引言

　　無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID，RadioFrequencyIdentification)是近年來(lái)業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)，它是20世紀(jì)90年代興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合（電磁場(chǎng)或交變磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并且通過(guò)所傳遞的信息來(lái)達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。主要優(yōu)點(diǎn)：它是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)射頻信號(hào)能夠自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象來(lái)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作不需人工干預(yù)，是條形碼的無(wú)線版本。RFID技術(shù)具有防磁、防水、耐高溫、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量更大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、讀取距離大、使用壽命長(zhǎng)、存儲(chǔ)信息更改自如等特點(diǎn)，它的應(yīng)用將給零售業(yè)、物流產(chǎn)業(yè)等帶來(lái)革命性變化。

　　1 RFID技術(shù)發(fā)展歷史

　　就信息傳遞的基本原理來(lái)說(shuō)，RFID技術(shù)在低頻段是基于變壓器耦合模型（初級(jí)與次級(jí)間的能量及信號(hào)傳遞）；在高頻段是基于雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)上的空間耦合模型（雷達(dá)發(fā)射的電磁波信號(hào)碰到目標(biāo)之后攜帶目標(biāo)信息返回雷達(dá)接收機(jī)）。

　　RFID技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段：20世紀(jì)40年代時(shí)，雷達(dá)的改進(jìn)及應(yīng)用催生了RFID技術(shù)，1948年HarryStockman發(fā)表的“利用反射功率進(jìn)行通信”奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)；20世紀(jì)50年代，早期RFID技術(shù)的探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)研究；20世紀(jì)60年代，RFID技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開(kāi)始一些應(yīng)用嘗試；20世紀(jì)70年代，RFID技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)得到了加速發(fā)展；20世紀(jì)80年代，RFID技術(shù)及產(chǎn)品已進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段；20世紀(jì)90年代，RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題已逐漸得到重視，RFID產(chǎn)品得到了廣泛采用；RFID世界網(wǎng)發(fā)布。2000年后，RFID產(chǎn)品種類(lèi)更加豐富，有源電子標(biāo)簽和無(wú)源電子標(biāo)簽、半無(wú)源電子標(biāo)簽都得到了發(fā)展，成本降低，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。至今，RFID技術(shù)的理論得到了豐富和完善。

　　2 RFID基本原理

　　RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器、數(shù)據(jù)傳輸及處理

　　系統(tǒng)組成。當(dāng)附有RFID電子標(biāo)簽物體接近讀寫(xiě)器時(shí)，讀寫(xiě)器將受控發(fā)射微波查詢(xún)信號(hào)，而電子標(biāo)簽收到讀寫(xiě)器的查詢(xún)信號(hào)后，會(huì)將此信號(hào)與標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息合為一體反射回讀寫(xiě)器，反射回的微波合成信號(hào)，已帶有電子標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)信息，讀寫(xiě)器接收到標(biāo)簽反回的微波信號(hào)后，經(jīng)讀寫(xiě)器內(nèi)部微處理器處理后可將標(biāo)簽內(nèi)儲(chǔ)存的信息讀取出來(lái)。RFID系統(tǒng)能識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體還可同時(shí)識(shí)別多個(gè)電子標(biāo)簽，操作上快捷方便。

　　3 RFID技術(shù)研究現(xiàn)狀

　　目前RFID技術(shù)研究主要在工作頻率選擇、天線設(shè)計(jì)、安全與隱私、防沖突技術(shù)等方面。電子標(biāo)簽的工作頻率是重要指標(biāo)，它決定電子標(biāo)簽與讀寫(xiě)器實(shí)現(xiàn)的難易程度及設(shè)備的成本。短距離HF(13.56MHz)頻段RFID技術(shù)被飛利浦、美國(guó)德州儀器等跨國(guó)公司壟斷，長(zhǎng)距離HF頻段RFID技術(shù)被國(guó)外極少數(shù)企業(yè)壟斷，產(chǎn)品來(lái)源于德國(guó)Feig公司。UHF(915MHz)RFID系統(tǒng)最早由美國(guó)Amtech公司推出，技術(shù)比較成熟。微波(2.45GHz)頻段主要開(kāi)發(fā)商仍是Amtech公司。標(biāo)簽與讀寫(xiě)器天線分別承擔(dān)著接收和發(fā)射能量的作用，目前對(duì)RFID天線研究主要集中在天線結(jié)構(gòu)及環(huán)境因素對(duì)天線的性能影響上。天線結(jié)構(gòu)決定了極化方向、天線方向圖、阻抗特性、駐波比、工作頻段和天線增益等特性。

　　在RFID系統(tǒng)中，沖突可分為標(biāo)簽沖突和讀寫(xiě)器沖突兩類(lèi)。標(biāo)簽沖突指多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)響應(yīng)讀寫(xiě)器命令而發(fā)送信息，引起信號(hào)的沖突，使讀寫(xiě)器無(wú)法識(shí)別標(biāo)簽。讀寫(xiě)器沖突指多個(gè)讀寫(xiě)器同時(shí)與一個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行通信，致使標(biāo)簽無(wú)法區(qū)分讀寫(xiě)器信號(hào)，也包括相鄰讀寫(xiě)器同時(shí)使用相同的頻率與閱讀區(qū)域內(nèi)的標(biāo)簽通信而導(dǎo)致的頻率沖突。標(biāo)簽防沖突算法分為基于aloha機(jī)制的算法和基于樹(shù)機(jī)制的算法[8]。

