RFID技术设计.doc

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1、第一章绪论RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)缩写。射识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。该技术在世界范围正被广泛的应用，而在我国起步较晚，与先进国家相比存在很大的差距。2004年l月份，全球最大零售商沃尔玛公司向供应商发出通告，要求从2005年1月日起，所有出口到美国的商品集装箱托盘都必须使用电子标签，而我国这项技还处在研发阶段，研究和发展射频识别技术及其应用刻不容缓，任务紧迫。1目前，我国的射频识别技术及应用处于初级发展阶段，许多标准规范尚不完，但是政府和许多国内企业己经开始重视，并开始实施RFID技术和项目，如RF

2、ID ISO18000国家标准的制定已正式批准立项。射频识别技术在我国拥有广阔发展前景和巨大的市场潜力。相对与条码技术而言，射频识别技术的发展和应的推广将是我国自动识别行业的一场技术革命。1.1射频识别技术的简介20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。射频识别技术利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别并交换数据的。它与同期或早期的接触式识别技术不同。RFDI系统的应答器(又称电子标或射频卡)和阅读器(如有写入功能，也可以称读写器)之间不用接触就可完识别，因此它可在更广泛的场合中应用。典型的射频识

3、别系统包括应答器和阅读器两部分。应答器是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与阅读器的通信。芯片上EEPRMO用来储存识别码或其它数据。EEPROM容量从几比特到几万比特。芯片外围仅需连接天线(有的还可能需要安装电池)，可以作为人员的身份识别卡或货的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、于恶劣环境、可识别运动目标等优点。在多数RFID系统中，阅读器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作率和天线尺寸)。应答器卡片内有一个LC谐振电路，其频率与阅读器发射的频相同。当应答器经过这个区域时，在电磁

4、波的激励下，LC谐振电路产生共振，而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或用其它方式与阅读器交换数据。阅读器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来确定数据的有效性，然后，通过RS232、RS422、RS485、USB或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFDI产品就是一种非接触的工C卡，而复杂的RFDI产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。2工作原理如图1.1所示。应答器阅读器发射ID码及数据电磁波

5、（操作指令及新数据）与计算机通信图1.1 RFID工作原理射频识别技术可以根据工作频率的不同可分为低频和高频系统;根据射频卡的不同可分成可读写(WR)卡一次写入、多次读出(WOMR)卡和只读(RO)卡三种;根据射频卡有没有电池可以分成有源及无源两种;根据调制方式的不同又可分为主动式和被动式;还可以根据不同耦合程度分成如下三类:31. 密耦合具有很小作用距离的射频识别系统，典型的作用距离范围从0到1cm，人们种系统称作密耦合系统，即紧密耦合系统。必须把应答器插入阅读器中或者在阅读器为此设定的表面上。密耦合系统可以用介于直流和30MHz交流之间的任意频率进行工作，因为应工作时不必发射电磁波。数据载

6、体与阅读器之间的紧密耦合能够提供较大的，甚至可供电流消耗较大的微处理器进行工作。密耦合系统应用于安全要求，但不要求作用距离的设备中。例如:电子门锁系统或带有计数功能的非接触IC卡系统。目前，密耦合应答器只作为DI-1格式的非接触IC卡使用。ID-1格式要求卡的尺寸为:宽85.60mm(最大85.72mn、最小85.47mn)，高53.98mn最大54.03mn、最小53.92mn)，厚0.76mn(公差为士0.08mn)。2.遥耦合把写和读的作用距离增至m1的系统称遥耦合系统。所有遥耦合系统在阅读应答器之间都是电感(磁)耦合。因此，人们也把这些系统称为电感无线电。所有出售的射频识别系统的90-

7、95%都属于电感(磁)耦合系统。遥耦合又可分为近耦合系统和疏耦合系统，他们各自采用的ISO(Internatinoal Stdandar Organization)标准也不一样(见图1.2)。作为发送频率，使用135kHz以下的频率，或使用6.75MHz、13.56MHz以及27.125MHz频率。按应答器到阅读器的距离来说，通过电感耦合可传输的能量小的，以致往往只使用耗电很小的只读数据载体。使用微处理器应答器的高统也属于电感耦合系统的范围之内。3.远距离系统远距离系统典型的作用距离是从1m到10m，个别的系统也有更远的作用距。所有远距离系统都是在微波范围内用电磁波工作的，发送频率通常2.45

