无线射频识别技术在物联网方向的应用

曹闯乐 于洪涛

（西京学院，陕西 西安710123）

互联网技术现在与人们的现实生活结合得越来越紧密了，当人们在享受网络技术带给人们的快捷便利的生活的同时也在思考如何将网络世界与现实世界彻底地融合在一起，因此，万物互联的概念也就应运而生。万物互联的实现，离不开无线射频识别技术，然而，在发展过程中大家发现无线射频识别技术会受到数据传输、信号干扰等问题的限制，但是随着5G、大数据、人工智能等技术的成熟，这些问题都迎刃而解。因此无线射频识别技术的发展就成为了物联网推广重要的一环。

1 无线射频识别技术介绍

1.1 基本组成。无线射频识别技术作为自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信以及对记录设备的读写，从而实现数据的传输。一套无线射频识别系统的主要组成有：读写器，主要作用阅读射频标签以及擦写数据，通常由耦合、收发、控制这三个模块以及接口单元组成，是整个系统的信息控制与处理中心；标签，是一种储存在芯片中的信息，具有唯一性，通过向读写器发射特定频率的信号以完成对目标的识别；软件系统，主要作用是接收来自读写器的射频信号，并将其处理成为能使人们理解的信息传递给用户[1]。

1.2 系统分类。首先无线射频识别系统根据信号频率的高低可分为低频、高频两种系统。低频系统信号频率不高于30MHz。低频系统的成本较低，但是存在着数据传输距离短、数据传输速度慢、信息保密性差、信号抗干扰能力弱等缺点。而高频系统的信号频率要大于400MHz，且高频系统基本可以克服低频系统的所有缺陷，尤其是频率更高的超高频系统，高频系统设备体积较小，但是成本较高。其次可按标签的供电方式分，可分为有源、无源、半有源三种。无源系统出现时间最早，应用也最为广泛，电子标签主要通过在接收读写器传来的电信号的同时利用电磁感应来为自身供电，因此标签自身可不具备供电装置，所以无源系统的体积通常很小，而且成本较低，但是相应的数据传输距离较短；有源系统因为具有供电系统，所以体积稍大，且其具备信息传输速度快、距离长的优点，因此，常被应用到不停车收费系统当中；半有源系统是有源系统和无源系统优缺点中和的产物，虽然半有源系统具备供电设备，但在不使用时供电设备只对信息存储设备进行供电，其工作是先利用低频信号进行信息识别，再通过高频信号传输数据。

1.3 工作原理。在无线射频识别系统中，标签通常安放在被识别个体中或者是直接作为被识别个体存在，标签中存在对应的数据。阅读器先向指定的标签发射特定频率的电子信号，标签在接收信号后开始运作并将自身存储的数据以电信号的形式传输给读写器，读写器再对输入的数据进行解码传递给计算机以进行下一步处理[2]。

2 无线射频识别技术在物联网中的应用

2.1 物流管理。随着人们消费水平的日益提高，物流产业急剧扩大，物流产业是无线射频识别技术最主要的应用对象。无线射频识别技术的应用有效地提高了货物信息收集处理的效率并且简化了货物运转的流程，同时还平衡供求关系，可以很大程度上的避免供不应求或是供大于求的问题产生。无线射频识别技术还是智能无人化物流产业所需的基础技术之一，是物流产业升级不可或缺的一环。

2.2 交通管制。无线射频识别技术在过去就已经应用到交通管理方面了，但是以目前的交通管理水平还远远达不到智能城市的需要，因此无线射频识别技术要更深入的融入到交通管理当中，首先不停车收费系统就可以应用到停车场中，其次由于无线射频识别系统可以识别高速移动物体，因此可以在汽车上打上电子标签，在城市中设立固定的有源射频识别系统，这样就可以对车辆信息以及路况信息进行采集，为智能化交通管制打好信息基础。

