時(shí)間：2023-02-18 12:25:34
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇射頻識(shí)別技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
目前，應(yīng)用最廣泛的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)大致可以分為光學(xué)技術(shù)和無線電技術(shù)兩個(gè)方面。本文主要介紹自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在無線電技術(shù)方面的應(yīng)用。
20世紀(jì)80年代，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，射頻識(shí)別系統(tǒng)的體積大大縮小，使得射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化的階段，成為一種成熟的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。
射頻識(shí)別技術(shù)是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別目的并交換數(shù)據(jù)。它與同期或早期的接觸式識(shí)別技術(shù)不同。RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識(shí)別，因此它可在更廣泛的場(chǎng)合中應(yīng)用。
典型的射頻識(shí)別系統(tǒng)包括射頻卡和讀寫器兩部分。
射頻卡是將幾個(gè)主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲(chǔ)存識(shí)別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識(shí)別卡或貨物的標(biāo)識(shí)卡。卡封裝可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識(shí)別技術(shù)相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長(zhǎng)、適于惡劣環(huán)境、可識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。
在多數(shù)RFID系統(tǒng)中，讀寫器在一個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過這個(gè)區(qū)域時(shí)，在電磁波的激勵(lì)下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷。在這個(gè)電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)儲(chǔ)存。當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫器的數(shù)據(jù)。讀寫器接收到卡的數(shù)據(jù)后，解碼并進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)來決定數(shù)據(jù)的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)單的RFID產(chǎn)品就是一種非接觸的IC卡，而復(fù)雜的RFID產(chǎn)品能和外部傳感器接口連接來測(cè)量、記錄不同的參數(shù)，甚至可與GPS系統(tǒng)連接來跟蹤物體。
工作原理如圖1所示。
2射頻識(shí)別技術(shù)的分類
射頻識(shí)別技術(shù)主要按以下四種方式分類。
(1)工作頻率
根據(jù)工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統(tǒng)。①低頻系統(tǒng)一般指其工作頻率小于30MHz的系統(tǒng)。其基本特點(diǎn)是：射頻卡的成本較低、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強(qiáng)等。低頻系統(tǒng)多用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、動(dòng)物監(jiān)管、貨物跟蹤。②高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz的系統(tǒng)。高頻系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較大、閱讀距離較遠(yuǎn)(可達(dá)幾m~十幾m)、適應(yīng)物體高速運(yùn)動(dòng)性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強(qiáng)的方向性。高頻系統(tǒng)多應(yīng)用于需要較長(zhǎng)的讀寫距離和高的讀寫速度的場(chǎng)合，像火車監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)。
(2)射頻卡
根據(jù)射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間(常規(guī)為改寫所花費(fèi)的時(shí)間為s級(jí)，閱讀花費(fèi)的時(shí)間為ms級(jí))。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數(shù)據(jù)不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個(gè)唯一的號(hào)碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。
(3)射頻卡的有源與無源
射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)電池的能量、識(shí)別距離較長(zhǎng)，可達(dá)十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價(jià)格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發(fā)射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、很便宜，但它的發(fā)射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發(fā)射功率大。
(4)調(diào)制方式
根據(jù)調(diào)制方式的不同還可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。①主動(dòng)式的射頻卡用自身的射頻能量主動(dòng)地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。②被動(dòng)式的射頻卡，使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)。它必須利用讀寫器的載波調(diào)制自己的信號(hào)，適宜在門禁或交通的應(yīng)用中使用。因?yàn)樽x寫器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的射頻卡。
目前使用的多數(shù)系統(tǒng)中，一次只能讀寫一個(gè)射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個(gè)卡在讀寫區(qū)域內(nèi)。讀寫距離長(zhǎng)，射頻卡之間的距離就要大，應(yīng)用起來很不方便。現(xiàn)在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對(duì)于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個(gè)射頻卡進(jìn)入識(shí)別區(qū)域時(shí)信號(hào)互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統(tǒng)可以同時(shí)識(shí)別進(jìn)入識(shí)別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統(tǒng)的效率。
3國(guó)際射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
射頻識(shí)別技術(shù)在國(guó)外發(fā)展得很快。RFID產(chǎn)品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品。他們的產(chǎn)品各有特點(diǎn)，自成系列。射頻識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域。如澳大利亞將它的RFID產(chǎn)品用于澳機(jī)場(chǎng)旅客行李管理中并發(fā)揮了出色的作用；瑞士國(guó)家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，調(diào)度員可以實(shí)時(shí)掌握火車運(yùn)行情況，不僅利于管理，還大大減小了發(fā)生事故的可能性；德國(guó)BMW公司將射頻識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用在汽車生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過程控制中等。
據(jù)有關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，射頻識(shí)別產(chǎn)品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長(zhǎng)。由此可見，射頻識(shí)別技術(shù)具有廣闊的市場(chǎng)前景。
4射頻識(shí)別技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展
我國(guó)政府在1993年制定的金卡工程實(shí)施計(jì)劃，是一個(gè)旨在加速推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的重大國(guó)家級(jí)工程，由此各種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用十分迅猛。現(xiàn)在，射頻識(shí)別技術(shù)作為一種新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，也將在中國(guó)很快地普及。
目前，我國(guó)的射頻識(shí)別技術(shù)在下列幾種應(yīng)用中發(fā)展前景較好。當(dāng)然，這里僅僅羅列了射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的一部分。任何一種技術(shù)如果得到普及，都將會(huì)孕育一個(gè)龐大的市場(chǎng)。射頻識(shí)別將是未來一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
4.1安全防護(hù)領(lǐng)域
(1)門禁保安
將來的門禁保安系統(tǒng)均可應(yīng)用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護(hù)照等，目的都是識(shí)別人員身份、安全管理、收費(fèi)等等。好處是簡(jiǎn)化出入手續(xù)、提高工作效率、安全保護(hù)。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進(jìn)出入口有一臺(tái)讀寫器，人員出入時(shí)自動(dòng)識(shí)別身份，非法闖入會(huì)有報(bào)警。安全級(jí)別要求高的地方、還可以結(jié)合其它的識(shí)別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。
公司還可以用射頻卡保護(hù)和跟蹤財(cái)產(chǎn)。將射頻卡貼在物品上面，如計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、文件、復(fù)印機(jī)或其它實(shí)驗(yàn)室用品上。該射頻卡使得公司可以自動(dòng)跟蹤管理這些有價(jià)值的財(cái)產(chǎn)，可以跟蹤一個(gè)物品從某一建筑離開，或是用報(bào)警的方式限制物品離開某地。結(jié)合GPS系統(tǒng)利用射頻卡，還可以對(duì)貨柜車、貨艙等進(jìn)行有效跟蹤。
(2)汽車防盜
這是RFID較新的應(yīng)用。目前已經(jīng)開發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當(dāng)中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當(dāng)鑰匙插入到點(diǎn)火器中時(shí)，讀寫器能
夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發(fā)送來的特定信號(hào)，汽車的引擎將不會(huì)發(fā)動(dòng)。用這種電子驗(yàn)證的方法，汽車的中央計(jì)算機(jī)也就能容易防止短路點(diǎn)火。
另一種汽車防盜系統(tǒng)是，司機(jī)自己帶有一射頻卡，其發(fā)射范圍是在司機(jī)座椅45~55cm以內(nèi)，讀寫器安裝在座椅的背部。當(dāng)讀寫器讀取到有效的ID號(hào)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動(dòng)。該防盜系統(tǒng)還有另一強(qiáng)大功能：倘若司機(jī)離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關(guān)閉，這時(shí)讀寫器就需要讀取另一有效ID號(hào)；假如司機(jī)將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號(hào)，引擎就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)觸發(fā)報(bào)警裝置。
(3)電子物品監(jiān)視系統(tǒng)
電子物品監(jiān)視系統(tǒng)(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個(gè)系統(tǒng)包括貼在物體上的一個(gè)內(nèi)存容量?jī)H為1比特(即開或關(guān))的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時(shí)被激活。在激活狀態(tài)下，射頻卡接近掃描器時(shí)會(huì)被探測(cè)到，同時(shí)會(huì)報(bào)警。如果貨物被購(gòu)買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場(chǎng)來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統(tǒng)已被廣泛使用。據(jù)估計(jì)每年消耗60億套。
4.2商品生產(chǎn)銷售領(lǐng)域
(1)生產(chǎn)線自動(dòng)化
用RFID技術(shù)在生產(chǎn)流水線上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、監(jiān)視，提高生產(chǎn)率，改進(jìn)生產(chǎn)方式，節(jié)約了成本。舉個(gè)例子以說明在生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID技術(shù)的情況。
用于汽車裝配流水線。德國(guó)寶馬汽車公司在裝配流水線上應(yīng)用射頻卡，以盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產(chǎn)是基于用戶提出的要求式樣而生產(chǎn)的。用戶可以從上萬種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中，選定自己所需車的顏色、引擎型號(hào)和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個(gè)高度組織的、復(fù)雜的控制系統(tǒng)是很難完成這樣復(fù)雜的任務(wù)的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統(tǒng)，使用可重復(fù)使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細(xì)的要求，在每個(gè)工作點(diǎn)處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個(gè)流水線位置，能毫不出錯(cuò)地完成裝配任務(wù)。
(2)倉(cāng)儲(chǔ)管理
將RFID系統(tǒng)用于智能倉(cāng)庫(kù)貨物管理，能有效地解決與貨物流動(dòng)有關(guān)的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監(jiān)視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉(cāng)庫(kù)大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個(gè)貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)的中央計(jì)算機(jī)里，與該貨物有關(guān)的信息都能在計(jì)算機(jī)里查到。當(dāng)貨物出庫(kù)時(shí)，由另一讀寫器識(shí)別并告知中央計(jì)算它被放在哪個(gè)拖車上。這樣，管理中心可以實(shí)時(shí)地了解到已經(jīng)生產(chǎn)了多少產(chǎn)品和發(fā)送了多少產(chǎn)品。
(3)產(chǎn)品防偽
偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在防偽領(lǐng)域有它自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。防偽技術(shù)本身要求成本低，且難于偽造。射頻卡的成本就相對(duì)便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內(nèi)存，可以儲(chǔ)存、修改與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)，利于銷售商使用；體積十分小、便于產(chǎn)品封裝。像電腦、激光打印機(jī)、電視等產(chǎn)品上都可使用。
(4)RFID卡收費(fèi)
國(guó)外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國(guó)普遍采用現(xiàn)金交易。現(xiàn)金交易不方便也不安全，還容易出現(xiàn)稅收的漏洞。目前的收費(fèi)卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據(jù)市場(chǎng)。原因是在一些惡劣的環(huán)境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時(shí)，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費(fèi)。另外，還可同時(shí)識(shí)別幾張卡．并行收費(fèi)，如公共汽車上的電子月票。我國(guó)大城市的公共汽車異常擁擠、環(huán)境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。
4.3管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域
(1)畜牧管理
該領(lǐng)域的發(fā)展起步于賽馬的識(shí)別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動(dòng)物皮下。射頻卡大約10mm長(zhǎng)，內(nèi)有一個(gè)線圈，約1000圈的細(xì)線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識(shí)別發(fā)展到了標(biāo)識(shí)牲畜。牲畜的識(shí)別提供了現(xiàn)代化管理牧場(chǎng)的方法。
(2)運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)
在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時(shí)第一個(gè)出發(fā)的人同最后一個(gè)出發(fā)的人能相隔40分鐘。如果沒有一個(gè)精確的計(jì)時(shí)裝置，就會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。射頻卡應(yīng)用于馬拉松比賽中，運(yùn)動(dòng)員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點(diǎn)線處放置帶有微型天線的小墊片。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員越過此墊片時(shí)，計(jì)時(shí)系統(tǒng)便會(huì)接收運(yùn)動(dòng)員所帶的射頻卡發(fā)出的ID號(hào)，并記錄當(dāng)時(shí)的時(shí)間。這樣，每個(gè)運(yùn)動(dòng)員都會(huì)有自己的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，不會(huì)出現(xiàn)不公平競(jìng)爭(zhēng)的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設(shè)置這樣一個(gè)墊片，還可以很方便地記錄運(yùn)動(dòng)員在每個(gè)階段所用的時(shí)間。
RFID還可應(yīng)用于汽車大獎(jiǎng)賽上的精確計(jì)時(shí)。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當(dāng)賽車每越過一個(gè)天線時(shí)，賽車的ID號(hào)和時(shí)間就被記錄下來，并存儲(chǔ)到中央計(jì)算機(jī)內(nèi)。這樣到比賽結(jié)束時(shí)，每個(gè)參賽選手將會(huì)有一個(gè)準(zhǔn)確的結(jié)果。
4.4交通運(yùn)輸領(lǐng)域
(1)高速公路自動(dòng)收費(fèi)及交通管理
高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是射頻識(shí)別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。目前，中國(guó)的高速公路發(fā)展非常快，而高速公路收費(fèi)卻存在一些問題：一是在收費(fèi)站口，許多車輛要停車排隊(duì)，成為交通瓶頸問題；二是少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污路費(fèi)，使國(guó)家損失了相當(dāng)?shù)呢?cái)政收入。RFID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動(dòng)收費(fèi)上，能夠充分體現(xiàn)它非接觸識(shí)別的優(yōu)勢(shì)——讓車輛高速通過收費(fèi)站的同時(shí)自動(dòng)完成收費(fèi)，同時(shí)可以解決收費(fèi)員貪污路費(fèi)及交通擁堵的問題。利用射頻識(shí)別技術(shù)的不停車高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是將來的發(fā)展方向；人工收費(fèi)，包括IC卡的停車收費(fèi)方式，終將會(huì)被淘汰。預(yù)計(jì)在未來10年內(nèi)，高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)將有數(shù)十億元的需求。