8、GHz，众所周知，也有些系统使用的频率为915MHz(在欧洲是不允许的)， 5.8GHz和24.125GHz。使微型芯片进行工作，要对应答器供应足够的能量，光靠传输的能量是绝对用的。因此，远距离系统(从表面波应答器来看)具有一个辅助电池。这个电池并不是为应答器和阅读器之间的数据传输提供能量的，而是只给微型芯供能量，为读/写存储数据服务的。遥耦合疏耦合近耦合ISO15693ISO14443图1.2 对于非接触IC卡来说，近耦合（典型距离为15cm）与疏耦合（大约距离为1m）是有区别的1.1.1特点及历史RFID技术是从20世纪90年代兴起的一项自动识别技术。它是通过磁场或电磁场，利用无线射频方式

9、进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据，可识别高速运动物体并可同时识别多个目标。与传统识别方式相比，即ID技术无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理，操作方便快捷。能广泛用于生产、物流、交通、运输、医疗、防伪、跟踪、设备和资产管理等需要收集和处理数据的应用领域，被认为是条形码标签的未来替代品。它的优势及特点主要表现在:1.快速扫描条形码一次只能有一个条形码受到扫描;RFID辨识器可同时辨识读取数个RFID标签。2.体积小型化、形状多样化RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID标签更可往小型化与多样形

10、态发展，以应用于不同产品。3.抗污染能力和耐久性传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损;IC卡射频识别光学符号识别条形码系统自动识别生物统计法语音识别指纹法图1-1自动识别方法综合示意图RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。4.可重复使用现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFDI标签则可以重复地新增、修改、删除。RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新。5.穿透性和无屏障阅读在被覆盖的情况下，RFID能穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能进行穿透性通信

11、。而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可辨读条形码。6.数据的记忆容量大一维条形码的容量是50Bytes二维条形码最大的容量可储存2至3000字符，RFID最大的容量则有数MegaBytes。随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。未来物品所需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。7.安全性RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。近年来，RFID因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。它不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率，还可以让销售企业和制造企业互联，从而更加准确地接收反馈信息，控

12、制需求信息，优化整个供应链。在统一的标准平台上，RFID标签在整条供应链内任何时候都可提供产品的流向信息，让每个产品信息有了共同的沟通语言。通过计算机互联网就能实现物品的自动识别和信息交换与共享，进而实现对物品的透明化管理，就能实现真正意义上的“物联网”。RFID的历史:可算“老兵新姿”，盯10并不是一个崭新的技术，RFID在历史上的首次应用可以追溯到第二次世界大战期间(约1940年代)，其当时的功能是用于分辨出敌方飞机与我方飞机。目前世界上的一飞安管制系统仍是以此为概念。到了1970年代末期，美国政府透过LosAlamos科学实验室将RFID技术转移到民间。RFID技术最先在商业上的应用是在

13、牲畜身上。到了1980年代，美国与欧洲的几家公司开始着手生产RFID卷标。今日来讲， RFID技术已经被广泛应用于各个领域，从门禁管制、牲畜管理，到物流管理，皆可以见到其踪迹。RFID技术的发展基本可按10年期划分为以下几个阶段参见表1-1。时间RFID技术发展1941-1950年雷达的改进和应用催生了RFID技术，1948年奠定了RFID技术的理论基础。1951-1960年早期的RFID技术的探索阶段，主要处于试验室试验研究。1961-1970年RFID技术理论了的得到了发展，开始一些应用尝试。1971-1980年RFID技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到加速，出现了

