）。RFID系统的常见工作频率有低频125kHz、134.2kHz，中频13.56MHz，高频860MHz～930MHz、2.45GHz、5.8GHz等。
低频系统特点是电子标签内保存的数据量较少，阅读距离较短，电子标签外形多样，阅读天线方向性不强等。主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、煤气表、水表等；中频系统则用于需传送大量数据的应用系统；高频系统的特点是电子标签及阅读器成本均较高，标签内保存的数据量较大，阅读距离较远（可达十几米），适应物体高速运动，性能好。阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性，但其天线宽波束方向较窄且价格较高，主要用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，多在火车监控、高速公路收费等系统中应用。
根据电子标签的不同可分为可读写卡（RW）、一次写入多次读出卡（WORM）和只读卡（RO）。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等；WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，比RW卡要便宜；RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。
根据电子标签的有源和无源又可分为有源的和无源的。有源电子标签使用卡内电流的能量、识别距离较长，可达十几米，但是它的寿命有限（3～10年），且价格较高；无源电子标签不含电池，它接收到阅读器（读出装置）发出的微波信号后，利用阅读器发射的电磁波提供能量，一般可做到免维护、重量轻、体积小、寿命长、较便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十厘米，且需要阅读器的发射功率大。
根据电子标签调制方式的不同还可分为主动式（Active tag）和被动式（Passive tag）。主动式的电子标签用自身的射频能量主动地发送数据给读写器，主要用于有障碍物的应用中，距离较远（可达30米）；被动式的电子标签，使用调制散射方式发射数据，它必须利用阅读器读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。
四、无线射频识别技术改变生活
RFID是通过无线电波扫描基于芯片的电子标签，以实现对物体的识别。这是一项应用前景非常广泛的网络技术，它实现了网络与物理世界的联络。RFID芯片只有蚂蚁头大小，很容易嵌入任何商品标签。德国的世界杯门票就是未来票务革新的一个开端。未来的足球赛、大型演唱会、大型国际会议，甚至紧缺的机票、火车票都可以通过RFID实现有效管理，杜绝倒票和其他不安全因素。
在安保领域，RFID技术应用也开始普及，德国法兰克福机场与日本东京机场联合应用该技术，提高行李安检效率。法兰克福机场电子扫描仪检测的数据，东京也很快能看到。在美国有近100万个家庭宠物携带有这种芯片，一旦宠物走失，主人能很快地找回。2004年9月，日本的一家私立小学在学生书包上也安装了RFID芯片，家长能随时知道孩子的去处。 2004年底的印度洋大海啸后，死难者遗体的鉴定成了一大难事，而今后游客只要注射了RFID芯片，在任何地方遇到事故或被劫持，就能很快被发现。
五、无线射频识别技术发展存在的问题
RFID技术发展的前景是难以估量的，从厨房到展览馆，从超市到迪斯科舞厅，可以说没有哪个经济领域的分支可以不应用RFID的。然而，这一技术的应用可能也会产生某些负面影响。例如：RFID芯片的普遍应用将大大减少零售业的人力需求，这将可能导致员工的失业，并引起员工对新技术的抵触情绪。
由于RFID技术的来临太快，许多技术细节问题也还没有得到解决。到目前为止，RFID技术还没有最终的标准和统一的频率。欧洲RFID系统发射的是一种频率，美国发射的是另一种频率。另外，无线电波的发射受到液体和金属的影响，因此，对饮料和罐头这样的商品应用RFID还比较困难。重要的一点是还不清楚，谁来承担新技术的开发成本，商业零售商和技术供应商之间为此还存在争论。
