RFID技术的应用前景及存在的问题

RFID 技术应用前景及其存在问题

Future Application and Existing Problems of RFID Technique

摘 要 文章简要介绍RFID 系统的组成、工作原理和特点，着重阐述RFID 技术在各个领域的应用和RFID 有推广应用中所存在问题，最后就RFID 的应用前景进行比较全面的论述。

Abstract: This paper gives a brief introduction to the organization of RFID system as well as its operational principle and characteristics. Emphasis is put on the existing problems of the application of RFID system in various fields. The paper concludes with an overall dissertation of the application of RFID in future.

关键词 RFID 、特点、存在问题、应用前景

KEY: RFID 、characteristics 、existing problems 、future application

RFID 是射频识别技术的英文（Radio Frequency Identification ）缩写。射频识别技术是利用电磁感应、无线电波或微波进行非接触双向通信，进行交换数据以达到识别目标对象的一种技术。是当今世界最先进的自动识别技术。该技术始于二战后，却兴起于20世纪90年代，目前，RFID 技术在世界范围内正被广泛的应用。作为全球最大零售商沃尔玛公司要求所有出口到美国商品集装箱、托盘都必须使用电子标签，并规定在2006年1月前，必须在每个单件商品中使用这项技术，这无疑将极其有力地推动RFID 技术在各领域应用的步伐。

1 RFID 系统的组成和工作原理

一般的RFID 系统由标签（Tag ）、阅读器（Reader ）和计算机（Computer ）三部分组成，在实际应用中还需要其他硬件和软件的支持。其工作原理并不复杂：标签进入无线射频信号区后，接收阅读器发出的射频信号，凭借标签（Passive Tag ，无源标签或被动标签）线圈上的感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者标签（Active Tag ，有源标签或主动标签）主动发送某一频率的信号, 阅读器读取标签发射回来的信息并解码后，送至中央计算机系统进行有关数据处理，最后得到标签的全部信息。RFID 基本工作原理图如下：

图1－1 RFID 基本工作原理图

[1] 2 RFID 系统的技术特点

RFID 技术在数据处理、安全认证等方面与其他自动识别技术比较具有以下优点：

（1）非接触性

射频卡在读写时是处于非接触操作状态，阅读距离从几厘米到几十米。

数据

（2）高可靠性和耐用性

射频卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触不良所造成的读写错误等操作，即使在卡上有灰尘、油污或黑暗等外部恶劣环境下也不影响对卡的读写。另外卡表面无裸露的芯片，无须担心芯片脱落、静电击穿，弯曲损坏等问题，卡的使用寿命可达10年以上。（3）操作方便、读写速度快

由于非接触通讯，读写器在几厘米至几十米范围内就可以对卡片操作，所以不必像IC 卡那样进行插拔工作。非接触卡使用时没有方向性，卡片可以从任意方向掠过读写器表面，可大大提高每次使用的速度。

（4）信息容量大、一卡多用

射频卡信息容量可达到2的96次方个码，即268亿个码，而现行一维EAN/UPC条形码，其容量不过几十个字符，而容量最大的二维条形码(PDF417)，最多也只能存储2725个数字，容量受限制。射频卡中有多个分区，每个分区又各自有自己的密码，所以可以将不同的分区用于不同的应用，实现一卡多用。

（5）防冲突

射频卡中有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，因此读写器可以“同时”处理多张非接触式射频卡，一次可处理200个以上。

（6）安全加密性能好

射频卡的序号是唯一的，制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化，不可再更改，读写器可验证射频卡的合法性，同时射频卡也可验证读写器的合法性，处理前，卡要与读写器进行三次相互认证，而且在通讯过程中所有的数据都加密。此外，卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件。

（7）可重复使用

由于射频卡为电子数据，可以反复被覆写，进行通讯。因此，可以将回收的标签重复使用。如果是被动式射频卡，不需要电池就可以使用，没有维护保养的需要。

（8）穿透性

射频卡若被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话，不影响射频卡与阅读器之间的信息通讯。不过如果是铁质金属的话，由于这些具有屏蔽作用，就无法进行正常的通讯。

（9）追踪定位性

可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位。如果把射频卡与GPS结合，组织可以对带有射频卡的货柜车、货舱等进行有效地理位置的跟踪。

3 RFID技术的应用

由于RFID技术有别于其他传统自动识别技术，在使用过程中逐渐显示其优越性并成为IT业四大发展趋势之一。目前，RFID技术正逐步进入各工商企业，促进企业管理和技术的更新，提高企业的竞争力。RFID技术应用领域众多，目前国内外在以下几个领域应用比较成功。表1为目前RFID的应用类别及特点。

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4 RFID技术应用目前存在的问题

虽然RFID技术在许多应用领域表现良好，但在实际应用过程中还存在不少的问题，这些问题将阻碍RFID技术的进一步推广和应用。

4.1 RFID标准问题

RFID标准大致包含四类：技术标准(如符号、射频识别技术、IC卡标准等)；数据内容标准(如编码格式、语法标准等)；一致性标准(如印刷质量、测试规范等标准)；应用标准(如船运标签、产品包装标准等)。其中编码标准和通信协议(通讯接口)是争夺得比较激烈的部分，它们也构成了RFID标准的核心。[3]目前，RFID技术标准尚未形成各国都能接受的国际标准。主要是各国都从自身国家利益考虑而积极制定自己的RFID标准。现阶段国际上主要有三大阵营，一个是ISO组织的ISO/IEC18000，另外两个是美国的 EPC Global和日本的UID。由于采用各国采用标准的不一致必然造成与之配套的硬件设备和软件系统的不统一，这已经给商品在全球流通造成极大的阻碍，完全不符合全球经济一体化的发展。

4.2 成本和应用软件问题

价格是RFID走向大规模市场应用的最大障碍。RFID标签的成本一直居高不下，目前一个RFID标签的价格大概在20到25美分左右。这如果是对于集装箱或者汽车、冰箱之类的大宗货物来说，当然算不上什么；但如果是相对于小宗商品来讲，这一价格必然会遭到成本上的质疑。除了射频卡价格外，还需要配置RFID其他相关设备，如RF信号发射机、信号接收机、编程器、天线等也需要一笔巨大的投入。仅每个读写器目前的价格都在1000美元以上，一个企业配置少的几十台、多的几百台。这是一笔不菲的费用。就是标签、读取器和天线可望随着各大业者应用而使制造成本大幅降低，但著名顾问公司麦肯锡分析指出，厂商不能只着眼于RFID未来价格下跌就垂涎不已，因为这项技术还需进行企业资源规划（ERP）软件升级，而这部份可能所费不赀。

4.3 隐私权问题

RFID在技术上也有一定的缺陷。目前大多数RFID标签无法对阅读器进行身份验证。RFID 标签一旦接近RF扫描器，就会无条件自动发出信号，无法辨别其扫描器是否合法。这意味着如果有人携带一个RF扫描器上街，那么路上行人购物袋里的东西将会“一览无遗”，这