導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇射頻識(shí)別技術(shù)，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

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(wú)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(guò)采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)各類(lèi)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(wú)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(wú)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(xiě)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(xiě)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(xiě)器的通信。芯片上有EEPROM用來(lái)儲(chǔ)存識(shí)別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬(wàn)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?？ǚ庋b可以有不同形式，比如常見(jiàn)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(xiě)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)?？ㄆ瑑?nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過(guò)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(xiě)器的數(shù)據(jù)。讀寫(xiě)器接收到卡的數(shù)據(jù)后，解碼并進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)來(lái)決定數(shù)據(jù)的有效性，然后，通過(guò)RS232、RS422、RS485或無(wú)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(lái)測(cè)量、記錄不同的參數(shù)，甚至可與GPS系統(tǒng)連接來(lái)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(lèi)

射頻識(shí)別技術(shù)主要按以下四種方式分類(lèi)。

(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(wú)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(mén)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(xiě)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(xiě)距離和高的讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合，像火車(chē)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(xiě)(RW)卡、一次寫(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)入的卡，寫(xiě)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(wú)源

射頻卡可分為有源及無(wú)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(wú)源射頻卡不含電池，利用讀寫(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)器的載波調(diào)制自己的信號(hào)，適宜在門(mén)禁或交通的應(yīng)用中使用。因?yàn)樽x寫(xiě)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(xiě)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(xiě)區(qū)域內(nèi)。讀寫(xiě)距離長(zhǎng)，射頻卡之間的距離就要大，應(yīng)用起來(lái)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(lái)說(shuō)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(lèi)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(chē)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(chē)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(chē)生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過(guò)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(xiāo)量以每年25.3%的比例增長(zhǎng)。由此可見(jiàn)，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?，F(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(lái)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(mén)禁保安

將來(lái)的門(mén)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(chē)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(xiě)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(kāi)，或是用報(bào)警的方式限制物品離開(kāi)某地。結(jié)合GPS系統(tǒng)利用射頻卡，還可以對(duì)貨柜車(chē)、貨艙等進(jìn)行有效跟蹤。

(2)汽車(chē)防盜

這是RFID較新的應(yīng)用。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車(chē)鑰匙當(dāng)中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車(chē)上裝有讀寫(xiě)器，當(dāng)鑰匙插入到點(diǎn)火器中時(shí)，讀寫(xiě)器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫(xiě)器接收不到射頻卡發(fā)送來(lái)的特定信號(hào)，汽車(chē)的引擎將不會(huì)發(fā)動(dòng)。用這種電子驗(yàn)證的方法，汽車(chē)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(chē)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(xiě)器安裝在座椅的背部。當(dāng)讀寫(xiě)器讀取到有效的ID號(hào)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出三聲?shū)Q叫，然后汽車(chē)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(kāi)汽車(chē)并且車(chē)門(mén)敞開(kāi)引擎也沒(méi)有關(guān)閉，這時(shí)讀寫(xiě)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(chē)，這樣讀寫(xiě)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(kāi)或關(guān))的射頻卡，和商店出口處的讀寫(xiě)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(mǎi)，由銷(xiāo)售人員用專(zhuān)用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場(chǎng)來(lái)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(xiāo)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(shuō)明在生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID技術(shù)的情況。

用于汽車(chē)裝配流水線。德國(guó)寶馬汽車(chē)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(chē)。寶馬汽車(chē)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(wàn)種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中，選定自己所需車(chē)的顏色、引擎型號(hào)和輪胎式樣等。這樣一來(lái)，汽車(chē)裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車(chē)，如果沒(méi)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(chē)所需的所有詳細(xì)的要求，在每個(gè)工作點(diǎn)處都有讀寫(xiě)器，這樣可以保證汽車(chē)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(guò)的倉(cāng)庫(kù)大門(mén)邊上，讀寫(xiě)器和天線都放在叉車(chē)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(xiě)器識(shí)別并告知中央計(jì)算它被放在哪個(gè)拖車(chē)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(wèn)題在世界各地都是令人頭疼的問(wèn)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(xiāo)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(lái)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(kāi)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(lái)方便、快捷，甚至不用打開(kāi)包，在讀寫(xiě)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(chē)上的電子月票。我國(guó)大城市的公共汽車(chē)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(xiě)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(méi)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(guò)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(chē)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(xiě)器相連，而射頻卡安裝到賽車(chē)前方。當(dāng)賽車(chē)每越過(guò)一個(gè)天線時(shí)，賽車(chē)的ID號(hào)和時(shí)間就被記錄下來(lái)，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?？?，而高速公路收費(fèi)卻存在一些問(wèn)題：一是在收費(fèi)站口，許多車(chē)輛要停車(chē)排隊(duì)，成為交通瓶頸問(wèn)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(chē)輛高速通過(guò)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(wèn)題。利用射頻識(shí)別技術(shù)的不停車(chē)高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是將來(lái)的發(fā)展方向；人工收費(fèi)，包括IC卡的停車(chē)收費(fèi)方式，終將會(huì)被淘汰。預(yù)計(jì)在未來(lái)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(wèn)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(chē)輛，記錄違章情況。另外，公共汽車(chē)站實(shí)時(shí)跟蹤指示公共汽車(chē)到站時(shí)間及自動(dòng)顯示乘客信息，會(huì)給乘客帶來(lái)很大的方便。

(2)火車(chē)和貨運(yùn)集裝箱的識(shí)別

在火車(chē)運(yùn)營(yíng)中，使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢(shì)在于：火車(chē)是按既定路線運(yùn)行的，因此肯定要通過(guò)設(shè)定的讀寫(xiě)器的地點(diǎn)。通過(guò)讀到的數(shù)據(jù)，能夠得到火車(chē)的身份、監(jiān)控火車(chē)的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車(chē)廂發(fā)生撞車(chē)事故，同時(shí)能在車(chē)站將車(chē)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(chē)廂側(cè)的條碼，現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車(chē)廂頂邊，讀寫(xiě)器安在鐵路沿線，就可得到火車(chē)的實(shí)時(shí)信息及車(chē)廂內(nèi)裝的物品信息。

篇2

中圖分類(lèi)號(hào)：TN401 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2014）12-00-03

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）這個(gè)詞，國(guó)內(nèi)外普遍公認(rèn)的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID（射頻識(shí)別）技術(shù)時(shí)最早提出來(lái)的[1]。在2005年國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）的同名報(bào)告中，物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)和嵌入式智能技術(shù)成為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)使能性技術(shù) [2]。

電子產(chǎn)品代碼（Electronic Product Code ，EPC）是早期國(guó)際上典型的物聯(lián)網(wǎng)概念模型，它的本質(zhì)就是RFID技術(shù)加互聯(lián)網(wǎng)[3]。由圖1可以看出，物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)源頭即為RFID技術(shù)。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)概念演進(jìn)

RFID技術(shù)位于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)體系的感知層，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。一套完整的RFID系統(tǒng)，是由讀寫(xiě)器、電子標(biāo)簽及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)部份所組成[4]。

與傳統(tǒng)識(shí)別方式相比，RFID技術(shù)無(wú)需直接接觸，無(wú)需光學(xué)可視，無(wú)需人工干預(yù)即可完成信息輸入和處理，操作方便快捷[5]。隨著技術(shù)的發(fā)展與市場(chǎng)的成熟，RFID技術(shù)被廣泛應(yīng)用于交通、安防、物流、零售、電力、金融、環(huán)保、醫(yī)療等各個(gè)行業(yè)[6]。RFID技術(shù)的應(yīng)用的廣泛性及其潛在的市場(chǎng)價(jià)值使得對(duì)此技術(shù)的研究顯得尤為重要。

專(zhuān)利作為知識(shí)產(chǎn)權(quán)中科技含量高的重要組成部分，對(duì)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略的實(shí)施和企業(yè)的研發(fā)活動(dòng)有重要意義。由于專(zhuān)利成為研發(fā)重點(diǎn)和主要的技術(shù)保護(hù)措施，專(zhuān)利分析也成為國(guó)家和企業(yè)需要重視的主要事務(wù)[7]。

專(zhuān)利情報(bào)分析就是采用科學(xué)的方法對(duì)專(zhuān)利文獻(xiàn)中包含的信息通過(guò)科學(xué)的加工、整理與分析，進(jìn)行深度挖掘與剖析，形成具有較高技術(shù)與商業(yè)價(jià)值的專(zhuān)利情報(bào)，助于分析技術(shù)分布態(tài)勢(shì)，掌握技術(shù)研發(fā)的歷史起源、當(dāng)前狀況和未來(lái)趨勢(shì)，從而為技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)進(jìn)行科學(xué)合理的定位[8]。

專(zhuān)利計(jì)量分析是指利用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法運(yùn)用在專(zhuān)利研究中，以探索和挖掘?qū)＠墨I(xiàn)的結(jié)構(gòu)數(shù)量以及變化規(guī)律等內(nèi)在價(jià)值的計(jì)量方法[9]。計(jì)量專(zhuān)利分析需要針對(duì)大量的專(zhuān)利文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理 。

專(zhuān)利計(jì)量分析可以追蹤技術(shù)路線演進(jìn)，洞察行業(yè)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，依此來(lái)預(yù)測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)技術(shù)活動(dòng)重點(diǎn)和空白點(diǎn)以及挖掘技術(shù)創(chuàng)新機(jī)會(huì)?？杀嬲J(rèn)明顯或潛在的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手監(jiān)測(cè)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境制定競(jìng)爭(zhēng)策略，為行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)分析競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)判斷和競(jìng)爭(zhēng)力測(cè)度提供重要應(yīng)用工具[10]。

本文對(duì)RFID技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)量趨勢(shì)、技術(shù)產(chǎn)出區(qū)域分布、專(zhuān)利申請(qǐng)類(lèi)型及法律狀態(tài)、專(zhuān)利歷史法律事件和在華申請(qǐng)人排名分別進(jìn)行了計(jì)量與分析。

1 中國(guó)RFID專(zhuān)利申請(qǐng)量趨勢(shì)分析

由圖2可知，我國(guó)在RFID技術(shù)的研究起步于20世紀(jì)90年代，自2002年起RFID專(zhuān)利申請(qǐng)量迅速增長(zhǎng)，特別是近幾年專(zhuān)利數(shù)量增長(zhǎng)得非?？?。這反映出研發(fā)團(tuán)體對(duì)該技術(shù)的關(guān)注度持續(xù)增加，同時(shí)該技術(shù)在我國(guó)是專(zhuān)利保護(hù)的熱點(diǎn)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。我國(guó)近年RFID專(zhuān)利申請(qǐng)量仍然保持較高速度增長(zhǎng)。

圖2 中國(guó)RFID技術(shù)歷年專(zhuān)利申請(qǐng)量趨勢(shì)

1997至2001年間我國(guó)RFID技術(shù)專(zhuān)利出現(xiàn)了一個(gè)增長(zhǎng)的高峰期，其增長(zhǎng)率數(shù)值很高，說(shuō)明RFID技術(shù)在該時(shí)期發(fā)展迅速。同時(shí)增長(zhǎng)率變化較大，主要原因是專(zhuān)利數(shù)量基數(shù)相對(duì)較小的緣故。2001年至2005年，隨著RFID技術(shù)成為全球的研究熱點(diǎn)，我國(guó)該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)數(shù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)迅猛。2006年至2008年專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)放緩。2009至2011年，隨著物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始進(jìn)入人們的視野，RFID專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)增長(zhǎng)率又迎來(lái)了一個(gè)小的高峰，而 2012年至2013年，隨著該領(lǐng)域技術(shù)的不斷成熟與完善，專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)增長(zhǎng)速度又逐步趨于緩和，說(shuō)明RFID技術(shù)已經(jīng)逐步成熟。

2 RFID技術(shù)國(guó)內(nèi)產(chǎn)出區(qū)域分布

由圖3可見(jiàn)，廣東省、上海市、北京市、江蘇省是國(guó)內(nèi)最為主要的技術(shù)產(chǎn)出地區(qū)。其中廣東省的申請(qǐng)量最大，這與廣東省RFID相關(guān)企業(yè)比較多有關(guān)。而北京市和上海市的研發(fā)機(jī)構(gòu)比較集中，這兩個(gè)地區(qū)的專(zhuān)利產(chǎn)出量也比較大。江蘇省RFID技術(shù)發(fā)展速度最快。從全國(guó)整體水平看，廣東省仍然是國(guó)內(nèi)RFID技術(shù)最具競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的地區(qū)。

圖3 RFID技術(shù)主要國(guó)內(nèi)產(chǎn)出區(qū)域份額

近幾年廣東省和上海市RFID技術(shù)申請(qǐng)份額逐年下降，北京市保持平穩(wěn)略有增加。江蘇省則發(fā)展迅猛，所占份額迅速增加。處于西部地區(qū)的四川省的增長(zhǎng)速度不容小覷，與我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)的發(fā)展戰(zhàn)略相吻合。

