浅谈RFID技术及其在物联网上的应用

摘要：随着科技的不断增强，物联网技术发展地愈发成熟，并且在多处跻身为主力技术。通过对物联网四大关键技术的重点研究，本文主要针对射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）进行描述。本文从RFID基本组成、应用领域、优勢等方面进一步分析，探讨RFID在物联网的广泛应用。

关键词：射频识别技术；RFID；关键技术；应用领域

1 引 言

物联网（Internet of Things，简称 IoT），是新一代信息科技的重要组成部分，是继计算机、互联网之后世界信息发展的第三次浪潮。其中，作为对现在生活影响最深远的技术之一，RFID技术正悄无声息地渗透到了人们的生活中，在仓库物流、军事装备、工业制造、珠宝行业等均有所涉及。RFID作为物联网的底层——感知层中的关键技术之一，逐步实现对物理世界的智能感知、识别及控制等，是物联网应用和发展的基础。如此强大的技术是怎样一步步、地实现的呢？在本文中将会逐一介绍。

2RFID技术的基本组成

射频识别RFID，是一种非接触式的自动识别技术，它无需与被识别物品直接接触，通过无线射频方式获取物体的相关数据，并对物体加以识别，即可完成信息的输入和处理。

一般而言，RFID系统分为阅读器、天线和标签三大组件。阅读器是RFID系统最重要也是最复杂的一个组件。阅读器一方面通过标准网口、RS232串口或USB接口同主机相连，另一方面通过天线同RFID标签进行通信。天线同阅读器相连，用于标签和阅读器之间传递射频信号。因为RFID系统的工作频率范围很广，这导致天线与标签芯片之间的匹配问题变得很复杂。标签由耦合元件及芯片组成，每个RFID标签具有唯一的电子编码（EPC），附着在物体上标识目标对象。

RFID源于雷达技术，所以其工作原理和雷达极为相似：首先阅读器通过天线发出电子信号，标签接收到信号后发射内部存储的标识信息，阅读器再通过天线接收并识别标签发回的信息，最后阅读器再将识别结果发送给主机。

3RFID技术的优势

RFID技术，是一种非接触式的自动识别技术，主要用来为各种物品建立唯一的身份标识，是物联网的重要支持技术。与传统条形码相比，RFID标签具有很好的综合性能，它的优势主要体现在：

①非接触：条形码必须近距离扫描，而RFID标签无需靠近读取器，远距离也可读取。

RFID标签与RFID读写器是通过无线进行传输的，可以识别高速、移动、多物体。

②耐用：条形码每次只能扫描一张，且易泄露信息、易被伪造。而RFID可同时读取多张标签，读取速度快。同时标签内容可反复擦写，写入时间相比打印条形码更省时。并且，RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。

③安全：条形码易划破、污染、脱落，且不能辨认躯体的商品。而RFID标签具有耐高温、防水、耐腐蚀等特性。另外，RFID标签是采用大规模集成电路技术的芯片。

④唯一性：每个RFID标签都是唯一的，在生产标签过程中，便已将标签与商品信息绑定，所以在后续商品流通、使用过程中，这个标签都是唯一代表所对应的那一件商品。

⑤防伪：RFID芯片无论设计与制造都是技术难度要求高而且投入大，因此给造假者造成了难以逾越的障碍。同时RFID技术与密码技术相结合，从软件破译方面也增大了造假者的成本，从而使得安全性更为可靠。

4RFID技术的应用

RFID技术的应用在国内已经十分广泛了，应用在了生活的方方面面，在仓库物流、军事装备、身份识别、珠宝行业、工业控制领域等均有涉及，并且取得明显的成效。

例如，高速公路自动收费系统就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，首先是交通堵塞，在收费站口，车辆要停车排队交费，而过多的车辆会使得交通堵塞的概率更加。其次，少数过路费存在被贪污现象，使财政收入受到影响。REID技术应用在高速公路自动收费上充分体现它的优势。在车辆高速通过收费站的同时自动完成缴费，解决了交通的瓶颈问题，提高了车行速度，避免了拥堵，提高了收费计算效率。

另外，将射频识别系统用于物流仓储管理系统，使得物流仓储更加方便快捷。在货物上贴上RFID标签即可完成货物与标签的绑定。货物入库时，仓库工作人员可以用RFID读写器验证货物，读写器会迅速读取货物的相关信息，可以迅速的核对货物是否正确，保证货物及时的入库。出库时，系统会自动调出货物的相关信息，可以确定货物的库区和货位，通过RFID读取核对货物是否准确，准确时绿灯亮起。扫描时会将货物信息录入电脑，已确认仓库管理系统取货信息，并自动更改系统中的货物信息。而当异常货物出库时，红灯亮起，禁止通行。

5RFID技术的发展

近年来，RFID技术的快速发展，不仅增加了物联网的功能，同时也使很多想法成为可能。同时，物联网的发展也推动了RFID技术的更新，如针对生鲜物品、药物等对物联网提出的特殊要求，RFID标签不但能够提供商品的静态信息，还能提供商品所在位置以及周围的温度、湿度等动态信息。

目前采用RFID感知层的物联网已实现了“人与人”通信与“人与物”通信，但要在未来的物联网中要实现“物与物”通信与互动，必须提升RFID标签的智能化水平。此外，对于远程的RFID存在着传输距离、防碰撞算法等问题以及标准化、互操作性、协议、法规以及连接技术等，仍有待提升和完善。这意味着，未来RFID芯片的设计和制造技术仍需朝着功耗更低、距离更远、读写速度更快、可靠性和安全性更高，并且成本不断降低的方向不断精进。

6结束语

本文着重介绍了RFID技术的工作原理、与传统相比存在的优势以及应用领域，也对目前RFID技术所存在的不足提出了展望。虽然说RFID技术在国内外都引起了轰动，但我国在该技术方面仍处于起步阶段，但可以相信在国家的大力推动下，国内在RFID技术方面的研究会更加深入。可以预见，在不久的将来，RFID 技术会在各行各业被广泛采用，最终对人类社会产生深远影响。

参考文献

[1]王京，谢佳讯，杨丁.基于RFID技术的分析与研究.电脑迷，2018-11-05.

[2]张冬杨.2019年物联网发展趋势.物联网技术，2019-02-20.

[3]陈可睿.物联网的关键技术研究及其应用.电子世界，2018-08-23.

作者简介：卢浩琴（1997年9月17日-）女，：汉，浙江金华，本科在读，研究方向：电子信息工程。

（作者单位：浙江大学城市学院）