14、一些最早的RFID应用。1981-1990年RDID产品进入商业应用阶段，各种封闭系统应用开始出现。1991-2000年RFID技术标准日趋得到重视，产品得到广泛应用。2001-至今标准化问题日趋为人们所重视，RDID产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低。从分类上看，因为经过多年的发展，13.56MHz以下的RFID技术已相对成熟，目前业最关注的是位于中高频段的盯ID技术，特别是86oMHz一960MHz田HF频段)的远距离ID技术发展最快;而2.45GHz和5.SGHz频段由于产品拥挤，易受干扰，技术相对复杂，相关的研究和应用仍处于探索

15、的阶段。1.1.2组成RFID的基本原理:射频识别RFID系统一般至少由以下两部分构成:l)应答器(或称感应器/电子标签/tag/transpnoder:)应放置在要识别的物体上2)阅读器(或称读写器/reader):可以是读或写/读装置，取决于所使用的结构和技术。射频识别阅读器流量时序数据应答器（非接触的数据载体耦合元件（线圈、微波天线计算机图1-2 阅读器与应答器是各种射频识别系统基本组成部分应答器中一般保存有约定格式的编码数据，用以唯一标识标签所附着的物体。阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号;当应答器进入阅读器工作区域时，其天线产生感应电流，从而应答器获得能量被激活并向读写器发送出自

16、身编码等数据信息;阅读器接收到来自应答器的载波信号，对接收的信号进行解调和解码后送至计算机主机进行处理;计算机系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号;应答器的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，控制逻辑接收指令完成存储、发送数据或其他操作。一台典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)，控制单元以及与应答器相连接的藕合元件，此外许多阅读器还有附加的接口(如RS232，RS485等)，而应答器往往由藕合元件以及微电子芯片组成。图1-3为RFID的工作原理框图。读写器射频卡接口模块控制模块收发模块天线计算机网络天线电池收发模块存

17、储器控制模块虚线框代表可选图1-3RFID原理框图射频识别技术依采用频率不同可分为低频系统和高频系统两大类;根据电子标签内是装有电池为其供电，又可将其分为有源系统和无源系统两大类;从电子标签内保存的信息入的方式可将其为分集成电路固化式、现场有线改写式和现场无线改写式三大类;根据读取电子标签数据的技术实现手段，可将其分为广播发射式、倍频式和反射调制式三大类。RFID低频系统:工作频率小于30MHz，典型工作频率有:25KHz、225KHz、13.56MH特点是电子标签的成本较低、标签保存的数据量较少、阅读距离较短，子标签外形多样，阅读天线方向性不强。1.2技术标准至今RFID还未形成统一的全球化

18、标准，市场为上多种标准并存。随着RFID大规模应用于物流行业，RFID标准的统一己是大势所趋。RFID系统主要由数据采集和后台数据库网络应用系统两大部分组成。目前已经发布或者是正在制定中的标准主要是与数据采集相关的，其中包括电子标签与读写器之间的空气接口、读写器与计算机之间的数据交换协议、RFID标签与读写器的性能和一致性测试规范、以及RFID标签的数据内容编码标准等。后台数据库网络应用系统目前并没有形成正式的国际标准，只有少数产业联盟制定了一些规范，现阶段还在不断演变中。RFID标准争夺的核心主要在RFID标签的数据内容编码标准这一领域。目前，形成了五大标准组织，分别代表了国际上不同团体或者

19、国家的利益。EPC Global是由北美UCC产品统一编码组织和欧洲EAN产品标准组织联合成立，在全球拥有上百家成员，得到了零售巨头沃尔玛，制造业巨头强生、宝洁等跨国公司的支持。而AIM、150、UID则代表了欧美国家和日本;IP-X的成员则以非洲、大洋洲、亚洲等国家为主。比较而言，EPC Global由于综合了美国和欧洲厂商，实力相对占上风。1.EPC GlobalEPC Global是由UCC和EAN联合发起的非盈利性机构，全球最大的零售商沃尔玛连锁集团、英国Tesco。等100多家美国和欧洲的流通企业都是EPC的成员，同时由美国BIM公司、微软、Auto-DI Lab等进行技术研究支持。