在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強(qiáng)交通的指揮、控制、疏導(dǎo)，提高道路的利用率，深挖現(xiàn)有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術(shù)的交通管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實(shí)時(shí)跟蹤指示公共汽車到站時(shí)間及自動(dòng)顯示乘客信息，會(huì)給乘客帶來很大的方便。
(2)火車和貨運(yùn)集裝箱的識(shí)別
在火車運(yùn)營(yíng)中，使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢(shì)在于：火車是按既定路線運(yùn)行的，因此肯定要通過設(shè)定的讀寫器的地點(diǎn)。通過讀到的數(shù)據(jù)，能夠得到火車的身份、監(jiān)控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發(fā)生撞車事故，同時(shí)能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)讀出車廂側(cè)的條碼，現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實(shí)時(shí)信息及車廂內(nèi)裝的物品信息。
目前，射頻自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的安裝遍布全國(guó)14個(gè)鐵路局。2001年3月1日，鐵道部正式聯(lián)網(wǎng)啟用車次車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，為自備車企業(yè)、合資鐵路和地方鐵路實(shí)現(xiàn)信息化智能運(yùn)輸管理提供了重要良機(jī)。
[關(guān)鍵詞]微帶天線；射頻識(shí)別；工作原理；協(xié)議設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TP391.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）17-0260-01
一、對(duì)射頻識(shí)別技術(shù)的概述
射頻識(shí)別，英文為Radio Frequency Identification，簡(jiǎn)稱為RFID，是非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID技術(shù)興起于20世紀(jì)80年代，由于超大集成電路技術(shù)的發(fā)展90 年代才進(jìn)入實(shí)用化階段。RFID系統(tǒng)采用了無線電與雷達(dá)技術(shù)，數(shù)據(jù)交換不是 通過電流的觸點(diǎn)接通而是通過電場(chǎng)與磁場(chǎng)，即通過無線的方式通信。與其他的識(shí) 別方式相，RFID技術(shù)能對(duì)移動(dòng)的多個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行識(shí)別，因而應(yīng)用更廣泛。RFID技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要由以下三個(gè)部分組成：存儲(chǔ)信息的應(yīng)答器（電子標(biāo)簽）、標(biāo)簽讀寫器、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)處理系統(tǒng)。RFID的關(guān)鍵技術(shù)著眼點(diǎn)在于采用什么技術(shù)來實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽信息的可靠讀出。射頻識(shí)別技術(shù)作為作為一種新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，在中國(guó)很快普及。我國(guó)射頻識(shí)別產(chǎn)品的市場(chǎng)是非常巨大的，射頻技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域：汽車、火車等交通監(jiān)控、高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)、物品管理、流水線生產(chǎn)自動(dòng)化、安全出入檢查、倉(cāng)儲(chǔ)管理、動(dòng)物管理、車輛防盜等等。
二、微帶天線作用分析
射頻識(shí)別卡天線主要用于接收射頻識(shí)別卡的射頻能量及信息，并發(fā)射射頻識(shí) 別卡的相關(guān)信息。發(fā)射時(shí)把高頻電流轉(zhuǎn)換成電磁波，接收時(shí)把電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電流，射頻識(shí)別卡和讀寫器是通過天線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的。天線作為通信系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的好壞直接影響通信系統(tǒng)的指標(biāo)，在選擇天線時(shí)必須首先注重其性能，第一是選擇天線類型；第二是選擇天線的電氣性能。選擇天線類型的意義是所選天線的方向圖是否符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)中電波覆蓋的要求，選擇天線電氣性能的要求是選擇天線的頻率帶寬、增益等電氣指標(biāo)是否符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。按照RFID系統(tǒng)的工作方式或工作頻段不同，射頻識(shí)別卡的天線一般可分為近場(chǎng)感應(yīng)線圈天線和遠(yuǎn)場(chǎng)輻射天線。
由于RFID卡的廉價(jià)、尺寸限制使得一般的天線如：螺旋天線、喇叭天線、反射面天線等都不合適，廉價(jià)、剖面低、重量輕、體積小、易共形、易制作的微帶天線成為更好的選擇。微帶天線又稱為印刷振子或印刷偶極子是微帶天線中除了微帶貼片外的又一類微帶輻射元。對(duì)微帶天線的主要封裝方式就是平面介質(zhì)加蓋。因此封裝特性考察的主要內(nèi) 容就是不同形狀、不同厚度、不同介電常數(shù)的介質(zhì)平面對(duì)于微帶天線性能的影響，或者進(jìn)一步地考慮兩層以上介質(zhì)的平面封裝模型。為了保持接收信號(hào)的穩(wěn)定，終端功率控制方案也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
三、射頻識(shí)別系統(tǒng)的分類
1.按作用距離的遠(yuǎn)近來分類
（1）密耦合。具有很小作用距離的射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的范圍從0 到1cm這種系統(tǒng)稱為密耦合系統(tǒng)，即緊密耦合系統(tǒng)。必須把應(yīng)答器插入讀寫器中，或者放置在讀寫器為此設(shè)定的表面上。
（2）遙耦合。把寫和讀的作用距離1cm至1m的系統(tǒng)稱作遙耦合系統(tǒng)。所有遙耦合系統(tǒng)在讀寫器和應(yīng)答器之間都是電感磁耦合。遙耦合中又分為近耦合（典型距離為15cm）和遠(yuǎn)耦合（大約距離為1m）。
（3）遠(yuǎn)距離系統(tǒng)。遠(yuǎn)距離系統(tǒng)典型的作用距離是從1m到10m，個(gè)別的系統(tǒng)也有更遠(yuǎn)的作用距離。所有遠(yuǎn)距離系統(tǒng)都是在微波范圍內(nèi)用電磁波工作的，發(fā)送頻率通常為2.45GHz。
2.按系統(tǒng)的性能分類
按數(shù)據(jù)載體的存儲(chǔ)能力、處理速度、作用距離和密碼功能等分類，射頻識(shí)別 系統(tǒng)可從低檔到高檔構(gòu)成整個(gè)譜系。
3.射頻識(shí)別系統(tǒng)協(xié)議和頻率
對(duì)射頻識(shí)別系統(tǒng)來說，最主要的頻率在0～135kHz以及ISM（Industrial-Scientific-Medical）頻率6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.68MHz、433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz、2.45GHz、5.8GHz和24.125GHz。
頻率13.553MHz～13.567MHz 處于短波范圍，在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的傳播條件允許晝夜橫貫大陸聯(lián)系。該頻率范圍的使用者是不同類別的無線電服務(wù)機(jī)構(gòu)，例如新聞機(jī)構(gòu)和電信機(jī)構(gòu)。在這個(gè)頻率范圍內(nèi)，除了電感射頻識(shí)別系統(tǒng)，其他的ISM應(yīng)用有遙控系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離控制模型系統(tǒng)、演示無線電設(shè)備和傳呼機(jī)。
四、RFID系統(tǒng)的工作原理
電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號(hào)就能憑借感應(yīng)電流所獲得能量發(fā)出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽）或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率信號(hào)（有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）閱讀器讀取信息并解碼后，送RFID系統(tǒng)的識(shí)讀過程。閱讀器將設(shè)定數(shù)據(jù)的無線電載波信號(hào)經(jīng)過發(fā)射天線向外發(fā)射。當(dāng)射頻標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線的工作區(qū)時(shí)，射頻標(biāo)簽被激活后即將自身信息代碼經(jīng)天線發(fā)射出去。系統(tǒng)的接收天線接收到射頻標(biāo)簽發(fā)出的載波信號(hào)，經(jīng)天線的調(diào)制器傳給讀寫器，讀寫器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼，送后臺(tái)電腦控制器。計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷射頻標(biāo)簽的合法性，針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。從而完成有關(guān)信息查詢、統(tǒng)計(jì)、管理等功能。RFID可以極快的速度在閱讀器和電子標(biāo)簽之間采集和交換數(shù)據(jù)：具有智能讀寫及加密通信的能力，唯一性密碼，極強(qiáng)的信息保密性，這對(duì)于軍隊(duì)保密等要求準(zhǔn)確、快速、安全、可控提供了切實(shí)可行的技術(shù)途徑。無論我們使用的各類系統(tǒng)、收發(fā)公文處于任何環(huán)節(jié)，相關(guān)人員都可以實(shí)時(shí)掌握其信息和狀態(tài)。
五、RFID技術(shù)身份識(shí)別系統(tǒng)認(rèn)證協(xié)議設(shè)計(jì)
無線射頻技術(shù)的安全性至關(guān)重要，因此讀卡器和電子標(biāo)簽之間的認(rèn)證流程和通信安全性需要特別設(shè)計(jì)，本文采取的認(rèn)證機(jī)制運(yùn)用了讀卡器和標(biāo)簽的互相認(rèn)證。在這種認(rèn)證機(jī)制中，讀卡器與電子標(biāo)簽卡在出廠設(shè)置時(shí)都會(huì)存儲(chǔ)一個(gè)公共的認(rèn)證密鑰K，并認(rèn)為這個(gè)公鑰是安全的，此公鑰用于計(jì)算隨機(jī)通信密鑰，每次通信交易的密鑰都會(huì)有所區(qū)別，無法被其他設(shè)備所復(fù)制。
鑒別機(jī)制的執(zhí)行過程如下：
（1）讀卡器向射頻卡發(fā)送認(rèn)證請(qǐng)求命令。
（2）信息卡返回初步認(rèn)證數(shù)據(jù)。
（3）讀卡器接收響應(yīng)后，產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)A并且和公共密鑰K加密運(yùn)算用形成公鑰信息發(fā)送給射頻卡。
（4）信息卡接收到讀卡器的公鑰與已有的公鑰比較，相同則解密隨機(jī)數(shù)A并產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)B，用公共密鑰和B進(jìn)行加密形成二次認(rèn)證數(shù)據(jù)發(fā)送給讀卡器；不相同則認(rèn)證失敗。
（5）讀卡器成功接收后將接收的二次驗(yàn)證信息利用隨機(jī)數(shù)B運(yùn)算產(chǎn)生的數(shù)據(jù)再一次發(fā)送給信息卡，并用公共密鑰解密，解析出隨機(jī)數(shù)A′并與之前的隨機(jī)數(shù)A對(duì)比，相同則認(rèn)證成功；否則認(rèn)證失敗。
結(jié)論
RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的新型認(rèn)證技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。作為身份認(rèn)證技術(shù)非常合適，以后會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用推廣。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊慶霞，劉哲.射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)趨勢(shì)與展望[J].學(xué)術(shù)理論與探索，2013（04）：23.
[2] 馮新亮，顧偉.解析無線射頻（RFID）技術(shù)[J].學(xué)術(shù)理論與探索，2012（06）：15.
【關(guān)鍵詞】射頻識(shí)別；電力；數(shù)據(jù)采集
引言
射頻識(shí)別技術(shù)是在20世紀(jì)40年代隨著雷達(dá)技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用而產(chǎn)生的，它通過無線射頻方式獲取物體的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別，無需與被識(shí)別物體直接接觸，即可完成信息的輸入和處理，能快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地采集和處理信息[1]。
電力作為一種重要的能源在社會(huì)生活和生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，絕大多數(shù)的家用電器和生產(chǎn)設(shè)備都依賴電力運(yùn)行。一旦電力設(shè)備出現(xiàn)故障或事故，輕則給一定區(qū)域內(nèi)人們的日常生活和生產(chǎn)帶來不便，重則使人們的生活和生產(chǎn)陷入癱瘓，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，所以有必要采取先進(jìn)的技術(shù)來保障電力設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行。
1.射頻識(shí)別技術(shù)在電力領(lǐng)域的應(yīng)用
射頻識(shí)別技術(shù)作為一項(xiàng)新的識(shí)別技術(shù)，具有其他以往識(shí)別技術(shù)所不具有的優(yōu)點(diǎn)，所以倍受科研人員的關(guān)注，并將其應(yīng)用于電力領(lǐng)域的各個(gè)方面，用以提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的可靠性。
1.1電力設(shè)備巡檢
電力設(shè)備由于長(zhǎng)期暴露在大自然之中，不僅承受正常機(jī)械載荷和電力負(fù)荷的作用，而且還經(jīng)受污穢、雷擊、強(qiáng)風(fēng)、鳥害等外力侵害。多種因素將會(huì)促使設(shè)備老化、疲勞、氧化和腐蝕，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除，就可能會(huì)發(fā)展成為各種故障，對(duì)電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定構(gòu)成威脅，所以有必要對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行巡檢。王越等[2]提出了一種能實(shí)時(shí)傳送巡檢數(shù)據(jù)的變電站巡檢方案，實(shí)施過程是將具有不同編號(hào)的RFID射頻標(biāo)簽安裝在需要巡檢的作業(yè)地點(diǎn)上，巡檢人員按系統(tǒng)生成的巡檢路線到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，巡檢人員手持內(nèi)置有RFID讀寫器模塊和GPRS通信模塊的便攜式數(shù)據(jù)采集器與作業(yè)點(diǎn)的RFID射頻標(biāo)簽通信，在PDA上即顯示出該區(qū)域下的對(duì)應(yīng)需要檢查的設(shè)備，巡檢人員可對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，并將檢查結(jié)果以簡(jiǎn)單的形式錄入PDA上的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，并將巡檢數(shù)據(jù)通過GPRS實(shí)時(shí)上傳至中心服務(wù)器。該系統(tǒng)有效地解決了人員到位困難和巡檢數(shù)據(jù)不及時(shí)等問題，實(shí)現(xiàn)了變電站巡檢管理的信息化和規(guī)范化。
1.2電力設(shè)備標(biāo)識(shí)化管理
楊勝春等[3]提出了一種利用射頻識(shí)別技術(shù)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力企業(yè)中人員和設(shè)備智能安全管理的新的解決方案。當(dāng)攜帶標(biāo)識(shí)卡的人員和機(jī)動(dòng)設(shè)備通過現(xiàn)場(chǎng)專用處理傳輸分站區(qū)域時(shí)，標(biāo)識(shí)卡立即發(fā)射出具有代表身份特征的射頻信號(hào)，經(jīng)目標(biāo)識(shí)別器接收并通過專用處理傳輸分站發(fā)送到管理中心站。使管理人員能及時(shí)準(zhǔn)確的查詢各種信息，方便作業(yè)人員和設(shè)備的調(diào)度與管理，提高和優(yōu)化電廠的整體管理水平。
1.3電力設(shè)備動(dòng)態(tài)缺陷管理
為了更好地利用電力設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和防止電力設(shè)備缺陷管理中的疏漏，張龍斌等[4]提出了基于RFID的電力設(shè)備動(dòng)態(tài)缺陷管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)中用RFID標(biāo)簽標(biāo)識(shí)設(shè)備，并隨著設(shè)備的使用逐漸產(chǎn)生動(dòng)態(tài)信息，從而在環(huán)境各異的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)檢修設(shè)備操作快捷、安全的目的。通過該系統(tǒng)的使用可以規(guī)范設(shè)備缺陷的管理，降低事故發(fā)生率。
1.4電力系統(tǒng)安全作業(yè)
電力系統(tǒng)具有設(shè)備種類繁多、操作項(xiàng)目繁雜、工作地點(diǎn)分布廣泛、工作條件不一的特點(diǎn),從而導(dǎo)致人為的錯(cuò)誤操作,惡性事故屢有發(fā)生,給生產(chǎn)和人們生活造成巨大危害,其社會(huì)影響、經(jīng)濟(jì)損失是難以計(jì)算的，為了防止對(duì)電力設(shè)備操作中的疏漏，袁瑤等[5]設(shè)計(jì)了一種用于確保電力系統(tǒng)作業(yè)安全的硬件防護(hù)裝置。結(jié)果通過USB接口輸入主計(jì)算機(jī)兩票系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)為軟、硬件結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)，采用RFID技術(shù)和J2EE架構(gòu)的有機(jī)結(jié)合，為電力兩票管理提供了高效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí)，RFID的非接觸、可同時(shí)讀多卡等特性，為系統(tǒng)管理環(huán)節(jié)提供安全、便捷、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的信息，從根本上降低事故發(fā)生率。
1.5防止竊電
竊電問題是各供電企業(yè)普遍面臨的問題，電力用戶點(diǎn)多面廣，涉及千家萬戶，計(jì)量裝置安裝分散，在竊電嚴(yán)重的地區(qū)需要投入大量的人力物力，對(duì)如何避免竊電關(guān)系到供電企業(yè)的切身利益和供電安全問題。李大勇等[6]提出了一種基于射頻技術(shù)的防竊電開箱記錄儀，該裝置包括安裝在電表箱內(nèi)部的具有存儲(chǔ)功能的電子鎖（基于無線射頻技術(shù)）、作為電子鎖鑰匙的射頻卡和布置在控制室的發(fā)卡機(jī)、控制中心服務(wù)器及相關(guān)的配套軟件。利用射頻卡可以實(shí)現(xiàn)無接觸開啟電表箱，電子鎖則記錄相應(yīng)的開箱時(shí)間、開箱方式、用戶信息。利用采集卡收集電子鎖存儲(chǔ)的開箱信息，上傳至控制中心服務(wù)器，可以對(duì)開箱記錄進(jìn)行查看，并且可以利用風(fēng)險(xiǎn)分析軟件對(duì)開箱數(shù)據(jù)處理，分析得到各個(gè)表箱存在的竊電風(fēng)險(xiǎn)程度，提醒工作人員采取相應(yīng)的措施。
2.結(jié)束語
射頻識(shí)別技術(shù)雖然在電力領(lǐng)域的各個(gè)方面得到了應(yīng)用，但仍處在起步階段，需要我們投入更多的精力對(duì)其進(jìn)行研究，以便解決其在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上的不統(tǒng)一及成本高等問題，利用射頻技術(shù)具有抗污染能力強(qiáng)、容量大及可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽等眾多的優(yōu)勢(shì)，來保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]黃玉蘭.物聯(lián)網(wǎng)、射頻識(shí)別（RFID）核心技術(shù)詳解(M).北京:人民郵電出版社.2010:13～20
[2]王越,麻賽軍.基于RFID的變電站巡檢系統(tǒng)[J].四川電力技術(shù),2010,33(2):77～79
[3]楊勝春,姚學(xué)武,文孝強(qiáng).基于RFID技術(shù)的電力企業(yè)人員及設(shè)備智能安全管理系統(tǒng)[J].東北電力大學(xué)學(xué)報(bào),2007,27(6):54～56
