浅析RFID技术及其应用

郭星香，周斌，史玉敏

（海军航空工程学院青岛校区，山东青岛266041）

浅析RFID技术及其应用

郭星香，周斌，史玉敏

（海军航空工程学院青岛校区，山东青岛266041）

RFID技术作为当前非常成熟的一项自动识别技术，在民用领域应用已经非常广泛，但是在航材管理中的应用比较欠缺。阐述RFID技术在各方面的优越性，论证RFID技术在航材物资的管理中应用的优越性。

RFID技术；自动识别；航材物资

0 前言

RFID是英文(Radio Frequency Identification)缩写，它是20世纪80年代开始兴起并逐渐走向成熟的一种自动识别技术。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，可识别高速运动物体，可同时识别多个标签，且操作快捷方便。最基本的RFID系统主要由3部分组成。

（1）标签(Tag)。由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；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。

（2）阅读器(Reader)。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。是读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；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。

（3）天线(Antenna)。在标签和读取器间传递射频信号。

1 RFID系统的工作原理

RFID系统的工作原理：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器；阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，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动作。

2 RFID射频卡的特点

RFID技术作为现在最先进的非接触感应技术，RFID射频电子标签具有很多优点[3-6]。

（1）独特的防冲撞性，读写距离远：与条形码相比，可多目标识别、运动中识别，读取速度快，每秒最多同时识别50个。

（2）内部存储空间灵活：可以根据产品的需要决定射频卡的存储容量和扇区字节数，且读写设备可以读取内存配置信息，便于在一个综合应用中操作不同的标签产品。

（3）国际统一的唯一识别内码（Unique identifier，简称UID），和国际通用的频率。

（4）数据可根据需要改写，并可对重要信息进行锁定，保密性好。

（5）使用寿命长（≥10年或读写10万次）。

（6）不存在机械磨损、机械故障，使用不受环境限制。

（7）柔性封装，封装多样化：多种大小不一的外型，使他能封装在纸张、塑胶制品（PVC，PET），可应用于不同场合，也可再层压制卡。

3 RFID技术和一二维条码技术比较分析

目前应用广泛的自动识别技术主要是条码技术。条码又分为一维条码和二维条码。一维条码是由一组黑白相间、粗细不同的条形符号组成，一维条码在水平方向隐含着数字信息、字母信息、标志信息、符号信息，通过和信息系统的联系用以表示商品的详细信息，是世界通用的商品代码的表示方法。在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码，则称为二维条码。但是随着科学技术的不断发展，这两种识别方法的局限性显得越来越明显。一维、二维条码的不足主要体现在6个方面。

（1）条码仅对数字和字母进行编码，不能把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码。

（2）容错能力较弱，识别时受环境影响较大，当条码被污损时，常常读不出来。

（3）条码识别可靠性较低：一维条码译码错误率一般百万分之二，但是一旦磨损往往是100%。

（4）保密性、防伪性差：因条码码制简单，不具备防伪等功能。

（5）条码信息无法更改，不能重复利用，造成较大经济浪费。

（6）交互性差，无法用于全寿命跟踪。

4 RFID技术的发展及应用现状

目前，RFID技术的应用已经遍及生活的各个方面，在交通运输方面用于集装箱与包裹管理、高速收费；在农牧渔业用于羊群、鱼类、水果等的管理以及宠物、野生动物跟踪；在制造业用于零部件与库存的可视化管理；RFID技术还可以应用于图书与文档管理、门禁管理、定位与物体跟踪、环境感知[3-4]和支票防伪[3]等多种应用领域。

RFID技术在空间定位与跟踪方面的应用也已经比较成熟，典型的RFID定位与跟踪系统包括MIT Oxygen项目开发的Cricket系统、密歇根州立大学的LANDMARC系统[4]、微软公司的RADAR系统[4]。针对RFID标签价格低廉的特点，通过引入参考标签，采用RFID标签作为参考点，能够提高系统定位精度，同时降低系统成本。RFID标签具有对物体的唯一标识能力，还可以通过与传感器技术相结合，感知周围物品和环境的温度、湿度和光照等状态信息。目前，美国国防部已经将该技术应用于物资供应系统内部。作为一种进行集装箱远程跟踪的解决方案，美国国防部与跟踪网络遍布全球400多个地区的高科技公司SAVI已达成进行跟踪国防部的从集装箱到蜂鸣器大约40万件军事物资集装箱运输情况的协议。

我国在RFID技术的研究方面也发展很快，市场培育已初步开花结果。比较典型的是在中国铁路车号自动识别系统建设中，推出了完全拥有自主知识产权的远距离自动识别系统。在20世纪90年代中期，国内有多家研究机构参与了该项技术的研究，最终确定了RFID技术为解决货车自动抄车号的最佳方案。目前铁路车号自动识别系统工程已发挥出了系统设计功能，圆了铁路人的梦想，并且其辐射与渗透到其他应用方面的作用日渐明显。可以预见，在不久的将来，RFID技术不仅会在各行各业被广泛采用，最终RFID技术将会与普适计算技术相融合，对人类社会产生深远影响[4]。

总之，射频识别技术正处于蓬勃发展的阶段。尤其是在现代战争的物资流通、后勤保障方面，由于保障物资的复杂性，保障需求的快速化和智能化，原来的物资供应系统和模式已不再适用。RFID技术因在物资供应方面的独特优势，必将成为部队后勤保障提高快速反应能力的一把利剑。

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〔编辑 利文〕

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.56