RFID的广泛应用还引起数据和消费者保护争论。目前，全球都在关注美国关于解决消费者针对超市强行进入私人生活的话题。德国比勒费尔德民权联合会也发起了捍卫个人数据隐私的倡议，反对所谓的间谍芯片。该机构认为，随着RFID芯片越来越容易地被隐藏在鞋子或衣服里，完全有理由相信，未来这种芯片的扫描仪或识别器也会被安装在墙上、门槛里、加油站柱子上或楼梯上，企业可以用来随时随地监控员工或消费者的行为。
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本文针对在不同专业、不同年级的《射频识别技术》课程的实际教学情况，提出了在教学内容和学生评价考核方式的探讨，从而激发学生的学习兴趣和提升学生的学习效果。
1 丰富的教学内容
射频识别这门技术本身涉及的专业学科知识就很丰富，例如：模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、通信原理、数据传输、密码学等[2]，实际教学时需要结合其他学科知识进行串讲，这样不仅能够增加多个学科间的关联性让学生学习兴趣提高，对于学生进行专业系统学习也有一定的帮助。
《射频识别技术》课程使用的教材[1]内容丰富，具体内容包括：RFID概述、系统组件阅读器和射频标签的原理、无线通信原理、标签识别和超高频识别协议标准、系统设计的影响因素、研究进展与应用情况等。课程采取的是“2+2”的形式，即两节理论课加两节实验课的形式。由于专业课程涉及内容丰富，无论是理论课还是实验课都需要对教学内容进行合理的安排，对于学科间联系紧密的内容应该适当串联引深，让学生了解各个学科专业间的关系。
1.1 理论教学内容
理论课程往往比较枯燥无趣，教学时如果引入一些学生学习过的其他专业课程的内容，不仅能够提高学生的学习兴趣，也能提升学生专业学习的总体效果。例如：在教材RFID概述和研究进展部分有提到物联网和传感网的内容，而物联网和传感器都是学生有学习过的专业课程，在教学这部分内容时就可以把物联网、传感器、射频识别等相关技术进行结合串讲，分析它们各自的原理、差异，列举一些实际的应用案例，让学生更好地理解学习的专业课程并不是孤立的，而是具有很强的关联性的，从而加强教学效果。
1.2 实验教学内容
实验教学是为了能够让学生更好地掌握理论知识、具备一定的实践能力，实验教学内容是依托于理论教学内容的。因此，《射频识别技术》课程实验教学内容是根据理论教学内容来合理安排的。理论教学内容丰富，实验教学内容也应该相对多样。本课程实验内容主要分三大部分：
1）RFID基础实验
RFID基础实验主要是RFID技术所使用的125KHz、13.56MHz、900MHz等三大典型频段的标签数据读取和写入实验。实验内容相对简单，主要是让学生认识到RFID技术在实际生活中应用是非常广泛的，并没有想象中那么高大上，从而引起学生的学习兴趣。
2）无线通信相关实验
无线通信的实验内容包括三维电磁仿真软件（HFSS）对天线的设计与仿真、SmartRF软件对射频芯片参数的设置、MATLAB软件对信号调制的仿真等。这部分实验内容是根据理论教学内容添加的。标签组件原理和无线通信原理两部分都有提到天线，特别是天线的性能与无线数据的传输有一定的联系。引入天线设计与仿真和射频芯片参数的设置实验是为了让学生更好地了解天线的极化、增益、谐振频率、发射功率等因素对于无线数据收发的影响。信号的调制仿真则算是学科间的交叉引申，让学生回顾其他专业课程内容。无线通信的实验涉及的软件较多，但并不是都学习过，教学时需要对各种软件的使用进行详细说明。多软件的学习使用也拓展了学生对于专业辅助工具的使用能力。
3）RFID系统综合实验
综合实验需要学生完成RFID小系统的组建，实现射频识别的功能。实验内容、步骤相对复杂，能够呈现出学生学习本课程后的学习效果。
2 多样的考核方式
《射频识别技术》课程开设的专业和年级不一，根据不同的专业和年级课程的考核方式也不尽相同。物联网工程专业主要采取闭卷考试的方法，其他专业则使用课程论文的方式。
1） 闭卷考试