　　4 RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化

　　RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化是急需解決的問(wèn)題。在國(guó)際上，RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展?jié)u呈三足鼎立形勢(shì)：ISO/IEC18000、日本的UbiquitousID、美國(guó)的EPCGlobal。

　　這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相互間并不兼容，主要差別在數(shù)據(jù)格式、防沖突協(xié)議和通訊方式等三個(gè)方面，在技術(shù)上差距不明顯，因此不同標(biāo)準(zhǔn)的RFID標(biāo)簽與讀寫(xiě)器很難互通。這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都是按照RFID的工作頻率分了幾個(gè)頻段，其中，處于860~960MHz之內(nèi)的UHF頻段產(chǎn)品因?yàn)楣ぷ骶嚯x遠(yuǎn)且最可能作為全球通用的頻段而最受到重視，發(fā)展最快。我國(guó)政府于2004年初正式成立電子標(biāo)簽國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組，目前正制定中國(guó)自己的RFID標(biāo)準(zhǔn)。

　　5 RFID技術(shù)應(yīng)用

　　RFID技術(shù)以獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，逐漸地被廣泛用于工業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理、商業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。RFID產(chǎn)品種類(lèi)繁多包括出入門(mén)禁管理控制、航空包裹識(shí)別、鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛識(shí)別與跟蹤、ETC（電子收費(fèi)）、移動(dòng)商務(wù)、商業(yè)零售、產(chǎn)品防偽、票證管理、集裝箱識(shí)別、物料管理、生產(chǎn)線自動(dòng)化等等。

　　例如：2003年6月，在“零售業(yè)系統(tǒng)展覽會(huì)”上，沃爾瑪宣布采用RFID技術(shù)來(lái)取代目前的條形碼，是第一個(gè)公布正式采用此技術(shù)時(shí)間表的企業(yè)；2004年，皇家飛利浦電子公司推出了業(yè)界第一個(gè)符合全球規(guī)則的RFID芯片，用于貨盤(pán)和包裝箱識(shí)別；2003年，僅中國(guó)發(fā)行的各種射頻卡就有幾千萬(wàn)張，包括門(mén)禁考勤卡、上海公交一卡通、小區(qū)一卡通等；我國(guó)鐵路的車(chē)輛調(diào)度系統(tǒng)在采用RFID技術(shù)后，RFID世界網(wǎng)發(fā)布。每年的直接經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)到3億多元人名幣。

　　6 RFID技術(shù)發(fā)展方向

　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究發(fā)展現(xiàn)狀，可以預(yù)測(cè)RFID技術(shù)會(huì)圍繞以下幾個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)研究。

　　1）RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共性技術(shù)與具有較大發(fā)展?jié)摿η罢靶约夹g(shù)的研究，包括：超高頻(UHF)讀寫(xiě)器核心模塊研發(fā)；基于不同應(yīng)用對(duì)象的微波頻段和超高頻RFID標(biāo)簽天線的研究；RFID系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)和開(kāi)放式平臺(tái)建設(shè)；RFID系統(tǒng)檢測(cè)、認(rèn)證技術(shù)研究；基于IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)RFID信息服務(wù)體系的研究等。

　　2）RFID產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)研究，包括天線設(shè)計(jì)與制造、芯片設(shè)計(jì)與制造、讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、RFID標(biāo)簽集成等。

　　3）RFID應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)研究，包括對(duì)RFID系統(tǒng)集成與中間件、RFID測(cè)試技術(shù)與規(guī)范、RFID應(yīng)用體系架構(gòu)等進(jìn)行攻關(guān)和研究，形成RFID技術(shù)發(fā)展支撐的服務(wù)體系。

　　4）在我國(guó)，應(yīng)該深入開(kāi)展RFID標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)研究工作，制定出適應(yīng)我國(guó)RFID應(yīng)用的物品編碼規(guī)則以及自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的空中接口標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

　　7 結(jié)束語(yǔ)

　　總而言之，RFID是一項(xiàng)蓬勃發(fā)展的技術(shù)，有巨大的市場(chǎng)潛力。我們可以預(yù)見(jiàn)的是，RFID已逐漸深入到人們的日常生活之中，就象每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都有自己IP地址一樣，未來(lái)在EPC（ElectronicProductCode）網(wǎng)絡(luò)管理下，每一件商品都有自己唯一的“IP”地址，這樣RFID“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí)的時(shí)候，世界上萬(wàn)事萬(wàn)物（包括人在內(nèi)）無(wú)論何時(shí)、何地都能彼此相聯(lián)、相互“交流”，整個(gè)世界的面貌會(huì)為之煥然一新。