2.3 军需管理。无线射频识别系统同样可应用到军事物资运输管理中，战场上信息瞬息万变，所以任何方面的消息都必须确保及时有效，尤其是军事物资。无线射频识别技术可以实时的得到物资的位置消息，以便于对物资进行合理分配。而且还可以对移动设备进行标记以便于对这些设备或是武器进行实时跟踪。但目前的无线射频识别技术安全性较差还不满足军用标准，所以该技术在军事上的应用还需要在加密性上进行改进。

2.4 农业管理。未来农业想要达到高效，就需要摆脱传统的纯人力工作的桎梏，农业采用无线射频识别系统可以进行农田各类信息，例如湿度、温度、光照强度等的采集，从而实现农业综合生态信息的自动监测，然后根据信息农民就可以足不出户的对农田的设施进行远程操控，真正的实现智能化管控，而且有了无线射频识别技术的识别功能还能有效的建立农田防盗系统，加强农田的安全性。

2.5 工厂管理。工厂内的打卡系统就是应用了无线射频识别技术，其实这种技术还可以做出更广泛的应用，例如对工厂内人员的定位，通过了解人员的位置改变进行分析统计实现对工厂内部空间的合理分配，进而规避一些事故对人员产生的危害。同时在产品上应用无线射频识别技术，可以提高工厂对生产过程的检测，从而提高生产效率以及生产质量，进一步使工厂管理更加智能化。

2.6 智能家居。家庭中所使用的电气设备，例如热水器、冰箱、照明设施等都有着稳定的供电系统而且还具有固定的位置，因此具备应用无线射频识别技术的条件，每一个电器都可以当作一个电子标签，用户持有的读写器，比如手机可以通过向家中的各样电器发射固定频率的信号，根据反馈的信息了解这些电器的实时状态，然后再通过读写器发射信号更改这些设备的运行状态，从而达到远程操控家庭设备的效果。然而，这对于无线射频识别系统的要求较高，需要读写器和标签都具有高度集成化和一定的智能化，并且还要具备发射远程信号的能力，且还要有较强的信号抗干扰能力。

2.7 智能医疗。对于一些患有长期病症的患者来说，如何及时的将患病信息传递给医院，是患者能不能获得更好的治疗和护理的基础条件。在患者所居住的环境可以设置一些身体机能观察设备，对于这些设备所获得的数据，可以把它们作为电子标签存储的信息，在医院设立一台大型的读写器，定期发射信号对这些患者信息进行采集，然后处理好发给对应的医生，这样对于那些不必要在医院常住但还需要医生关注的患者来说，既可以及时得到医生的建议又避免了对医院资源不必要的占用。

3 中国的物联网对无线射频识别技术的应用

目前，我国交通线路的整体布局已逐渐趋于完善，但只有部分发达地区采用了诸如不停车收费系统的技术，在其他交通运输方面，射频识别技术的应用还是不够广泛，但我国已然意识到这一问题，运输部门就计划投入2 亿5 千万元对各类铁路运行车辆加装车号RFID 系统，首都国际机场的行李管理系统等。在日常应用中，RFID 的使用就较广泛了，我国很早就开始重视RFID 技术，比如世博会、全运会、亚运会等就有RFID 技术的身影，无锡的“感知中国”中心工程，以及中国自主研发的应用于物联网的核心芯片“唐芯一号”，这些工程都彰显了中国对RFID技术的重视程度[3]，虽然物联网的展开还需要很长的路要走，但随着RFID 等技术的普及，万物互联的目标终将实现。

4 结论

作为21 世纪最具发展潜力的科学技术之一，无线射频识别技术在国内外都受到了高度重视。随着科技的发展，各个领域都要向着高效便捷的方向前进，而物联网就是实现这一目标的基础，无线射频识别技术对于物联网来说有着极为重要的意义，是推动物联网进步的主要动力，虽然目前无线射频识别技术还有一些缺陷，但我相信，随着我国5G、大数据等网络技术的发展，我国终将突破技术上的阻碍最终实现万物互联的终极目标。