上海世博會將于2010 年5 月1 日開幕， 為期184 天，預測參觀總人次超過7000 萬，吸引200 個國家和國際組織參展。“城市，讓生活更美好”，世博會門票系統也會使RFID 的發展更美好。

1 RFID 基本原理

RFID（射頻識別，也稱電子標簽）是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現無接觸信息傳遞， 通過所傳遞的信息實現對目標進行識別的技術。它的作用距離為10 cm～10 m（依據不同的頻率），識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID 技術也可以識別高速運動物體，并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。

與其他識別技術相比，RFID 具有自動識別、遠距離識別、多目標識別的優點。它能廣泛應用于許多場景，包括企業的供應鏈管理、城市的交通管理、物品防偽、個人信息內容獲取等。

基本的RFID 系統由射頻標簽、閱讀器和天線三部分組成。射頻標簽由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼（EPC），附著在物體上，標識目標對象。閱讀器是讀取（有時也可寫入）標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式。天線在標簽和閱讀器間傳遞射頻信號。

RFID 技術的基本工作原理： 標簽進入磁場后，接收閱讀器發出的射頻信號， 憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息（無源標簽或被動標簽），或主動發送某一頻率的信號（有源標簽或主動標簽），閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。

同為自動識別技術中的一種數據采集技術，人們更多的是將RFID 與條碼技術進行比較。這兩種技術都可應用于商品標識這一共同領域， 但RFID具有多目標識別和自動目標識別能力， 還具有識別距離更遠和抗灰塵、抗煙霧、存儲量大等特點。RFID具備的功能：a）可同時讀取多個RFID 標簽資料。b）RFID 標簽無需光源就可以讀取或更新。c）存儲資料的容量大。d）電子資料可以反復被讀寫。e）智慧型標簽可以很薄，如隱藏在包裝器皿內仍可讀取資料。f）RFID 標簽可傳遞資料作為貨品追蹤與保全。g）RFID 標簽在嚴酷、惡劣及骯臟的環境下仍可讀取資料。h）可進行高速移動讀取。

RFID 系統有低頻、高頻、超高頻和微波四種工作頻段（見表1）。根據這四種頻段電磁波的特性，它們的應用領域也有所不同。低頻RFID 由于波長較長，具有較強的穿透性，可以穿透水和皮膚等介質，可用于動物標識。高頻RFID 受到通信距離的限制，多用于公交卡、身份證、門禁等領域。而超高頻RFID則廣泛應用于物流行業。

2 世博會應用RFID 技術的需求

近年來，在上海舉行的會展數量以每年20%的速度遞增。上海市政府一直在積極探索如何應用新技術提升組會能力，更好地展示上海城市形象。RFID 在大型會展中應用已經得到驗證，2005年愛知世博會的門票系統就采用了RFID 技術，做到了大批參觀者的快速入場。2006 年世界杯主辦方也采用了嵌入RFID 芯片的門票， 起到了防偽的作用。這引起了大型會展的主辦方的關注。在2008 年的北京奧運會上，RFID 技術已得到了廣泛應用。

2010 年世博會將在上海舉辦， 屆時對主辦者、參展者、參觀者、志愿者等各類人群有大量的信息服務需求， 包括人流疏導、交通管理、信息查詢等，RFID 系統正是滿足這些需求的有效手段之一。世博會的主辦者關心門票的防偽。參展者比較關心究竟有哪些參觀者參觀過自己的展臺， 關心內容和產品是什么以及參觀者的個人信息。參觀者想迅速獲得自己所要的信息，找到所關心的展示內容。

而志愿者需要了解全局，去幫助需要幫助的人。這些需求通過RFID 技術能夠輕而易舉的實現。參觀者憑借嵌入RFID 標簽的門票入場，并且隨身攜帶。每個展臺附近都部署有RFID 讀取器， 這樣對參展者來說，參觀者在展會中走過哪些地方，在哪里駐足時間較長，參觀者的基本信息是什么等就了然于胸了，當參觀者走近時，可以更精確地提供服務。同時，主辦者可以在會展上部署帶有RFID 讀取器的多媒體查詢終端， 參觀者可以通過終端知道自己當前的位置及所在展區的信息， 還能通過查詢終端追蹤到走失的同伴信息。

3 系統關鍵技術

在世博會門票中植入RFID 標簽，運用RFID 技術，使整套系統發揮最大的效率，需要解決以下幾個關鍵問題。

1）防沖撞技術

在非接觸電子標簽的使用過程中， 經常會出現一個讀寫器必須同時處理多個標簽的情況， 即有多個標簽在讀寫器的感應范圍之內， 它們將幾乎同時響應讀寫器的指令而發送信號， 這樣就會產生信道爭用的問題，多個標簽發送數據之間將產生干擾。讀寫器不能正確接收數據，也就無法正確識別標簽，產生了沖突。此時必須采取快速的防沖撞措施來保證通信的可靠性和正確性。在人流量大時，世博會門票尤其要有效解決這個問題，保證參觀者輕松入場。