20、此组织除发布工业标准外，还负责EPC global号码注册管理。ECP Global系统是一种基于AENUCC编码的系统。作为产品与服务流通过程信息的代码化表示，EAN.UCC编码具有一整套涵盖了贸易流通过程各种有形或无形的产品所需的全球唯一的标识代码，包括贸易项目、物流单元、位置、资产、服务关系等标识代码。EANUCC标识代码随着产品或服务的产生在流通源头建立，并伴随着该产品或服务的流动贯穿全过程。EANUCC标识代码是固定结构、无含义、全球唯一的全数字型代码。在EPC标签信息规范1.1中采用64-96位的电子产品编码;在EPC标签.20规范中采用96-256位的电子产品编码。2.日本UID

21、主导日本RFID标准研究与应用的组织是-T引擎论坛(T-Engine Forum)，该论坛己经拥有成员475家成员。值得注意的是成员绝大多数都是日本的厂商，如NEC、日立、东芝等，但是少部分来自国外的著名厂商也有参与，如微软、三星、LG和SKT。T-引擎论坛下属的泛在识别中心(Ubiquitous ID Center-UID)成立于2002年12月，具体负责研究和推广自动识别的核心技术，即在所有的物品上植入微型芯片，组建网络进行通信。UID的核心是赋予现实世界中任何物理对象唯一的泛在识别号(Ucode)。它具备了128位(128-bit)的充裕容量，提供了340x1036编码空间，更可以用12

22、8位为单元进一步扩展至256、384或512位。Ucode的最大优势是能包容现有编码体系的元编码设计，可以兼容多种编码，包括JAN、UPC、SIBN、IPv6地址、甚至电话号码。Ucode标签具有多种形式，包括条码、射频标签、智能卡、有源芯片等。泛在识别中心把标签进行分类，并设立了多个不同的认证标准。3.中国标准不容闪失中国是世界上最大的产品制造基地，当Madeinchina的产品远涉重洋走向世界的时候，在产品里安装的盯ID标签也必定要符合世界通用标准。国内由于涉足RFID时间较晚，在标准制定、技术储备和人才培养等方面与国外存在较大的差距。近两年，中国制定自己RFID标准的进程开始加速，技术研

23、发和产业化准备工作也在同步进行。2004年2月，中国国家标准化管理委员会宣布成立电子标签国家标准工作组，负责起草、制定中国有关电子标签的国家标准。4月底，中国企业加入了RFID的全球化标准组织EPE global，同期EPC global China也己成立。与此同时，日本的RFID标准化组织T-Engine论坛与中国企业实华开合作成立了基于日本UID标准技术的实验室-UID中国中心。至此，国际两大RFID标准组织在中国的战略布局都已经完成。面对国际两大标准组织互不兼容的对抗局面，中国也开始着手制定自己的RFID标准。如何让国家标准与未来的国际标准相互兼容，让贴着RFID标签的中国产品顺利地在

24、世界范围中流通，是当前重要而急切需要解决的问题。特别是在中国，这个未来全球制造业的中心，其一举一动牵动了国际标准的未来走向。目前中国电子标签国家标准工作组正在考虑制定中国的RFDI标准，包括RFID技术本身的标准，如芯片、天线、频率等方面，以及RFID的各种应用标准，如RFID在物流、身份识别、交通收费等各领域的应用标准。最近有消息指出，该标准组将向国家标准委员会提交RFID国家标准的第二稿，预示着中国RFID标准出台在即。但是否属实有待确认。1.3研究现状及发展趋势从全球的范围来看，美国在RFDI标准的建立、相关软硬件技术的开发、应用领域走在世界前列。欧洲RFID标准追随美国主导的EPC g

25、lobal标准。在封闭系统应用方面，欧洲与美国基本处在同一阶段。日本虽然已经提出UID标准，但主要得到的是本国厂商的支持，如要成为国际标准还有很长的路要走。RFID在韩国的重要性得到了加强，政府给予了高度重视，但至今韩国在RFID标准上仍模糊不清。1.美国在产业方面，Tl、Intel等美国集成电路厂商目前都在RFID领域投入巨资进行芯片开发。Symbol等己经研发出同时可以阅读条形码和RFID的扫描器。BIM、Microsotf和HP等也在积极开发相应的软件及系统来支持RFID的应用。目前美国的交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域已经开始逐步应用RFID技术。在