[4]張龍斌,袁瑤,趙夢(mèng)巖等.基于RFID的電力設(shè)備動(dòng)態(tài)缺陷管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào),2010,11(2):76～78
關(guān)鍵詞：rfid；rfid技術(shù)；rfid應(yīng)用
1 rfid技術(shù)概述
射頻識(shí)別（radio frequency identification，以下簡(jiǎn)稱rfid）亦稱電子標(biāo)簽、無線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)。rfid技術(shù)越來越受到人們的重視，在我國(guó)，rfid技術(shù)在工廠生產(chǎn)、鐵路運(yùn)營(yíng)、倉(cāng)儲(chǔ)物流、貴重品貿(mào)易、身份識(shí)別等領(lǐng)域得到長(zhǎng)足發(fā)展，已經(jīng)有相當(dāng)成熟的應(yīng)用。[4]
rfid技術(shù)的技術(shù)原理是利用感應(yīng)識(shí)別特定的電子標(biāo)簽（rfid tags）發(fā)出的無線電波特定頻段的能量，或由電子標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)，進(jìn)行非接觸式雙向通信，完成目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換目的的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，而不需要識(shí)別系統(tǒng)（一般是rfid閱讀器）與電子標(biāo)簽之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。[5] rfid技術(shù)可應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛，可以說，在物聯(lián)網(wǎng)的概念中，rfid技術(shù)被看作是繼互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信兩大技術(shù)之后的第三大技術(shù)。
rfid系統(tǒng)組成包括硬件和軟件。其中硬件主要包括電子標(biāo)簽、閱讀器（reader）、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；軟件主要包括應(yīng)用軟件、嵌入式軟件（又稱中間件）、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。
2 rfid和其他識(shí)別技術(shù)的比較
rfid技術(shù)和條形碼等其他識(shí)別技術(shù)相比，有以下幾個(gè)特點(diǎn)：遠(yuǎn)距離讀寫，存儲(chǔ)量大，可重復(fù)使用。使用壽命長(zhǎng)。可以同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽。形狀不受限制。耐環(huán)境變化，保養(yǎng)方便。數(shù)據(jù)安全。
3 rfid應(yīng)用時(shí)的制約因素
rfid技術(shù)目前尚在托盤標(biāo)簽而未達(dá)到單品標(biāo)簽的階段，原因之一就是成本。第二個(gè)制約因素是安全問題。第三個(gè)問題在于標(biāo)準(zhǔn)和頻段的不統(tǒng)一。
總而言之，由于受到技術(shù)水平和標(biāo)準(zhǔn)問題的限制，rfid技術(shù)目前尚在部分行業(yè)得以應(yīng)用，未能建立完整的產(chǎn)業(yè)鏈，而在超級(jí)市場(chǎng)等零售業(yè)界，更只是在實(shí)施試點(diǎn)項(xiàng)目，未能形成普遍的氣候。
4 rfid系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
rfid標(biāo)簽全面取代條形碼后，能帶來更多的便利、快捷、創(chuàng)新和利潤(rùn)。首先是能大大減少人工計(jì)費(fèi)的失誤，將現(xiàn)有的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)耗時(shí)減少1/2到2/3，減少商品非預(yù)期性損失等，能給顧客和零售商均帶來極大的便利。
5 現(xiàn)有條形碼系統(tǒng)存在的問題
1）條碼條形碼是"可視技術(shù)"，掃描器必須人為操作，只能接收它視野范圍內(nèi)的條碼條形碼。
2）條形碼的數(shù)據(jù)不能更改。
3）條形碼對(duì)完整性有較高要求。
4）條形碼只能識(shí)別生產(chǎn)者和產(chǎn)品，并不能辨認(rèn)具體的商品，
5）條形碼雖然只存儲(chǔ)了少量數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)卻是未經(jīng)過編碼的，識(shí)別碼是全球通用，因此數(shù)據(jù)保密性和安全性還是有一些欠缺。
而以上這種種問題，使用基于無線射頻識(shí)別（rfid）的超市購(gòu)物自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)則可以一一解決。
6 rfid技術(shù)的實(shí)現(xiàn)
根據(jù)前文所述可以通過設(shè)計(jì)rfid通道、閱讀器勘誤（中間層）和自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
1）rfid通道
rfid閱讀器通道，簡(jiǎn)稱rfid通道。它將閱讀器固定在收銀臺(tái)附近的三個(gè)位置，從不同的位置對(duì)購(gòu)物車進(jìn)行計(jì)費(fèi)。其設(shè)計(jì)如圖1所示。
2）閱讀器勘誤（中間層）
每個(gè)通道架設(shè)三臺(tái)閱讀器，分設(shè)左右兩邊，而位置亦是高中低三個(gè)位置，便于從不同角度來獲取rfid標(biāo)簽的信號(hào)。通過一個(gè)控制器使用tdma技術(shù)，控制三個(gè)閱讀器分時(shí)讀取購(gòu)物車上的rfid標(biāo)簽發(fā)出的經(jīng)過編碼的信息，一方面實(shí)現(xiàn)三個(gè)閱讀器在不同時(shí)間接收信號(hào)，以保證閱讀器不會(huì)互相干擾，另一方面實(shí)現(xiàn)防碰撞功能，即每個(gè)閱讀器可在短時(shí)間內(nèi)的不同時(shí)刻讀取不同rfid標(biāo)簽上的信息，使所以在范圍內(nèi)的商品rfid標(biāo)簽在通過通道的時(shí)候全被讀取。
3）自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)
自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)連接物聯(lián)網(wǎng)和超市內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫(kù)，待系統(tǒng)根據(jù)清單上各種商品的代碼連接數(shù)據(jù)庫(kù)建立帳單視圖并顯示到顯示屏中后，顧客可在顯示器屏幕上見到清單，并可選擇是將信用卡（銀聯(lián)卡）插入卡槽，還是在現(xiàn)金放置口中放入現(xiàn)金，進(jìn)行付費(fèi)。付費(fèi)完成后系統(tǒng)將控制通道末端的閘門開放，顧客可將購(gòu)物車推離通道，系統(tǒng)將自動(dòng)修改庫(kù)存相關(guān)信息。
7 rfid技術(shù)的應(yīng)用
進(jìn)入21世紀(jì)后更是因?yàn)槠涠ㄎ蛔粉櫦皵?shù)據(jù)交互方面的優(yōu)勢(shì)，rfid技術(shù)越來越受到人們的重視，在我國(guó)，rfid已經(jīng)在生產(chǎn)及包裝業(yè)、產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)中、配送中心、門禁管理中、產(chǎn)品防偽中、制造業(yè)中、生產(chǎn)物流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等廣泛應(yīng)用，相信在不久的將來rfid技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。
參考文獻(xiàn)：
[1] 馬宇.射頻ic卡及其讀寫器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[d].武漢:華中科技大學(xué),2005.
[2] 王國(guó)武.射頻識(shí)別（rfid）及其典型應(yīng)用[j].安微電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2005(5).
[3] shansunpu. rfid同其它識(shí)別系統(tǒng)的比較[eb/ol].[2007-12-05].hi.baidu.com/shangsu-npu/blog/item/28229df463de776dddc4742d.html/
[4] 大商圈網(wǎng). 中國(guó)rfid技術(shù)應(yīng)用加速進(jìn)入零售市場(chǎng)領(lǐng)域[eb/ol].[2007-08-30].html.bbspace.cn/html/news/20070830/251550.html.
[5] 李佳. 超市收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[d].撫州:東華理工大學(xué),2009.
[6] t博士研發(fā)團(tuán)隊(duì). rfid閱讀器的驅(qū)動(dòng)程序撰寫[eb/ol].[2005-8-31].rfidworld.com.cn- /jswk/news/2005831162315.htm.
[7] 劉欣,楊暉,嵇正華,隋國(guó)榮. 遠(yuǎn)距離rfid天線設(shè)計(jì)[j].儀表技術(shù),2005(5):82-83.
[8] 林明. 超市原來可以這樣逛[eb/ol].[2006-11-16].gmw.cn/content/2006-11/16/content_5- 08735.htm.
[9] 周祥,宋雪樺. 標(biāo)簽天線彎曲對(duì)射頻識(shí)別系統(tǒng)性能影響的研究[j].微波學(xué)報(bào),2005(21):96-100.
[10] it世界網(wǎng). ibm未來零售：商店從客廳開始[eb/ol].[2007-11-5].it.com.cn/f/market/0711-/5/502858.htm.
[11] 費(fèi)伊. 沃爾瑪2007年度rfid計(jì)劃再度擴(kuò)大戰(zhàn)果[eb/ol].[2006-7-11].rfidworld.- com.cn/news/2006711111964136.htm.
[12] 王勇. 我們選擇大型超市的理由[j].經(jīng)濟(jì)論壇,2007(22):86-88.
[13] 惠斐林. 零售業(yè)滲透時(shí)間表[eb/ol].[2008-03-16].80075.com/caizhengguanli- xue/20080316/210531-1.shtml.
組成部分有：
應(yīng)答器：由天線，耦合元件及芯片組成，一般來說都是用標(biāo)簽作為應(yīng)答器，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。閱讀器：由天線，耦合元件，芯片組成，讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式rfid讀寫器或固定式讀寫器。應(yīng)用軟件系統(tǒng) ：是應(yīng)用層軟件，主要是把收集的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，并為人們所使用。射頻識(shí)別技術(shù)，又稱無線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別技術(shù)射頻卡分類
引言
射頻識(shí)別技術(shù)(RFID，RadioFrequencyIdentification)實(shí)際上是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)(AEI，AutomaticEquipmentIdentification)在無線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展。該項(xiàng)技術(shù)的基本思想是，通過采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)各類物體或設(shè)備(人員、物品)在不同狀態(tài)(移動(dòng)、靜止或惡劣環(huán)境)下的自動(dòng)識(shí)別和管理。
目前，應(yīng)用最廣泛的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)大致可以分為光學(xué)技術(shù)和無線電技術(shù)兩個(gè)方面。本文主要介紹自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在無線電技術(shù)方面的應(yīng)用。
1射頻識(shí)別技術(shù)簡(jiǎn)介
20世紀(jì)80年代，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，射頻識(shí)別系統(tǒng)的體積大大縮小，使得射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化的階段，成為一種成熟的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。
射頻識(shí)別技術(shù)是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別目的并交換數(shù)據(jù)。它與同期或早期的接觸式識(shí)別技術(shù)不同。RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識(shí)別，因此它可在更廣泛的場(chǎng)合中應(yīng)用。
典型的射頻識(shí)別系統(tǒng)包括射頻卡和讀寫器兩部分。
射頻卡是將幾個(gè)主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲(chǔ)存識(shí)別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識(shí)別卡或貨物的標(biāo)識(shí)卡。卡封裝可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識(shí)別技術(shù)相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長(zhǎng)、適于惡劣環(huán)境、可識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。
在多數(shù)RFID系統(tǒng)中，讀寫器在一個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過這個(gè)區(qū)域時(shí)，在電磁波的激勵(lì)下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷。在這個(gè)電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)儲(chǔ)存。當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫器的數(shù)據(jù)。讀寫器接收到卡的數(shù)據(jù)后，解碼并進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)來決定數(shù)據(jù)的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)單的RFID產(chǎn)品就是一種非接觸的IC卡，而復(fù)雜的RFID產(chǎn)品能和外部傳感器接口連接來測(cè)量、記錄不同的參數(shù)，甚至可與GPS系統(tǒng)連接來跟蹤物體。
工作原理如圖1所示。
2射頻識(shí)別技術(shù)的分類
射頻識(shí)別技術(shù)主要按以下四種方式分類。
(1)工作頻率
根據(jù)工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統(tǒng)。①低頻系統(tǒng)一般指其工作頻率小于30MHz的系統(tǒng)。其基本特點(diǎn)是：射頻卡的成本較低、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強(qiáng)等。低頻系統(tǒng)多用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、動(dòng)物監(jiān)管、貨物跟蹤。②高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz的系統(tǒng)。高頻系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較大、閱讀距離較遠(yuǎn)(可達(dá)幾m~十幾m)、適應(yīng)物體高速運(yùn)動(dòng)性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強(qiáng)的方向性。高頻系統(tǒng)多應(yīng)用于需要較長(zhǎng)的讀寫距離和高的讀寫速度的場(chǎng)合，像火車監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)。
(2)射頻卡
根據(jù)射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間(常規(guī)為改寫所花費(fèi)的時(shí)間為s級(jí)，閱讀花費(fèi)的時(shí)間為ms級(jí))。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數(shù)據(jù)不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個(gè)唯一的號(hào)碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。
(3)射頻卡的有源與無源
射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)電池的能量、識(shí)別距離較長(zhǎng)，可達(dá)十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價(jià)格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發(fā)射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、很便宜，但它的發(fā)射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發(fā)射功率大。
(4)調(diào)制方式
根據(jù)調(diào)制方式的不同還可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。①主動(dòng)式的射頻卡用自身的射頻能量主動(dòng)地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。②被動(dòng)式的射頻卡，使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)。它必須利用讀寫器的載波調(diào)制自己的信號(hào)，適宜在門禁或交通的應(yīng)用中使用。因?yàn)樽x寫器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的射頻卡。
目前使用的多數(shù)系統(tǒng)中，一次只能讀寫一個(gè)射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個(gè)卡在讀寫區(qū)域內(nèi)。讀寫距離長(zhǎng)，射頻卡之間的距離就要大，應(yīng)用起來很不方便。現(xiàn)在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對(duì)于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個(gè)射頻卡進(jìn)入識(shí)別區(qū)域時(shí)信號(hào)互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統(tǒng)可以同時(shí)識(shí)別進(jìn)入識(shí)別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統(tǒng)的效率。
3國(guó)際射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
射頻識(shí)別技術(shù)在國(guó)外發(fā)展得很快。RFID產(chǎn)品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品。他們的產(chǎn)品各有特點(diǎn)，自成系列。射頻識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域。如澳大利亞將它的RFID產(chǎn)品用于澳機(jī)場(chǎng)旅客行李管理中并發(fā)揮了出色的作用；瑞士國(guó)家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，調(diào)度員可以實(shí)時(shí)掌握火車運(yùn)行情況，不僅利于管理，還大大減小了發(fā)生事故的可能性；德國(guó)BMW公司將射頻識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用在汽車生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過程控制中等。
據(jù)有關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，射頻識(shí)別產(chǎn)品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長(zhǎng)。由此可見，射頻識(shí)別技術(shù)具有廣闊的市場(chǎng)前景。
4射頻識(shí)別技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展
我國(guó)政府在1993年制定的金卡工程實(shí)施計(jì)劃，是一個(gè)旨在加速推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的重大國(guó)家級(jí)工程，由此各種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用十分迅猛。現(xiàn)在，射頻識(shí)別技術(shù)作為一種新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，也將在中國(guó)很快地普及。
目前，我國(guó)的射頻識(shí)別技術(shù)在下列幾種應(yīng)用中發(fā)展前景較好。當(dāng)然，這里僅僅羅列了射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的一部分。任何一種技術(shù)如果得到普及，都將會(huì)孕育一個(gè)龐大的市場(chǎng)。射頻識(shí)別將是未來一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
4.1安全防護(hù)領(lǐng)域
(1)門禁保安