《射频识别技术》是物联网工程专业在大三上期开设的核心课程，为了能够让本专业学生对该专业课程有更加深入的学习效果，采取理论期末闭卷考试方式。试卷题型应多样并分值合理。可适当加入开放性试题，比如：“列举生活中的射频识别技术的应用案例”。综合、全面地考核学生课程学习情况。
2）课程论文
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[中图分类号] R197[文献标识码] B[文章编号] 1673-7210(2010)02(b)-147-02
无线射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)是一种新兴的、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数据信息,利用射频方式进行非接触双向通信,以达到识别,无须人工干预、自动识别目标对象并获取相关数据,可在任何恶劣环境中工作,并可同时识别多个目标对象。由于RFID技术具有操作快捷方便、使用寿命长、远距离读取、加密标签数据、存储数据容量大、支持写入数据、抗污染能力和抗干扰强、防水、防磁、耐高温等优点,目前已广泛应用于火车监控、高速公路自动收费、智能交通管理、门禁系统、金融交易、畜牧管理、仓储管理和车辆防盗等领域。随着RFID技术不断发展和完善,该技术已开始应用于医疗、保健、公共卫生、药品监管[1]、血液、卫生材料、医疗器械的生产、配送、防伪、追溯及远程医疗监控[2]等卫生领域,为医院实现信息化、数字化带来革命性的变化。
1 RFID系统组成
RFID系统一般可分为硬件组件和软件组件两个部分。硬件组件是由电子标签(Tag)、阅读器(Reader)组成,电子标签是一个微型的无线收发装置,其内保存有数据,当读写器查询时它会发送数据给读写器。读写器是一个捕捉和处理标签数据的装置,同时还负责与后台处理系统接口。软件组件包括RFID系统软件、RFID中间件、后台应用程序。RFID系统软件是在标签和读写器之间进行通信所必需的功能集合。RFID中间件是在读写器和后台处理系统之间运行的一组软件,它是标签和读写器上运行的RFID系统软件和在后台处理系统上运行的应用软件之间的桥梁[3]。
2 RFID工作原理及框架
阅读器将要发送的信息,经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送,进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号,卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密,然后对命令请求、密码、权限等进行判断。若为读命令,控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息,经加密、编码、调制后通过卡内天线再发送给阅读器,阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至中央信息系统进行有关数据处理;若为修改信息的写命令,有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压,提供擦写EEPROM中的内容进行改写,若经判断其对应的密码和权限不符,则返回出错信息。
3 RFID在医院的应用
基于RFID的工作原理开发并应用于医院有以下几方面:
3.1 婴儿的保护和识别
人口贩子偷盗新生儿事件时有发生,如果我们利用RFID技术在医院对新生儿进行定位、追踪和身份识别,只要给妈妈和宝宝戴上利用RFID技术特制的电子腕带,一旦宝宝离开了规定活动范围,系统就会自动报警。而且在辖区范围内,能及时确定婴儿的具置,能有效防止婴儿在医院内被有意或无意的调换,甚至被盗走,以减少刑事犯罪,回避管理风险。
3.2 医疗器械的管理
医疗器械、卫生材料都是与患者直接相关的用品,管理不善会造成严重后果。如今一些不法分子把一些用过的医疗器械重复的给另一个患者使用,一可以造成交叉污染,二由于重复使用造成器械质量严重下降,给人民群众的医疗安全带来很大隐患。医院利用RFID技术给每件医疗器械增加一个电子标签,进行动态管理,随时跟踪、监测、了解医疗器械的基本信息、使用状况,尤其是植入人体的医疗器械进行定位、防伪,从而达到了对医疗器械规范化、科学化管理。