26、物流方面，美国已有100多家企业承诺支持RFID应用，这其中包括:零售商沃尔玛;制造商吉列、强生、宝洁;物流行业的联合包裹服务公司以及政府方面国防部的物流应用。另外，值得注意的是美国政府是RFID应用的积极推动者。按照美国防部的合同规定， 2004年10月l日或者2005年1月1日以后，所有军需物资都要使用RFID标签;美国食品及药物管理局F(DA)建议制药商从2006年起利用RFID跟踪最常造假的药品;美国社会福利局(SSA)于2005年年初正式使用RFID技术追踪SSA各种表格和手册。2.欧洲在产业方面，欧洲的philips、STMicroeletronics在积极开发廉价RFID芯片;C

27、heekpoint在开发支持多系统的RFID识别系统:诺基亚在开发能够基于RFID的移动电话购物系统; SAP则在积极开发支持RFID的企业应用管理软件。在应用方面，欧洲在诸如交通、身份识别、生产线自动化控制、物资跟踪等封闭系统与美国基本处在同一阶段。目前，欧洲许多大型企业都纷纷进行RFID的应用实验。例如，英国的零售企业Tesoc最早于2003年9月结束了第一阶段试验。试验由该公司的物流中心和英国的两家商店进行，试验是对物流中心和两家商店之间的包装盒及货盘的流通路径进行追踪，使用的915MHz频带。3旧本日本是一个制造业强国，它在电子标签研究领域起步较早，政府也将RFID作为一项关键的技术来

28、发展。MPHPT在2004年3月发布了针对RFID的关于在传感网络时代运用先进的RFID技术的最终研究草案报告,报告称MPHPT将继续支持测试在UHF频段的被动及主动的电子标签技术，并在此基础上进一步讨论管制的问题;2004年7月，日本经济产业省METI选择了七大产业做好ID的应用试验，包括消费电子、书籍、服装、音乐CD、建筑机械、制药和物流。从近来日本RFID领域的动态来看，与行业应用相结合的基于RFID技术的产品和解决方案开始集中出现，这为2005年RFID在日本应用的推广，特别是在物流等非制造领域，奠定了坚实的基础。:(2004年中至2005年初日本RFID发展历程见表2)。表1-200

29、4年中至2005年初日本RFID发展大事记时间事件2005年2月日本Personal Media开始小时哦配备无线标签（RFID）读取器和条形码读取器的PHS“UC-Phone”及其评测工具组。2004年12月日本SGI从12月15日开始供应使用无线IC标签来收集、分析物品及环境信息的微型传感器系统。2004年12月由日立ULSI System研制的两款RFID标签芯片通过了Ubiquitous ID Center关于ucode标签标准的认证。2004年11月三菱成功地开发出了避免RFID读写器之间干扰的新技术。主要面向设想在物流过程中进行批量读取时使用的UHF频带无线标签。2004年10月N

30、EC宣布，生产笔记本个人电脑的NEC个人成品公司已在米泽工厂中引进了使用RFID标签的生产管理系统。2004年7月富士通Prime Software Technologies将销售基于RFID标签的位置检测系统“Local Positioning System(PLS)”。20004年6月日立的Wireless Info Venture Company开发出遵循IEEE802.11规格、面向位置检测系统的无线标签“Air Location Tag”。4韩国韩国主要通过国家的发展计划，再联合企业的力量来推动RFID的发展，即主要是由产业资源部和情报通信部来推动RFID的发展计划。特别值得注意的是

31、在2004年3月韩国提出IT839计划以来，RFID重要性得到了进一步的加强。虽然目前韩国在RFID的开发和应用领域乏善可陈，但值得引起关注的是在韩国政府的高度重视下，韩国关于RFID的技术开发和应用试验正在加速展开。同日本类似，韩国也出现了将RFID引入开放系统的趋势。2005年3月，韩国政府将耗资7.84亿美元在仁川新建技术中心，主要从事电子标签技术包括RFID研发以及生产，以帮助韩国企业快速确立在全球RFID市场的主流地位。该中心的建设将在2007年前完成，RFID标签和传感器将在2008年批量出货。5.中国大陆:RFID技术在国内的发展一直不紧不慢，应用还是集中在一些特别领域的闭环应用

