无线射频识别技术及其应用

射频识别（radio frequency identification，RFID）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，俗称电子标签。可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

（一）RFID系统的构成

从系统的工作原理来看，RFID系统一般由标签、阅读器、编程器、天线等部分组成，如图6.5所示。

图6.5　RFID系统结构框图

（1）标签。在RFID系统中，信号发射机为了不同的应用目的，会以不同的形式存在，典型的形式是标签（TAG）。标签相当于条码技术中的条码符号，用来存储需要识别、传输的信息。标签一般是带有线圈、天线、存储器与控制系统的低电集成电路。

（2）阅读器。在RFID系统中，信号接收机一般称为阅读器。

（3）编程器。只有可读可写标签系统才需要编程器。编程器是向标签写入数据的装置。

（4）天线。天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。系统功率、天线的形状和相对位置均会影响数据的发射和接收，系统的天线还需要专业人员来设计、安装。

（二）RFID系统应用

1.电子物品监视。

很多货物运输需准确地知道它的位置，像贵重物品、危险品等。沿线安装的RFID设备可跟踪运输的全过程，有些还结合GPS系统对物品实施有效跟踪。RFID技术用于商店，可防止某些贵重物品被盗，如电子物品监视系统EAS（electronic article surveillance）是一种设置在需要控制物品出入的门口的RFID技术。这种技术的典型应用场合是商店、数据中心等地方，当未被授权的人从这些地方非法取走物品时，EAS系统会发出警告。

2.定位系统。

实现车号的自动识别是铁路人由来已久的梦想。RFID技术的问世，很快受到铁路部门的重视。从国外实践看，北美铁道协会1992年初批准了采用RFID技术的车号自动识别标准，到1995年12月为止，北美有150万辆货车、1400个地点安装了RFID装置，首次在大范围内成功地建立了自动车号识别系统。此外，欧洲一些国家，如丹麦、瑞典也先后以RFID技术建立了局域性的自动车号识别系统，澳大利亚近年来开发了自动识别系统，用于矿山车辆的识别和管理。

3.非接触识别卡。

国外的各种交易大多利用各种卡完成，即非现金结算，如电话卡、会员收费卡、储蓄卡、交通卡等。此类卡大都采用磁卡或IC卡，由于磁卡、IC卡采用接触式识读，存在抗机械磨损差、抗外界磁场干扰能力差、磁卡易伪造等缺陷，目前，大有被非接触识别卡替代的势头。(www.xing528.com)

4.生产线的自动化及过程控制。

RFID技术用于生产线可实现自动控制，达到监控质量、改进生产方式、提高生产率的目的，如用于汽车装配生产线。许多著名轿车像奔驰、宝马都可以按用户要求定制，也就是说从流水线开下来的每辆汽车都是不一样的，由上万种内部及外部选项决定的装配工艺是各式各样的，没有一个高度组织、复杂的控制系统很难胜任这样复杂的任务。德国宝马公司在汽车装配线上配有RFID系统，以保证汽车在流水线各位置处毫不出错地完成装配任务。

在工业过程控制中，很多恶劣的环境、特殊的环境都采用了RFID技术，意法半导体（STS）集团等集成电路制造商采用加入了RFID技术的自动识别工序控制系统，满足了半导体生产对于超净环境的特殊要求；而其他自动识别技术（如条码）在如此苛刻的化学条件和超净环境下是无法工作的。

5.网络监控。

在网络监控系统中，固定布置的RFID阅读器分散布置在给定的区域，阅读器直接与物流管理信息系统相连，信号发射机是移动的，一般与移动的物体或人安装在一起。当物体、人流经阅读器时，阅读器会自动扫描标签上的信息并把数据信息输入数据管理信息系统，存储、分析、处理，达到控制物流的目的。

6.高速公路自动收费系统（ETC）及智能交通系统（ITS）

高速公路自动收费系统（ETC）是RFID技术最成功的应用之一，它充分体现了非接触识别的优势。在车辆高速通过收费站的同时自动完成缴费，解决交通瓶颈问题，避免拥堵，同时也避免了现金结算的种种弊端。我国高速公路已经广泛应用这种技术用于收费管理。

7.动物的跟踪及管理。

RFID技术可用于动物跟踪，研究动物的生活习性。

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国外对二维条码技术的研究始于20世纪80年代末，我国对二维条码技术的研究开始于1993年。二维条码技术是在一维条码无法满足实际应用需求的前提下产生的。受信息容量的限制，一维条码通常是对物品的标识，而不是对物品的描述。所谓对物品的标识，就是给某物品分配一个代码，代码以条码的形式标识在物品上，以便自动扫描设备的识读，代码或一维条码本身不表示该产品的描述性信息。另外，在通用商品条码的应用系统中，对商品信息，如生产日期、价格等的描述必须依赖数据库的支持。在没有预先建立商品数据库或不便联网的地方，用一维条码表示汉字和图像信息几乎是不可能的，即使可以表示，也显得十分不便且效率很低。随着现代高新技术的发展，迫切需要用条码在有限的几何空间内表示更多的信息，以满足千变万化的信息表示的需要。

二维条码的诞生解决了一维条码不能解决的问题，它能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，不仅能在很小的面积内表达大量的信息，而且能够表达汉字和图像信息。二维条码的出现拓展了条码的应用领域，被许多不同的行业采用。

二维条码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向）上分布的黑白相间的图形来记录数据符号信息的一种条码技术。简单地说，在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码，称为二维条码。