引言

無線射頻識別技術（RFID，RadioFrequencyIdentification）是近年來業界關注的熱點，它是20世紀90年代興起的一種自動識別技術，是一項利用射頻信號通過空間耦合（電磁場或交變磁場）實現無接觸信息傳遞并且通過所傳遞的信息來達到識別目的的技術。主要優點：它是一種非接觸式自動識別技術，通過射頻信號能夠自動識別目標對象來獲取相關數據，識別工作不需人工干預，是條形碼的無線版本。RFID技術具有防磁、防水、耐高溫、存儲數據容量更大、標簽上數據可以加密、讀取距離大、使用壽命長、存儲信息更改自如等特點，它的應用將給零售業、物流產業等帶來革命性變化。

1 RFID技術發展歷史

就信息傳遞的基本原理來說，RFID技術在低頻段是基于變壓器耦合模型（初級與次級間的能量及信號傳遞）；在高頻段是基于雷達探測目標上的空間耦合模型（雷達發射的電磁波信號碰到目標之后攜帶目標信息返回雷達接收機）。

RFID技術的發展經歷了如下幾個階段：20世紀40年代時，雷達的改進及應用催生了RFID技術，1948年HarryStockman發表的“利用反射功率進行通信”奠定了RFID技術的理論基礎；20世紀50年代，早期RFID技術的探索階段，主要處于實驗室的實驗研究；20世紀60年代，RFID技術的理論得到了發展，開始一些應用嘗試；20世紀70年代，RFID技術與產品研發得到了加速發展；20世紀80年代，RFID技術及產品已進入商業應用階段；20世紀90年代，RFID技術標準化問題已逐漸得到重視，RFID產品得到了廣泛采用；RFID世界網發布。2000年后，RFID產品種類更加豐富，有源電子標簽和無源電子標簽、半無源電子標簽都得到了發展，成本降低，應用不斷擴大。至今，RFID技術的理論得到了豐富和完善。

2 RFID基本原理

RFID系統由電子標簽、讀寫器、數據傳輸及處理

系統組成。當附有RFID電子標簽物體接近讀寫器時，讀寫器將受控發射微波查詢信號，而電子標簽收到讀寫器的查詢信號后，會將此信號與標簽中的數據信息合為一體反射回讀寫器，反射回的微波合成信號，已帶有電子標簽上的數據信息，讀寫器接收到標簽反回的微波信號后，經讀寫器內部微處理器處理后可將標簽內儲存的信息讀取出來。RFID系統能識別高速運動物體還可同時識別多個電子標簽，操作上快捷方便。

3 RFID技術研究現狀

目前RFID技術研究主要在工作頻率選擇、天線設計、安全與隱私、防沖突技術等方面。電子標簽的工作頻率是重要指標，它決定電子標簽與讀寫器實現的難易程度及設備的成本。短距離HF（13.56MHz）頻段RFID技術被飛利浦、美國德州儀器等跨國公司壟斷，長距離HF頻段RFID技術被國外極少數企業壟斷，產品來源于德國Feig公司。UHF（915MHz）RFID系統最早由美國Amtech公司推出，技術比較成熟。微波（2.45GHz）頻段主要開發商仍是Amtech公司。標簽與讀寫器天線分別承擔著接收和發射能量的作用，目前對RFID天線研究主要集中在天線結構及環境因素對天線的性能影響上。天線結構決定了極化方向、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系統中，沖突可分為標簽沖突和讀寫器沖突兩類。標簽沖突指多個標簽同時響應讀寫器命令而發送信息，引起信號的沖突，使讀寫器無法識別標簽。讀寫器沖突指多個讀寫器同時與一個標簽進行通信，致使標簽無法區分讀寫器信號，也包括相鄰讀寫器同時使用相同的頻率與閱讀區域內的標簽通信而導致的頻率沖突。標簽防沖突算法分為基于aloha機制的算法和基于樹機制的算法［8］。

4 RFID技術標準化

RFID技術標準化是急需解決的問題。在國際上，RFID技術標準化發展漸呈三足鼎立形勢：ISO/IEC18000、日本的UbiquitousID、美國的EPCGlobal。

這三個標準相互間并不兼容，主要差別在數據格式、防沖突協議和通訊方式等三個方面，在技術上差距不明顯，因此不同標準的RFID標簽與讀寫器很難互通。這三個標準都是按照RFID的工作頻率分了幾個頻段，其中，處于860~960MHz之內的UHF頻段產品因為工作距離遠且最可能作為全球通用的頻段而最受到重視，發展最快。我國政府于2004年初正式成立電子標簽國家標準工作組，目前正制定中國自己的RFID標準。

5 RFID技術應用

RFID技術以獨特優勢，逐漸地被廣泛用于工業自動化、交通運輸控制管理、商業自動化等領域。RFID產品種類繁多包括出入門禁管理控制、航空包裹識別、鐵路機車車輛識別與跟蹤、ETC（電子收費）、移動商務、商業零售、產品防偽、票證管理、集裝箱識別、物料管理、生產線自動化等等。

例如：2003年6月，在“零售業系統展覽會”上，沃爾瑪宣布采用RFID技術來取代目前的條形碼，是第一個公布正式采用此技術時間表的企業；2004年，皇家飛利浦電子公司推出了業界第一個符合全球規則的RFID芯片，用于貨盤和包裝箱識別；2003年，僅中國發行的各種射頻卡就有幾千萬張，包括門禁考勤卡、上海公交一卡通、小區一卡通等；我國鐵路的車輛調度系統在采用RFID技術后，RFID世界網發布。每年的直接經濟效益可達到3億多元人名幣。

6 RFID技術發展方向

根據國內外的研究發展現狀，可以預測RFID技術會圍繞以下幾個方面進行重點研究。

1）RFID產業發展的共性技術與具有較大發展潛力前瞻性技術的研究，包括：超高頻（UHF）讀寫器核心模塊研發；基于不同應用對象的微波頻段和超高頻RFID標簽天線的研究；RFID系統測試技術和開放式平臺建設；RFID系統檢測、認證技術研究；基于IPv6網絡技術RFID信息服務體系的研究等。

2）RFID產業化的關鍵技術研究，包括天線設計與制造、芯片設計與制造、讀寫器設計與制造技術、RFID標簽集成等。

3）RFID應用的關鍵技術研究，包括對RFID系統集成與中間件、RFID測試技術與規范、RFID應用體系架構等進行攻關和研究，形成RFID技術發展支撐的服務體系。

4）在我國，應該深入開展RFID標準的基礎研究工作，制定出適應我國RFID應用的物品編碼規則以及自主知識產權的空中接口標準與國家基礎性標準、行業應用標準和產品標準。

7 結束語

總而言之，RFID是一項蓬勃發展的技術，有巨大的市場潛力。我們可以預見的是，RFID已逐漸深入到人們的日常生活之中，就象每一臺計算機都有自己IP地址一樣，未來在EPC（ElectronicProductCode）網絡管理下，每一件商品都有自己唯一的“IP”地址，這樣RFID“物聯網”的構想成為現實的時候，世界上萬事萬物（包括人在內）無論何時、何地都能彼此相聯、相互“交流”，整個世界的面貌會為之煥然一新。

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