將來的門禁保安系統(tǒng)均可應(yīng)用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護(hù)照等，目的都是識(shí)別人員身份、安全管理、收費(fèi)等等。好處是簡(jiǎn)化出入手續(xù)、提高工作效率、安全保護(hù)。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進(jìn)出入口有一臺(tái)讀寫器，人員出入時(shí)自動(dòng)識(shí)別身份，非法闖入會(huì)有報(bào)警。安全級(jí)別要求高的地方、還可以結(jié)合其它的識(shí)別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。
公司還可以用射頻卡保護(hù)和跟蹤財(cái)產(chǎn)。將射頻卡貼在物品上面，如計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、文件、復(fù)印機(jī)或其它實(shí)驗(yàn)室用品上。該射頻卡使得公司可以自動(dòng)跟蹤管理這些有價(jià)值的財(cái)產(chǎn)，可以跟蹤一個(gè)物品從某一建筑離開，或是用報(bào)警的方式限制物品離開某地。結(jié)合GPS系統(tǒng)利用射頻卡，還可以對(duì)貨柜車、貨艙等進(jìn)行有效跟蹤。
(2)汽車防盜
這是RFID較新的應(yīng)用。目前已經(jīng)開發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當(dāng)中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當(dāng)鑰匙插入到點(diǎn)火器中時(shí)，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發(fā)送來的特定信號(hào)，汽車的引擎將不會(huì)發(fā)動(dòng)。用這種電子驗(yàn)證的方法，汽車的中央計(jì)算機(jī)也就能容易防止短路點(diǎn)火。
另一種汽車防盜系統(tǒng)是，司機(jī)自己帶有一射頻卡，其發(fā)射范圍是在司機(jī)座椅45~55cm以內(nèi)，讀寫器安裝在座椅的背部。當(dāng)讀寫器讀取到有效的ID號(hào)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動(dòng)。該防盜系統(tǒng)還有另一強(qiáng)大功能：倘若司機(jī)離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關(guān)閉，這時(shí)讀寫器就需要讀取另一有效ID號(hào)；假如司機(jī)將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號(hào)，引擎就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)觸發(fā)報(bào)警裝置。
(3)電子物品監(jiān)視系統(tǒng)
電子物品監(jiān)視系統(tǒng)(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個(gè)系統(tǒng)包括貼在物體上的一個(gè)內(nèi)存容量?jī)H為1比特(即開或關(guān))的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時(shí)被激活。在激活狀態(tài)下，射頻卡接近掃描器時(shí)會(huì)被探測(cè)到，同時(shí)會(huì)報(bào)警。如果貨物被購(gòu)買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場(chǎng)來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統(tǒng)已被廣泛使用。據(jù)估計(jì)每年消耗60億套。
4.2商品生產(chǎn)銷售領(lǐng)域
(1)生產(chǎn)線自動(dòng)化
用RFID技術(shù)在生產(chǎn)流水線上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、監(jiān)視，提高生產(chǎn)率，改進(jìn)生產(chǎn)方式，節(jié)約了成本。舉個(gè)例子以說明在生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID技術(shù)的情況。
用于汽車裝配流水線。德國(guó)寶馬汽車公司在裝配流水線上應(yīng)用射頻卡，以盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產(chǎn)是基于用戶提出的要求式樣而生產(chǎn)的。用戶可以從上萬種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中，選定自己所需車的顏色、引擎型號(hào)和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個(gè)高度組織的、復(fù)雜的控制系統(tǒng)是很難完成這樣復(fù)雜的任務(wù)的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統(tǒng)，使用可重復(fù)使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細(xì)的要求，在每個(gè)工作點(diǎn)處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個(gè)流水線位置，能毫不出錯(cuò)地完成裝配任務(wù)。
(2)倉(cāng)儲(chǔ)管理
將RFID系統(tǒng)用于智能倉(cāng)庫(kù)貨物管理，能有效地解決與貨物流動(dòng)有關(guān)的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監(jiān)視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉(cāng)庫(kù)大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個(gè)貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)的中央計(jì)算機(jī)里，與該貨物有關(guān)的信息都能在計(jì)算機(jī)里查到。當(dāng)貨物出庫(kù)時(shí)，由另一讀寫器識(shí)別并告知中央計(jì)算它被放在哪個(gè)拖車上。這樣，管理中心可以實(shí)時(shí)地了解到已經(jīng)生產(chǎn)了多少產(chǎn)品和發(fā)送了多少產(chǎn)品。
(3)產(chǎn)品防偽
偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在防偽領(lǐng)域有它自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。防偽技術(shù)本身要求成本低，且難于偽造。射頻卡的成本就相對(duì)便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內(nèi)存，可以儲(chǔ)存、修改與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)，利于銷售商使用；體積十分小、便于產(chǎn)品封裝。像電腦、激光打印機(jī)、電視等產(chǎn)品上都可使用。
(4)RFID卡收費(fèi)
國(guó)外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國(guó)普遍采用現(xiàn)金交易。現(xiàn)金交易不方便也不安全，還容易出現(xiàn)稅收的漏洞。目前的收費(fèi)卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據(jù)市場(chǎng)。原因是在一些惡劣的環(huán)境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時(shí)，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費(fèi)。另外，還可同時(shí)識(shí)別幾張卡．并行收費(fèi)，如公共汽車上的電子月票。我國(guó)大城市的公共汽車異常擁擠、環(huán)境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。
4.3管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域
(1)畜牧管理
該領(lǐng)域的發(fā)展起步于賽馬的識(shí)別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動(dòng)物皮下。射頻卡大約10mm長(zhǎng)，內(nèi)有一個(gè)線圈，約1000圈的細(xì)線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識(shí)別發(fā)展到了標(biāo)識(shí)牲畜。牲畜的識(shí)別提供了現(xiàn)代化管理牧場(chǎng)的方法。
(2)運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)
在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時(shí)第一個(gè)出發(fā)的人同最后一個(gè)出發(fā)的人能相隔40分鐘。如果沒有一個(gè)精確的計(jì)時(shí)裝置，就會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。射頻卡應(yīng)用于馬拉松比賽中，運(yùn)動(dòng)員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點(diǎn)線處放置帶有微型天線的小墊片。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員越過此墊片時(shí)，計(jì)時(shí)系統(tǒng)便會(huì)接收運(yùn)動(dòng)員所帶的射頻卡發(fā)出的ID號(hào)，并記錄當(dāng)時(shí)的時(shí)間。這樣，每個(gè)運(yùn)動(dòng)員都會(huì)有自己的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，不會(huì)出現(xiàn)不公平競(jìng)爭(zhēng)的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設(shè)置這樣一個(gè)墊片，還可以很方便地記錄運(yùn)動(dòng)員在每個(gè)階段所用的時(shí)間。
RFID還可應(yīng)用于汽車大獎(jiǎng)賽上的精確計(jì)時(shí)。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當(dāng)賽車每越過一個(gè)天線時(shí)，賽車的ID號(hào)和時(shí)間就被記錄下來，并存儲(chǔ)到中央計(jì)算機(jī)內(nèi)。這樣到比賽結(jié)束時(shí)，每個(gè)參賽選手將會(huì)有一個(gè)準(zhǔn)確的結(jié)果。
4.4交通運(yùn)輸領(lǐng)域
(1)高速公路自動(dòng)收費(fèi)及交通管理
高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是射頻識(shí)別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。目前，中國(guó)的高速公路發(fā)展非常快，而高速公路收費(fèi)卻存在一些問題：一是在收費(fèi)站口，許多車輛要停車排隊(duì)，成為交通瓶頸問題；二是少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污路費(fèi)，使國(guó)家損失了相當(dāng)?shù)呢?cái)政收入。RFID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動(dòng)收費(fèi)上，能夠充分體現(xiàn)它非接觸識(shí)別的優(yōu)勢(shì)——讓車輛高速通過收費(fèi)站的同時(shí)自動(dòng)完成收費(fèi)，同時(shí)可以解決收費(fèi)員貪污路費(fèi)及交通擁堵的問題。利用射頻識(shí)別技術(shù)的不停車高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是將來的發(fā)展方向；人工收費(fèi)，包括IC卡的停車收費(fèi)方式，終將會(huì)被淘汰。預(yù)計(jì)在未來10年內(nèi)，高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)將有數(shù)十億元的需求。
在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強(qiáng)交通的指揮、控制、疏導(dǎo)，提高道路的利用率，深挖現(xiàn)有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術(shù)的交通管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實(shí)時(shí)跟蹤指示公共汽車到站時(shí)間及自動(dòng)顯示乘客信息，會(huì)給乘客帶來很大的方便。
(2)火車和貨運(yùn)集裝箱的識(shí)別
在火車運(yùn)營(yíng)中，使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢(shì)在于：火車是按既定路線運(yùn)行的，因此肯定要通過設(shè)定的讀寫器的地點(diǎn)。通過讀到的數(shù)據(jù)，能夠得到火車的身份、監(jiān)控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發(fā)生撞車事故，同時(shí)能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)讀出車廂側(cè)的條碼，現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實(shí)時(shí)信息及車廂內(nèi)裝的物品信息。
目前，射頻自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的安裝遍布全國(guó)14個(gè)鐵路局。2001年3月1日，鐵道部正式聯(lián)網(wǎng)啟用車次車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，為自備車企業(yè)、合資鐵路和地方鐵路實(shí)現(xiàn)信息化智能運(yùn)輸管理提供了重要良機(jī)。
關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別 電力 設(shè)備巡檢 數(shù)據(jù)采集
1、引言
電力設(shè)備巡檢是電力行業(yè)的日常工作，關(guān)系到電力系統(tǒng)能否安全、可靠的運(yùn)行，直接影響到一定區(qū)域人們的生活和生產(chǎn)，而傳統(tǒng)的采用人工巡檢、手工紙介質(zhì)記錄的巡檢方法存在很多人為因素，且不便于查詢、管理。
本文總結(jié)了采用RFID技術(shù)在電力方面的應(yīng)用，并了解了射頻識(shí)別技術(shù)在非電行業(yè)的應(yīng)用，借鑒其經(jīng)驗(yàn)，以便能更好的用于電力系統(tǒng)。
2、RFID在電力行業(yè)中的應(yīng)用
隨著社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)代化程度的不斷提高，電力已經(jīng)作為一種重要的能源在社會(huì)生活和生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，絕大多數(shù)的家用電器和生產(chǎn)設(shè)備都依賴電力運(yùn)行。一旦電力設(shè)備出現(xiàn)故障和事故，輕則給一定區(qū)域內(nèi)人們的日常生活和生產(chǎn)帶來不便，重則使人們的生活和生產(chǎn)陷入癱瘓，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以有必要采取先進(jìn)的技術(shù)來保障電力設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行。
2.1 RFID技術(shù)在電力設(shè)備巡檢中的應(yīng)用
柯偉提出了一種結(jié)合射頻識(shí)別技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息管理技術(shù)的巡檢作業(yè)管理方法。巡檢系統(tǒng)由需要巡檢的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及射頻標(biāo)簽、便攜式數(shù)據(jù)采集器（掌上電腦+識(shí)讀器）和管理數(shù)據(jù)的設(shè)備巡檢系統(tǒng)等組成，通過無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提高了電力設(shè)備巡檢的效率和質(zhì)量。具體流程是在巡檢員出巡時(shí)，巡檢記錄儀讀取射頻標(biāo)簽的ID號(hào)，并將巡檢點(diǎn)的卡號(hào)和到達(dá)巡檢點(diǎn)的時(shí)間信息一并保存在設(shè)備中。
王越等提出了一種能實(shí)時(shí)傳送巡檢數(shù)據(jù)的變電站巡檢方案，該方案采用內(nèi)置有RFID讀寫器和GPRS模塊的便攜式數(shù)據(jù)采集器，當(dāng)巡檢人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查時(shí)，將檢查結(jié)果以簡(jiǎn)單的形式錄入數(shù)據(jù)采集器內(nèi)的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，并將巡檢數(shù)據(jù)通過GPRS實(shí)時(shí)上傳至中心服務(wù)器。
2.2 電力設(shè)備標(biāo)識(shí)化管理
楊孝華等闡述了RFID技術(shù)在電纜管道中的應(yīng)用方案，該系統(tǒng)包括地標(biāo)信息點(diǎn)、手持定位讀寫設(shè)備、管線管理系統(tǒng)和管線GIS系統(tǒng)四部分。將與相應(yīng)的管線資料（如施工時(shí)間、位置、閥門數(shù)量、口徑和控制方向等信息）對(duì)應(yīng)的特制無源電子標(biāo)簽埋在需要定位的管線附近，當(dāng)需要定位特定管線時(shí)，通過手持定位讀寫設(shè)備讀取地標(biāo)信息點(diǎn)的ID碼，同時(shí)顯示被定位設(shè)備的相關(guān)信息。
2.3 電力監(jiān)測(cè)
韓磊介紹了利用RFID技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理技術(shù)開發(fā)的一種電力物資管理的新途徑。工作人員每次對(duì)桿塔進(jìn)行維護(hù)后，用隨身攜帶的手持式讀寫器把相關(guān)維護(hù)信息寫入標(biāo)簽。按期指派直升飛機(jī)對(duì)桿塔進(jìn)行巡檢，尤其是在發(fā)生雪災(zāi)等重大災(zāi)情后陸地狀況十分惡劣時(shí)，空中監(jiān)測(cè)是必然措施，飛機(jī)上的閱讀器對(duì)桿塔進(jìn)行身份識(shí)別，取得電線桿塔的具體信息，返回后通常閱讀器與電腦相連，所讀取的標(biāo)簽信息被傳送到計(jì)算機(jī)管理中心進(jìn)行下一步處理。
2.4 電力設(shè)備動(dòng)態(tài)缺陷管理
張龍斌等提出了基于RFID的電力設(shè)備動(dòng)態(tài)缺陷管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)中用RFID標(biāo)簽標(biāo)識(shí)設(shè)備，并隨著設(shè)備的使用逐漸產(chǎn)生動(dòng)態(tài)信息，從而在環(huán)境各異的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)檢修設(shè)備操作快捷、安全的目的。
3、RFID技術(shù)在其他行業(yè)的應(yīng)用
3.1 礦產(chǎn)領(lǐng)域
李雪連等介紹了利用射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)出的煤礦安全生產(chǎn)可視化監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)將射頻標(biāo)簽安裝在移動(dòng)的載體（人或機(jī)車）上，閱讀器安裝在固定的載體（井下坑道、作業(yè)面的交叉道口等）上，閱讀器及各種傳感器或基站聯(lián)至井上 GIS 可視監(jiān)控平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)車和人員的可視化定位跟蹤管理，并可對(duì)各種危險(xiǎn)因素的狀態(tài)及發(fā)展變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析、預(yù)警，實(shí)現(xiàn)有效的礦井安全管理、災(zāi)害預(yù)警及搶險(xiǎn)救災(zāi)。
3.2 產(chǎn)品質(zhì)量追溯
施亮等提出了采用瀏覽器/服務(wù)器模式的結(jié)構(gòu)體系，采用RFID技術(shù)構(gòu)建的肉牛養(yǎng)殖可追溯系統(tǒng)。肉牛入場(chǎng)時(shí)，飼養(yǎng)員將根據(jù)每頭牛的初始信息，使用固定讀寫器統(tǒng)一對(duì)牛耳標(biāo)（射頻標(biāo)簽）寫入信息（如按系統(tǒng)預(yù)設(shè)自動(dòng)生成的肉牛唯一標(biāo)識(shí)號(hào)、肉牛的原產(chǎn)地信息、免疫信息和治療記錄等肉牛個(gè)體信息）。
3.3 資產(chǎn)管理
劉芳等提出了將RFID技術(shù)運(yùn)用于設(shè)備管理的方案，主要由電子標(biāo)簽、固定式閱讀器、手持式閱讀器、計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件系統(tǒng)四部分組成。把射頻標(biāo)簽安裝在設(shè)備的表面或內(nèi)部，當(dāng)設(shè)備進(jìn)入閱讀器天線識(shí)別范圍內(nèi)時(shí)，即固定式閱讀器或手持式閱讀器自動(dòng)以無接觸的方式讀取標(biāo)簽中的設(shè)備信息，通過網(wǎng)絡(luò)將設(shè)備信息上傳至設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行處理。
4、結(jié)語
RFID技術(shù)在電力行業(yè)中主要用在設(shè)備的巡檢方面，而在其他方面的應(yīng)用則相對(duì)薄弱，因此有必要借鑒RFID技術(shù)在其他行業(yè)中應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn)，如利用固定式閱讀器和移動(dòng)式閱讀器相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)人員、車輛等移動(dòng)物體的定位；還可以為電力設(shè)備建立電子檔案，這樣不僅方便設(shè)備的管理，也可以為設(shè)備質(zhì)量的追溯提供資料；采用現(xiàn)在非常流行的瀏覽器/服務(wù)器模式可以及時(shí)更新數(shù)據(jù)，并且可以方面管理人員查看相關(guān)信息等等。這樣RFID技術(shù)在電力方面的應(yīng)用將得到進(jìn)一步的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]郭碧翔，郭凱軍，孫偉紅.基于PDA的變電智能巡視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電氣技術(shù)，2009（4）：69-71.