3.3 药品的管理
药品的管理事关千家万户,其质量要求十分严格。传统管理方式比较复杂,医务人员从调制药品到患者服用或注射的过程中,对于患者的身份、所用药物名称与剂量等也较容易出错,医院利用RFID技术可以轻松解决上述问题,有效地杜绝假冒伪劣药品、用药错误、药品过期等问题的发生[4]。在需要追踪某类产品在流通过程中的状态以及追溯某个环节的责任时,能够更准确、更方便地提供信息,便于迅速采取措施,从而大大提升患者的用药安全,提高工作效率。
3.4 血液管理
医疗机构中的血液管理非常复杂,血液管理涉及采集、运输、存储和使用等诸多环节,由输血引起的安全问题也是触目惊心的。原来在手工模式下很难追踪的事件,医院可以利用RFID技术,全程跟踪记录献血者的信息,采血时间,血液在血库的调入、调出,血液使用者的信息等,从而实现“从输血者到用血者”、“从血管到血管”的跟踪管理,做到实时跟踪血液信息,最大限度地避免风险和消除错误。
3.5 传染病管理
如何有效防治鼠疫、霍乱、SARS、甲型H1N1流感等重大传染性疾病对人类的危害,是医院必须高度重视并着力解决的重大问题。利用RFID技术可记录所有被疑似、确诊患者和相关接触人员的活动区域、路径及时间,掌握其接触史,并在隔离患者欲离开隔离区域时实时提出警告,建立起传染病疫情全程管制,进而防止类似SARS疫情的院内感染问题再度发生。同时,可为各级防疫和行政部门提供及时而准确的疫情信息。
3.6 患者信息和就诊管理
基于RFID技术的一卡通存储患者个人信息和就诊信息,包括患者的挂号、分诊、批价、交费、取药等。另外,医院也通过和银行的联网实现一卡通电子钱包,解决了患者携带现金不方便等问题。使用门诊一卡通实行电子身份认证。把患者的信息存到卡内,把电子存折和电子病历为一体。通过这一系统,患者可自助挂号,解决了挂号长、就诊长、取药长、看病短“三长一短”问题。患者通过IC卡自助挂号,在就诊现场实行刷卡收费,解决了传统模式的看病难等情况的发生,提高了门诊就诊的效率。医院也实行了挂号、交费、病历等多个管理层面与一体的管理系统。这一系统支持网上查询病历。患者可以足不出户,通过刷卡,在网上查询病历情况和检查结果。医院通过刷卡分诊、就诊、检验、取药等,形成了一种完整的一卡通体系,大大提高优化了效率。利用RFID技术对社区老年人、需要保障的人群进行身份管理,进行动态监控,使得社区医疗服务能够得到提高。
[参考文献]
[1]唐慧鑫,马爱霞.无线射频技术实现药品监督的新宠儿[J].上海医药,2007,28(8):344-345.
[2]裴志杰,丁晓迪.无线远程医疗监控系统发展概况[J].计算机与数字工程,2008,36(12):55-58.
篇11
射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID），是20世纪90年代兴起的一种自动识别技术，是射频技术在识别领域的应用，被称为本世纪十大重要技术项目之一。RFID通过非接触读取数据，完成系统基础数据的自动采集工作，从而成为计算机信息处理所需原始数据快速而准确采集的有效工具。
全球最大的零售业巨头沃尔玛，2003年做出了一项重大决议，要求其最大的100家供应商在2005年1月1日起对所有商品全部使用RFID识别标签。如果供应商在2008年还达不到这一要求，就可能失去为沃尔玛供货的资格。这一举动，曾震动了整个物流和零售业界，不少业界人士预言，RFID的广泛使用，正与电子供应链紧密结合，有可能在几年内取代目前广泛使用的条码技术，给零售业、物流业乃至全球供应链管理带来革命性变革。
二、射频识别技术对供应链各环节的影响
RFID由于其自身的特点可以在供应链不同的环节中随不同的实体（原材料、零部件、产品、运输工具等）移动，通过不同的环节向不同的系统输入输出数据，这样就提供了一个统一的数据交换的媒介。通过供应链运作来实现最大限度的资源共享，提升整个供应链的竞争力。RFID是整个链条上的一个索引，它在供应链各个环节中的应用，把整个供应链有机地串联成一个整体，对改进供应链管理、提升供应链绩效具有深刻的影响。
