5G时代RFID基于校园物联网的应用与发展

苟晓鹏

摘要：物联网改变生活近年来不断地出现在人们的视野中，从身边的智能穿戴到我们所居住的房子以及其中的家具都与物联网有关。物联网技术就是基于事物嵌入一个智能芯片，同时借助于无线网络技术，人们就能随时随地与物交流，或是物与物交流。物联网的用途广泛，目前可用于交通运输、教育、智能家居、环境监控防护、工业流程、医疗检验等，可以说任何领域都离不开物联网。物联网目前正处在一种高速发展的时期，对于物联网今后的发展，文章侧重阐述5G时代RFID对于校园物联网的应用与发展方向。

关键词：物联网;通信工程;RFID

中图分类号：TP23     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2020）11-0371-02

物联网就是一种通过射频来识别（RFID）、红外线来感应、卫星定位系统、用激光扫描器进行信息传输，按事先约定的协议，把生活中的物品与互联网连接起来，进行信息传输通讯，以达到智能化跟踪、定位、识别、监控和管理的一种网络技术。物联网技术就是组成物联网并且使其正常运作的先进技术，从而使物品的运作运输和管理更加智能化的一种基于网络的技术。物联网技术的重点是如何制定协议和建造终端设备设施。物联网的目的是通过用户端的延伸和拓展达到用户的物品与网络相链接的目的。物联网发展的重点是开发者具有应用创新能力，而物联网的最主要的特征万物互联也是组建物联网的关键。物联网运行的效率和工作的速度主要与和其相连的互联网的速率与效率有很大关系。物联网技术是在互联网基础之上，在网络技术上的延伸和扩展，终端设备设施和约定协议是其延伸和扩展及应用延拓和业务扩展的重要因素。一般情况下，物联网技术中包含网络连接的互联网技术和保障物物交互的物联网终端设备设施。

不需要接触就能识别的自动识别技术，就是无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称RFID）。RFID技术的基本原则是利用射频信号或电感与电磁耦合的传输方式，来让物体在不接触的情况下实施通信。RFID与生物识别技术（例如声波识别、面部识别、指纹识别、虹膜识别）相比有更强的准确性和抗干扰性。其与条码识别和光学识别相比具有抗干扰性强，携带的信息量更大，能在非视觉范围内读写和寿命长等特点。该技术可广泛应用于物流运输、供应产业、动物识别、车辆感应、各种门禁系统、图书管理自动收费和生产制造。

随着社会信息化日益提高，人们对于工作效率的提高与工作方式的简化的诉求更多，使用RFID与互联网物联网相结合，将其应用于物流、医疗等，在世界范围内对商品货物医疗工具等进行实时的跟踪定位，或是将其应用于制造和公共信息服务行业，这样可大幅提高运营管理人员的工作效率，降低人力物力成本。

RFID技术包括电子标签、读写器、天线等。其中耦合元件和芯片两个部分组成电子标签，电子标签的不同实际和不同的电子编码相对应，重要的物品的详细信息都存储在电子标签当中。可以通过对电子标签进行数据分析，其中电子标签可以分为有源和无源两种。一般，读写器可以分为手持读写器和固定式读写器，其主要功能是通过读取存储器，获取电子标签内部的有关物品的重要信息。天线是传输的媒介，其重要作用是传输射频信号，从而，通过读取RFID读写器，确保能够准确地读取存放在电子标签内部的有关物品的详细信息。此外，RFID读写系统在使用的过程中不仅能够进行梳理处理、数据存储等工作，还能实现对电子标签的读写控制。

乔雅曾提出图书馆智能管理系统，其中包含文献上架管理模块与文献借还管理和文献定位管理。在文献上架管理方面，在文献准备上架之前，图书馆文献工作人员首先要进入图书馆书库智能管理后台，将文献的书号、类别等文献信息输入系统中，并对RFID标签中的电子信息进行绑定，在标签上录入信息等数据并将这些重要信息存储到系统当中，完成电子标签粘贴;系统会对文献进行存储和分配，对文献发出接受指令之后读取文献的数据，通过服务器总线传达给图书馆工作人员;文献按照系统指定的位置存储之后，RFID阅读器对RFID标签进行读取，然后将识别结果传输到服务系统中，这样就完成了文献上架的操作步骤。该项研究有助于推动图书馆文献管理智能化，并且RFID相比于条码具有工作量小、易于保存、信息存储量大的特点。RFID电子标签的提出，大大提高了图书馆智能化，有助于读者借阅，减少工作人员的工作量，有一定的应用前景。

在校园里，RFID的校园学生卡自行车开锁装置，开发出一种利用校园一卡通就能打开自行车锁的新方式，这样在校园里既方便学生开锁，收费也更简便。这也是RFID频射卡技术在控制自行车锁方面的一个应用，达到在校园局部刷学生卡就能快速方便开启自行车锁的装置。其原理是RC-522 RFID频射卡模块作为识别装置，用STM32 F103单片机设置为主控制器，并通过该控制器来完成对舵机转动的控制，进而达到对自行车锁的控制。有了共享单车的新模式，在校园内会得到更好的普及，尤其现在很多大学校园很大，更多的学生会选择共享单车这一新的出行方式。科技给我们带来了新的生活方式，在校园里大面积地推广共享单车，需要和学校内部管理接轨，而使用校园卡开锁是一种新的管理模式，这种方式比手机扫码开锁的传统方式效率更高，真正做到了随开随用。而且在校园使用一卡通还能监控学生的一些用车方式等，学生卡开锁也能控制学生将共享单车骑出校外，与此同时，通过Global Posi-tioning System（全球定位系统）等方式定位，可有效监控共享单车的运行轨迹，方便运营企业对大数据进行处理，进而降低运行成本。总之，利用校园一卡通打开自行车锁的新方式，对企业来说远远胜于普通的手机扫码开锁，充分利用大学校园的封闭性，减少企业的维护成本，方便学生的使用，这就是科技给我们生活带来的便利。

在未来的10年内，在5G时代RFID将用于各行各业，RFID技术将用于智能货架。考虑到大学生经常上网购物，我们可以将RFID技术用于各种物流自提点的货架，通过给包裹添加电子标签，在货物自提点设置自助提货机，并将货物信息与本人校园一卡通关联，并且搭建一个数据库用于实时获取各物流公司的货物物流信息，将物流信息与学生信息相匹配。在自助提货机上添加读写器用于讀取电子标签内部的关于包裹的详细信息。学生找到货物后无须在前台扫描二位码，填写手机号签名，只需使用学生一卡通刷卡，读卡器识别货物信息后，即可取货成功。该项技术还可用于牧场畜牧跟踪、住院病人活动登记、自动分拣、药房自动取药、外包制造管理、跟踪检测样本、机场行李远程跟踪等各个方面。

基于RFID的物联网发展还有很大的成长空间，不管是已经在使用RFID的物流行业与供应链，还是一些我们现今觉得RFID不太可能使用的领域，未来在我们的思考和探索中都能与物联网结合产生更多新奇的产品。

参考文献：

[1]程东奇.基于RFID的学生卡自行车开锁装置[J].设备管理与维修，2018，（18）.

[2]乔雅，刘洋，张文都.基于RFID技术的图书馆文献智能管理系统研[D].陕西交通职业技术学院，2018.