[2]黃玉蘭.物聯(lián)網(wǎng)、射頻識(shí)別（RFID）核心技術(shù)詳解[M].北京：人民郵電出版社，2010：13-20.
[3]柯偉.基于RFID的電力企業(yè)巡檢管理的應(yīng)用研究[J].科技信息，2009 （3）：708-709.
【關(guān)鍵詞】射頻識(shí)別 NFC SIMpass RF-SIM eNFC
1 引言
手機(jī)支付,即通過手機(jī)實(shí)現(xiàn)付款的交易方式。根據(jù)用戶使用場(chǎng)景的不同,手機(jī)支付分為手機(jī)遠(yuǎn)程支付和手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)刷卡支付。遠(yuǎn)程支付指通過WEB、WAP、SMS、IVR等方式接入實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的交易過程;現(xiàn)場(chǎng)刷卡支付指用戶將手機(jī)貼近支付的POS機(jī)(銷售受理終端),即可實(shí)現(xiàn)快捷的交易支付。
遠(yuǎn)程支付的技術(shù)實(shí)現(xiàn)比較成熟,業(yè)務(wù)形態(tài)靈活多樣,目前已具備一定的市場(chǎng)交易規(guī)模。然而,遠(yuǎn)程支付限于交易時(shí)間和交易地點(diǎn)的約束,決定了它無法取代傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)交易方式,未來手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)刷卡支付將融遠(yuǎn)程支付的便捷性于傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)交易場(chǎng)景中,并逐漸取代傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)支付形式。現(xiàn)場(chǎng)刷卡支付的市場(chǎng)潛力深不可測(cè),已成為全球運(yùn)營(yíng)商、銀行、商家和用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。
現(xiàn)場(chǎng)刷卡支付的技術(shù)實(shí)現(xiàn)包括紅外線、藍(lán)牙、射頻識(shí)別三種方式,藍(lán)牙需要用戶主動(dòng)地開啟設(shè)備,紅外線需要用戶對(duì)準(zhǔn)視角,操作流程復(fù)雜不易用,基于射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)刷卡支付在易用性、安全性、可靠性等方面都優(yōu)于前兩者,成為當(dāng)前手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)刷卡支付的主要實(shí)現(xiàn)方式。本文將重點(diǎn)就RFID實(shí)現(xiàn)手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)刷卡支付的解決方案進(jìn)行分析。
2 手機(jī)刷卡支付現(xiàn)狀
2.1 國(guó)外
目前手機(jī)刷卡支付處于領(lǐng)先地位的是日本,通過配置了支付功能的手機(jī)終端就可以進(jìn)行機(jī)場(chǎng)登機(jī)驗(yàn)證、門禁、交通一卡通、各種支付卡等服務(wù)。2008年,日本手機(jī)支付用戶占總?cè)丝诘?8.5%,手機(jī)支付市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到47.3億元人民幣。
韓國(guó)在手機(jī)刷卡支付方面僅次于日本。2003年,韓國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商開通基于紅外技術(shù)的移動(dòng)支付業(yè)務(wù);2006年,韓國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商通過與銀行合作來開展基于射頻識(shí)別技術(shù)的手機(jī)刷卡支付業(yè)務(wù);2009年一年,手機(jī)支付交易額已達(dá)到1.8萬億韓元。
在歐洲,2007年底英國(guó)的O2與信用卡發(fā)行商Barclaycard、諾基亞和VisaEurope等合作推出手機(jī)錢包業(yè)務(wù),主要用于乘坐公共交通工具、買報(bào)紙時(shí)的小額支付。
2.2 國(guó)內(nèi)
2008年初,中國(guó)移動(dòng)選定湖南、重慶、廣州進(jìn)行了手機(jī)刷卡支付業(yè)務(wù)的試點(diǎn),在2010年2月正式推出通過現(xiàn)場(chǎng)手機(jī)刷卡實(shí)現(xiàn)支付的手機(jī)錢包業(yè)務(wù)。
中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信也積極跟進(jìn),并于2009年在上海等地試點(diǎn)手機(jī)刷卡支付業(yè)務(wù)。2010年3月,中國(guó)電信在福建、廣東等省份正式開展、運(yùn)作手機(jī)刷卡支付業(yè)務(wù)。
3 實(shí)現(xiàn)原理
射頻識(shí)別系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、讀寫器、天線組成,具體結(jié)構(gòu)如圖1:
圖1 RFID系統(tǒng)基本工作原理圖
電子標(biāo)簽由耦合元件和芯片組成,具有惟一的電子編碼,根據(jù)工作模式的不同分為無源標(biāo)簽和有源標(biāo)簽。無源標(biāo)簽通過讀寫器的電磁場(chǎng)感應(yīng)獲取能量(通過天線產(chǎn)生感應(yīng)電壓對(duì)存儲(chǔ)電容充電),當(dāng)電能積累到一定程度后標(biāo)簽芯片開始工作;有源標(biāo)簽通過電池提供能量,在電池更換前一直通過設(shè)定頻段向外發(fā)送信息。
讀寫器是用于讀取或?qū)懭霕?biāo)簽信息的設(shè)備,可通過無接觸方式讀取并識(shí)別在有效感應(yīng)距離內(nèi)的電子標(biāo)簽中所保存的數(shù)據(jù),并根據(jù)設(shè)計(jì)的應(yīng)用指令將所讀取的數(shù)據(jù)信息傳送到電腦或服務(wù)器側(cè)請(qǐng)求處理。
4 解決方案
目前,非接觸刷卡方式的手機(jī)支付實(shí)現(xiàn)方案主要有三種:SIMpass、RF-SIM和eNFC技術(shù)。
4.1 SIMpass方案
SIMpass是一種基于雙界面技術(shù)的解決方案,將傳統(tǒng)的接觸式SIM卡和支持非接觸式支付的射頻卡封裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)形狀的卡片中。其中,SIMpass的接觸接口符合ISO 7816標(biāo)準(zhǔn),非接觸接口符合ISO 14443標(biāo)準(zhǔn)。
SIMpass的非接觸式采用13.56MHz頻率,由于頻率較低,不利于天線的小型化設(shè)計(jì),射頻天線必須使用外置:一種是采用外置線圈(天線)方式,具體由平面天線線圈、延長(zhǎng)柄、觸點(diǎn)組成。該方案成本低廉,但不能應(yīng)用于后蓋與電池一體的手機(jī)終端。一種是采用修改手機(jī)終端硬件方式,在手機(jī)上增加射頻天線,實(shí)現(xiàn)天線與手機(jī)的一體化。第一種天線連接方案成本小,線圈易損壞,硬件連接不穩(wěn)定,可靠性較差;第二種天線連接方案成本大,硬件穩(wěn)定性、可靠性相對(duì)第一種方案有所改善。
4.2 NFC方案
NFC技術(shù)是由Philips、Nokia和Sony主推的一種融合了非接觸式射頻識(shí)別及互聯(lián)技術(shù)的近距離無線通信技術(shù)。NFC技術(shù)基于ISO/IEC18092、ISO/IEC2148,同時(shí)又兼容ISO14443A標(biāo)準(zhǔn)。
NFC主要由三部分組成: NFC控制器、天線和安全單元。根據(jù)應(yīng)用需求的不同,安全單元具體可以通過SIM卡、SD卡或其它卡片來承載實(shí)現(xiàn)。
圖2 NFC方案原理結(jié)構(gòu)圖
(1)安全芯片采用SD智能卡的解決方案
SD卡本身屬于存儲(chǔ)卡范圍,該解決方案中,需要在SD卡中內(nèi)嵌安全模塊(類似智能卡的安全芯片等),實(shí)現(xiàn)對(duì)SD卡上的應(yīng)用的管理。傳統(tǒng)的SD存儲(chǔ)卡里,SD控制芯片只連接閃存,無法再外接一個(gè)安全模塊;該解決方案需要重新設(shè)計(jì)SD卡,使得SD安全控制器可以同時(shí)連接閃存模塊和安全模塊,實(shí)現(xiàn)同步的讀寫訪問。
(2)安全芯片采用SIM卡的解決方案
基于SIM卡的NFC實(shí)現(xiàn)方案迎合了電信運(yùn)營(yíng)商的需求,但是當(dāng)通過SIM卡的C4、C8 兩個(gè)引腳實(shí)現(xiàn)SIM卡與NFC控制器的連接時(shí),會(huì)出現(xiàn)與SIMpass技術(shù)相同的顧慮,不利于長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
(3)安全芯片采用增強(qiáng)型NFC(eNFC)的解決方案
由Gemalto公司提出的基于C6引腳的單線連接方案(SWP)解決了SIM卡與NFC控制器連接的C4、C8管腳占用問題。SIM卡最先使用的非揮發(fā)存儲(chǔ)器EEPROM,擦除和寫入都需要較高的編程電壓(通常在12V～20V),通過C6引腳引入該編程電壓。隨著半導(dǎo)體工藝和芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)有的SIM卡都采用芯片內(nèi)部自帶電荷泵電路,由VCC電源泵出非揮發(fā)存儲(chǔ)器需要的編程高壓,所以VPP 的電壓已經(jīng)不再需要由外部加入C6管腳引入。該解決方案被稱為增強(qiáng)型NFC技術(shù)(eNFC)。
4.3 RF-SIM方案
RF-SIM卡是雙界面智能卡(RFID卡和SIM卡)技術(shù)向手機(jī)領(lǐng)域滲透的產(chǎn)品,是一種新的手機(jī)SIM卡。RF-SIM卡將普通SIM卡的移動(dòng)通信功能模塊、微型射頻模塊集成在一起,工作頻率是2.4GHz,高頻段波長(zhǎng)短,利于小型化,可通過內(nèi)置的天線與外部設(shè)備通訊,通信距離可在10cm～500cm之間自動(dòng)調(diào)整。
RF-SIM卡是一種有源標(biāo)簽,標(biāo)簽工作時(shí)需要由電池提供能量,并定時(shí)主動(dòng)以一定的頻率向外發(fā)送信息;當(dāng)電池沒電時(shí),標(biāo)簽不能進(jìn)行正常工作。
4.4 對(duì)比分析
衡量RFID系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)包括:工作距離,讀寫速度,穩(wěn)定性和可靠性,成本和兼容性。這些性能指標(biāo)與通信協(xié)議、射頻選擇、天線和電磁特性、射頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)和物理實(shí)現(xiàn)等因素有直接關(guān)系,手機(jī)支付的手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)刷卡方式實(shí)現(xiàn)需要綜合考慮以上因素,表1將主要從這些方面就各種解決方案進(jìn)行對(duì)比分析:
由表1可知,
(1)SIMpass方案占用了規(guī)劃為大容量SIM卡高速接口的C4、C8管腳,與SIM卡的未來發(fā)展沖突,從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看,SIMpass方案不適合發(fā)展。
讀寫速度的快慢影響手機(jī)刷卡支付的交易處理時(shí)間,速度越高,交互時(shí)間越短,安全性和可靠性越高。從這個(gè)角度看,SIMpass方案表現(xiàn)較差。
SIMpass簡(jiǎn)易天線方案成本最小,短期推廣最容易;但是簡(jiǎn)易天線在穩(wěn)定性方面較差,用戶拆后蓋換電池操作可能會(huì)使得天線折斷,影響正常使用。考慮因此產(chǎn)生的投訴和用戶抵觸情緒對(duì)推廣帶來的影響,不建議采用該方案。
SIMpass改造終端方案需要定制手機(jī)終端,成本與eNFC方案接近。
鑒于此,不建議采用SIMpass方案。
(2)目前RF-SIM方案成本小,看似最理想的方案,其實(shí)并非如此。
工作距離是射頻系統(tǒng)的最重要的因素。對(duì)手機(jī)刷卡支付來說,感應(yīng)距離越短,越能保證數(shù)據(jù)在交互中的安全和可靠。而影響感應(yīng)距離的主要因素是標(biāo)簽的工作頻段,從這個(gè)角度看,RF-SIM方案不適合手機(jī)刷卡支付的場(chǎng)景需求。
RF-SIM方案通過控制信號(hào)強(qiáng)度、利用輻射信號(hào)不一致的特性結(jié)合陣列天線和圖譜識(shí)別等技術(shù)將工作距離控制在5cm內(nèi),信號(hào)的不穩(wěn)定會(huì)給支付過程帶來影響。
2.4GHz屬于全球通用頻段,支持藍(lán)牙、WiFi、Zigbee、UWB等設(shè)備,甚至微波爐等都會(huì)對(duì)RF-SIM卡與讀寫器的交互產(chǎn)生干擾。
RF-SIM方案在兼容性上表現(xiàn)較差,目前銀行、銀聯(lián)都采用13.56MHz,POS機(jī)不兼容。雖然可以通過改良使得POS機(jī)同時(shí)支持兩個(gè)工作頻段,但這種方法需要不停地校正頻點(diǎn)。
RF-SIM采用主動(dòng)供電模式,即當(dāng)手機(jī)電池沒電時(shí),射頻功能不能正常使用,影響用戶的便捷和安全方面的刷卡支付體驗(yàn);另外,在VCC電壓為3.3V、時(shí)鐘頻率為4MHz條件下,RF-SIM卡在工作狀態(tài)時(shí)消耗的電流是18mA,對(duì)用戶的手機(jī)正常待機(jī)使用有影響。
鑒于此,不建議采用RF-SIM方案。
(3)NFC方案中,NFC-SIM卡方案存在C4、C8管腳占用問題,不建議選用;從業(yè)推廣維度看,eNFC方案比NFC-SD卡方案更適合。
NFC-SD卡方案的SD卡需要專門設(shè)計(jì),成本較高。
eNFC方案可以借助SIM卡空中下載渠道實(shí)現(xiàn)空中圈存功能。
銀聯(lián)直接找手機(jī)終端廠商談合作策略要比運(yùn)營(yíng)商去談難一些,運(yùn)營(yíng)商獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)地位是銀聯(lián)所不能取代的:
――運(yùn)營(yíng)商可以通過定制終端的方式和手機(jī)終端廠商合作,兩者之間的資源比較互補(bǔ),所以容易實(shí)現(xiàn)雙贏;
――定制終端的合作可以使運(yùn)營(yíng)商加大對(duì)用戶手機(jī)終端的管控,可以更方便開展各種與手機(jī)終端關(guān)系比較密切的業(yè)務(wù),如合約購(gòu)機(jī)等。
綜上所述,手機(jī)刷卡支付的最理想解決方案是基于eNFC的方案。
5 應(yīng)用條件
(1)用戶手機(jī)更換頻率
手機(jī)刷卡支付業(yè)務(wù)涉及到的產(chǎn)業(yè)鏈比較長(zhǎng),產(chǎn)業(yè)鏈的成熟需要一個(gè)較長(zhǎng)的過程。從圖3可以看出,目前市場(chǎng)上用戶手機(jī)終端更換比較頻繁,相對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的成熟時(shí)間來說,更換周期不算太長(zhǎng)。
圖3 用戶手機(jī)更換頻率分析
(2)手機(jī)終端支持情況
2009年,諾基亞了6216c等5款支持NFC功能的手機(jī),這表示手機(jī)終端廠商在跟進(jìn)手機(jī)刷卡支付業(yè)務(wù),在手機(jī)終端技術(shù)方面可以對(duì)NFC功能和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行支撐。
目前市場(chǎng)上試商用的NFC手機(jī)有十幾款(實(shí)際已達(dá)到商用標(biāo)準(zhǔn)),包括三星、摩托、LG、諾基亞、中興等,預(yù)計(jì)各手機(jī)廠商將陸續(xù)推出更多商用的NFC手機(jī)。
(3)POS受理環(huán)境
截至2009年第三季度末,銀行卡跨行支付系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)商戶147.3萬戶,聯(lián)網(wǎng)POS機(jī)具227.3萬臺(tái)。這些POS機(jī)只需稍作改良即可供手機(jī)刷卡支付使用。從一定程度上說,市場(chǎng)已經(jīng)為手機(jī)刷卡支付造就了一個(gè)天然的POS受理環(huán)境。
6 結(jié)束語
本文通過對(duì)各種解決方案的對(duì)比分析,充分考慮了目前中國(guó)市場(chǎng)環(huán)境和產(chǎn)業(yè)鏈特點(diǎn),建議手機(jī)刷卡支付業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)采用eNFC方案。該業(yè)務(wù)的推廣和成熟離不開銀聯(lián)/銀行與運(yùn)營(yíng)商的合作,一方做POS機(jī)的改良和合作,一方做SIM卡與手機(jī)終端的改良和合作,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),共同搭建并維護(hù)手機(jī)刷卡支付業(yè)務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈,推動(dòng)中國(guó)手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)刷卡支付業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]ISO/IEC 14443-1:2008. Identification cards-Contactless integrated circuit cards-Proximity cards-Part 1: Physical characteristics[S]. 2008.
