射频识别技术及其发展现状

专家论谈
3 射频识别技术在我国发展前景 :
一卡多用符合未来的发展潮流 。
我国政府在 1993 年制定的金卡工程实施计划及全 3. 4 生产线自动化
国范围的金融卡网络系统的 10 年规划 ,是一个旨在加速
用 RFID 技术在生产流水线上实现自动控制 、监视 ,
推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程 。由此 提高生产率 ,改进生产方式 ,节约了成本 。例如德国宝马
就条码 、磁卡 、IC 卡 、RFID 等识别技术来说 ,它们都 有各自的特点及适于应用的场合 。表 1 列出了几种识别 技术的特点与区别 。
图 1 射频识别系统原理图 抗恶劣环境 。
2 国际射频识别技术发展状况 由于它的优点 ,在国外 RFID 技术已被广泛应用于诸
如工业自动化 、商业自动化 、交通运输控制管理等众多领 域 。汽车 、火车等交通监控 ; 高速公路自动收费系统 ; 物 品管理 ;流水线生产自动化 ;门禁系统 ;金融交易 ;仓储管 理 ;畜牧管理 ;车辆防盗等等 。如澳大利亚将 RFID 产品 用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用 。欧共 体宣布 1997 年开始生产的新车型必须具有基于 RFID 技 术的防盗系统 ;瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车 上安装 RFID 自动识别系统 。调度员可以实时的掌握火 车运行情况 ,不仅利于管理 ,还大大减小发生事故的可能 性 ;1996 年 1 月 韩 国 在 汉 城 的 600 辆 公 共 汽 车 上 安 装 RFID 系统用于电子月票 ,还计划将这套系统推广到铁路 和其它城市 。德国汉莎航空公司试用非接触的电子标签 作为飞机票 ,改变了传统的机票购销方式等等 。
1983 ,44 ,5892610
《电子技术应用》1999 年第 1 期 四通工控 研华加值商 62626144 62626145
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© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
签也称射频卡 ,它具有智能读写及加密通信的能力 。读 写器由无线收发模块 、天线 、控制模块及接口电路等组 成 。图 1 是 RFID 系统的原理示意图 ,它是无源系统 ,即 电子标签内不含电池 ,电子标签工作的能量是由读写器 发出的射频脉冲提供 。电子标签接收射频脉冲 ,整流并 给电容充电 。电容电压经过稳压后作为工作电压 。数据 解调部分从接收到的射频脉冲中解调出数据并送到控制 逻辑 。控制逻辑接受指令完成存储 、发送数据或其它操 作 。EEPROM 用来存储电子标签的 ID 号及其它用户数 据 。还有有源 RFID 系统 ,是由电池供电 ,可以在较高频 段工作 ,识别距离较长 ,和读写器之间的通信速率也较 高。
3. 7 铁路运输监控 在火车运营中使用 RFID 系统有个很大的优势在于
火车是按既定路线运行 ,所以可以在沿途安放读写器以 便监控火车的运行 。通过读到的数据 ,能够辨认火车的 身份 ,监控火车的运行安全 ,及火车的完整性 ,以防遗漏 在铁轨上的车厢发生撞车事故 。同时在车站能将车厢重
RFID 系统可以方便 、安全的应用于门禁保安 。同时 新编组 。起初的努力是用超声波和雷达测距系统读出车
较差 好 最好
短有低 长 有 较高 最长 不全 较高
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西安科兴工控 研华加值商 电话 : (029) 2234544/ 2225544 《电子技术应用》1999 年第 1 期
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RFID 系统还可以根据工作频率的不同分为低频 、中 频及高频系统 。低频系统一般工作在 100k～500kHz ,中 频系统工作在 10MHz～15MHz 左右 ,它们主要适用于识 别距离短 、成本低的应用中 ; 而高频系统则可达 850 ～ 950MHz 及 214～5GHz 的微波段 ,适用于识别距离长 ,读 写数据率高的场合 。
RFID 技术在下列几种应用中比较有发展前景 。
净的特殊需要 ,使得 RFID 比条码等其他识别系统更适用
年销售量 ( 万套)
于此 。而生产线上每次误操作将造成近百万美元的损
70
失 ,也使减少误操作变得十分必要 。
10000
60
3. 5 仓储管理
8000
50
将 RFID 系统用于智能仓库货物管理有效地解决
用于出入口安全检查 ,考勤及公司财产监控等方面 ,由于 厢侧的条码 ,现在被 RFID 系统取代 。
系统可以同时识别多个电子标签 ,消灭了上班前排队打
新兴的 RFID 技术正在我国快速普及 ,技术本身的优
卡的现象 。安全级别要求高的地方 ,还可以结合指纹 、掌 势使它具有宽广的应用前景及巨大的市场潜能 。可以
同 ,RFID 系统的电子标签和读写器之间无须物理接触就
可完成识别 ,因此它可实现多目标识别 、运动目标识别 ,
可在更广泛的场合中应用 。
1 RFID 技术原理