沿海省份中江蘇省發(fā)展勢(shì)頭最為迅猛，緊隨其后的浙江省與山東省份額增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)良好，福建省天津市份額比例變化則比較平穩(wěn)。雖然臺(tái)灣省RFID技術(shù)發(fā)展較早，但是由于近年來(lái)內(nèi)地各省市RFID技術(shù)的迅速發(fā)展而導(dǎo)致所占份額穩(wěn)中有降。

3 RFID專(zhuān)利申請(qǐng)類(lèi)型及法律狀態(tài)

圖4數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)RFID專(zhuān)利類(lèi)型中，發(fā)明專(zhuān)利數(shù)量最多超過(guò)9 000件，而實(shí)用新型專(zhuān)利只有7 000多件，外觀專(zhuān)利較少不到1 000件。我國(guó)RFID專(zhuān)利主要集中在發(fā)明和實(shí)用新型專(zhuān)利上。

圖4 RFID專(zhuān)利申請(qǐng)類(lèi)型及法律狀態(tài)

結(jié)合專(zhuān)利法律狀態(tài)可以看出在我國(guó)RFID專(zhuān)利中，有權(quán)專(zhuān)利主要集中在實(shí)用新型專(zhuān)利中，發(fā)明專(zhuān)利的有效專(zhuān)利比例較低，大約是實(shí)用新型專(zhuān)利的1/3。我國(guó)法律狀態(tài)為審中的專(zhuān)利幾乎都集中在發(fā)明專(zhuān)利中，主要原因是發(fā)明專(zhuān)利審核周期長(zhǎng)的緣故。同時(shí)也說(shuō)明近期我國(guó)RFID專(zhuān)利中發(fā)明專(zhuān)利的比例有較大幅度的增加。在失效專(zhuān)利中發(fā)明專(zhuān)利數(shù)量大約是實(shí)用新型專(zhuān)利數(shù)量的2倍。

4 RFID專(zhuān)利歷史法律事件分析

圖5數(shù)據(jù)為我國(guó)RFID專(zhuān)利更為詳細(xì)的法律歷史狀態(tài)。專(zhuān)利申請(qǐng)被駁回的共558件，駁回率為3%，駁回率較低。專(zhuān)利申請(qǐng)權(quán)、專(zhuān)利權(quán)轉(zhuǎn)移數(shù)量為865件，專(zhuān)利實(shí)施許可合同備案數(shù)量為162件，共轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化1 072件，轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化率為6%，轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化率較低。實(shí)質(zhì)審查請(qǐng)求生效7 945件，該項(xiàng)只針對(duì)發(fā)明專(zhuān)利有效，說(shuō)明我國(guó)發(fā)專(zhuān)利審查周期較長(zhǎng)。結(jié)合授權(quán)專(zhuān)利數(shù)來(lái)看，近年來(lái)RFID技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)主要為發(fā)明專(zhuān)利的申請(qǐng)。

圖5 RFID技術(shù)專(zhuān)利歷史法律事件

5 RFID專(zhuān)利在華申請(qǐng)人排名

圖6數(shù)據(jù)顯示，在排名前十的在華申請(qǐng)人中，有7位為企業(yè)申請(qǐng)人，其中有4位為外國(guó)企業(yè)申請(qǐng)人。還有2位為高校申請(qǐng)人，1位為個(gè)人申請(qǐng)人。

圖6 RFID專(zhuān)利在華主要申請(qǐng)人

排名前三位的均是中國(guó)企業(yè)，說(shuō)明在RFID技術(shù)方面中國(guó)企業(yè)是研發(fā)和專(zhuān)利保護(hù)的主力軍。四個(gè)外國(guó)企業(yè)分別為2個(gè)日本企業(yè)，1個(gè)美國(guó)企業(yè)和1個(gè)歐洲企業(yè)，說(shuō)明外國(guó)企業(yè)十分重視RFID技術(shù)在中國(guó)的專(zhuān)利布局，在RFID技術(shù)方面外國(guó)企業(yè)的實(shí)力不容小覷。對(duì)于亞洲國(guó)家而言，日本在RFID技術(shù)方面具備較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)高校已開(kāi)始對(duì)RFID技術(shù)研發(fā)和專(zhuān)利保護(hù)進(jìn)行有益的探索，并且取得了較好的成績(jī)。

6 研究結(jié)論

由RFID專(zhuān)利申請(qǐng)量趨勢(shì)來(lái)看我國(guó)RFID技術(shù)正處于高速成長(zhǎng)區(qū)，該技術(shù)目前是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究熱點(diǎn)。通過(guò)增長(zhǎng)率的分析可以看出近年來(lái)增速有所放緩，RFID技術(shù)的研究正逐步進(jìn)入成熟區(qū)。

通過(guò)RFID技術(shù)國(guó)內(nèi)產(chǎn)出區(qū)域分布的分析可以看出RFID技術(shù)區(qū)域發(fā)展不平衡。廣東、臺(tái)灣省起步較早，沿海地區(qū)發(fā)展速度迅猛，尤其是江蘇省發(fā)展速度最快，主要原因是2009年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)在無(wú)錫建設(shè)國(guó)家級(jí)傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)，為江蘇省RFID技術(shù)發(fā)展帶來(lái)良好的契機(jī)。近年來(lái)四川省RFID技術(shù)發(fā)展異軍突起，這又與當(dāng)前我國(guó)的西部大開(kāi)發(fā)政策相吻合。因此RFID技術(shù)區(qū)域發(fā)展與國(guó)家政策導(dǎo)向有著密不可分的關(guān)系。

通過(guò)RFID技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)類(lèi)型及法律狀態(tài)分析可以看出，盡管發(fā)明專(zhuān)利所占份額超過(guò)50%，但是發(fā)明有權(quán)專(zhuān)利只有實(shí)用新型有權(quán)專(zhuān)利的1/3，而發(fā)明失效專(zhuān)利卻是實(shí)用新型失效專(zhuān)利的2倍。說(shuō)明當(dāng)前我國(guó)RFID技術(shù)專(zhuān)利水平還有待提高。

通過(guò)RFID技術(shù)歷史法律事件分析，可知我國(guó)RFID技術(shù)專(zhuān)利轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化率為6%，這說(shuō)明我國(guó)大部分RFID技術(shù)專(zhuān)利未被利用，仍處于“沉睡”狀態(tài)，產(chǎn)業(yè)化水平有待大大加強(qiáng)。同時(shí)進(jìn)一步說(shuō)明我國(guó)RFID專(zhuān)利水平還有待提高。

由RFID專(zhuān)利在華申請(qǐng)人排名可以看出對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的RFID技術(shù)各國(guó)都非常重視，對(duì)于該技術(shù)在我國(guó)的專(zhuān)利布局的競(jìng)爭(zhēng)也十分激烈。我國(guó)目前該技術(shù)的研發(fā)和專(zhuān)利保護(hù)暫時(shí)處于領(lǐng)先地位，今后一段時(shí)期內(nèi)這種局面勢(shì)必會(huì)繼續(xù)持續(xù)下去。

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[7]郭婕婷，肖國(guó)華.專(zhuān)利分析方法研究[J].情報(bào)雜志，2008，27（1）：12-14

篇3

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要由電源管理單元、單片機(jī)AT89C52、射頻卡讀寫(xiě)模塊（主要由MFRC500構(gòu)成）、無(wú)線模塊、鍵盤(pán)顯示電路及其他電路構(gòu)成，系統(tǒng)如圖1所示。

手持射頻卡讀寫(xiě)器的工作原理如下：整個(gè)手持機(jī)由電源管理單元給各個(gè)模塊提供工作電壓，由單片機(jī)控制射頻卡芯片，并通過(guò)天線發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于天線的設(shè)計(jì)質(zhì)量)，當(dāng)有射頻卡（也可以稱(chēng)作電子標(biāo)簽，RFID卡，非接觸卡）進(jìn)入天線發(fā)射的有效范圍時(shí)，射頻卡里有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，它的工作頻率與射頻卡讀寫(xiě)器天線發(fā)射的頻率相一致，由于電磁波提供的激勵(lì)能量，使得射頻卡里的LC諧振電路產(chǎn)生了感應(yīng)電勢(shì)，電壓達(dá)到一定電壓值，就作為卡內(nèi)其它電路工作的電源，然后射頻卡將數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)部電路以同樣的頻率發(fā)送回去，讀寫(xiě)器通過(guò)天線接收到射頻卡的信號(hào)后，進(jìn)行解調(diào)解碼，并根據(jù)沖突檢測(cè)和校驗(yàn)，來(lái)判斷有效的數(shù)據(jù)，接著通過(guò)單片機(jī)的串口發(fā)送數(shù)據(jù)給無(wú)線模塊SIM900D，SIM900D可使用短信或者TCP/IP數(shù)據(jù)流兩種方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，由于短信方式比較適合數(shù)據(jù)量少，單方向的場(chǎng)合，這里為了使該設(shè)計(jì)具有更廣的使用，所以采用TCP/IP數(shù)據(jù)流的方式，與遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

0 引言

射頻識(shí)別技術(shù)RFID( radio frequency identifiestion) 是21世紀(jì)非常流行的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其應(yīng)用場(chǎng)合越來(lái)越廣，尤其隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，應(yīng)用將更上一層樓，目前在停車(chē)場(chǎng)，學(xué)校圖書(shū)館，食堂，公交車(chē)上已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮。這里我們?cè)O(shè)計(jì)一種利用單片機(jī)開(kāi)發(fā)的新型手持射頻卡讀寫(xiě)器，作為通用射頻卡檢測(cè)設(shè)備。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要由電源管理單元、單片機(jī)AT89C52、射頻卡讀寫(xiě)模塊（主要由MFRC500構(gòu)成）、無(wú)線模塊、鍵盤(pán)顯示電路及其他電路構(gòu)成，系統(tǒng)如圖1所示。

手持射頻卡讀寫(xiě)器的工作原理如下：整個(gè)手持機(jī)由電源管理單元給各個(gè)模塊提供工作電壓，由單片機(jī)控制射頻卡芯片，并通過(guò)天線發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于天線的設(shè)計(jì)質(zhì)量)，當(dāng)有射頻卡（也可以稱(chēng)作電子標(biāo)簽，RFID卡，非接觸卡）進(jìn)入天線發(fā)射的有效范圍時(shí)，射頻卡里有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，它的工作頻率與射頻卡讀寫(xiě)器天線發(fā)射的頻率相一致，由于電磁波提供的激勵(lì)能量，使得射頻卡里的LC諧振電路產(chǎn)生了感應(yīng)電勢(shì)，電壓達(dá)到一定電壓值，就作為卡內(nèi)其它電路工作的電源，然后射頻卡將數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)部電路以同樣的頻率發(fā)送回去，讀寫(xiě)器通過(guò)天線接收到射頻卡的信號(hào)后，進(jìn)行解調(diào)解碼，并根據(jù)沖突檢測(cè)和校驗(yàn)，來(lái)判斷有效的數(shù)據(jù)，接著通過(guò)單片機(jī)的串口發(fā)送數(shù)據(jù)給無(wú)線模塊SIM900D，SIM900D可使用短信或者TCP/IP數(shù)據(jù)流兩種方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，由于短信方式比較適合數(shù)據(jù)量少，單方向的場(chǎng)合，這里為了使該設(shè)計(jì)具有更廣的使用，所以采用TCP/IP數(shù)據(jù)流的方式，與遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 讀寫(xiě)器的主要控制器

手持讀寫(xiě)器的主要的CPU采用ATMEL公司的AT89C52。它是一款常用的51單片機(jī)。被應(yīng)用到各種工業(yè)控制和消費(fèi)電子領(lǐng)域中。其成本低，開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)單。當(dāng)然在這個(gè)系統(tǒng)里理論上完全可以用其他單片機(jī)或者ARM控制器來(lái)替換。

2.2 射頻卡讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)

射頻卡讀寫(xiě)主要通過(guò)射頻卡芯片MF RC500及其必要的電路構(gòu)成，射頻卡芯片是整個(gè)讀寫(xiě)器的核心，它可以實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)射頻卡（電子標(biāo)簽）所有必要的功能，包括射頻信號(hào)的產(chǎn)生、調(diào)制、解調(diào)等。此芯片實(shí)際上是單片機(jī)與射頻卡之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵。任何射頻卡上的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)都要通過(guò)此芯片來(lái)傳送。通過(guò)傳送不同的命令給此芯片，就能實(shí)現(xiàn)不同的控制。

此芯片需要在OSCSIN和OSCOUT引腳上外接13.56MHz晶振，當(dāng)然也可使用其他外部時(shí)鐘，但不推薦這樣做，因?yàn)樗旧淼臅r(shí)鐘已經(jīng)足夠穩(wěn)定。