[2]ISO/IEC 18092:2004. Information technology-Telecommunications and information exchange between systems-Near Field Communication-Interface and Protocol(NFCIP-1)[S]. 2004.
[3]中國(guó)人民銀行. JR/T 0025.8-2005. 中國(guó)金融集成電路(IC)卡規(guī)范第8部分:與應(yīng)用無關(guān)的非接觸式規(guī)范[S]. 2005.
[4]石亦欣,李蔚. NFC芯片與SIM卡連接的方案研究[J]. 中國(guó)集成電路,2007(7).
[5]艾瑞智慧. 手機(jī)支付發(fā)展環(huán)境分析[EB/OL]. /Zt/114345.shtml.
【作者簡(jiǎn)介】
無線射頻識(shí)別技術(shù)，英文全稱為Radio Frequency Identification，簡(jiǎn)稱為RFID，俗稱電子標(biāo)簽，是非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)各類物體或設(shè)備在不同狀態(tài)下的自動(dòng)識(shí)別和管理。
最簡(jiǎn)單的無線射頻識(shí)別系統(tǒng)是由標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）和天線（Antenna）三部分組成，實(shí)際應(yīng)用中還需要其它硬件和軟件的支持。
無線射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作原理是一個(gè)帶有芯片的小標(biāo)簽，被安裝在一個(gè)微型天線上，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)，閱讀器讀取信息關(guān)解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的處理。
無線射頻識(shí)別技術(shù)并不是最近才出現(xiàn)的新技術(shù)，在第二次世界大戰(zhàn)中這項(xiàng)技術(shù)就被應(yīng)用于區(qū)分聯(lián)軍和納粹飛機(jī)的敵我辨識(shí)系統(tǒng)中。之后，這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于野生動(dòng)物跟蹤、公路、鐵路收費(fèi)等有限的領(lǐng)域里，因此鮮為人知。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，物流業(yè)的興起和發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)才從幕后走向了臺(tái)前，尤其是全球最大的零售商沃爾瑪公司在2004年宣布，其全球前100家供應(yīng)商必須在集裝箱托盤上使用這種電子標(biāo)簽；麥德龍、塔斯科為代表的跨國(guó)零售企業(yè)也在2005年開始掀起觸及零售物流業(yè)供應(yīng)鏈的熱潮。
目前，在國(guó)外，無線射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)展迅速，特別是在美國(guó)、歐洲各國(guó)、新加坡、日本等地，這項(xiàng)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于物流管理、生產(chǎn)流水線自動(dòng)化、高速公路自動(dòng)收費(fèi)、證件防偽、貨物和危險(xiǎn)品追蹤管理監(jiān)控、金融交易、倉(cāng)儲(chǔ)管理、車輛防盜、醫(yī)療照顧等等領(lǐng)域，甚至臺(tái)灣把其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)科技中，像蝴蝶蘭生產(chǎn)管理、雞只生產(chǎn)管理、豬只個(gè)體識(shí)別、花卉拍賣市場(chǎng)等等，來提升其產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。在北京舉辦的奧運(yùn)會(huì)，也采用了這項(xiàng)技術(shù)，在門票中使用了電子標(biāo)簽，進(jìn)行身份的認(rèn)定和門票的防偽。
隨著通信、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，無線射頻識(shí)別技術(shù)開始在全球的圖書館中逐漸采用。
2 無線射頻識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)與圖書館智能化管理系統(tǒng)
2.1 無線射頻識(shí)別技術(shù)特點(diǎn)
在圖書館的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)工作中，條形碼識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)，在讀者證件的管理（識(shí)別、使用）、各種文獻(xiàn)的管理（典藏、流通）等方面都有廣泛的應(yīng)用。在新技術(shù)使用之前，由于條形碼技術(shù)成熟，價(jià)格低廉，在圖書館各項(xiàng)工作中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。但是在多年的使用過程中也顯露出條形碼技術(shù)的局限性，如易磨損，需要經(jīng)常更換；稍有皺折或破損易拒讀；信息存儲(chǔ)容易少；僅能單一識(shí)別，需在數(shù)據(jù)庫(kù)的輔助下，才能得到相關(guān)信息；要求近距離接觸；易偽造；最關(guān)鍵的是條形碼是“可視技術(shù)”，掃描儀是在人的指導(dǎo)下工作，只能接收它視野范圍內(nèi)的條形碼等等。
無線射頻識(shí)別技術(shù)則是給圖書館各項(xiàng)業(yè)務(wù)工作帶來新的契機(jī)和創(chuàng)新。以無線射頻識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)的電子標(biāo)簽具有條形碼所不具備的優(yōu)勢(shì)：可以防水、防磁、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)，能在惡劣環(huán)境下工作、讀取范圍大距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、信息可以多次更改、能夠同時(shí)處理多個(gè)標(biāo)簽、可加密、安全性更高、能夠嵌入或附著在不同形狀、類型的物品上甚至可以對(duì)標(biāo)簽附著物進(jìn)行追蹤定位等等，它與條形碼技術(shù)最大的區(qū)別就在于不要求看見目標(biāo)，只要在讀寫器的作用范圍內(nèi)就可以讀取標(biāo)簽。
2.2 應(yīng)用無線射頻識(shí)別技術(shù)的圖書館智能化管理系統(tǒng)
無線射頻識(shí)別技術(shù)在圖書館的使用，使文獻(xiàn)加工系統(tǒng)、文獻(xiàn)自助借還系統(tǒng)、館藏清點(diǎn)系統(tǒng)、文獻(xiàn)自動(dòng)分撿系統(tǒng)等等成為可能，從而帶動(dòng)了圖書館所有業(yè)務(wù)工作的改變，使圖書館管理系統(tǒng)更加人性化、智能化。圖書館的各類文獻(xiàn)要實(shí)現(xiàn)智能化管理涉及讀者、文獻(xiàn)、館藏方位三個(gè)因素。如何快速準(zhǔn)確地幫助讀者找到所需要的文獻(xiàn)；如何在數(shù)量龐大的書海中確定文獻(xiàn)的正確館藏位置；如何讓亂架的文獻(xiàn)回歸原來位置等等問題在以前技術(shù)條件下簡(jiǎn)直就是不可能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)，而有了無線射頻識(shí)別系統(tǒng)，這些問題可以迎刃而解。圖書館無線射頻識(shí)別系統(tǒng)只要通過無線射頻識(shí)別讀者證、無線射頻識(shí)別文獻(xiàn)標(biāo)簽、無線射頻識(shí)別書架標(biāo)簽這三者采用同頻的電子芯片，通過相關(guān)設(shè)備進(jìn)行處理，就能實(shí)現(xiàn)三者的一體化智能管理
2.2.1 對(duì)讀者來說，借閱過程更精簡(jiǎn)、快捷，服務(wù)功能更全面
利用無線射頻技術(shù)大大提高圖書的流通處理速度、圖書借閱率。依據(jù)無線射頻技術(shù)開發(fā)出的自助借還書系統(tǒng)可提供讀者自行進(jìn)行借還書操作，不再需要館員，只要通過RFID借閱證，就可以自行刷卡進(jìn)入無人服務(wù)的借閱區(qū)，并自助完成借還書的程序，從而避免了流通柜臺(tái)的擁擠與排隊(duì)，也在一定程度上保護(hù)了讀者的個(gè)人隱私。自動(dòng)還書箱可讓讀者24小時(shí)自行操作還書程序，可打印借閱憑條并取得收據(jù)，讀者感覺會(huì)很方便。
2.2.2 對(duì)圖書館館員來說，工作強(qiáng)度減小了，書架管理更簡(jiǎn)易，安保系統(tǒng)更加完善
調(diào)查已經(jīng)使用圖書自助借還系統(tǒng)的圖書館，近50%是通過自助借還系統(tǒng)完成的，極大減輕了工作人員的借還書的工作量。通過使用RFID數(shù)字化館員點(diǎn)檢儀，只要簡(jiǎn)單沿著書架的方向掃描過去，即可收集到所需信息，從而實(shí)現(xiàn)圖書的上架、搜尋、排序、糾錯(cuò)、剔舊及盤點(diǎn)等作業(yè)。還可以對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行自動(dòng)分撿，通過對(duì)各樓層、各書庫(kù)甚至各類文獻(xiàn)的分類，極大地減輕了圖書館工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，也縮短了圖書的上架時(shí)間。當(dāng)讀者出入圖書館經(jīng)過該系統(tǒng)時(shí)，如果有圖書被遺漏處理，安全檢測(cè)系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出提醒；RFID標(biāo)簽監(jiān)測(cè)儀安全系統(tǒng)能對(duì)各館藏RFID數(shù)字標(biāo)簽提供有效的實(shí)時(shí)安全保護(hù)，并且不會(huì)影響有磁性的多媒體館藏。
3 無線射頻識(shí)別技術(shù)在國(guó)內(nèi)外圖書館應(yīng)用實(shí)例
在全球，無線射頻識(shí)別系統(tǒng)有三家較大公司在研發(fā)和推廣：美國(guó)保點(diǎn)公司（Checkpoint）、美國(guó)明尼蘇達(dá)礦業(yè)及制造公司（3M）、法國(guó)Tagsys公司。無線射頻識(shí)別技術(shù)作為一項(xiàng)應(yīng)用到圖書館領(lǐng)域的新興技術(shù)，全球已有大大小小300余家圖書館使用，對(duì)提升圖書館文獻(xiàn)管理和對(duì)外服務(wù)水平發(fā)揮了顯著作用。目前，在全球范圍內(nèi)運(yùn)用較為全面的是新加坡和美國(guó)。
新加坡國(guó)家圖書館是世界上第一個(gè)使用無線射頻識(shí)別系統(tǒng)的圖書館。它是利用法國(guó)Tagsys公司的整套系統(tǒng)和設(shè)備，1996年開始試用，2003年實(shí)現(xiàn)屬下23家分館全面使用，其每個(gè)公民都可以用其身份證或駕駛證來國(guó)立圖書館借閱圖書。整套系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)無線射頻識(shí)別系統(tǒng)下的排序、清查、檢索與借還。從2001年7月起，所有流通的圖書都貼有無線電頻率識(shí)別標(biāo)簽，可通過自助出納機(jī)器借閱。據(jù)悉，該圖書館還與國(guó)家郵政系統(tǒng)合作，讀者還書可以直接放入就近的郵箱里，由新加坡郵政進(jìn)行回收和分揀，并將書通過郵政的配送/投遞系統(tǒng)送回原藏書圖書館。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，新加坡國(guó)家圖書館全年借閱量增長(zhǎng)了30倍，而圖書館工作人員減少2000人，而在成本支出上，不到一年時(shí)間就回收了建置成本。
美國(guó)德克薩斯州公共圖書館采用美國(guó)保點(diǎn)公司（Checkpoint）的無線射頻識(shí)別智能圖書館系統(tǒng)。它提供一整套提高圖書館管理效率和加強(qiáng)圖書館安全的技術(shù)解決方案。如允許讀者使用圖書館的自助借書亭，簡(jiǎn)化借書的過程，所有圖書的電子保安系統(tǒng)可以防止有人未經(jīng)許可就取走圖書，避免了圖書丟失。內(nèi)華達(dá)州立大學(xué)使用無線射頻識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖書清點(diǎn)功能，尤其是閉架書庫(kù)的60萬冊(cè)藏書，實(shí)現(xiàn)無線射頻識(shí)別技術(shù)定位排架，由電腦控制的機(jī)械手存放并索取圖書，實(shí)現(xiàn)了圖書的隨機(jī)精確定位和查找。