典型的 RFID 系统由电子标签 ( Tag) ,读写器 ( Read/
Write Device) 以及数据交换 、管理系统等组成[4] 。电子标
图 2 R F ID 系统销售发展趋势
由于已经开发了小到能够封装到汽车钥匙当中的 电子标签 ,使 RFID 系统可方便地应用于汽车防盗中 。
3. 1 高速公路自动收费
当钥匙插入到点火器中时 ,汽车上的读写器能够辨别钥
目前中国的高速公路发展非常快 ,在地区经济发展 匙的身份 。如果读写器接收不到电子标签发送来的特定
1996 年 ,佛山市政府安装了 RFID 系统用于自动收
汽车 、福特汽车 、Mitisubishi 汽车和韩国 Hyundai 的欧洲车 型已将 RFID 用于防盗 。目前全世界已经有大约两百万 辆汽车装有该防盗系统 。
取路桥费以提高车辆通过率 ,缓解公路瓶颈 。车辆可以 在 250 公里的时速下用少于 015 毫秒的时间被识别 ,并 且正确率达 99195 %。上海最近安装的两套基于 RFID 的 自动收取养路费系统正在接收全面的测试和评估 。通过 采用 RFID 系统 ,中国有把握改善其公路基础设施 。 3. 2 门禁保安
各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛 。现在 ,射频 汽车公司在装配流水线上应用电子标签实现了生产用户
识别技术做为一种新兴的自动识别技术 ,也正在中国很 定制的汽车 。Motorola ,SGSThomson 等集成电路制造商采
快地普及 。可以说 ,射频识别产品的市场是十分巨大的 。 用了 RFID 自动识别工序控制系统 。半导体生产对于超
6000 4000 2000
40 30
20 10
年销售额 (亿美元)
了仓储货物信息管理 。对于大型仓储基地来说 ,管理中 心可以实时了解货物位置 ,货物存储的情况 ,对于提高 仓储效率 ,反馈产品信息 ,指导生产都有很重要的意义 。
0 93 94
97
(年)
0 89
92 97
99 3. 6 汽车防盗
Engineering ,Vol 24 Iss :10 p. 4627 ,Date :Oct. 1992 3 “Tomorrow’s Toll Road”, Hartje , Ronald L. , Civil Engineering
Vol :61 Iss :2 ,Feb. 1991 p60261 4 Mawhinney D. Microwave tag identification systems. RCA Rev ,
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据有关权威数据显示 ,射频识别产品的年销售量及 销售额发展趋势见图 2 。其中在 1992～1999 年间射频识 别产品在全世界销售额的年平均增长率将达 2513 %。由 此可见 ,射频识别技术具有广阔的市场前景 。
RFID 系 统 最 大 的 特 点 是非接触识别 ,因此可以同 时识别多个电子标签及高速
纹等其它的识别方式 。1996 夏季奥林匹克运动会的安 说 ,RFID 技术将会改变我们的生活方式 。
全机构就是采用这种保安系统 。
参考文献
3. 3 RFID 金融卡 无纸交易是必然的发展方向 ,目前 RFID 系统开始抢
占收费这个市场 。原因是 RFID 系统更能适用于不同的 环境 ,包括磁卡 、IC 卡不能适用的恶劣环境 。比如公共
信息载体
信息 量
表 1 识别技术的比较
读/ 写 性
读取方式
保密 性
智能 化
环境适应 能力
寿命
ISO 标准
成本
运动的电子标签 。它以无线 条码 纸
小 只读 光电转换 差 无
差 较短 有 最低
方式通信 ,无须外露电触点 , 磁卡 磁性物质 较小 读/ 写 电磁转换 一般 无
电子标签的芯片可以按不同 IC 卡 EEPROM 大 读/ 写 电擦写 最好 有 的应用要求来封装 , 可以抵 RFID EEPROM 大 读/ 写 无线通信 最好 有
ta :July 1995 ,USA 2 “The potential of RFID is finally a reality”, Small D. , Industrial
汽车的电子月票 、食堂餐卡等 。由于电子标签上的存储 单元能够分区 ,每个分区可以采用不同的加密体制 ,一个 电子标签就可同时应用于不同部门的收费系统 ,甚至可 同时作为医疗保险卡 、通行证 、驾驶执照 、护照等等使用 。
中占据的位置也越来越重要 。而现在的人工收费系统却 信号 ,中央计算机将关闭汽车引擎 。用这种电子验证的
常常造成交通堵塞 。将 RFID 系统用于高速公路自动收 方法就能容易的防止目前常见的盗车手段 。欧洲的丰田
费 ,能够在携带电子标签的车辆高速通过收费站的同时 自动完成收费 。可以有效解决这个问题 。
专家论谈
射频识别技术及其发展现状
北京邮电大学电子工程系 (100876) 沈宇超 沈树群
射频识别 ( 即 Radio Frequency Identification ,以下简称
RFID) 技术是从九十年代兴起的一项自动识别技术 。它
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利用无线射频方式进行非接触双向通信 ,以达到识别目
的并交换数据[123] 。与磁卡 、IC 卡等接触式识别技术不