為了實(shí)現(xiàn)最佳性能，射頻卡芯片的模擬部分使用單獨(dú)的電源，它對(duì)內(nèi)部的震蕩器、模擬解調(diào)器和解碼器提供工作電壓，同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)部分和數(shù)字部分也各使用單獨(dú)電源供電，此讀卡器，我利用磁珠把各電源進(jìn)行分開(kāi)。

此芯片支持不同的CPU接口，單片機(jī)通過(guò)控制射頻卡芯片的NCS引腳來(lái)選擇射頻卡芯片，在射頻卡芯片上電或硬件復(fù)位后，此芯片馬上復(fù)位它的接口模式，并根據(jù)幾個(gè)固定引腳上的邏輯電平來(lái)識(shí)別當(dāng)前CPU接口的類(lèi)型。我們這里選擇了地址線與數(shù)據(jù)線分時(shí)復(fù)用的接口類(lèi)型，其具體操作是：當(dāng)ALE為邏輯1時(shí)，將地址鎖存到內(nèi)部的相應(yīng)鎖存器中，然后由讀寫(xiě)信號(hào)完成對(duì)芯片的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。

在這個(gè)部分，讀寫(xiě)器的天線設(shè)計(jì)也相當(dāng)?shù)闹匾?，它的設(shè)計(jì)質(zhì)量將直接影響讀寫(xiě)射頻卡的有效距離，我們參考芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)，采用直接匹配的天線，其有效距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到10cm。在天線電路的設(shè)計(jì)里，我們主要考慮兩個(gè)方面的問(wèn)題：

第一個(gè)方面是對(duì)電磁干擾的濾波，由于這個(gè)讀寫(xiě)器的工作頻率為13.56MHz，由時(shí)鐘電路產(chǎn)生，但它也伴隨產(chǎn)生13.56 MHz中的3次、5次等高次諧波。為達(dá)到國(guó)際EMC要求，良好地控制這些電磁干擾。本讀寫(xiě)器使用低通濾波器來(lái)控制電磁干擾。

第二個(gè)方面是為了天線的性能達(dá)到最好，需要考慮天線電路的阻抗匹配。

2.3 電源的設(shè)計(jì)

由于本手持機(jī)在使用無(wú)線模塊時(shí)，需要較大的電流。另外本設(shè)備為手持機(jī)，所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用優(yōu)科能源的可充電聚合物鋰離子電池組件（2節(jié)串聯(lián)，每節(jié)3.7V的標(biāo)稱(chēng)電壓），可充電（需另購(gòu)充電器，充電電壓為8.4V），電池電壓通過(guò)降壓型DCDC芯片AOZ1016A轉(zhuǎn)換成5V電壓輸出，此芯片的輸入電壓范圍較大（從4.5V~16V），最大可以輸出3.6A的電流，完全滿足本手持機(jī)的電壓需要。

2.4 顯示器的設(shè)計(jì)

顯示部分采用160×96點(diǎn)陣液晶屏，這個(gè)液晶屏是總線型的，它與單片機(jī)的連接采用數(shù)據(jù)并行模式，直接與單片機(jī)的PO口相連，而液晶屏的讀寫(xiě)控制信號(hào)R/W則直接連接單片機(jī)的讀寫(xiě)信號(hào)上，另外液晶屏的片選信號(hào)CS，指令/數(shù)據(jù)寄存器選擇信號(hào)A0，復(fù)位信號(hào)RESET和串并行選擇端P/S，都需要分別連接到單片機(jī)的其他I/O口。

2.5 鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)

鍵盤(pán)設(shè)計(jì)使用單片機(jī)P1口的八個(gè)I/O口實(shí)現(xiàn)，采用4×4矩陣動(dòng)態(tài)掃描模式，可設(shè)計(jì)提供11個(gè)數(shù)字鍵（包括小數(shù)點(diǎn)）、確認(rèn)鍵、取消鍵、退格鍵、2個(gè)功能鍵，共16個(gè)按鍵。滿足一般手持設(shè)備的按鍵需求。

2.6 無(wú)線通訊模塊

目前市場(chǎng)上提供的無(wú)線通訊模塊有很多，為了適應(yīng)更多的國(guó)家使用，我們使用剛剛推出的四頻的無(wú)線模塊SIM900D（它是SIM340DZ的替代品），此模塊自帶TCP/IP協(xié)議棧，無(wú)需其他CPU的支持就能利用TCP/IP數(shù)據(jù)流方式進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)然它也使用標(biāo)準(zhǔn)的AT命令，性能穩(wěn)定，使用方便。本手持機(jī)中，單片機(jī)通過(guò)串口與SIM900D進(jìn)行通信，由于單片機(jī)AT89C52采用5V供電，而SIM900D使用4.3V供電，所以需要在5V電壓的基礎(chǔ)上進(jìn)行降壓，我們這里采用簡(jiǎn)單的二極管進(jìn)行串接降壓。當(dāng)然此模塊還需要SIM卡接口電路，由于SIM卡是經(jīng)常被手碰到的地方，需要給SIM卡加上ESD保護(hù)電路。

3 軟件設(shè)計(jì)

手持機(jī)軟件系統(tǒng)用C51進(jìn)行直接編寫(xiě)，當(dāng)然如果擴(kuò)展外部?jī)?chǔ)存器，也可考慮在本系統(tǒng)中采用嵌入式操作系統(tǒng)，并在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上編寫(xiě)自己的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)程序，我們這里考慮到本手持機(jī)只是作為物流讀寫(xiě)射頻卡的中間設(shè)備，數(shù)據(jù)處理類(lèi)型和任務(wù)較少，較復(fù)雜的應(yīng)用處理可以由遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制中心來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以這里采用C51直接編寫(xiě)全部程序，系統(tǒng)的各個(gè)單元部分用單獨(dú)的任務(wù)線程設(shè)計(jì)，在減少了軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度的同時(shí)，也增強(qiáng)了軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可讀性。

本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括，系統(tǒng)初始化，鍵盤(pán)掃描處理，液晶顯示，射頻卡的讀寫(xiě)，以及無(wú)線模塊的控制與數(shù)據(jù)通訊等主要部分，由于系統(tǒng)初始化，鍵盤(pán)掃描處理，LCD顯示，都是非常常見(jiàn)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，下面主要說(shuō)明射頻卡的讀寫(xiě)部分的設(shè)計(jì)。

3.1 射頻卡的讀寫(xiě)軟件設(shè)計(jì)

射頻卡的讀寫(xiě)，最主要是對(duì)芯片進(jìn)行控制。因此讀寫(xiě)程序也主要是完成單片機(jī)對(duì)射頻卡芯片MF RC500的控制，從而實(shí)現(xiàn)芯片與射頻卡之間的數(shù)據(jù)交互，工作流程如下：

1）單片機(jī)對(duì)射頻卡芯片進(jìn)行初始化，使其進(jìn)入正常的工作狀態(tài)；

2）等待中斷信號(hào)（射頻卡芯片通過(guò)天線檢測(cè)到有效的射頻卡進(jìn)入有效范圍后，產(chǎn)生中斷信號(hào)給單片機(jī)）；

3）由單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的指令給射頻卡芯片，進(jìn)行請(qǐng)求，防碰撞，選擇等操作；

4）單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的指令對(duì)讀寫(xiě)射頻卡密碼進(jìn)行驗(yàn)證；

5）驗(yàn)證完畢后，讀取射頻卡指定塊的內(nèi)容或者寫(xiě)入相應(yīng)地址塊的數(shù)據(jù)；

6）完成數(shù)據(jù)讀寫(xiě)后，向卡發(fā)送停止命令，并可判斷卡有沒(méi)有離開(kāi)。

3.2 無(wú)線模塊的數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖O(shè)計(jì)

由于無(wú)線模塊SIM900D自帶TCP/IP協(xié)議棧，在本手持讀寫(xiě)器里，單片機(jī)通過(guò)其串口，利用AT命令就可以對(duì)SIM900D進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。主要流程如下：

1）先由單片機(jī)通過(guò)I/O腳控制模塊上電，使SIM900D上電復(fù)位；

2）單片機(jī)通過(guò)串口發(fā)送AT命令控制無(wú)線模塊SIM900D與遠(yuǎn)程服務(wù)器建立TCP連接(預(yù)先需要知道遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制中心服務(wù)器的IP地址和端口)；

3）連接建立后，單片機(jī)把準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)發(fā)送給無(wú)線模塊SIM900D，通過(guò)前面建立好的數(shù)據(jù)通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；并讀取無(wú)線模塊SIM900D從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心返回的數(shù)據(jù)；

4）數(shù)據(jù)處理好后，關(guān)閉當(dāng)前建立的TCP連接，然后再關(guān)閉無(wú)線模塊SIM900D的電源，以節(jié)約耗電，繼續(xù)等待下一次的通訊。

4 結(jié)論

本手持機(jī)主要支持IS014443A協(xié)議的射頻卡的讀寫(xiě)，此射頻卡目前已經(jīng)被廣泛使用。利用此設(shè)計(jì)方案，開(kāi)發(fā)的物流手持射頻卡讀寫(xiě)器，具有攜帶方便，成本低，軟件修改方便，可使用場(chǎng)合多的特點(diǎn)，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，其應(yīng)用前景一定非常廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]謝高生，易靈芝，王根平.動(dòng)態(tài)密鑰在Mifare射頻IC卡識(shí)別系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2009，17(4)：725-726.

[2]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版式，2006，12.

2 硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 讀寫(xiě)器的主要控制器

手持讀寫(xiě)器的主要的CPU采用ATMEL公司的AT89C52。它是一款常用的51單片機(jī)。被應(yīng)用到各種工業(yè)控制和消費(fèi)電子領(lǐng)域中。其成本低，開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)單。當(dāng)然在這個(gè)系統(tǒng)里理論上完全可以用其他單片機(jī)或者ARM控制器來(lái)替換。

2.2 射頻卡讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)

射頻卡讀寫(xiě)主要通過(guò)射頻卡芯片MF RC500及其必要的電路構(gòu)成，射頻卡芯片是整個(gè)讀寫(xiě)器的核心，它可以實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)射頻卡（電子標(biāo)簽）所有必要的功能，包括射頻信號(hào)的產(chǎn)生、調(diào)制、解調(diào)等。此芯片實(shí)際上是單片機(jī)與射頻卡之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵。任何射頻卡上的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)都要通過(guò)此芯片來(lái)傳送。通過(guò)傳送不同的命令給此芯片，就能實(shí)現(xiàn)不同的控制。

此芯片需要在OSCSIN和OSCOUT引腳上外接13.56MHz晶振，當(dāng)然也可使用其他外部時(shí)鐘，但不推薦這樣做，因?yàn)樗旧淼臅r(shí)鐘已經(jīng)足夠穩(wěn)定。

為了實(shí)現(xiàn)最佳性能，射頻卡芯片的模擬部分使用單獨(dú)的電源，它對(duì)內(nèi)部的震蕩器、模擬解調(diào)器和解碼器提供工作電壓，同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)部分和數(shù)字部分也各使用單獨(dú)電源供電，此讀卡器，我利用磁珠把各電源進(jìn)行分開(kāi)。

此芯片支持不同的CPU接口，單片機(jī)通過(guò)控制射頻卡芯片的NCS引腳來(lái)選擇射頻卡芯片，在射頻卡芯片上電或硬件復(fù)位后，此芯片馬上復(fù)位它的接口模式，并根據(jù)幾個(gè)固定引腳上的邏輯電平來(lái)識(shí)別當(dāng)前CPU接口的類(lèi)型。我們這里選擇了地址線與數(shù)據(jù)線分時(shí)復(fù)用的接口類(lèi)型，其具體操作是：當(dāng)ALE為邏輯1時(shí)，將地址鎖存到內(nèi)部的相應(yīng)鎖存器中，然后由讀寫(xiě)信號(hào)完成對(duì)芯片的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。

在這個(gè)部分，讀寫(xiě)器的天線設(shè)計(jì)也相當(dāng)?shù)闹匾?，它的設(shè)計(jì)質(zhì)量將直接影響讀寫(xiě)射頻卡的有效距離，我們參考芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)，采用直接匹配的天線，其有效距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到10cm。在天線電路的設(shè)計(jì)里，我們主要考慮兩個(gè)方面的問(wèn)題：

第一個(gè)方面是對(duì)電磁干擾的濾波，由于這個(gè)讀寫(xiě)器的工作頻率為13.56MHz，由時(shí)鐘電路產(chǎn)生，但它也伴隨產(chǎn)生13.56 MHz中的3次、5次等高次諧波。為達(dá)到國(guó)際EMC要求，良好地控制這些電磁干擾。本讀寫(xiě)器使用低通濾波器來(lái)控制電磁干擾。

第二個(gè)方面是為了天線的性能達(dá)到最好，需要考慮天線電路的阻抗匹配。

2.3 電源的設(shè)計(jì)