目前在我國(guó)國(guó)內(nèi)使用無線射頻識(shí)別系統(tǒng)的圖書館還是很少，但是也逐步開展起來了。以深圳圖書館新館為例。深圳圖書館新館在2006年7月開館，引進(jìn)了無線射頻識(shí)別系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)全館120余萬紙質(zhì)文獻(xiàn)的智能化管理，利用RFID標(biāo)簽在館內(nèi)構(gòu)造了一個(gè)精確的定位系統(tǒng)，讀者從圖書檢索系統(tǒng)中查到一本書，館內(nèi)的資源設(shè)備可以為讀者導(dǎo)航，將讀者指引到該書存放的位置。讀者一卡在手就可自由進(jìn)出各個(gè)借閱室，試開館期間借閱量激增，高峰期接待1.3萬名讀者，而自動(dòng)借還書系統(tǒng)承擔(dān)50%以上的工作量。該館館長(zhǎng)說無線射頻識(shí)別系統(tǒng)為圖書館行業(yè)的發(fā)展帶來新的機(jī)遇。
4 無線射頻識(shí)別技術(shù)在圖書館的應(yīng)用前景分析
雖然無線射頻識(shí)別技術(shù)具有眾多的優(yōu)點(diǎn)，也在一定范圍內(nèi)得到了應(yīng)用，但在目前的環(huán)境條件下，這種技術(shù)在圖書館中的應(yīng)用前景還存在著許多障礙。
4.1 無線射頻識(shí)別技術(shù)目前存在的問題
4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)化問題
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定與推行標(biāo)準(zhǔn)化是推動(dòng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上廣泛使用的一條必經(jīng)之路，而缺乏全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為目前阻礙無線射頻識(shí)別產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。美國(guó)有EPC標(biāo)準(zhǔn)，日本有基于Ucode平臺(tái)的UID標(biāo)準(zhǔn)、韓國(guó)也制定了自己的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等等，而我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)向哪一標(biāo)準(zhǔn)接近目前還是個(gè)問題。不同的制造商開發(fā)出來的卷標(biāo)通信協(xié)議適用的不同的頻率，都有可能造成電子標(biāo)簽的信息無法讀取等等。
4.1.2 使用安全問題
無線射頻電子標(biāo)簽的使用安全包括標(biāo)簽本身的安全及安裝在文獻(xiàn)資源后的使用安全等等。電子標(biāo)簽被粘貼在文獻(xiàn)內(nèi)頁，如果讀者本人的素質(zhì)問題，可能電子標(biāo)簽會(huì)被人為撕掉、割斷，或在標(biāo)簽上面覆蓋有金屬紙之類，都會(huì)對(duì)射頻信號(hào)造成影響，從而對(duì)信息的讀取造成誤差；電子標(biāo)簽使用后，讀者在圖書館的活動(dòng)幾乎都是透明的，讀者的個(gè)人隱私可能被侵犯的可能性會(huì)加大；在圖書館中處處存在的無線射頻發(fā)射器可能也會(huì)造成對(duì)人身的電磁污染及損害；還有廢棄的電子標(biāo)簽的處理問題等等，都是這種技術(shù)使用時(shí)要考慮的問題。
4.1.3 使用成本問題
就目前情況來說，無線射頻識(shí)別系統(tǒng)無論是它的電子標(biāo)簽還是天線、閱讀器，它的價(jià)格一直居高不下。作為圖書的電子標(biāo)簽現(xiàn)在它的價(jià)格大約為三元人民幣，對(duì)于一個(gè)館藏一百多萬冊(cè)文獻(xiàn)的圖書館來說，若給每?jī)?cè)文獻(xiàn)都安裝電子標(biāo)簽，就需要三百多萬元，還有每年不斷追加的圖書標(biāo)簽及相應(yīng)的各種儀器、設(shè)備，這些加起來是一大筆的投入，這對(duì)依靠財(cái)政撥款的圖書館來說是比較困難的。
4.2 無線射頻識(shí)別技術(shù)在圖書館的應(yīng)用前景
應(yīng)該說，只要克服無線射頻識(shí)別技術(shù)種種缺點(diǎn)，它在圖書館的應(yīng)用還是很有前景的。盡快制定出統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，形成全球大規(guī)模的生產(chǎn)局面，它的成本價(jià)格自然就會(huì)下降；繼續(xù)完善這項(xiàng)技術(shù)，盡量減少它在使用上的安全問題，無線射頻識(shí)別這項(xiàng)技術(shù)會(huì)對(duì)整個(gè)圖書館管理和服務(wù)的創(chuàng)新都會(huì)起到積極作用。
【關(guān)鍵詞】 無線射頻 電子識(shí)別 電梯 安全管理
1 技術(shù)的相關(guān)闡述
無線射頻是通過電磁能量進(jìn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別和采集的一種技術(shù)方式，電磁理論是其主要的技術(shù)原理。有解讀器、數(shù)據(jù)傳輸與處理系統(tǒng)、標(biāo)簽一同構(gòu)成了該系統(tǒng)。該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)為：可以快速的進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和掃描；有著較強(qiáng)的抗污染能力，不用擔(dān)心灰塵污染和油垢污染等不良環(huán)境的威脅。可以長(zhǎng)期的被應(yīng)用，有著較長(zhǎng)的應(yīng)用壽命。它能夠反復(fù)讀寫重復(fù)應(yīng)用，并可以按照用戶的不同需要將重要的信息鎖定；還具備較強(qiáng)的穿透性，讀取距離大，而且能夠無障礙閱讀。數(shù)據(jù)還有著較大的記憶容量，能夠隨時(shí)的更改所存儲(chǔ)的信息，具備極高的安全性，能夠加密處理標(biāo)簽上面的數(shù)據(jù)。
2 具體的應(yīng)用情況分析
為了將電梯系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和安全性提升上來，在設(shè)計(jì)電梯安全管理系統(tǒng)時(shí)可以積極地應(yīng)用無線射頻電子識(shí)別技術(shù)，它具備維護(hù)保養(yǎng)、應(yīng)用記錄、電梯檢驗(yàn)和監(jiān)督管理等功能。通信系統(tǒng)是利用公共網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出來的。如圖1所示，有數(shù)據(jù)采集器、上層管理軟件和安全信息卡共同組成了整個(gè)電梯安全管理系統(tǒng)。
2.1 分析技術(shù)構(gòu)成
（1）數(shù)據(jù)采集器：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并進(jìn)行存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)采集器的主要功能所在，此外，向上層管理軟件數(shù)據(jù)庫(kù)里發(fā)送這些數(shù)據(jù)。各個(gè)部門需要根據(jù)自身的情況選擇合適的采集器。
（2）上層管理軟件：計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)與底層監(jiān)測(cè)終端系統(tǒng)是上層管理軟件中的兩個(gè)重要組成部分。監(jiān)督信息的采集、數(shù)據(jù)分析、保養(yǎng)維護(hù)信息、基本的信息管理是其主要功能。當(dāng)?shù)讓訖z測(cè)終端所采集到的數(shù)據(jù)被無線傳輸模塊所接收之后，在集中的通過計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的處理，在通過維護(hù)單位、物管單位和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)供主管單位進(jìn)行實(shí)時(shí)的查詢和監(jiān)控。
（3）電子安全信息卡：故障維護(hù)信息卡、使用單位信息卡、電梯信息卡和維護(hù)保養(yǎng)信息卡是電子安全信息卡的主要構(gòu)成部分。對(duì)電梯的基本信息進(jìn)行存放是電梯信息卡的主要作用，比如，生產(chǎn)商、品牌型號(hào)、產(chǎn)品編號(hào)及性能參數(shù)等。它通常被安置于電梯的轎廂和基站內(nèi)部，確保電梯的維修情況可以利用單位的信息卡進(jìn)行記錄。其中，故障的次數(shù)、故障的類別、維修人員和故障的時(shí)間都被存儲(chǔ)于故障維修信息卡內(nèi)。
2.2 總體設(shè)計(jì)電梯電子安全管理系統(tǒng)
有這樣幾個(gè)部分存在于射頻電子識(shí)所控制的電梯電子管理系統(tǒng)中：首先，作為電梯信息交換和數(shù)據(jù)維保的平臺(tái)；其次，管理電梯卡的系統(tǒng)；再次，電梯現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)及日常管理系統(tǒng)。當(dāng)中，作為電梯維保的信息和數(shù)據(jù)管理交換平臺(tái)，從而將源自于電梯電子標(biāo)簽的信息收集出來，而且，向著平臺(tái)中心處反饋標(biāo)簽信息。這樣相關(guān)工作人員對(duì)于電梯的基本信息就可以充分的進(jìn)行了解和掌握。進(jìn)而采用合理的解決對(duì)策予以處理。通過交換及管理平臺(tái)系統(tǒng)整合與存儲(chǔ)電梯維護(hù)的數(shù)據(jù)，主要可以按照這樣幾個(gè)步驟進(jìn)行掌控：電梯維護(hù)工作人員掃描電子標(biāo)簽，將此電子標(biāo)簽內(nèi)的信息收集出來，然后有效的錄入和保存相應(yīng)的信息，電梯數(shù)據(jù)交換與管理平臺(tái)會(huì)將收集到的信息進(jìn)行有效的整合，然后在處理。之后往平臺(tái)中心反饋相應(yīng)的處理結(jié)果。將這些操作完成之后，電子標(biāo)簽就會(huì)由電梯監(jiān)管部門進(jìn)行監(jiān)控。然后及時(shí)的查詢電梯的維護(hù)情況，然后通過數(shù)據(jù)交換和管理平臺(tái)將電梯維護(hù)數(shù)據(jù)反饋到監(jiān)管部門。
2.3 應(yīng)用電梯電子監(jiān)管系統(tǒng)
在反饋或者傳遞電梯維護(hù)信息時(shí)，無線射頻電子識(shí)別技術(shù)在其中發(fā)揮著重要的作用。保障了電梯的安全性。通過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，電子標(biāo)簽?zāi)軌蚣皶r(shí)便捷的監(jiān)督電梯運(yùn)行情況。從而全面的保障電梯的運(yùn)行安全性。
如果能夠有效的推廣無線射頻電子識(shí)別技術(shù)，就會(huì)將我國(guó)電梯系統(tǒng)中所存在的故障問題降到最低。但是，現(xiàn)階段我們國(guó)家電梯維護(hù)監(jiān)管凌亂及電梯安全事故頻繁的出現(xiàn)，然而，應(yīng)用了無線射頻電子識(shí)別技術(shù)后，能夠有效的找到其中所存在的問題，從而采取有效的方式予以解決。對(duì)于監(jiān)管環(huán)節(jié)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)節(jié)內(nèi)部所存在的問題可以通過電梯電子監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行解決，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)將電梯出現(xiàn)的問題構(gòu)建起來，從而將準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)為后期的應(yīng)用與維護(hù)提供出來，從而盡早的預(yù)防電梯中可能出現(xiàn)在的問題。可以更深層次的預(yù)知電梯內(nèi)部所出現(xiàn)的問題，保證電梯維護(hù)工作更加順利的被完成。隨著信息化的發(fā)展，電梯的安全監(jiān)管也在不斷被強(qiáng)化，從而更加有效的完成電梯的管控。
3 結(jié)語
本文對(duì)電梯安全管理系統(tǒng)與無線射頻電子識(shí)別技術(shù)的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析與闡述，從而確保將電梯安全管理同射頻電子識(shí)別技術(shù)有效的結(jié)合到一起，將一套詳盡的電梯安全管理系統(tǒng)構(gòu)建起來。那么，為了將電梯安全運(yùn)行的穩(wěn)定性提升上來，文章通過上文對(duì)相關(guān)方面的內(nèi)容進(jìn)行論述，從而為有關(guān)單位及工人員在實(shí)際工作中提供一定的幫助作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]柯俊帆，石常海.射頻電子識(shí)別技術(shù)在電梯電子監(jiān)管系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用[J].硅谷，2012（18）：223-225.
[2]黃群.無線射頻電子識(shí)別技術(shù)在電梯安全管理系統(tǒng)中應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2012（02）：963-965.