1.供应商：实时获取货物信息
传统的供应商管理库存是主要是依靠人工扫描条码信息后利用计算机进行管理，工作量大且容易出错。供应商采用RFID技术以后，带有RFID电子标签的货物进入射频天线工作区时电子标签将被激活，标签上所有的数据（如生产厂家、货物名称、数量、型号、生产日期、发货地点和目的地址等）都将被自动识别。只要货物不离开库区，其所有信息都可以在计算机的监控之下。
2.制造商：改进采购管理，实现JIT准时生产
生产企业的采购人员可以利用便携式数据终端调用后台数据资料，并读取生产区库存品的RFID标签信息，现场决定是否应补货或退货。生产运行人员也可以利用RFID技术实现整个生产线对原料、零部件、半成品和成品的识别和跟踪，从品种繁多的货品中准确地找到自己即时需要的原材料和零部件，并将其及时准确地送达到工位上，确保企业的高效运作。宝洁公司每年有300万美元的损失就是因为订单不及时导致的商品缺货所造成的。在使用RFID的系统之后，这一切都能得到很好的解决。
3.配送中心：提高作业效益，实现可视化管理
在配送中心的接货口，RFID阅读器将自动采集货物信息，完成盘点并传输到计算机系统，根据需求情况进行入库储存或送到拣货区。货物入库后，通过货架固定式的RFID阅读器自动完成清点作业，并更新库存信息，同时实时监控货物的库存量，实现自动补货功能。在拣货、流通加工和包装等作业过程中通过分布在配送中心的RFID阅读器实现对货物的实时追踪。整个作业过程对货物的摆放位置没有要求，无需人工调整货物摆放朝向。配送运输途中，借助GPS定位系统或RFID所特有的追踪功能，可以准确了解货物的位置和完备性，从而准确预知运抵时间。当运输车通过装有RFID装置的收费站时，其费用可以直接从承运公司的账户中自动扣除。
4.零售商：建立快速反应机制，提高利润率
应用RFID技术可以进行高效率的入库、存储和销售信息管理。当货物运抵零售商店，卡车直接开过安装有RFID识读器的接货口大门，货物即清点完毕，直接上架或暂时保存在零售仓库中，同时更新库存信息。当顾客从智能货架上选择商品，完成交易之后，系统自动更新库存信息，当货架上商品量低于某一设定值时，就会发出低库存警告。在商店职员的PDA上发出蜂鸣声，告知将进行补货。当顾客改变了购买决策而随意放置了商品，通过覆盖整个零售商店的RFID识读器能很容易得找到商品并由店员归位。
还可以防止商品的偷盗和时效控制。由美国佛罗里达大学进行的一项称为《零售安全调查》表明，美国每年相当于零售总额2%的货品是被雇员或顾客所偷盗或为假冒商品。在使用了RFID技术后，系统可以瞬间监测出未经认证许可的商品出入并报警。将商品的时效信息存储于RFID标签中，每天系统都将自动遍历数据以提示最接近过期时间的商品，以便于理货员对提示商品进行定位处理，不仅节约时间也挽回了因食品等过期而造成的损失。
5.客户：方便高效，免除后顾之忧
当消费者推着装有商品的购物车从有RFID识读器的过道中通过，商品统计便自动完成，顾客可以选择现金、信用卡付帐，也可以使用带有RFID标签的结算卡由系统自动扣除款项。收银员不用再一次次的将众多精力和时间用在顾客所购买的物品搬运和扫描上，消费者也不必为排队结帐而烦恼。
此外，RFID还能解决一直让消费者头痛的由于商品质量问题的包换和保修，以及“假冒伪劣”等问题，因为产品从开始生产的那一刻起，就被确定了一个惟一的RFID，可以准确地标示包括生产、仓储、销售等每一个环节的详细信息，这样便可以更好地为客户提供服务，也有利于确定引起问题的环节。
篇12
中图分类号：TP391.4
目前射频技术发展十分迅速，不管是在国内还是在国外，拒不完全统计射频技术的产品已经覆盖到了全球各个地方，无线射频技术自从二十世纪兴起以来受到了很多专家的重视，在二十世纪90年代射频产品销量出现猛增，基本上以每年20%的速度增长。以往主要用在军事上的射频技术也慢慢的运用到的人民的生活中，其中最近几年研究最为流行的就是预防儿童丢失的射频技术，受到了很多专家的追捧。在我们身旁，时常发生着孩子丢失的悲剧。这种现象深深的刺痛着我们的心，被拐卖的儿童一般较小，记不清回家的路，这样几乎永远回不去自己的家乡，丢失孩子的父母也是什么痛心的，自己的亲生骨肉被无情的掠夺。如今随着信息技术的不断的发展，一些高科技也慢慢的运用在预防儿童丢失上，其中最为热门的就是无线射频识别技术的大力发展。