由于本手持機(jī)在使用無(wú)線模塊時(shí)，需要較大的電流。另外本設(shè)備為手持機(jī)，所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用優(yōu)科能源的可充電聚合物鋰離子電池組件（2節(jié)串聯(lián)，每節(jié)3.7V的標(biāo)稱(chēng)電壓），可充電（需另購(gòu)充電器，充電電壓為8.4V），電池電壓通過(guò)降壓型DCDC芯片AOZ1016A轉(zhuǎn)換成5V電壓輸出，此芯片的輸入電壓范圍較大（從4.5V~16V），最大可以輸出3.6A的電流，完全滿足本手持機(jī)的電壓需要。

2.4 顯示器的設(shè)計(jì)

顯示部分采用160×96點(diǎn)陣液晶屏，這個(gè)液晶屏是總線型的，它與單片機(jī)的連接采用數(shù)據(jù)并行模式，直接與單片機(jī)的PO口相連，而液晶屏的讀寫(xiě)控制信號(hào)R/W則直接連接單片機(jī)的讀寫(xiě)信號(hào)上，另外液晶屏的片選信號(hào)CS，指令/數(shù)據(jù)寄存器選擇信號(hào)A0，復(fù)位信號(hào)RESET和串并行選擇端P/S，都需要分別連接到單片機(jī)的其他I/O口。

2.5 鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)

鍵盤(pán)設(shè)計(jì)使用單片機(jī)P1口的八個(gè)I/O口實(shí)現(xiàn)，采用4×4矩陣動(dòng)態(tài)掃描模式，可設(shè)計(jì)提供11個(gè)數(shù)字鍵（包括小數(shù)點(diǎn)）、確認(rèn)鍵、取消鍵、退格鍵、2個(gè)功能鍵，共16個(gè)按鍵。滿足一般手持設(shè)備的按鍵需求。

2.6 無(wú)線通訊模塊

目前市場(chǎng)上提供的無(wú)線通訊模塊有很多，為了適應(yīng)更多的國(guó)家使用，我們使用剛剛推出的四頻的無(wú)線模塊SIM900D（它是SIM340DZ的替代品），此模塊自帶TCP/IP協(xié)議棧，無(wú)需其他CPU的支持就能利用TCP/IP數(shù)據(jù)流方式進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)然它也使用標(biāo)準(zhǔn)的AT命令，性能穩(wěn)定，使用方便。本手持機(jī)中，單片機(jī)通過(guò)串口與SIM900D進(jìn)行通信，由于單片機(jī)AT89C52采用5V供電，而SIM900D使用4.3V供電，所以需要在5V電壓的基礎(chǔ)上進(jìn)行降壓，我們這里采用簡(jiǎn)單的二極管進(jìn)行串接降壓。當(dāng)然此模塊還需要SIM卡接口電路，由于SIM卡是經(jīng)常被手碰到的地方，需要給SIM卡加上ESD保護(hù)電路。

3 軟件設(shè)計(jì)

手持機(jī)軟件系統(tǒng)用C51進(jìn)行直接編寫(xiě)，當(dāng)然如果擴(kuò)展外部?jī)?chǔ)存器，也可考慮在本系統(tǒng)中采用嵌入式操作系統(tǒng)，并在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上編寫(xiě)自己的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)程序，我們這里考慮到本手持機(jī)只是作為物流讀寫(xiě)射頻卡的中間設(shè)備，數(shù)據(jù)處理類(lèi)型和任務(wù)較少，較復(fù)雜的應(yīng)用處理可以由遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制中心來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以這里采用C51直接編寫(xiě)全部程序，系統(tǒng)的各個(gè)單元部分用單獨(dú)的任務(wù)線程設(shè)計(jì)，在減少了軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度的同時(shí)，也增強(qiáng)了軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可讀性。

本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括，系統(tǒng)初始化，鍵盤(pán)掃描處理，液晶顯示，射頻卡的讀寫(xiě)，以及無(wú)線模塊的控制與數(shù)據(jù)通訊等主要部分，由于系統(tǒng)初始化，鍵盤(pán)掃描處理，LCD顯示，都是非常常見(jiàn)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，下面主要說(shuō)明射頻卡的讀寫(xiě)部分的設(shè)計(jì)。

3.1 射頻卡的讀寫(xiě)軟件設(shè)計(jì)

射頻卡的讀寫(xiě)，最主要是對(duì)芯片進(jìn)行控制。因此讀寫(xiě)程序也主要是完成單片機(jī)對(duì)射頻卡芯片MF RC500的控制，從而實(shí)現(xiàn)芯片與射頻卡之間的數(shù)據(jù)交互，工作流程如下：

1）單片機(jī)對(duì)射頻卡芯片進(jìn)行初始化，使其進(jìn)入正常的工作狀態(tài)；

2）等待中斷信號(hào)（射頻卡芯片通過(guò)天線檢測(cè)到有效的射頻卡進(jìn)入有效范圍后，產(chǎn)生中斷信號(hào)給單片機(jī)）；

3）由單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的指令給射頻卡芯片，進(jìn)行請(qǐng)求，防碰撞，選擇等操作；

4）單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的指令對(duì)讀寫(xiě)射頻卡密碼進(jìn)行驗(yàn)證；

5）驗(yàn)證完畢后，讀取射頻卡指定塊的內(nèi)容或者寫(xiě)入相應(yīng)地址塊的數(shù)據(jù)；

6）完成數(shù)據(jù)讀寫(xiě)后，向卡發(fā)送停止命令，并可判斷卡有沒(méi)有離開(kāi)。

3.2 無(wú)線模塊的數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖O(shè)計(jì)

由于無(wú)線模塊SIM900D自帶TCP/IP協(xié)議棧，在本手持讀寫(xiě)器里，單片機(jī)通過(guò)其串口，利用AT命令就可以對(duì)SIM900D進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。主要流程如下：

1）先由單片機(jī)通過(guò)I/O腳控制模塊上電，使SIM900D上電復(fù)位；

2）單片機(jī)通過(guò)串口發(fā)送AT命令控制無(wú)線模塊SIM900D與遠(yuǎn)程服務(wù)器建立TCP連接(預(yù)先需要知道遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制中心服務(wù)器的IP地址和端口)；

3）連接建立后，單片機(jī)把準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)發(fā)送給無(wú)線模塊SIM900D，通過(guò)前面建立好的數(shù)據(jù)通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；并讀取無(wú)線模塊SIM900D從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心返回的數(shù)據(jù)；

4）數(shù)據(jù)處理好后，關(guān)閉當(dāng)前建立的TCP連接，然后再關(guān)閉無(wú)線模塊SIM900D的電源，以節(jié)約耗電，繼續(xù)等待下一次的通訊。

4 結(jié)論

本手持機(jī)主要支持IS014443A協(xié)議的射頻卡的讀寫(xiě)，此射頻卡目前已經(jīng)被廣泛使用。利用此設(shè)計(jì)方案，開(kāi)發(fā)的物流手持射頻卡讀寫(xiě)器，具有攜帶方便，成本低，軟件修改方便，可使用場(chǎng)合多的特點(diǎn)，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，其應(yīng)用前景一定非常廣闊。

篇4

中圖分類(lèi)號(hào)：TN9934 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004373X（2012）22005903

近年來(lái)，隨著對(duì)產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理和質(zhì)量控制水平要求的不斷提高，傳統(tǒng)的監(jiān)管模式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化的需求。經(jīng)過(guò)近幾年的不斷努力，雖然我國(guó)政府、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)相繼開(kāi)展了基于射頻識(shí)別RFID（Radio　Frequency　IDentificaiton）在業(yè)務(wù)流程監(jiān)管與服務(wù)方面的應(yīng)用研究，在進(jìn)出口貨物檢驗(yàn)檢疫監(jiān)管、物流、公共事業(yè)管理等行業(yè)或領(lǐng)域內(nèi)初步實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)的RFID監(jiān)管與追溯應(yīng)用［15］。但是，由于業(yè)務(wù)管理模式、運(yùn)作機(jī)制、成本、技術(shù)等各種原因，國(guó)內(nèi)尚未有研究或應(yīng)用項(xiàng)目涉及技術(shù)機(jī)構(gòu)尤其官方檢驗(yàn)檢疫技術(shù)機(jī)構(gòu)的食品檢驗(yàn)樣品全流程跟蹤控制領(lǐng)域。

當(dāng)前，檢驗(yàn)檢疫等技術(shù)機(jī)構(gòu)在食品樣品檢驗(yàn)過(guò)程中，采用條形碼技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)追溯管理。這種方法一般均采用人工方法近距離讀取條碼，無(wú)法做到實(shí)時(shí)、快速地獲得大批量食品的質(zhì)量信息。同時(shí)，其在流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)上也無(wú)法提供食品所處環(huán)境、狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)記錄。因此，在這樣的運(yùn)作模式下，常常容易導(dǎo)致食品檢驗(yàn)樣品信息傳遞慢、差錯(cuò)率高，追溯性不強(qiáng)、業(yè)務(wù)進(jìn)展?fàn)顟B(tài)不明、糾錯(cuò)成本高等多個(gè)問(wèn)題。

本文結(jié)合檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心的業(yè)務(wù)需求，開(kāi)展檢驗(yàn)檢疫食品樣品流動(dòng)跟蹤監(jiān)控管理的研究，提出基于RFID技術(shù)對(duì)食品檢驗(yàn)樣品進(jìn)行電子監(jiān)管，實(shí)時(shí)監(jiān)控樣品封裝、運(yùn)輸、交接、流轉(zhuǎn)、檢測(cè)到處理的全過(guò)程動(dòng)態(tài)信息，來(lái)實(shí)現(xiàn)食品檢驗(yàn)樣品信息的可追溯化、可監(jiān)控化，從而推動(dòng)檢驗(yàn)檢疫技術(shù)機(jī)構(gòu)的信息化建設(shè)和進(jìn)出口商品檢驗(yàn)檢疫電子監(jiān)管的應(yīng)用。

1　系統(tǒng)技術(shù)方案

1.1　食品樣品檢驗(yàn)的信息流分析

食品樣品檢驗(yàn)包括制樣、倉(cāng)儲(chǔ)、檢驗(yàn)、銷(xiāo)毀4個(gè)環(huán)節(jié)，按照信息可查詢、流向可跟蹤、責(zé)任可追溯的基本要求，系統(tǒng)采用以RFID電子標(biāo)簽為基本流動(dòng)數(shù)據(jù)載體和基本信息單元［68］。針對(duì)不同階段的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和需求，系統(tǒng)選擇不同的RFID讀寫(xiě)設(shè)備、RFID電子標(biāo)簽以及不同的標(biāo)簽閱讀形式。其中涉及到兩個(gè)貼有RFID電子標(biāo)簽的周轉(zhuǎn)容器：周轉(zhuǎn)箱和周轉(zhuǎn)盒。周轉(zhuǎn)盒用來(lái)盛放需要檢驗(yàn)的食品樣品；周轉(zhuǎn)箱則用來(lái)裝已制好樣的周轉(zhuǎn)盒，每個(gè)周轉(zhuǎn)箱的最大容量為12個(gè)周轉(zhuǎn)盒。其業(yè)務(wù)流程及數(shù)據(jù)信息如下：

（1）　制樣階段

此階段是通過(guò)單標(biāo)簽的讀寫(xiě)操作，往RFID電子標(biāo)簽內(nèi)錄入單個(gè)樣品具體信息。由于讀寫(xiě)距離比較近，此階段選取低頻RFID讀寫(xiě)設(shè)備。

綜合業(yè)務(wù)部門(mén)基于接收的形形的食品樣品，將其分類(lèi)裝進(jìn)貼有RFID標(biāo)簽的周轉(zhuǎn)盒，并同時(shí)往RFID標(biāo)簽內(nèi)寫(xiě)入相對(duì)應(yīng)的樣品編號(hào)、名稱(chēng)信息、狀態(tài)信息，此即完成樣品的制樣過(guò)程。將已制好樣的樣品置入周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，即完成樣品周轉(zhuǎn)箱的生成操作，實(shí)現(xiàn)了樣品、周轉(zhuǎn)箱的信息綁定。其具體流程圖如圖1所示。

此階段是通過(guò)多標(biāo)簽的群讀、寫(xiě)操作，更改每個(gè)RFID電子標(biāo)簽的狀態(tài)信息，并為每個(gè)周轉(zhuǎn)箱分配相應(yīng)的庫(kù)存位置信息。由于讀寫(xiě)范圍比較大，此階段選用超高頻RFID讀寫(xiě)設(shè)備。其具體業(yè)務(wù)流程如圖2所示。

此階段是通過(guò)單標(biāo)簽的讀、寫(xiě)操作，更改每個(gè)RFID電子標(biāo)簽的狀態(tài)信息，以及綁定相應(yīng)的檢驗(yàn)樣品成員信息。由于讀寫(xiě)范圍要求不高，此階段選用高頻RFID讀寫(xiě)設(shè)備。其具體業(yè)務(wù)流程如圖3所示。

