基于射频识别(RFID)的物联网发展与应用研究

李 琳

(鹤壁职业技术学院 电子信息工程学院，河南 鹤壁 458030)

基于射频识别(RFID)的物联网发展与应用研究

李 琳

(鹤壁职业技术学院 电子信息工程学院，河南 鹤壁 458030)

近年来，随着信息技术的日趋成熟，基于人与物、物与物的物联网通信得到了快速的发展和广泛的应用。射频识别又叫电子标签，作为一种新兴的非接触性技术，是实现物联网的基石。本文在介绍了物联网及其关键技术RFID技术的基础上，重点介绍了基于 RFID技术的物联网的组成及其工作原理，论述了RFID技术在物联网中的应用，展望了物联网未来发展方向及应用前景。

物联网；射频识别；RFID；电子标签

随着信息技术的快速发展，人们已不能满足于传统的人与人的通信，而是追求更加便捷、更加智能、更加个性化、更加突破传统的通信方式，在这大潮流的驱动下，物联网应运而生，成为信息技术发展的新趋势[1]。

1 物联网技术的原理

物联网这一概念最早是由麻省理工学院Ashton教授在1999年提出的，其核心思想是利用计算进程与物理进程的实时交互,使网络延伸到物体之上,可以实现对物理系统的实时跟踪。

1.1 物联网概念

物联网，是物理实体之间相互连接的网络，是在互联网基础之上借助无线射频识别、激光、红外感应、GPS等信息识别技术和传感网络实现对物体的自动识别和互联共享，达到人与物之间、物与物之间随时随地通信以及智能化地管理与控制[2]。

1.2 物联网的组成

物联网是利用网络将各个实体相互连接起来的，涉及多种技术。典型的物联网体系由感知部分、信息传递部分、应用层三部分组成[3]。

感知部分，即感知网络、感知层，利用传感器、射频识别、智能卡等电子工具，将物体的各种数据和信息实时读取出来，并将其传递给网络层；信息传递部分，又叫网络层、通信层，承担整个物联网中的信息传输，通过电缆、光纤、电磁波等方式在网络中传输物体的数据和信息，目前所使用的移动通信、互联网技术已经十分成熟，大大满足了物联网对信息传递的需求；应用层，通过网络层获取、传输从感知层采集到的数据信息，将信息储存到数据中心，对数据进行分析处理，开发各种应用软件，实现不同的智能化应用和服务，满足不同的用户需求。

在整个体系中，射频识别技术，即RFID技术，是整个通信网络中让物体间能够通信的关键技术。

1.3 物联网的原理

物联网的精髓是感知，将采集到的数据信息进行协同处理、智能组网、信息服务，以达到控制指挥的目的。感知是物与物的相互连接；通信网是信息传输的网络，是人与人的相互连接；而物联网是联接现实物理世界的网络。

基于射频识别(RFID)技术的物联网，通过对象名解析服务器和实体标记语言服务器、RFID、无线通信等技术对所有物体进行全方位的控制和管理，构造一个实现全球物体信息实时共享的“物联网”。

1.4 物联网的应用

物联网的用途及其广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

2 物联网的关键技术RFID

2.1 什么是RFID

RFID全称为Radio Frequency Identification，即射频识别技术，又叫电子标签。

RFID是一种无线通信技术，通过射频(频率范围在1～100 GHz的电磁波)传播，利用读写装置非接触地扫描附着于物体上的电子标签，读取数据信息，并对信息进行相关的控制与管理，以自动识别与追踪物体。RFID技术适用于短距离通信。

2.2 RFID的组成部分

RFID应用于各行各业，根据其应用不同，RFID的组成不尽相同，但基本都包含读写器、电子标签、天线和数据存储与处理四部分。

◆ 电子标签：即射频识别，或非接触性IC卡，由耦合元件和芯片组成，存储着RFID系统中真正的数据，自动或在外力作用下向读写器发送信息，是RFID系统的发射装置。每个标签具有唯一的ID号，附在物体上标识目标对象[4]。

◆ 读写器：读写器又叫阅读器、应答器，读取标签信息或向电子标签写入信息，是RFID系统的接收装置，完成与电子标签的数据交换，是RFID系统中最重要的设备。

◆ 天线：在电子标签和读写器之间传递射频信号，完成信息的发送和接收，控制信息的获取和通信。

◆ 数据存储与处理：读写器通过天线装置将从标签读取的数据信息解码，并传输到数据存储与处理设备，进行相关的数据交换和管理控制。

2.3 RFID工作原理

RFID系统的基本工作原理其实很好理解，当系统开始工作时，读写器通过耦合元件即天线装置发送出一定频率的射频信号，当电子标签进入读写器的工作磁场后，其内置天线装置产生感应电流，并通过感应电流获取能量，在此能量的驱动下，附着在物体上的电子标签将存储在内部的具有一定格式的数据信息通过天线，经射频信号传递给读写器，读写器接收到数据信息后，对其进行解调和编码，再将信息传送给后台的数据存储和处理系统进行相应的数据处理和控制，从而实现对物体的识别和一系列操作。