2）安全加密技術

數據的安全包括數據存儲的安全以及數據傳輸過程中的安全等。世博會系統應保證信息存儲的安全性。同時，信息要使用特定的密碼算法技術，確保數據在傳輸過程中的安全性， 外界無法對數據進行篡改或竊取， 從而實現了RFID 門票的防偽造和防變造。

3）多角度信息處理能力

世博門票采用RFID 技術后可以為參觀者提供多種類型的服務，如多種特性的票種。RFID 讀取器采集到參觀者的信息后， 將其匯聚到世博會系統后臺，進行數據處理和分析。

4 世博會RFID 系統的實現

4.1 硬件設計

世博會是一個大型的國際性盛會。保證系統的有效性和靈活性十分重要， 系統的穩定性則更加重要，對于關鍵應用所處的服務器需要雙機備份。具體結構圖如1 所示。

硬件系統整體部署：

1）展館和迎賓顯示

在世博園區和展館入口部署RFID 讀寫器，參觀者在進入園區時，其用戶信息就被讀取進入系統。如果后臺系統分析出入場者是VIP， 則在顯示屏上用該VIP 對應國家的語言顯示“歡迎***”的字樣。

2）展臺簽到信息采集

在各個展臺設置手持RFID 讀寫器， 當參觀者參觀時，其用戶信息被讀取并傳到后臺系統。系統會將信息歸并分析后分發給各個參展者， 參展者就能獲知其參展效果。

3）自助查詢終端

在世博會園區的各個休息點安置自助查詢終端，安置RFID 讀寫器。參觀者在進行查詢時，系統根據用戶信息調出其參觀路徑， 后臺系統為其設計最佳路線，并在自助終端中顯示。

4）后臺數據中心和信息管理系統

這是整套系統的核心， 通過RFID 讀寫器獲得的用戶信息都匯聚到這里。這里的服務器都需要雙機備份。系統管理員可通過各種條件對信息進行統計、分析和管理。

4.2 軟件設計

世博RFID 系統軟件結構如圖2 所示。

世博會場館眾多， 為了使各個讀寫設備工作正常，需要一個RFID 中間件。該中間件一方面要能夠操縱控制RFID 讀寫設備按照預定的方式工作，另一方面需要按照一定的規則過濾數據， 篩除絕大部分冗余數據， 將真正有效的數據傳送給后臺信息系統。

本系統的中間件基本功能包括：a）采集數據。采用即插即用的架構和可擴展的驅動框架， 可以使各種RFID 設備方便地與系統連接。同時能對設備狀態進行檢測。

b）過濾數據。負責過濾一些不需要的數據，并且支持對一個設備或多個設備實施過濾策略。

c）分發數據。允許用多種方式（包括Webservices、HTTP、事件流等）與后臺應用系統進行通信，從而將讀卡器獲得的數據進行準確分發。

RFID 讀取設備讀取了電子標簽的信息后，將原始數據傳送至RFID 中間件； 中間件對接收到的數據進行處理后生成XML 文件，由專門的XML 轉換進程將數據寫入本系統的數據庫服務器中，供Web服務器進行調用處理；用戶通過客戶端軟件與Web服務器交互，進行相應操作。

4.3 功能模塊

根據世博會對RFID 自動識別系統的應用需求以及RFID 技術本身的特性， 我們設想的系統功能模塊包括信息采集模塊、信息處理模塊、系統管理模塊、統計報表模塊和接口模塊（見圖3）。

信息采集模塊實現對RFID 標簽數據的采集

系統通過對采集的數據進行處理， 分析參觀者的行為， 并提供場館和活動信息查詢以及志愿者導航等功能。系統管理模塊提供對數據進行維護的功能，包括角色管理、標簽管理、系統管理等功能。接口模塊提供各類接口的接入方式，如Webservice、HTTP 重定向、socket 及數據庫遠程連接等。統計報表模塊提供種類多樣、內容豐富的報表，及時為主辦者、參展者提供參觀者的各項信息和統計數據， 為工作人員決策提供依據。

5 結束語

世博會將于2010 年5 月1 日至10 月31 日在上海召開。屆時使用嵌入RFID 技術的門票，將有效提高整個世博會的舉辦水平， 提高世博會的信息化水平。當然也要處理好RFID 的關鍵技術，以保證整套系統的有序和穩定工作。