国外的无线射频技术发展的相对比较早，尤其是在一些发达国家，比如德国、美国等，他们几乎都具有良好的发展基础，依托各大名校的教授进行合作，其中最著名的麻省理工学院在射频技术方面研究比较前沿，无论是在技术上还是理论上都是世界上最先进的。相比这些发达的国家，我国的无线射频技术发展比较晚一些，但最近几年发展十分迅速，在一些方面也有了自己的知识产权，如今与国内外的差别只限于芯片技术上，其他的先进技术都有掌握。本文主要是讲了为避免孩子丢失的悲剧发生，采用无线射频识别技术预防这些灾难的发生，无线射频技术的发展在这方面起到了很好的作用。
1 无线射频识别技术概述
无线射频技术是一种半自动的识别系统，其中人工参与的很少，主要是通过一些射频信号来获取目标的相关的数据，通过这些数据来分析其所在的位置，这种工作从头到尾几乎没有人员的干预，可靠性强，在很多恶劣的环境下都能表现出很优秀的功能。它可以通过放在儿童的衣服里面进行工作，操作也什么的方便，由此看来无线射频技术的应用前景十分广阔。
无线射频技术的发展起源于二十世纪，其主要是以雷达技术的应用为理论基础奠定了理论基础。无线射频技术首次用于敌我识别系统的飞机。在二十世纪50：无线射频技术的早期探索阶段，主要是在实验室。在第二十世纪60年：射频识别技术的理论得到了发展，开始小规模的试验应用。70年代无线射频技术与产品的研究、开发是一个大发展时期，各种无线射频技术的加速试验，有一些最早的无线射频技术应用。80年代无线射频技术与产品进入人员识别，自动收费系统和其他商业应用阶段。问题是90代无线射频技术已经吸引了越来越多的关注，无线射频技术已经被广泛的应用在西方发达国家，已逐渐成为人们生活的一部分。2000标准化问题越来越受到人们的关注，无线射频技术产品更加丰富，有源电子标签，无源标签和半被动标签的发展，电子标签的成本不断降低，扩大规模的工业应用。到目前为止，射频识别技术理论的丰富和完善。单芯片电子标签，无线射频技术，无线可读可写，远距离识别，无源电子标签的高速运动物体的无线射频技术和产品正在成为现实及其应用。
2 无线射频技术系统组成及原理
无线射频技术主要包括以下几个部分。
2.1 电子标签，电子标签中包含一些芯片和耦合器件。除了这些外还包括天线，在电子标签上还应用有条码技术，这些条码技术主要用来识别信息传输的路径，这个条码技术与我们常说的条形码是不同的，条码技术能够在外界的压力下能够自动的发射信息。
2.2 阅读器，就是我们通常说的读写器。主要的任务是读取标签上的信息，如今信息社会的不断发展，很多阅读器也不断的改变，现在大部分的阅读器都有一些通信接口，比如RS232、RS485等。这种通信接口就可以在一定的距离内进行数据的交换。无线射频技术的读写器主要有3个方面组成，（1）射频模块；第（2）读写模块；（3）天线；这些部分都是相互联系的缺一不可。射频模块主要负责信号的发射，读写模块主要是读取信号，天线主要是接受信号。
2.3 计算机数据管理。信号通过天线接受以后会传输到计算机中，其中信号的传输主要是通过RS485或RS232进行，传到计算机中的信号是模拟信号，在计算机中还要进行数字化处理后送进计算机进行处理。
3 无线射频识别技术在儿童丢失上的应用
目前，无线射频技术被广泛应用在防止儿童丢失中去，这样不仅避免了儿童家长的痛苦也避免了给社会造成没必要的伤害。无线射频技术应用在监视幼儿园孩子，包括儿童丢失时的记录与监控，应用无线射频技术监控儿童在运动过程中存在自身定位的问题，而定位的方法有很多种，机载传感器定位，定位技术主要包括导航信标，主动或被动识别地图匹配或卫星导航定位技术（GPS），这些方法构建一个灯塔或标识技术，维护成本高，技术处理速度慢，目前GPS地图匹配只能用于室外，精度差；绝对位置计算方法包括两个角度的方法，“两个视距法，模式匹配算法”的区位优势相对机器人的位置是自我衍生的，无需外部环境遥感信息的需要，缺点是漂移误差会随时间积累，不适合的移动机器人的绝对位置测量的绝对定位系统的精确定位来实现定位，定位精度高，可用于相对定位系统误差校正，绝对定位方法是最典型的路标定位方法，是预先已知的环境中的地标坐标，形状特点的前提下，基于检测信号确定自己的位置，在同一时间，全球路由到路标，路标之间的片断，不断地对路标探测来完成导航，可分为人工路标导航和自然路标导航。