此階段是通過(guò)單標(biāo)簽的讀、寫(xiě)操作，更改每個(gè)RFID電子標(biāo)簽的狀態(tài)信息，以及綁定相應(yīng)的檢驗(yàn)樣品成員信息。由于讀寫(xiě)范圍要求不高，此階段選用高頻RFID讀寫(xiě)設(shè)備。其具體業(yè)務(wù)流程如圖4所示。

本文提出的基于RFID的食品檢驗(yàn)樣品跟蹤管理系統(tǒng)共分為4個(gè)層次［910］，自底向上依次為：

（1）　網(wǎng)絡(luò)通信層（實(shí)現(xiàn)信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸）；

（2）　系統(tǒng)設(shè)備層（RFID硬件設(shè)備，其中包括低頻、高頻、超高頻讀寫(xiě)器和電子標(biāo)簽）；

（3）　信息資源層（根據(jù)RFID獲取的數(shù)據(jù)資源，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)）；

（4）　系統(tǒng)業(yè)務(wù)層（基于業(yè)務(wù)流程開(kāi)發(fā)制樣模塊、入庫(kù)模塊、檢驗(yàn)?zāi)K、留樣及銷(xiāo)毀模塊，以及跟蹤查詢模塊）。

本系統(tǒng)采用SQL　Server2005作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，基于寫(xiě)入、存儲(chǔ)在電子標(biāo)簽內(nèi)的原始數(shù)據(jù)為基表，分別建立包括樣品信息表、周轉(zhuǎn)箱信息表、樣品狀態(tài)信息表、周轉(zhuǎn)箱狀態(tài)信息表、檢驗(yàn)庫(kù)信息表等數(shù)據(jù)表?？紤]到系統(tǒng)的友好性與兼容性，基于.NET平臺(tái)，采用C#實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)功能模塊：

（1）　RFID讀寫(xiě)設(shè)備的配置模塊

該模塊包括通信端口號(hào)設(shè)置、天線號(hào)設(shè)置、天線能量設(shè)置、服務(wù)器遠(yuǎn)程連接等功能。

（2）　業(yè)務(wù)操作功能模塊

配置好RFID硬件設(shè)備參數(shù)，與遠(yuǎn)程服務(wù)器建立連接，即可對(duì)食品檢驗(yàn)樣品進(jìn)行業(yè)務(wù)流程操作：

①　制樣：讀取周轉(zhuǎn)箱編號(hào)；同時(shí)，將樣品編號(hào)寫(xiě)入樣品電子標(biāo)簽內(nèi)；

②　入庫(kù)：讀取周轉(zhuǎn)箱、樣品標(biāo)簽內(nèi)信息，與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的信息進(jìn)行匹對(duì)；信息一致，則點(diǎn)擊界面“自動(dòng)分配貨位”按鈕，為其分配相應(yīng)的檢驗(yàn)庫(kù)存儲(chǔ)貨位；

③　檢驗(yàn)：基于檢驗(yàn)清單需求，點(diǎn)擊界面“查詢”按鈕，根據(jù)查詢的檢驗(yàn)樣品貨位信息，取出樣品去檢驗(yàn)；

篇5

引 言

射頻識(shí)別技術(shù)(RFID，Radio Frequency Identification)實(shí)際上是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)(AEI，Automatic Equipment Identification)在無(wú)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(guò)采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)各類(lèi)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(wú)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(wú)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(xiě)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(xiě)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(xiě)器的通信。芯片上有EEPROM用來(lái)儲(chǔ)存識(shí)別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬(wàn)比特。 芯片外圍僅需連接天線(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?？ǚ庋b可以有不同形式，比如常見(jiàn)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(xiě)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)?？ㄆ瑑?nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過(guò)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?，將電容?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(xiě)器的數(shù)據(jù)。讀寫(xiě)器接收到卡的數(shù)據(jù)后，解碼并進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)來(lái)決定數(shù)據(jù)的有效性，然后，通過(guò)RS232、RS422、RS485或無(wú)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(lái)測(cè)量、記錄不同的參數(shù)，甚至可與GPS系統(tǒng)連接來(lái)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(lèi)

射頻識(shí)別技術(shù)主要按以下四種方式分類(lèi)。

(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(wú)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(mén)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(xiě)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(xiě)距離和高的讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合，像火車(chē)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(xiě)(RW)卡、一次寫(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)入的卡，寫(xiě)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(wú)源

射頻卡可分為有源及無(wú)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(wú)源射頻卡不含電池，利用讀寫(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)器的載波調(diào)制自己的信號(hào)，適宜在門(mén)禁或交通的應(yīng)用中使用。因?yàn)樽x寫(xiě)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(xiě)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(xiě)區(qū)域內(nèi)。讀寫(xiě)距離長(zhǎng)，射頻卡之間的距離就要大，應(yīng)用起來(lái)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(lái)說(shuō)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(lèi)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(chē)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(chē)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(chē)生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過(guò)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(xiāo)量以每年25.3%的比例增長(zhǎng)。由此可見(jiàn)，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?，F(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(lái)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(mén)禁保安

將來(lái)的門(mén)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(chē)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(xiě)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(kāi)，或是用報(bào)警的方式限制物品離開(kāi)某地。結(jié)合GPS系統(tǒng)利用射頻卡，還可以對(duì)貨柜車(chē)、貨艙等進(jìn)行有效跟蹤。

(2)汽車(chē)防盜

這是RFID較新的應(yīng)用。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車(chē)鑰匙當(dāng)中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車(chē)上裝有讀寫(xiě)器，當(dāng)鑰匙插入到點(diǎn)火器中時(shí)，讀寫(xiě)器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫(xiě)器接收不到射頻卡發(fā)送來(lái)的特定信號(hào)，汽車(chē)的引擎將不會(huì)發(fā)動(dòng)。用這種電子驗(yàn)證的方法，汽車(chē)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(chē)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(xiě)器安裝在座椅的背部。當(dāng)讀寫(xiě)器讀取到有效的ID號(hào)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出三聲?shū)Q叫，然后汽車(chē)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(kāi)汽車(chē)并且車(chē)門(mén)敞開(kāi)引擎也沒(méi)有關(guān)閉，這時(shí)讀寫(xiě)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(chē)，這樣讀寫(xiě)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)(Electronic Article Surveillance， 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(kāi)或關(guān))的射頻卡，和商店出口處的讀寫(xiě)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(mǎi)，由銷(xiāo)售人員用專(zhuān)用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場(chǎng)來(lái)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(xiāo)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(shuō)明在生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID技術(shù)的情況。

用于汽車(chē)裝配流水線。德國(guó)寶馬汽車(chē)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(chē)。寶馬汽車(chē)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(wàn)種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中，選定自己所需車(chē)的顏色、引擎型號(hào)和輪胎式樣等。這樣一來(lái)，汽車(chē)裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車(chē)，如果沒(méi)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(chē)所需的所有詳細(xì)的要求，在每個(gè)工作點(diǎn)處都有讀寫(xiě)器，這樣可以保證汽車(chē)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(guò)的倉(cāng)庫(kù)大門(mén)邊上，讀寫(xiě)器和天線都放在叉車(chē)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(xiě)器識(shí)別并告知中央計(jì)算它被放在哪個(gè)拖車(chē)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(wèn)題在世界各地都是令人頭疼的問(wèn)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(xiāo)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(lái)完成，而我國(guó)普遍采用現(xiàn)金交易?，F(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(kāi)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(lái)方便、快捷，甚至不用打開(kāi)包，在讀寫(xiě)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(chē)上的電子月票。我國(guó)大城市的公共汽車(chē)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(xiě)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(méi)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(guò)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(chē)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(xiě)器相連，而射頻卡安裝到賽車(chē)前方。當(dāng)賽車(chē)每越過(guò)一個(gè)天線時(shí)，賽車(chē)的ID號(hào)和時(shí)間就被記錄下來(lái)，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?？?，而高速公路收費(fèi)卻存在一些問(wèn)題：一是在收費(fèi)站口，許多車(chē)輛要停車(chē)排隊(duì)，成為交通瓶頸問(wèn)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(chē)輛高速通過(guò)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(wèn)題。利用射頻識(shí)別技術(shù)的不停車(chē)高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是將來(lái)的發(fā)展方向；人工收費(fèi)，包括IC卡的停車(chē)收費(fèi)方式，終將會(huì)被淘汰。預(yù)計(jì)在未來(lái)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(wèn)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(chē)輛，記錄違章情況。另外，公共汽車(chē)站實(shí)時(shí)跟蹤指示公共汽車(chē)到站時(shí)間及自動(dòng)顯示乘客信息，會(huì)給乘客帶來(lái)很大的方便。

(2)火車(chē)和貨運(yùn)集裝箱的識(shí)別

在火車(chē)運(yùn)營(yíng)中，使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢(shì)在于：火車(chē)是按既定路線運(yùn)行的，因此肯定要通過(guò)設(shè)定的讀寫(xiě)器的地點(diǎn)。通過(guò)讀到的數(shù)據(jù)，能夠得到火車(chē)的身份、監(jiān)控火車(chē)的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車(chē)廂發(fā)生撞車(chē)事故，同時(shí)能在車(chē)站將車(chē)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(chē)廂側(cè)的條碼，現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車(chē)廂頂邊，讀寫(xiě)器安在鐵路沿線，就可得到火車(chē)的實(shí)時(shí)信息及車(chē)廂內(nèi)裝的物品信息。

篇6

射頻識(shí)別即RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)，又稱(chēng)電子標(biāo)簽、無(wú)線射頻識(shí)別，是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)或雷達(dá)反射的傳輸特性，以實(shí)現(xiàn)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。由于該技術(shù)具有實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確以及快速采集和處理信息的特點(diǎn)，被認(rèn)為是21世紀(jì)十大重要技術(shù)之一，在當(dāng)前物資管理、人員管理、交通管理、消費(fèi)管理等多個(gè)領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。而電子報(bào)道系統(tǒng)作為人員管理的一個(gè)特殊領(lǐng)域，也為RFID技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展空間。

一、RFID系統(tǒng)概述

一個(gè)典型的RFID系統(tǒng)，是由電子標(biāo)簽、閱讀器和應(yīng)用軟件系統(tǒng)這三個(gè)部分所組成。電子標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，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，電子標(biāo)簽依據(jù)頻率的不同可分為低頻電子標(biāo)簽、高頻電子標(biāo)簽、超高頻電子標(biāo)簽和微波電子標(biāo)簽等。閱讀器由天線、芯片和耦合元件組成，其主要作用是通過(guò)天線與電子標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的寫(xiě)入和讀出操作。應(yīng)用軟件系統(tǒng)則是將所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，以方便人們使用。

基于RFID技術(shù)的會(huì)議電子報(bào)道系統(tǒng)，應(yīng)具有以下方面的特點(diǎn)：完善的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理和信息查詢功能；可實(shí)時(shí)顯示到會(huì)人員的報(bào)道情況；會(huì)議人員的報(bào)道過(guò)程的快捷化和簡(jiǎn)單化。

二、電子標(biāo)簽的選擇和設(shè)計(jì)

由于電子標(biāo)簽的工作頻率不僅決定了射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作原理（電感耦合或電磁耦合）、識(shí)別距離，而且還決定了電子標(biāo)簽和閱讀器實(shí)現(xiàn)的難易程度以及設(shè)備的成本，為此應(yīng)首先對(duì)電子標(biāo)簽的頻率進(jìn)行選擇。工作在不同頻點(diǎn)或頻段的電子標(biāo)簽具有各自不同的特點(diǎn)，在國(guó)際上有公認(rèn)的劃分方法，即位于ISM波段以內(nèi)，典型的工作頻率有：125kHz、133kHz、13.56MHz、433MHz、902～928MHz、2.45GHz、5.8GHz等（見(jiàn)下表1）。

電子報(bào)道系統(tǒng)主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)會(huì)議人員證件的查驗(yàn)工作，即人員管理，最適宜選擇頻率為13.56MHz的中高頻無(wú)源電子標(biāo)簽，相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為ISO18000-3。這類(lèi)電子標(biāo)簽采用電感耦合的工作方式，從閱讀器耦合線圈的輻射近場(chǎng)中獲得射頻信號(hào)及高頻能量，識(shí)別距離通常在1m以內(nèi)，可以方便的制作成卡狀，能夠近距離滿足證件驗(yàn)證、通道式報(bào)道以及刷卡消費(fèi)等功能的需要。例如，采用美國(guó)德州儀器公司所研制的13.56MHz的非接觸式電子標(biāo)簽，不僅具有唯一的身份識(shí)別號(hào)，而且擁有2KB的容量可用于防偽及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。同時(shí)通過(guò)天線的調(diào)整能實(shí)現(xiàn)不同的讀取距離，分別有70～80厘米的遠(yuǎn)距離讀卡器（如LR2000型）、40～50厘米的中距離讀卡器（如650A型）以及5～10厘米的近距離讀卡器。實(shí)踐證明，采用這類(lèi)電子標(biāo)簽，可全面實(shí)現(xiàn)電子報(bào)道系統(tǒng)中報(bào)道、驗(yàn)證、就餐等多種管理功能的需要，作為會(huì)務(wù)管理的應(yīng)用是具有可行性的。

