RFlD技术的原理及应用

罗 萱（重庆青年职业技术学院，重庆，400712）

RFlD技术的原理及应用

罗 萱
（重庆青年职业技术学院，重庆，400712）

射频识别技术RFID是一种无线通信技术，它利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到自动识别的目的。本文介绍了射频识别技术的工作原理和技术优势，并列举了RFID常用的应用领域。

RFID；ETC；动物识别和追踪；图书馆自助借还；防伪

0 引言

现在超市里广泛使用的是一维码技术，一维码具有容量小、操作速度慢、不能写等缺点，在不久的将来，条形码将被RFID所取代。

我们来想象一下超市采用RFID的情景：在超市里，每个商品上有一个独一无二的RFID，超市门口安装有读写器，我们来到超市，把东西装满了购物车，当走到门口的时候，RFID标签将连接到电子读取器，这些读取器可以即时的检测车里的每个物品，这些读取器又被连接到一个更大的网络，这个网络将您的购买信息发送给零售商和厂商，接着，您的银行将收到相应的通知，该支付的金额从您的账户中直接扣除，便直接走出门去，不用再排队等待收银员一个个的扫描你车里的东西。

1 RFID的原理

射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是一种无线通信技术，它利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到自动识别的目的。

RFID源于雷达技术，所以其工作原理和雷达极为相似。最简单的RFID包括电子标签、天线和读写器，首先阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息 （无源标签）；或者标签主动发送某一频率的信号（有源标签），读取器读取信息并解码后送至电脑主机进行有关处理。

2 RFID的优势

（1）为每件物品分配唯一的标识：以往使用代码，由于长度的限制，只能给每一类商品定义一个类码，而RFID给每一个物体分配独一无二的电子标签，意味着系统可以识别单个物体。

（2）扫描速度快：条码扫描仪一次只能扫描一个条码，RFID的读写器可同时识别和读取多个电子标签。

（3）体积小，易封装：RFID在读取上并不受尺寸大小与形状之限制，趋于小型化与多样化，以应用在不同商品。

（4）抗污染能力强，可实现穿透性识别：一维码的载体是纸张，因而容易受到污染，但RFID的读写器能透过泥浆、污垢、油漆涂料、油污、木材、水泥、塑料、水和蒸汽阅读标签，而且不需要与标签直接接触，因而电子标签的寿命可长达10年以上。

（5）可重复使用：传统条形码里面的信息是只读的而RFID支持读写功能，你可以在标签制造出来以后通过RFID的读写系统随时写入你想要增加的信息。

（6）穿透性和无屏障阅读：传统的条码是“近视眼”，而RFID只要处于RFID读写器的接收范围内，就可以被“感应”并且正确识别出来，读写器的收发距离从几厘米到几十米不等，RFID技术可以穿透纸张、木材和塑料等材质，但不能穿透铁质金属。

（7）数据的存储容量大：一维码的容量为50字节，二维码为2-3000字符，RFID为数百万字节。

（8）安全性高：一维码无法加密，二维码进行简单的加密，而电子标签承载的是数字化信息，其数据内容可经由密码保护，不易被伪造及变更。

3 RFID的应用

3.1 ETC不停车收费系统

不停车收费系统（Electronic Toll Collection，ETC）是智能交通系统中的一个重要领域和应用环节。通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通信，利用计算机联网技术与银行系统进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车便能完成路桥通行费交纳的目的。

ETC的特点是不停车、无人操作、无现金交易、一车一卡一标签，不仅大大加快了高速公路收费道口的通行能力，而且还减少

尾气、排放节约能源、提高环保质量。

3.2 动物识别和追踪

近年来全世界的动物疫情不断爆发，如疯牛症、口蹄疫、禽流感等，给人们的身体健康和生命带来了严重危害，沉重地打击了全世界的畜牧业，从而引起了世界各国特别是欧洲各国的高度重视。为此，各国政府迅速制定政策和采取各种措施，以加强对动物的管理，其中对动物的识别与跟踪成为这些重大措施其中之一。例如，英国政府规定对牛、猪、绵羊与山羊、马等饲养动物都必须采取各种跟踪与识别手段。最近几年动物电子识别实践表明，电子识别方法中的RFID在动物管理中起到的作用越来越重要。常用的RFID动物标签有项圈式、耳牌式、注射式和药丸式，利用标签，就能随时对动物的相关属性进行跟踪与管理。

3.3 图书馆自助借还

每本图书内放置一个内置芯片，即电子标签，并输入相应内容，就可用配备的手持终端（阅读器）对电子标签进行扫描。

图书馆传统的借还书服务模式，一般是由工作人员操作系统对图书的条形码进行扫描来完成的，操作时间较长，在人数比较集中的时段，需要排队借还图书。而使用RFID技术后，可实现图书的自助借还，系统操作简便，可由读者自行同时借还多本图书，节省时间，提高了工作效率，而且读者还可在闭馆后还书。

图书馆如果想要清点馆藏数量，多采用条形码和条码译码器来完成。清点图书时需要将图书从架位上一本本拿下来进行扫描后再放回原处，既费时又费力，效率极低，因此许多图书馆多年来都不愿清点本馆藏书，也就不清楚本馆藏书的具体情况。图书馆利用RFID技术代替条形码作为识别馆藏图书的方式，只需使用一台手持阅读器，对书架上下扫描，即可完成书库图书的清点任务。

现在许多图书馆都采用的是开架借阅的方式，在方便读者借阅的同时，乱架问题非常严重。在藏书量很大的书库，往往有许多放错架位的图书，但读者在检索系统查询时却显示在馆可借，在架位上怎么也找不到。运用RFID技术只需要把查找的图书信息输入RFID阅读器（可一次输入多本），就可以进行图书的查找。整理架位也可用同样的方法，以前整架需要人工一本本整理，在整理不到位的情况下，还会有错架、死书现象发生，现在有了RFID技术整架就变得容易多了。

3.4 防伪领域

如今假冒伪劣商品层出不穷、屡禁不止，激光防伪、荧光防伪、磁性防伪等防伪技术应运而生，但是都未能有效地制止假冒的行为，利用RFID进行防伪是一种新的技术，并且到了越来越广泛的认可和应用。

它是将商品识别号（ID）即防伪码（它是通过硬件或软件算法进行加密）写在RFID芯片中，这个ID在生产、销售等所有环节中是唯一的；芯片被制作成电子标签，电子标签被附加在商品上，使它成为商品不可分割的一部分。当电子标签“被迫”与商品分离时，商品的“完整性”被破坏，商品被认为已被“消费”，防伪结束。

［1］刘云浩：物联网导论.北京：科学出版社.2015

［2］郎为民：大话物联网.北京：人民邮电出版社.2015

［3］江苏赛联信息产业研究院，物联网.江苏：江苏人民出版社，2012

The principle and application of RFID Technology

Luo Xuan
（Chongqing Youth Vocational & Technical College，Chongqing，400712）

Radio frequency identification（RFID）is a wireless communication technology，which uses radio frequency signal through space coupling（alternating magnetic field or electromagnetic field）to achieve non- contact transmission of information through the transfer of information to achieve the purpose of automatic identification.This paper introduces the working principle and technical advantages of RFID technology， and lists the commonly used RFID applications.

RFID；ETC；animal identification and tracking；library self-service；anti fake principle and Application