3.1 可溯源系统标识件的设计。标志设计是硬件的基础之一，可追溯系统的关键问题。可追溯系统的标准识件包括电子标签、读写器两部分。无线射频技术系统根据使用工作频率的不同，主要分为四类：低频（30-300khz）、高频（3-30mhz）、超高频（300mhz-3GHz）以及微波（2.45GHz以上）。通过不同频段无线射频技术系统的优缺点的分析，再根据本课题要求，能在50米内自动监测儿童个体，并且自动更新数据，通信速率要求快，下图是无线射频芯片针对儿童丢失收发的原理，我们选用2.45GHz的微波频段。把接收到儿童的射频信号通过低噪声放大器和积分转换，如图1输入到混频器中，再经过频率合成器（包括集成的LC振荡器和90度的相位转换），以及自动增益控制（AGC），调制解调和同步信号校准（FEC）、信息包处理，然后通过嵌入式的微控制单元（MCU），进行处理之后送入接收/发送中。
通用件包括电子标签，读卡器两部分。无线射频技术系统根据不同的使用频率，主要分为四大类：低频（30为300kHz），高频率（3MHz），超高频（300MHz的3GHz）和微波（2.45GHz）。通过对优势和不同频段的无线射频技术系统优缺点的分析，然后根据题目的要求，在50米的儿童个体的自动监测，并自动更新数据，通信速度快，根据微波收发器的孩子失去了原则的射频芯片，我们选择2.45GHz的。接收到的射频信号的低噪声放大器和积分变换的孩子，如图1所示的是输入到混频器，在频率合成器（包括相位LC振荡器集成和90度的转换），和自动增益控制（AGC），调制与解调和同步信号校正（FEC），分组处理，然后通过微控制单元（MCU），加工成接收/发射后的嵌入式。
图1 无线射频针对儿童丢失的收发原理
使用无线射频技术标签对儿童标识，不同儿童携带一个无线射频技术标签，在儿童活动场所内包括学校途径的马路以及家庭周围等位置安装无线射频技术读写设备，儿童通过时，记录通过的时间等信息，标签与儿童的信息绑定无线射频技术系统采集信息联入数据库，实时掌握儿童信息。
3.2 无线射频技术芯片设计电路设计。C232，Cys242，L231和L241共同构成的不平衡变压器，用于各种芯片射频端口到一个单一的RF信号，然后通过LC滤波器和天线，达到最佳的阻抗匹配。偏置电阻R271是用来设置一个偏置电流和准确；去耦电容C301是用来提供电源PCB板准确；C171，C181和201，设计了晶体的负载电容和X1、X2。由于该芯片具有接收和发射两种功能，因此它可以使用电子标签，也可以做阅读器的主要芯片，应用电路图的阅读器。
电路设计中软件的设计方法是受欢迎的，电子标签的无线射频技术系统设计的电路原理图和PCB电路。加工设备和SMT使用，制作了相应的PCB板，PCB板上安装相应的部件，并测量相关参数和修改设计验证，最终使原型的符合课题要求。与传统的设计方法相比具有高度的可移植性的电路，电路设计，元器件的因素很多，可使电子标签（阅读器）的体积减小，硬件提高稳定性。
4 结束语
如今我国的社会形势日益复杂，针对儿童的犯罪也越来也多，儿童是祖国的花朵，如何防止儿童受到伤害已经成为当今社会的一个热门话题。无线射频识别技术研发出来以后，在很多应用方面均有着非常优越的表现，特别是在定位这一领域。但由于无线射频识别技术涉及学科较多，在很多关键技术研发上还存在着较大的不足之处，因此就目前情况来看，想要在全国范围内大面积推广儿童定位不太现实。不过这毕竟是一种解决儿童丢失问题的方法途径，在今后的工作中，笔者将继续致力于该领域的研发工作，以期能够获得更多有价值的研究成果。
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