三、其它功能設(shè)計(jì)

1、系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

管理控制軟件作為電子報(bào)道系統(tǒng)的中心部分，主要用于與閱讀器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、控制閱讀器的工作模式、遠(yuǎn)程監(jiān)控以及管理會(huì)議數(shù)據(jù)等等。系統(tǒng)軟件主要采用Delphi6.0作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)， Access數(shù)據(jù)庫(kù)用于會(huì)議信息的查詢與存儲(chǔ)，而串口通信控制則用于與閱讀器之間的數(shù)據(jù)交換以及對(duì)閱讀器工作模式的控制?；赗FID技術(shù)的電子報(bào)道系統(tǒng)，要求系統(tǒng)軟件具有以下方面特點(diǎn)：方便操作控制，界面應(yīng)美觀、簡(jiǎn)單；錄入和讀出會(huì)議信息方便簡(jiǎn)捷，保密性和維護(hù)性強(qiáng)；能通過(guò)串口通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)與閱讀器之間的數(shù)據(jù)傳送和工作模式的控制；具備完善的會(huì)議資料查詢功能等等。

系統(tǒng)軟件的功能模塊主要包括了數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理模塊、實(shí)時(shí)報(bào)道顯示模塊、閱讀器控制模塊以及用戶登錄模塊，如下圖1所示。其中，數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊采用Access數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的查詢、修改、維護(hù)以及存儲(chǔ)等功能，以確保數(shù)據(jù)信息的可靠與完整，而且方便錄入、讀出和查詢工作；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理模塊主要是對(duì)會(huì)議人員的缺席數(shù)據(jù)、出席數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和管理，并將數(shù)據(jù)信息存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便打印和管理；實(shí)時(shí)報(bào)道顯示模塊是結(jié)合投影技術(shù)，將電子標(biāo)簽和閱讀器中獲得的信息快速的通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行配對(duì)和查詢，以得到相應(yīng)會(huì)議報(bào)道人員的信息和資料，并進(jìn)行顯示；閱讀器控制模塊則是利用串口通信控件以實(shí)現(xiàn)與閱讀器之間的數(shù)據(jù)傳送和工作模式的控制；用戶登錄模塊則主要用于檢驗(yàn)用戶的使用權(quán)限，保證電子報(bào)道系統(tǒng)使用的安全性。

2、通道門(mén)的設(shè)計(jì)

在會(huì)議廳門(mén)口或會(huì)場(chǎng)的出入口處需設(shè)置通道式感應(yīng)裝置即通道門(mén)，當(dāng)會(huì)議人員進(jìn)入時(shí)，通道門(mén)可起到對(duì)會(huì)議人員個(gè)人信息的實(shí)時(shí)自動(dòng)采集，以實(shí)現(xiàn)報(bào)道與驗(yàn)證的功能，因此對(duì)通道門(mén)的設(shè)計(jì)也是該電子報(bào)道系統(tǒng)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。對(duì)通道門(mén)的設(shè)計(jì)既應(yīng)保證會(huì)議人員信息數(shù)據(jù)的正確采集，還需考慮到方便人員的通行，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)注意通道門(mén)高度與寬度的情況，通常情況下應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：通道門(mén)高度的選擇應(yīng)充分考慮到會(huì)議人員身高較高、身高較矮以及輪椅乘員的情況；寬度的選擇則應(yīng)以方便輪椅乘員的通行為宜。

根據(jù)實(shí)際情況分析，會(huì)議人員的證件通常佩戴在左上衣口袋處，而人身高普遍在1.5～1.9米左右，考慮到少數(shù)超高的情況以及坐輪椅的同志，因此通道門(mén)內(nèi)置天線的有效讀卡高度需要涵蓋0.7～1.5米范圍以內(nèi)。而寬度的設(shè)計(jì)上，我國(guó)的輪椅標(biāo)準(zhǔn)基本參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，即76cm左右，為確保順利的通行，在通道門(mén)兩邊還應(yīng)各保證一定的余量。綜上所述，通道門(mén)高度與寬度的設(shè)計(jì)可分別設(shè)置為：1.5米左右和0.9米左右。

通道門(mén)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題是天線的電特性設(shè)置。在設(shè)計(jì)時(shí)，既要求考慮到單天線的理論數(shù)據(jù)結(jié)果，還應(yīng)考慮到雙天線之間重疊區(qū)域的影響關(guān)系。因此，應(yīng)參照相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，保證天線的電特性能調(diào)整到最佳狀態(tài)，以盡可能減少讀卡時(shí)誤差情況的發(fā)生。例如，采用LR2000型遠(yuǎn)距離讀卡器時(shí)，通過(guò)對(duì)天線電特性的調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)0.9～1米范圍距離的讀卡，通過(guò)雙天線理論上能達(dá)到1.8～2米的遠(yuǎn)距離讀卡。然而在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)通道門(mén)寬度調(diào)整到1.8米左右時(shí)，讀卡往往會(huì)存在2%左右的誤差?；谶@種情況，可通過(guò)減少通道的寬度，以保證讀卡準(zhǔn)確率達(dá)到100%。

總結(jié)：

電子報(bào)道系統(tǒng)應(yīng)用RFID技術(shù)的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了會(huì)議報(bào)道管理的智能化與自動(dòng)化。在對(duì)電子報(bào)道系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮多方面因素，在掌握好各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素的控制，以真正將射頻識(shí)別技術(shù)良好應(yīng)用到電子報(bào)道系統(tǒng)當(dāng)中，以滿足當(dāng)前各類(lèi)大中型會(huì)議報(bào)道的需要。

參考文獻(xiàn)

篇7

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(xiě)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(xiě)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(xiě)器的通信。芯片上有EEPROM用來(lái)儲(chǔ)存識(shí)別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬(wàn)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(jiàn)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(xiě)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)?？ㄆ瑑?nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過(guò)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?，將電容?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(xiě)器的數(shù)據(jù)。讀寫(xiě)器接收到卡的數(shù)據(jù)后，解碼并進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)來(lái)決定數(shù)據(jù)的有效性，然后，通過(guò)RS232、RS422、RS485或無(wú)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(lái)測(cè)量、記錄不同的參數(shù)，甚至可與GPS系統(tǒng)連接來(lái)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(lèi)

射頻識(shí)別技術(shù)主要按以下四種方式分類(lèi)。

(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(wú)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(mén)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(xiě)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(xiě)距離和高的讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合，像火車(chē)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(xiě)(RW)卡、一次寫(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)入的卡，寫(xiě)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(wú)源

射頻卡可分為有源及無(wú)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(wú)源射頻卡不含電池，利用讀寫(xiě)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(xiě)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(xiě)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(xiě)器的載波調(diào)制自己的信號(hào)，適宜在門(mén)禁或交通的應(yīng)用中使用。因?yàn)樽x寫(xiě)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(xiě)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(xiě)區(qū)域內(nèi)。讀寫(xiě)距離長(zhǎng)，射頻卡之間的距離就要大，應(yīng)用起來(lái)很不方便?，F(xiàn)在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對(duì)于RFID來(lái)說(shuō)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(lèi)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(chē)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(chē)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(chē)生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過(guò)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(xiāo)量以每年25.3%的比例增長(zhǎng)。由此可見(jiàn)，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?，F(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(lái)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(mén)禁保安

將來(lái)的門(mén)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(chē)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(xiě)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(kāi)，或是用報(bào)警的方式限制物品離開(kāi)某地。結(jié)合GPS系統(tǒng)利用射頻卡，還可以對(duì)貨柜車(chē)、貨艙等進(jìn)行有效跟蹤。

(2)汽車(chē)防盜

這是RFID較新的應(yīng)用。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車(chē)鑰匙當(dāng)中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車(chē)上裝有讀寫(xiě)器，當(dāng)鑰匙插入到點(diǎn)火器中時(shí)，讀寫(xiě)器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫(xiě)器接收不到射頻卡發(fā)送來(lái)的特定信號(hào)，汽車(chē)的引擎將不會(huì)發(fā)動(dòng)。用這種電子驗(yàn)證的方法，汽車(chē)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(chē)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(xiě)器安裝在座椅的背部。當(dāng)讀寫(xiě)器讀取到有效的ID號(hào)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出三聲?shū)Q叫，然后汽車(chē)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(kāi)汽車(chē)并且車(chē)門(mén)敞開(kāi)引擎也沒(méi)有關(guān)閉，這時(shí)讀寫(xiě)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(chē)，這樣讀寫(xiě)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(kāi)或關(guān))的射頻卡，和商店出口處的讀寫(xiě)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(mǎi)，由銷(xiāo)售人員用專(zhuān)用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場(chǎng)來(lái)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(xiāo)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(shuō)明在生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID技術(shù)的情況。

用于汽車(chē)裝配流水線。德國(guó)寶馬汽車(chē)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(chē)。寶馬汽車(chē)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(wàn)種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中，選定自己所需車(chē)的顏色、引擎型號(hào)和輪胎式樣等。這樣一來(lái)，汽車(chē)裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車(chē)，如果沒(méi)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(chē)所需的所有詳細(xì)的要求，在每個(gè)工作點(diǎn)處都有讀寫(xiě)器，這樣可以保證汽車(chē)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(guò)的倉(cāng)庫(kù)大門(mén)邊上，讀寫(xiě)器和天線都放在叉車(chē)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(xiě)器識(shí)別并告知中央計(jì)算它被放在哪個(gè)拖車(chē)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(wèn)題在世界各地都是令人頭疼的問(wèn)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(xiāo)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(lái)完成，而我國(guó)普遍采用現(xiàn)金交易?，F(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(kāi)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(lái)方便、快捷，甚至不用打開(kāi)包，在讀寫(xiě)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(chē)上的電子月票。我國(guó)大城市的公共汽車(chē)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(xiě)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(méi)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(guò)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(chē)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(xiě)器相連，而射頻卡安裝到賽車(chē)前方。當(dāng)賽車(chē)每越過(guò)一個(gè)天線時(shí)，賽車(chē)的ID號(hào)和時(shí)間就被記錄下來(lái)，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(wèn)題：一是在收費(fèi)站口，許多車(chē)輛要停車(chē)排隊(duì)，成為交通瓶頸問(wèn)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(chē)輛高速通過(guò)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(wèn)題。利用射頻識(shí)別技術(shù)的不停車(chē)高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是將來(lái)的發(fā)展方向；人工收費(fèi)，包括IC卡的停車(chē)收費(fèi)方式，終將會(huì)被淘汰。預(yù)計(jì)在未來(lái)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(wèn)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(chē)輛，記錄違章情況。另外，公共汽車(chē)站實(shí)時(shí)跟蹤指示公共汽車(chē)到站時(shí)間及自動(dòng)顯示乘客信息，會(huì)給乘客帶來(lái)很大的方便。

(2)火車(chē)和貨運(yùn)集裝箱的識(shí)別

在火車(chē)運(yùn)營(yíng)中，使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢(shì)在于：火車(chē)是按既定路線運(yùn)行的，因此肯定要通過(guò)設(shè)定的讀寫(xiě)器的地點(diǎn)。通過(guò)讀到的數(shù)據(jù)，能夠得到火車(chē)的身份、監(jiān)控火車(chē)的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車(chē)廂發(fā)生撞車(chē)事故，同時(shí)能在車(chē)站將車(chē)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(chē)廂側(cè)的條碼，現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車(chē)廂頂邊，讀寫(xiě)器安在鐵路沿線，就可得到火車(chē)的實(shí)時(shí)信息及車(chē)廂內(nèi)裝的物品信息。

篇8

中圖分類(lèi)號(hào):TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1004-373X(2010)02-140-03

RFID Technology and Its Application in Drug Stock and Safety

WANG Huadong1,YANG Jun 1,2

(1.Zhoukou Normal University,Zhoukou,466001,China;2.School of Computer,Guangdong University of Technology,Guangzhou,510006,China)

Abstract:The basic theory of RFID technology is introduced,the RFID technology is suitable and effective when it is used in drug stock and safety,including domestic and external situation of RFID in drug safety,the key technologies and theories.A software system is designed,and RFID technology has a very good application prospect in drug safety,but the criterion is not uniform and the cost is high.