關(guān)鍵字:智能巡檢; 作業(yè)指導(dǎo)書; 射頻識(shí)別
隨著IT技術(shù)綜合應(yīng)用,帶寬電力通信網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大規(guī)模、發(fā)展較為完善的通信專網(wǎng)技術(shù),該技術(shù)也是帶寬電力生產(chǎn)中的重要支撐網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它與帶寬電力生產(chǎn)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)有著極密切的聯(lián)系。帶寬電力通信網(wǎng)能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行,是為提高檢修效率和檢修管理水平,運(yùn)用對(duì)射頻識(shí)別自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和移動(dòng)終端技術(shù)的技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用情況進(jìn)行調(diào)研,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于射頻識(shí)別技術(shù)的帶寬電力通信檢修系統(tǒng)[1]。物聯(lián)網(wǎng)是運(yùn)用射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、GPRS定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)新型自組織拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在變電站設(shè)備巡視中的基于重要性與穩(wěn)定性研究
隨著我國(guó)國(guó)民市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各個(gè)行業(yè)對(duì)電網(wǎng)能源的依賴性也逐漸提高,同時(shí)對(duì)國(guó)家電網(wǎng)中的帶寬電力安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了新的要求與融合,提出大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于射頻識(shí)別技術(shù)與掌上電腦PDA智能采集技術(shù)應(yīng)用等現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合與共同實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)巡視帶寬電力數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化、信息化、規(guī)范化[2]。由于科技技術(shù)的各種先進(jìn)的控制、監(jiān)測(cè)設(shè)備快速發(fā)展應(yīng)用在智能變電站內(nèi)。為了進(jìn)一步加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在變電站的設(shè)備巡視及缺陷管理是提高物聯(lián)網(wǎng)在變電站的運(yùn)行管理水平和有效地為評(píng)估設(shè)備狀態(tài)、確定合理的運(yùn)行方式、及時(shí)安排檢修提供可靠、詳細(xì)的數(shù)據(jù)副本技術(shù)處理。
2大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在變電站設(shè)備巡視中的基于發(fā)展現(xiàn)狀研究
2.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在設(shè)備巡視研究。定期巡視是運(yùn)行值班員對(duì)管轄的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在變電站進(jìn)行設(shè)備日常巡視,運(yùn)行班長(zhǎng)定期對(duì)管轄下各物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在變電站進(jìn)行全面巡視檢查。特殊巡視是在遇到氣溫驟變時(shí),高溫、濃霧、大風(fēng)、雷雨、洪水、冰雹、降雪和設(shè)備過負(fù)荷或帶缺陷運(yùn)行期間及之后,設(shè)備發(fā)生了事故、障礙或異常,開關(guān)切斷過短路故障或有穿越性故障之后,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在變電站擔(dān)負(fù)特別重要的供電任務(wù)時(shí)所增加的巡視。夜間巡視是主要是在設(shè)備重負(fù)荷運(yùn)行或在濃霧、陰雨天氣時(shí)進(jìn)行,巡視的目的主要是檢查設(shè)備接頭有無過熱、發(fā)紅、大活現(xiàn)象,絕緣子表面有無閃絡(luò)、弧光等現(xiàn)象的發(fā)生。檢查性巡視是由運(yùn)行班長(zhǎng)、專員或上級(jí)有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)組織進(jìn)行,其目的是為了解設(shè)備的運(yùn)行情況,檢查指導(dǎo)運(yùn)行人員的工作,并對(duì)有疑問的缺陷進(jìn)行會(huì)診分析,這種巡視應(yīng)形成制度,既要有一定的周期性、靈活性融合設(shè)備實(shí)際情況隨時(shí)組織進(jìn)行。
2.2物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在設(shè)備巡視主要內(nèi)容研究。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在主變壓器音響、油位、油溫是否正常,外殼是否有清潔,有無滲漏油,瓷套管有無破損,氣體繼電器應(yīng)充滿油,防爆管有無裂紋,冷卻系統(tǒng)是否正常。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在所有變壓器、電壓互感器、電流互感器、油斷路器等充油設(shè)備有無滲漏油和瓷套管破損現(xiàn)象。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在所有高壓的電氣設(shè)備搭接點(diǎn)是否有過熱或放電現(xiàn)象,熔斷器熔管或熔絲是否完好正常。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在全站繼電保護(hù)裝置、直流充電機(jī)、蓄電池組、通信和自動(dòng)化系統(tǒng)、防誤閉鎖裝置以及全站工作照明系統(tǒng)和事故照明系統(tǒng)是否正常。
2.3阻礙物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在變電設(shè)備巡視質(zhì)量研究。規(guī)章制度的執(zhí)行力不夠。很多規(guī)章制度只是掛在墻上或存在文件里,并沒有逐條落實(shí),因此習(xí)慣性違章時(shí)有發(fā)生。巡視路線不清晰。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在巡視路線圖指定的不合理,極易造成巡視設(shè)備不到位。同時(shí)由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在變電站改擴(kuò)建,設(shè)備技術(shù)改造和新設(shè)備投運(yùn)沒有及時(shí)修訂巡視路線圖以及設(shè)備場(chǎng)地巡視路線標(biāo)志脫落,方向指示不明都會(huì)造成設(shè)備漏巡。巡視設(shè)備時(shí)重點(diǎn)不突出。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在變電站內(nèi)設(shè)備眾多,占地面積大,巡視時(shí)間長(zhǎng)。每次巡視都執(zhí)行相同的內(nèi)容而不根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況、負(fù)荷情況、天氣情況而調(diào)整巡視重點(diǎn)。這樣降低了運(yùn)行人員對(duì)設(shè)備某些細(xì)小變化的判斷和反應(yīng),從而大大降低巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷的幾率,例如夜間的熄燈夜巡,比白天更容易發(fā)現(xiàn)接頭發(fā)熱、絕緣放電等現(xiàn)象。思想認(rèn)識(shí)不足,責(zé)任心不強(qiáng)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在運(yùn)行人員對(duì)設(shè)備巡視的重要性沒有充分的認(rèn)識(shí)。對(duì)每次巡視檢查就是例行公事,久而久之就產(chǎn)生了厭倦思想。應(yīng)該發(fā)現(xiàn)的問題也就發(fā)現(xiàn)不了。有的運(yùn)行人員為了省事有意抄近路縮短巡視路線,漏掉一些設(shè)備巡視,特別是在高溫、寒冷、大風(fēng)的天氣。技術(shù)素質(zhì)需提高。隨著我們的帶寬電力事業(yè)的飛速發(fā)展,不斷有新技術(shù)和新設(shè)備投入運(yùn)行。同時(shí)不斷有新人加入到工作中,因此,對(duì)員工的技術(shù)培訓(xùn)工作非常迫切。實(shí)踐證明技術(shù)素質(zhì)高運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富的人巡視設(shè)備時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷的幾率高。而新參加工作和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)低的人發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷的幾率低。人員的生理狀況以及心理和精神狀態(tài)等因素都會(huì)影響巡視設(shè)備的效果。如感冒時(shí)嗅覺不靈敏,設(shè)備故障時(shí)發(fā)出的焦味不能發(fā)覺。還有巡視時(shí)精神不集中,不能仔細(xì)的觀察設(shè)備的每一個(gè)部位,并運(yùn)用聽、聞、看的方法發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。
3大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)中的基于射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用研究
射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù),射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)運(yùn)用空間耦合實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并運(yùn)用所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。電子標(biāo)簽是由耦合原件及芯片組成,每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼,附著在設(shè)備上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；讀取器是讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備,一般采用手持式。射頻識(shí)別標(biāo)識(shí)系統(tǒng)將特殊的信息編碼寫入電子標(biāo)簽,標(biāo)簽被粘貼在需要識(shí)別的資料上。當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后,接收的讀取器發(fā)出信號(hào),憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào);讀取器讀取信息并譯碼后,送至中央信息采集系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理,實(shí)際應(yīng)用中往往還需要其他軟硬件的支持。
4大規(guī)模智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的基于變電站巡視系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用研究
巡視系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立采用目前在數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)上占有主要份額的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)服務(wù)的主要工具。首先將每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在變電站的每個(gè)單元的每臺(tái)設(shè)備均賦予一個(gè)ID號(hào)作為身份識(shí)別象征,這個(gè)ID號(hào)不可以共用,具有唯一性。由運(yùn)行人員運(yùn)用終端機(jī)訪問巡視管理系統(tǒng),提前在系統(tǒng)中定義巡檢性質(zhì)和巡視模板,包括正常巡視、夜間巡視、特殊天氣巡視等巡視任務(wù)。巡視模版中應(yīng)包括各站的設(shè)備,并可以運(yùn)用PDA識(shí)別,同時(shí)掃描至相關(guān)設(shè)備時(shí),PDA能體現(xiàn)相關(guān)設(shè)備的ID號(hào)和其它基礎(chǔ)信息,巡視當(dāng)天根據(jù)要開展的巡視類型在巡視系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)下載巡視任務(wù),包括物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在變電站設(shè)備巡視順序、設(shè)備臺(tái)帳、巡視項(xiàng)目、巡視人員等內(nèi)容,巡視人員根據(jù)下載內(nèi)容逐步巡視,運(yùn)用PDA記錄巡視中發(fā)現(xiàn)的缺陷并暫存,帶全部巡視完畢后,將巡視結(jié)果運(yùn)用終端機(jī)回傳至巡視管理網(wǎng)絡(luò)。
5結(jié)束語
變電巡檢系統(tǒng)應(yīng)用改變帶寬電力巡檢的傳統(tǒng)模式實(shí)現(xiàn)信息化技術(shù)規(guī)范信息采集,建立巡視項(xiàng)目庫(kù)和缺陷庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化,為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在變電站向?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化管理的目標(biāo)和電網(wǎng)安全運(yùn)行保障性。
參考文獻(xiàn):
[1]艾費(fèi)科(美).數(shù)字信號(hào)處理實(shí)踐方法(第二版).北京:電子工業(yè)出版社.
【關(guān)鍵詞】射頻識(shí)別系統(tǒng) 標(biāo)簽防碰撞 算法分析
自動(dòng)化識(shí)別系統(tǒng)作為現(xiàn)今高新技術(shù)發(fā)展中的一種，其在現(xiàn)今生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域都受到了廣泛的重視。自動(dòng)化識(shí)別系統(tǒng)自身也是一個(gè)比較豐富的體系項(xiàng)目，條形碼識(shí)別系統(tǒng)、光學(xué)字符識(shí)別系統(tǒng)、生物識(shí)別系統(tǒng)、智能卡識(shí)別系統(tǒng)以及射頻識(shí)別系統(tǒng)。但是在這些眾多的識(shí)別系統(tǒng)中，射頻識(shí)別系統(tǒng)因其具有效率高、識(shí)別距離遠(yuǎn)、識(shí)別性能強(qiáng)的特點(diǎn)具有比較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用市場(chǎng)相比其他識(shí)別系統(tǒng)領(lǐng)域是比較大的。射頻識(shí)別系統(tǒng)本身也是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，其在技術(shù)的發(fā)展中是從標(biāo)簽成本應(yīng)用的成本化、標(biāo)準(zhǔn)化、關(guān)鍵技術(shù)和具體系統(tǒng)引用等四個(gè)方面展開的。尤其在其關(guān)鍵技術(shù)中，防碰撞技術(shù)、安全技術(shù)的使用對(duì)于整個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用是否安全、高效具有決定性的意義。
1 射頻識(shí)別系統(tǒng)標(biāo)簽防碰撞算法的介紹
射頻識(shí)別系統(tǒng)一般都是由閱讀器、標(biāo)簽和中央處理器三個(gè)部分組成。在射頻識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用中，安全高效的傳遞數(shù)據(jù)信息是其主要的工作，同樣這也是此系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信性能的關(guān)鍵技術(shù)。標(biāo)簽是射頻識(shí)別系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和識(shí)別和電子應(yīng)用系統(tǒng)。但是在實(shí)際數(shù)據(jù)識(shí)別傳遞的過程中受到諸多方面的干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)識(shí)別傳遞的質(zhì)量和效率比較低下。一般概括而言，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要是憑借多種閱讀器和多種標(biāo)簽存在的外界干擾因素同時(shí)占用，這樣就非常容易在數(shù)據(jù)信息傳遞通道產(chǎn)生碰撞，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息傳遞的質(zhì)量和效率比較低下。具體而言在射頻識(shí)別系統(tǒng)中，標(biāo)簽的應(yīng)用一般被分為標(biāo)簽芯片、射頻接口和天線。標(biāo)簽碰撞就是多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)傳遞內(nèi)容導(dǎo)致相互之間的應(yīng)答信號(hào)受到彼此的干擾無法及時(shí)被閱讀器獲取信號(hào)，發(fā)生標(biāo)簽碰撞的現(xiàn)象。所以為了解決這一問題，防碰撞算法就產(chǎn)生了，其通過閱讀器防碰撞法和標(biāo)簽防碰撞法兩種方法有效的解決了數(shù)據(jù)信息傳遞時(shí)的碰撞現(xiàn)象，強(qiáng)化了射頻識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用。就目前的應(yīng)用而言，標(biāo)簽防碰撞算法主要分為ALOHA和二叉樹相關(guān)算法。
2 射頻識(shí)別系統(tǒng)標(biāo)簽防碰撞算法介紹分析
2.1 ALOHA標(biāo)簽防碰撞算法分析
此種防碰撞算法的應(yīng)用是基法于概率的算法，是射頻識(shí)別系統(tǒng)標(biāo)簽防碰撞方法中應(yīng)用最為基礎(chǔ)的一種算法，其主要是為了降低數(shù)據(jù)信息傳遞過程中發(fā)生的概率。
2.1.1 純ALOHA算法分析
在具體使用的過程中，如果在某一段時(shí)間同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)傳遞信息數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，則會(huì)發(fā)生標(biāo)簽碰撞，那么閱讀器由于無法及時(shí)收到信息指令就會(huì)向標(biāo)簽發(fā)出信號(hào)，這樣部分標(biāo)簽停滯發(fā)送，等待一段時(shí)間之后再次進(jìn)行標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息輸送，以此降低標(biāo)簽碰撞發(fā)生的概率。但是此種算法的防碰撞性能比較低，所以其一般很少應(yīng)用于實(shí)際生茶生活。可以通過以下公式進(jìn)行其性能的演示分析：
S：即為在固定的時(shí)間內(nèi)標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息傳遞成功的平均次數(shù)。
G：固定時(shí)間段內(nèi)向閱讀器發(fā)送的總體的數(shù)據(jù)信息傳遞的請(qǐng)求
由演化得出，純ALOHA算法的吞吐率公式為：
S=Ge-2G，而當(dāng)G為0.5時(shí)，其S能夠達(dá)到最大值即為0.184，其最大值明顯的現(xiàn)實(shí)這種算法的識(shí)別率是比較低的。
2.1.2 時(shí)隙ALOHA算法分析
這種算法顧名思義就是將時(shí)間分為多個(gè)時(shí)間段，并且這些時(shí)間段之間的分割時(shí)間長(zhǎng)大于標(biāo)簽和閱讀器發(fā)送和讀取數(shù)據(jù)時(shí)的時(shí)間，最重要的是標(biāo)簽在時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳遞。
根據(jù)純ALOHA算法得出時(shí)隙ALOHA算法為：
S=Ge-G，其中當(dāng)G為1時(shí)，時(shí)隙的S值達(dá)到最大為0.368，此種算法使用的防碰撞概率大大提高，但是此種算法在實(shí)際使用過程中比較復(fù)雜，所以很少被使用。
2.1.3 動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法
此種算法使用是在FSA算法改進(jìn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其使用的最大優(yōu)勢(shì)就是閱讀器自身能夠動(dòng)態(tài)的調(diào)整即將閱讀的時(shí)隙數(shù)目，并且時(shí)隙數(shù)目的調(diào)整是在幀數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。具體而言，一般其使用首先是在標(biāo)簽向閱讀器輸送數(shù)據(jù)和信息之后，運(yùn)用此種算法就會(huì)在幀內(nèi)選擇任意選擇一個(gè)時(shí)隙與閱讀器進(jìn)行通信，以此進(jìn)行標(biāo)簽的識(shí)別，然后根據(jù)時(shí)隙計(jì)數(shù)器數(shù)值進(jìn)行輸送命令的隨機(jī)調(diào)整，進(jìn)行整個(gè)命令識(shí)別系統(tǒng)的循環(huán)。
以上三種ALOHA標(biāo)簽防碰撞法在實(shí)際應(yīng)用中有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在射頻識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中其有著明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)于射頻識(shí)別系統(tǒng)的發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。
2.2 自適應(yīng)標(biāo)簽防碰撞算法分析
這種算法的使用能夠很好的彌補(bǔ)ALOHA算法使用的缺點(diǎn)，此種算法能夠根據(jù)具體的識(shí)別情況動(dòng)態(tài)的對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行分組和確定，此種算法是一種根據(jù)待處理標(biāo)簽數(shù)目即R值變化的循環(huán)算法，其使用能夠有效的改善了ALOHA算法在使用過程中根據(jù)標(biāo)簽的數(shù)目確定楨長(zhǎng)的工作困難。此種算法的具體使用步驟為：
（1）閱讀器首先對(duì)在射頻識(shí)別系統(tǒng)中的處于待發(fā)送的標(biāo)簽進(jìn)行初始化。
（2）閱讀器根據(jù)標(biāo)簽的初始化參數(shù)選定一組標(biāo)簽。
（3）閱讀器通過其系統(tǒng)內(nèi)存在的固定算法對(duì)選定的標(biāo)簽進(jìn)行再次的識(shí)別，然后將這些標(biāo)簽的識(shí)別狀況依次輸出其固定值。
（4）通過固定的參數(shù)和調(diào)整值根據(jù)R值將處于待發(fā)送狀態(tài)的標(biāo)簽進(jìn)行循環(huán)處理。（此種算法在開始之初處于待發(fā)送處理狀態(tài)標(biāo)簽的數(shù)目即R是大于0的，所以在整個(gè)循環(huán)的算法過程中按照R值的變化確定算法是否繼續(xù)，最后退出此種算法的時(shí)候要確定R的值為0，則表示所有待處理標(biāo)簽的數(shù)目已經(jīng)全部被成功的發(fā)送。）
最終在標(biāo)簽和閱讀器之間會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)信息的成功發(fā)送，則其為成功時(shí)隙，此種算法的識(shí)別性能比較高，其防碰撞的效果比較突出，尤其在其標(biāo)簽數(shù)目從30在100之間變化時(shí)，這種算法傳遞數(shù)據(jù)信息成功的概率為0.4，所以其擁有明顯的優(yōu)越性。總體而言這種算法的總體識(shí)別效果相比ALOHA算法是比較突出的。所以，此種算法在射頻識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中被廣泛的應(yīng)用。
3 小結(jié)
綜上所述，射頻識(shí)別系統(tǒng)做作為現(xiàn)今經(jīng)常使用的一種自動(dòng)化識(shí)別系統(tǒng)，為了保證其數(shù)據(jù)信息高效安全的傳遞，標(biāo)簽防碰撞算法的使用是非常關(guān)鍵的。在實(shí)際應(yīng)用中ALOHA標(biāo)簽防碰撞算法和自適應(yīng)標(biāo)簽防碰撞算法兩種算法有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，兩者的使用對(duì)于標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息的成功傳遞起著重要的輔助作用。
參考文獻(xiàn)
[1]路瑞寬.基于射頻識(shí)別的防碰撞算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].河北大學(xué)，2015.
[2]丁俊.射頻識(shí)別（RFID）標(biāo)簽防碰撞算法[D].中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2010.
作者簡(jiǎn)介
王新智（1978-），女，人，碩士學(xué)位。現(xiàn)為集寧師范學(xué)院高級(jí)實(shí)驗(yàn)師。主要研究方向?yàn)殡娮有畔⒓夹g(shù)。
劉凌云（1982-），女，山東省人，碩士學(xué)歷。現(xiàn)為集寧師范學(xué)院講師。主要研究方向?yàn)殡娮有畔⒓夹g(shù)。