2.4 RFID的特点

RFID具有非接触性、耐久性、穿透力强、读取距离远、读写速度快、可重复利用、保密性高、存储容量大等特点[5]。正以不同的产品形式，越来越多地应用在物联网的各个领域中。

3 RFID与物联网的关系及应用

3.1 RFID技术在物联网中的应用

物联网的精髓是感知，物体之间的感知是通过射频识别技术实现的，因此，射频识别技术RFID的应用是物联网的核心。

RFID技术优势明显，电子标签中的信息可重复读写、识别性强、读取速度快，使其利用效率大大提高，电子标签中的信息格式唯一，贴上标签的物体都变得独一无二，物联网中的“物”成为唯一，正因如此，RFID技术广泛地应用于物品追踪、实时监控、车辆管理、智能家具、环境监测等诸多物联网领域[6]，实现对物体的识别、控制、互联、监管。

3.2 基于RFID的物物互联模式

基于RFID技术的物物互联模式是通过RFID、智能传感设备在物体之间建立连接，经传输网络，将信息传递到数据处理中心，形成人与物、物与物相连的智能网络，实现全球物品信息实时共享的“Internet of Things”[1]。

RFID技术是物联网的核心，是物物互联的关键。基于射频识别的物物互联模式是实现物联网的有效方式，RFID系统能够对物品进行自动识别和信息采集，通过附着在物品上的电子标鉴,在现有互联网基础上构建所有参与流通的物品信息网络,编码解析与寻址系统和互联网则负责对采集到的信息进行编码处理、实时传递和反馈。信息处理系统负责对收集的信息进行智能化处理并发送相关指令。在该技术支撑下，嵌入电子标签的物体在互联网和中央信息系统的帮助下与其他特定物体进行信息交互和交流，从而将现实世界的物品进行标识和拟人化。物联网的建立使人们能随时 、随地得到信息访问和计算服务，对各个行业和人们的生活产生了深远影响。

4 结束语

物联网是一门新学科，是一个高智能网络，它是各种高新技术的综合运用，其中射频识别技术起关键作用，是实现物物互联的基础。本文介绍了基于RFID技术的物联网的概念、组成、工作原理，重点分析了基于RFID的物物互联模式。RFID技术因其诸多优势，得到了快速发展，我们应该积极研究各行业 RFID 的应用情况，为物联网的进一步发展奠定基础。尽管如此，物联网还面临很多问题，如信息标准化不完善、芯片制造成本高、信息处理平台不规范、信息保密度低等。需要进一步加深对 RFID 技术的研究，真正实现全球智能化。

[1] Atzori L,Iera A,Giacomo M.The Internet of Things:a Survey[J].Computer Networks,2010,54(15):2787-2805.

[2] 刘锦.我国物联网现状及发展策略[J].企业经济,2013,4(2):114-117.

[3] 魏歌.不同物联网架构的分层标准的研究[J].计算机技术与发展,2014,24(12):221-225.

[4] 余雷.基于RFID电子标签的物联网物流管理系统[J].微计算机信息，2006(2)：233-235.

[5] 乔永峰，曹美玲.射频识别技术研究[J].工业控制计算机,2010,23(6):21-122.

[6] 罗春彬，彭龒，易彬.RFID技术发展与应用综述[J].通信技术,2009,12(42):112-114.

Study on the Development and Application of Internet of Things Based on RFID Technique

Li Lin

(SchoolofElectronicInformationEngineering,HebiPolytechnic,HebiHenan458030,China)

In recent years, with the rapid development of information technology, Internet of Things based on people and things, things and things are rapidly developed and widely used. Radio frequency identification, that is electronic tag, is the cornerstone of the Internet of things as a new non contact technology. Based on the introduction of the Internet and the key technology of RFID technology, it mainly introduces the components and working principle of Internet of things based on RFID technology, discusses the application of RFID technology in the Internet of things and makes the prospect of future development and application of the Internet of things.

Internet of Things(IOT); radio frequency identification; RFID; electronic tag

2016-09-27

李 琳(1984- )，女，河南鹤壁人，讲师，工程硕士，研究方向：应用电子、通信工程。

1674- 4578(2016)06- 0038- 02

TP391.44

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