Keywords:RFID;drug safety;drug stock management;anti_collision algorithm

藥品是特殊商品,給病人用錯(cuò)藥,用假藥、劣藥或者過(guò)期藥品,將給人民的身體健康及生命帶來(lái)威脅。假藥在全球范圍內(nèi)普遍存在。WHO報(bào)告的數(shù)據(jù)顯示,世界范圍內(nèi)假藥的比例約為5%～10%。從互聯(lián)網(wǎng)上隱瞞物理地址的網(wǎng)站購(gòu)買(mǎi)的藥品超過(guò)50%是假藥。全球假藥的銷(xiāo)售額每年不斷增長(zhǎng)。美國(guó)公共利益藥物中心估計(jì)目前世界范圍內(nèi)假藥每年的銷(xiāo)售額大約是400億美元,全球制藥行業(yè)正規(guī)產(chǎn)品每年的增長(zhǎng)率約為7.5%,而假藥銷(xiāo)售將以每年13%的速度增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2010年全球假藥的銷(xiāo)售額將達(dá)到750億美元[1,2]。如此嚴(yán)峻的藥品安全形勢(shì)已給我們敲醒了警鐘,必須采取有效的方法遏制假藥市場(chǎng)。射頻識(shí)別(RFID)是最近幾年流行的新技術(shù),經(jīng)過(guò)幾年的努力,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)通過(guò)該技術(shù)在藥品安全方面取得了一定的成績(jī),并且RFID具有很強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)

1.1 RFID概念、組成及工作原理

無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification,RFID)是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)[3],其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合(電感或電磁耦合)傳輸特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。射頻識(shí)別系統(tǒng)由兩部分組成,即電子標(biāo)簽(應(yīng)答器Tag)和閱讀器(讀頭Reader)。在RFID的應(yīng)用中,電子標(biāo)簽附著在被識(shí)別的物體上,當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的被識(shí)別物品通過(guò)其可識(shí)別范圍時(shí),閱讀器自動(dòng)以無(wú)接觸的方式讀取電子標(biāo)簽中的信息,實(shí)現(xiàn)識(shí)別物品信息的功能,其原理如圖1所示。讀頭系統(tǒng)又包括讀頭和天線。發(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)耦合類(lèi)型有電感耦合和電磁反向散射耦合兩種。電感耦合采用變壓器模型,通過(guò)空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合;電磁反向散射耦合采用雷達(dá)原理模型,利用發(fā)射出去的電磁波,碰到目標(biāo)后反射,同時(shí)返回目標(biāo)信息[1,4]實(shí)現(xiàn)耦合。

1.2 防碰撞算法

當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器范圍時(shí),閱讀器開(kāi)始識(shí)別電子標(biāo)簽中的信息。然而,當(dāng)信號(hào)頻率相同時(shí),共用信道的多個(gè)電子標(biāo)簽同時(shí)將信號(hào)送入同一個(gè)讀寫(xiě)器的讀通道,因而產(chǎn)生信道爭(zhēng)用,各信號(hào)之間相互干擾,產(chǎn)生數(shù)據(jù)碰撞。綜合而言,業(yè)界推崇的防碰撞方法主要有ALOHA法、二進(jìn)制樹(shù)搜索法和二者的混合算法。標(biāo)簽沖突是RFID應(yīng)用系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。比較分析\ALOHA法和二進(jìn)制樹(shù)搜索算法以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的其他一些比較重要的防碰撞算法,有:

(1) ALOHA算法實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單,但是存在錯(cuò)誤判決問(wèn)題,其信道利用率最大為36%,在標(biāo)簽數(shù)目不大的場(chǎng)合,可以采用時(shí)隙ALOHA法和DFSA算法。

(2) 二進(jìn)制樹(shù)搜索算法的識(shí)別率高,信道利用率可達(dá)43%,不存在錯(cuò)誤判別問(wèn)題,適用于標(biāo)簽數(shù)目較大的場(chǎng)合。

ALOHA算法只適于中低頻被動(dòng)式只讀電子標(biāo)簽,如校園一卡通;而高頻和微波系統(tǒng)則多用二進(jìn)制樹(shù)搜索。但是采用二進(jìn)制樹(shù)搜索算法的時(shí)延長(zhǎng),泄露的信息較多,安全性較差。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)要根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合選擇合適的防沖突算法。

從RFID應(yīng)用的角度來(lái)看,目前防碰撞算法的識(shí)別率、識(shí)別速度、信道利用率都有待提高,識(shí)別過(guò)程較復(fù)雜,對(duì)安全和個(gè)人隱私等問(wèn)題考慮不周,這些問(wèn)題都有待進(jìn)一步研究和改進(jìn),以適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)、多目標(biāo)識(shí)別復(fù)雜系統(tǒng)的應(yīng)用[5]。

圖1 無(wú)線射頻識(shí)別原理圖

1.3 信號(hào)調(diào)制方式

在讀寫(xiě)器到標(biāo)簽方向的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中,所有已知的數(shù)字調(diào)制方法都可以選用,但與工作頻率和耦合方式無(wú)關(guān)。常用的數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)方式有三種:幅度調(diào)制鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。為了簡(jiǎn)化電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)并降低成本,通常多數(shù)射頻識(shí)別系統(tǒng)均采用ASK調(diào)制方式[3,6]。

1.4 RFID優(yōu)點(diǎn)與發(fā)展制約

RFID的優(yōu)點(diǎn)[3]有:數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大,容量是普通條形碼的1 000倍;讀寫(xiě)速度快;數(shù)據(jù)安全性高;物理性能優(yōu)越,可反復(fù)使用并能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境;讀寫(xiě)方便,采用無(wú)接觸自動(dòng)感應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)信息的讀取。

RFID的發(fā)展也有一些制約因素,如標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一;技術(shù)不成熟;成本高,主要包括標(biāo)簽和基礎(chǔ)設(shè)施的成本;隱私保護(hù)及安全問(wèn)題有待進(jìn)一步提高。

2 研究現(xiàn)狀

2.1 RFID在醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用

當(dāng)前醫(yī)療行業(yè)對(duì)于自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的需求主要集中在身份識(shí)別、物品管理、手術(shù)跟蹤等方面,這些在醫(yī)療體系的信息化系統(tǒng)中都是非常重要的。RFID技術(shù)的運(yùn)用可以增強(qiáng)醫(yī)療行業(yè)的精準(zhǔn)管理和精細(xì)化操作,減少失誤。以下是RFID 在醫(yī)藥領(lǐng)域的幾個(gè)應(yīng)用[7]:

(1) 藥品防偽管理。SupplyScape公司宣布推出Rx驗(yàn)證服務(wù)。Rx驗(yàn)證服務(wù)是利用RFID標(biāo)簽來(lái)存儲(chǔ)藥品包裝上的EPC,使藥房和批發(fā)商能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)檢查藥品的真?zhèn)?。同時(shí)基于RFID技術(shù)標(biāo)簽的Rx驗(yàn)證服務(wù)也可以用來(lái)通知藥房對(duì)過(guò)期藥品進(jìn)行召回。

(2) 病例信息管理及醫(yī)藥管理。美國(guó)Wellford hall治療中心。采用RFID應(yīng)用系統(tǒng),在病人入院診治時(shí),醫(yī)院只需用二維條碼掃描器掃描醫(yī)療卡上的標(biāo)簽信息,所有數(shù)據(jù)不到1 s就進(jìn)入計(jì)算機(jī)中,接收急診病人的處理時(shí)間由15 s縮短到2 s。有些醫(yī)療機(jī)構(gòu)還將RFID技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)院的藥品管理系統(tǒng)中,將RFID標(biāo)簽置于藥品盒中,從藥品入庫(kù)開(kāi)始就將藥品的來(lái)源、用途、生產(chǎn)日期等信息輸入標(biāo)簽中。藥品的每一次移動(dòng)及結(jié)合患者的情況信息,就能更加準(zhǔn)地確給患者治療服務(wù)。

(3) 血液管理?？梢詫?shí)現(xiàn)非接觸式識(shí)別,減少對(duì)血液的污染,利用RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)信息量大的特點(diǎn),存儲(chǔ)較全面的信息,可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識(shí)別,提高數(shù)據(jù)采集效率。中國(guó)江蘇晨燕公司經(jīng)多年的潛心研究,并結(jié)合RFID技術(shù),已經(jīng)研制出一套行之有效的網(wǎng)絡(luò)解決方案。

(4) 醫(yī)療設(shè)備管理。美國(guó)俄亥俄州哥倫布兒童醫(yī)院心臟診療中心的患者包括從嬰幼兒到成人的各個(gè)層次,其醫(yī)院醫(yī)療器械型號(hào)和類(lèi)別都是多樣性的。該醫(yī)院自從使用高頻無(wú)源RFID技術(shù)追蹤管理庫(kù)存,使診療器械和工具得到及時(shí)的供應(yīng),手術(shù)后器械的準(zhǔn)確歸位,大量地降低了手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)和提高了手術(shù)的質(zhì)量,同時(shí)RFID技術(shù)還能應(yīng)用于設(shè)備的防盜方面。

2.2 RFID關(guān)鍵技術(shù)

一般而言,RFID的關(guān)鍵技術(shù)由三個(gè)部分組成[8],即:共性基礎(chǔ)及前瞻性技術(shù)、RFID產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)和RFID應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)。

(1) 共性基礎(chǔ)及前瞻性技術(shù)包括用于標(biāo)簽芯片的超低功耗電爐研究,可用于標(biāo)簽芯片的安全算法及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究,超高頻(UHF)讀寫(xiě)器核心模塊的研發(fā),基于不同應(yīng)用對(duì)象的超高頻和微波頻段RFID標(biāo)簽天線研究,標(biāo)簽封裝設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究,RFID與其他技術(shù)的集成和融合研究,RFID系統(tǒng)檢測(cè)、認(rèn)證相關(guān)技術(shù)研究,基于IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的RFID信息服務(wù)體系研究等。

(2) RFID產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)包括芯片、天線設(shè)計(jì)與制造,電子標(biāo)簽封裝技術(shù)與裝備,RFID標(biāo)簽集成,讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等。

(3) RFID應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)包括RFID應(yīng)用體系架構(gòu)、RFID系統(tǒng)集成與中間件、RFID公共服務(wù)體系、RFID測(cè)試技術(shù)與規(guī)范等。

2.3 藥品安全RFID標(biāo)準(zhǔn)

就某個(gè)特定應(yīng)用范圍而言,高頻方案尤其適合藥品應(yīng)用,高頻(13.56 MHz)智能標(biāo)簽被認(rèn)為是最適合單個(gè)藥品適用的標(biāo)簽技術(shù)。這是因?yàn)榕c超高頻(UHF)標(biāo)簽相比,即使是液體藥瓶密集包裝,或是有藥片金屬箔包裝,高頻智能標(biāo)簽都能夠很容易地讀取。所以,電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)化組織EPC global決定采用高頻標(biāo)簽作為單個(gè)醫(yī)藥產(chǎn)品標(biāo)簽的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[1]。目前,還沒(méi)有正式的關(guān)于RFID產(chǎn)品的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),各個(gè)廠家推出RFID產(chǎn)品互不兼容,造成了RFID產(chǎn)品在不同市場(chǎng)和應(yīng)用上的混亂和不兼容。這勢(shì)必對(duì)未來(lái)RFID產(chǎn)品的發(fā)展形成障礙。目前,中國(guó)電子標(biāo)簽國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組正考慮制定中國(guó)的RFID標(biāo)準(zhǔn),包括RFID技術(shù)本身的標(biāo)準(zhǔn),如芯片、天線、頻率等方面;RFID的各種應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),如RFID在物流、身份識(shí)別、交通收費(fèi)等各領(lǐng)域的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

3 藥品庫(kù)存與安全解決方案

3.1 解決方案

在藥品從科研、生產(chǎn)、流通到使用整個(gè)過(guò)程中,RFID標(biāo)簽都可進(jìn)行全方位的監(jiān)控。特別是產(chǎn)品出廠自行自動(dòng)包裝時(shí),安裝在生產(chǎn)線的讀取器可以自動(dòng)識(shí)別每個(gè)藥品的信息,傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù),以便在流通的過(guò)程中可以隨時(shí)記錄中間信息,實(shí)施全線監(jiān)控[2]。

通過(guò)使用電子產(chǎn)品代碼(EPC)技術(shù),將會(huì)更加容易地跟蹤藥品。EPC 技術(shù)使用RFID 標(biāo)簽,標(biāo)簽在供應(yīng)鏈的源頭就會(huì)被放在藥瓶、盒子、箱子或托盤(pán)上,由RFID 讀取器讀取。讀取器安置在碼頭的門(mén)上或者采用手持的形式。讀取器和標(biāo)簽在整個(gè)供應(yīng)鏈中始終連接并傳遞信息[9]。

從制造商開(kāi)始托運(yùn)產(chǎn)品,最初的數(shù)據(jù)便保存在隨藥品的EPC及制造商的數(shù)據(jù)庫(kù)中。這些數(shù)據(jù)至少包括原材料源、制造數(shù)據(jù)、制造地點(diǎn)和這批貨物的數(shù)據(jù)。這批貨物首先應(yīng)到總經(jīng)銷(xiāo)商,總經(jīng)銷(xiāo)商核實(shí)這批貨物并最終轉(zhuǎn)運(yùn)給第二層經(jīng)銷(xiāo)商。第一總經(jīng)銷(xiāo)商將信息添加到系譜中,這些信息至少包括貨物的來(lái)源、經(jīng)銷(xiāo)商名稱(chēng)、質(zhì)量、包裝尺寸、位置、貨物的接收信息以及辨別貨物真?zhèn)蔚淖C實(shí)信息(數(shù)字簽名)。當(dāng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)到下一經(jīng)銷(xiāo)商時(shí),系譜的信息被類(lèi)似地錄入,然后再傳到下一經(jīng)銷(xiāo)商。特別是,它將包括貨物的有效信息證實(shí)、貨物的信息、儲(chǔ)藏條件、新的數(shù)量,以及因?yàn)樽畛醯呢浳锱螌?huì)被拆封,并重新打包發(fā)往不同的目的地的打包信息[9]。

對(duì)于一個(gè)藥品庫(kù)存系統(tǒng),其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可由如下部分組成:

(1) 硬件主要包括帶標(biāo)簽藥品、天線、出入庫(kù)讀寫(xiě)器、分流讀寫(xiě)器、手持讀寫(xiě)器。

(2) 軟件即后臺(tái)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)平面如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)平面圖

藥品的入庫(kù)或出庫(kù)要經(jīng)過(guò)出入庫(kù)讀寫(xiě)器。倉(cāng)庫(kù)按照藥品的分類(lèi)分成C1,C2,C3等幾個(gè)區(qū)域,每個(gè)倉(cāng)庫(kù)對(duì)應(yīng)一個(gè)藥品RFID分流讀寫(xiě)器,當(dāng)讀寫(xiě)器檢測(cè)到經(jīng)過(guò)的藥品對(duì)應(yīng)于該倉(cāng)庫(kù)時(shí),就把該藥品分流到該倉(cāng)庫(kù),對(duì)于無(wú)法識(shí)別的藥品最終需要人工處理。最后所有的數(shù)據(jù)都經(jīng)由讀寫(xiě)器傳送到后臺(tái)管理軟件。

3.2 系統(tǒng)功能模塊及其實(shí)現(xiàn)平臺(tái)

藥品庫(kù)存管理系統(tǒng)主要完成藥品的進(jìn)出管理,并能夠快捷方便地查詢庫(kù)存的狀態(tài)和藥品的保質(zhì)期。鑒于這些基本功能的考慮,系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)功能模塊

該系統(tǒng)為基于B/S的藥品庫(kù)存管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)平臺(tái)是:Visual Studio 2005+SQL Server 2005;操作系統(tǒng)為:Microsoft XP2;實(shí)現(xiàn)工具為C#和。

3.3 軟件系統(tǒng)部分功能界面

軟件系統(tǒng)的部分界面如圖4,圖5所示。

圖4 系統(tǒng)登陸窗口

4 結(jié) 語(yǔ)

藥品安全與人們身體健康息息相關(guān),與RFID技術(shù)結(jié)合起來(lái),形成更加健壯的藥品安全供應(yīng)鏈。本文在綜圖5 庫(kù)存缺貨查詢界面

合介紹RFID的基礎(chǔ)上,分析RFID技術(shù)在醫(yī)療及藥品管理中的應(yīng)用,并針對(duì)藥品的管理與安全方面設(shè)計(jì)了藥品庫(kù)存管理軟件系統(tǒng)。它對(duì)藥品庫(kù)存的高效管理以及藥品的安全管理有一定的指導(dǎo)意義。

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篇9

在10年前就已經(jīng)提出物聯(lián)網(wǎng)的概念，物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)質(zhì)就是把物聯(lián)接到網(wǎng)絡(luò)上，連接方式是通過(guò)射頻技術(shù)，紅外技術(shù)、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)等方式進(jìn)行，但是這些設(shè)備進(jìn)行通信必須按照約定的協(xié)議進(jìn)行信息交換，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。物聯(lián)網(wǎng)概念定義其實(shí)質(zhì)還是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，把互聯(lián)網(wǎng)的用戶拓展到物體和物體之間。物聯(lián)網(wǎng)的概念的實(shí)質(zhì)有兩層意思：

第一：物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展，其核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)；

第二：其用戶端不僅僅是個(gè)人，還包括任何物品。

一、物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)

從技術(shù)架構(gòu)上看物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，如圖1所示。

1.感知層由二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器和各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成。感知層是物聯(lián)網(wǎng)獲取和識(shí)別物體層，它從物體中獲取物體的信息，它是物聯(lián)網(wǎng)信息采集的來(lái)源。

2.網(wǎng)絡(luò)層是由通訊與互連網(wǎng)的融合技術(shù)，包括信息存儲(chǔ)和查詢，網(wǎng)絡(luò)管理等功能，網(wǎng)絡(luò)層的感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，感知數(shù)據(jù)管理處理技術(shù)包括傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析、挖掘、和理解以及基于感知數(shù)據(jù)的決策和行為的理論和技術(shù)。

3.應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。

二、射頻識(shí)別技術(shù)

射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）是無(wú)線電技術(shù)在自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域中的具體應(yīng)用，RFID技術(shù)是通過(guò)無(wú)線射頻方式進(jìn)行，通信雙方自動(dòng)識(shí)別實(shí)現(xiàn)交換數(shù)據(jù)，它主要是通過(guò)射頻信號(hào)進(jìn)行識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并自動(dòng)獲取物體的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)也向后臺(tái)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行通信，完成相關(guān)的數(shù)據(jù)信息處理。射頻識(shí)別技術(shù)包括數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)的傳輸和數(shù)據(jù)的處理的功能。

工作原理

當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)以后，標(biāo)簽接收讀卡器發(fā)出的無(wú)線射頻信號(hào)，標(biāo)簽內(nèi)的感應(yīng)電流所獲取的能量把標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的信息發(fā)送出去，如果標(biāo)簽自身有電源標(biāo)簽就會(huì)主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)；解讀器讀取信息并且解碼，然后把信息送到中央信息處理系統(tǒng)，最后由中央信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

射頻識(shí)別技術(shù)主要是電子標(biāo)簽和讀寫(xiě)器之間的信息主要通過(guò)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行穿梭，這種信息傳送的射頻信號(hào)分兩種耦合類(lèi)型。

三、RFID系統(tǒng)組成

RFID系統(tǒng)有標(biāo)簽、閱讀器、Internet，服務(wù)器、中間軟件和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)閱讀器發(fā)送信號(hào)至電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽通過(guò)射頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的電磁電路提供電力，由天線將內(nèi)部存儲(chǔ)器所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)傳至閱讀器，經(jīng)由中介軟件編碼，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)最后再將信息存入對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)。

讀寫(xiě)器讀出的電子標(biāo)簽的信息，并采用分布式的系統(tǒng)中間件處理由讀寫(xiě)器讀取的一連串標(biāo)簽信息。由于每一個(gè)電子標(biāo)簽上只有唯一代碼，計(jì)算機(jī)需要知道與該EPC匹配的其它信息，這就需要ONS來(lái)提供一種自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，EPC中間件將EPC代碼傳給ONS，ONS指示EPC中間件到一個(gè)保存著產(chǎn)品文件的服務(wù)器（EPCIS）查找，該文件可由EPC中間件復(fù)制，因而文件中的產(chǎn)品信息就能傳到供應(yīng)鏈上，系統(tǒng)的工作流程如圖2所示。

1.電子標(biāo)簽

RFID標(biāo)簽是由耦合元件和芯片組成，它內(nèi)置天線芯片中寫(xiě)有能夠被識(shí)別的唯一的電子編碼，這種標(biāo)簽附著在可被識(shí)別的物體上，標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。這種標(biāo)簽具有持久性的特點(diǎn)，信息接收傳播穿透性強(qiáng)、存儲(chǔ)容量大、種類(lèi)多的特點(diǎn)。有些標(biāo)簽支持讀寫(xiě)功能，目標(biāo)物體的信息能夠隨時(shí)被更新。

2.讀寫(xiě)器

讀寫(xiě)器在射頻系統(tǒng)中起著關(guān)鍵性的作用，它是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，它與RFID標(biāo)簽進(jìn)行信息交換，交換過(guò)程中，讀寫(xiě)器把射頻電磁信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，特別是讀寫(xiě)器進(jìn)行對(duì)信號(hào)加工整理，然后從中解調(diào)出返回的信息，完成對(duì)RFID標(biāo)簽的識(shí)別或讀/寫(xiě)操作；讀寫(xiě)器與計(jì)算機(jī)通訊：上層中間件及應(yīng)用軟件與讀寫(xiě)器進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)操作指令的執(zhí)行和數(shù)據(jù)匯總上傳。

3.中間件（middleware）

為實(shí)現(xiàn)所采集信息的傳遞與分發(fā)而開(kāi)發(fā)的中間件，中間件是一個(gè)軟件，它可以接受客戶端發(fā)送的請(qǐng)求，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)讀寫(xiě)器進(jìn)行操作，進(jìn)行并發(fā)處理，并且可以連接一個(gè)或者多個(gè)后端軟件應(yīng)用系統(tǒng)連接，它是返回結(jié)果數(shù)據(jù)的特殊化軟件。應(yīng)用程序使用中間件提供的應(yīng)用程序接口（API），進(jìn)行與讀寫(xiě)器進(jìn)行通信，讀取RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)。

4.應(yīng)用軟件

主要指企業(yè)系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件（application software）是直接面向RFID應(yīng)用最終用戶的人機(jī)交互界面，協(xié)助使用者完成對(duì)讀寫(xiě)器的指令操作以及對(duì)中間件的邏輯設(shè)置，逐級(jí)將RFID原子事件轉(zhuǎn)化為使用者可以理解的業(yè)務(wù)事件，并使用可視化界面進(jìn)行展示。由于應(yīng)用軟件需要根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域的不同企業(yè)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)制定，因此很難具有通用性。從應(yīng)用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，使用者在應(yīng)用軟件端的用戶體驗(yàn)是判斷一個(gè)RFID應(yīng)用案例成功與否的決定性因素之一。應(yīng)用軟件也是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，它負(fù)責(zé)與讀寫(xiě)器通信，將讀寫(xiě)器經(jīng)過(guò)中間件轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)，插入到后臺(tái)企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)電子標(biāo)簽管理信息、發(fā)行電子標(biāo)簽和采集的電子標(biāo)簽信息集中進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。

四、RFID射頻設(shè)別系統(tǒng)應(yīng)用示例

港口集裝箱RFID技術(shù)的應(yīng)用，RFID應(yīng)用系統(tǒng)主要有三部分組成，首先在集裝箱上安裝電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽內(nèi)保存集裝箱信息，并且能夠進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別；其次，在港口區(qū)域有無(wú)線覆蓋，進(jìn)行信息傳輸，它可以完成對(duì)電子標(biāo)簽的信息的傳輸，應(yīng)具有實(shí)時(shí)性信息交互，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入TSS運(yùn)輸安全管理系統(tǒng)；第三部分集裝箱信息實(shí)時(shí)交換系統(tǒng)，完成后端對(duì)集裝箱信息的實(shí)時(shí)處理和管理，并進(jìn)行EDI數(shù)據(jù)交換，以實(shí)現(xiàn)起運(yùn)港和目的港之間的集裝箱信息實(shí)時(shí)交換。

參考文獻(xiàn)：

[1]王忠敏.《EPC技術(shù)基礎(chǔ)教程》.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004[2]

篇10

1 rfid技術(shù)概述

射頻識(shí)別（radio frequency identification，以下簡(jiǎn)稱(chēng)rfid）亦稱(chēng)電子標(biāo)簽、無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)。rfid技術(shù)越來(lái)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(wú)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(shuō)，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(chēng)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(xiě)，存儲(chǔ)量大，可重復(fù)使用。使用壽命長(zhǎng)?？梢酝瑫r(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(pán)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(wèn)題。第三個(gè)問(wèn)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(wèn)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(lái)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(lái)極大的便利。

5 現(xiàn)有條形碼系統(tǒng)存在的問(wèn)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(guò)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(wèn)題，使用基于無(wú)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(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)。

1）rfid通道

rfid閱讀器通道，簡(jiǎn)稱(chēng)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(chē)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(lái)獲取rfid標(biāo)簽的信號(hào)。通過(guò)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(chē)上的rfid標(biāo)簽發(fā)出的經(jīng)過(guò)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(guò)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(jiàn)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(mén)開(kāi)放，顧客可將購(gòu)物車(chē)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(lái)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(mén)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(lái)rfid技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。

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