32、，如小区内的门禁系统等。相对于国际市场与商业巨头对RFID的热衷，中国企业对RFID盛宴几乎是集体缺席，这尽管意味着国内企业大范围应用RFID有些滞后，但确实也是有现实因素的。2004年的6月由复旦大学等研究机构提交的RFID的国家标准，定为我国科技发展的长期发展纲要。05年在北京召开的全球RFID中国峰会上，“中国RFID产业联盟”成立。信息产业部电子信息产品管理司司长、中国信息产业商会会长张琪被推选为联盟名誉理事长。”中国RFID产业联盟”(即:中国信息产业商会射频识别与电子标签应用分会，”)是在信息产业部电子信息产品管理司的指导和中国信息产业商会的组织下，由实华开电子商务有限责任公司以及

33、300家中外TI企业联合发起成立的民间社团组织。其宗旨在于联合国内致力于射频识别与电子标签产业发展与应用推广，以及新型信息服务业建设的单位及个体，在平等互利、优势互补、资源共享、合作共赢的原则下，积极推动RFID技术与电子标签产品的自主创新与科学发展。致力于RFID标准及应用的“中国RFID产业联盟”无疑将加速中国RFID的应用。港台政府方面:经济部技术处92年度起即开始透过工研院系统中心推动高频RFID的研发计划，研发内容包括IC芯片、天线、读取器等重要技术，如完成IC芯片开发，就可使RFID更能多样化地应用在各方面。工研院系统中心也接受经济部商业司与技术处委托，执行RFID应用及研发相关计

34、划，也举办2003RFID商业应用发展策略论坛，由经济部施颜祥次长主持，与会包括行政院科技顾问组钟干癸顾问、永丰余公司何寿川董事长、工研院李钟熙院长，以及产业界与学界代表。讨论内容涵盖RFID技术应用和需求面与生产供应面的问题。会议中共同凝聚出我国RFID产业之推动方向与共识，建立包括研管、应用、标准及法规之整体系统开发管理，以共同推动我国RFID产业价值链之发展。同时工研院也计划在2004年1月中旬筹组RFID研发联盟，工研院系统中心项目经理吴念祖表示，RFID在低频率产品己被广泛利用，政府所推广的高频RFID目前仅有飞利浦电子、永丰余造纸及新竹货运三公司引进(92/12/22工商时报)，整

35、个成长空间还相当大。此外，商业司目前也正在进行美国因911事件所衍生出来的SST计划(Smart & Secure Tradelanes Initiative)，主要即是将RFID与货柜结合来进行货柜追踪与安全管控。港台民间方面:台湾RFID最为代表性的杰作非悠游卡莫属了，凭借内部的RFID芯片与四周的线圈，凡是搭公车、捷运及停车场停车皆可用一张悠游卡解决，未来甚至连出租车与路边停车都以悠游卡收费。交通大学科管所及电子所的11名研究生，以IntelligencnIside一RFID无线辨识系统项目，荣获第二届台湾工业银行创业大赛首奖。他们的创业计划是利用RFID在数字信息、无线通讯传输及加密技

36、术上的优点，应用到航空及货运运输、物流仓储、保全系统、人员管理及动物芯片上。该队出线的原因除因计划周延、分析缜密、表达技巧熟稳外，更重要的是对新产品价格及市场优势的掌握，显示该计划具有的商机。另外中华、裕隆等台湾汽车业者早在几年前就己经引入使用来做零件管理，由于汽车业组装不但零件繁多，且步骤复杂，因此厂商运用RFID芯片卷标，来确认每一零件、步骤是否组装完成。由于射频识别的电波不会干扰到院内医疗仪器，在SARS期间，工研院与台北医学大学更是将RFID充分运用医学上。工研院在新竹东元医院中装置感应器，并且让院内所有人都配有装有RFDI芯片的识别证，一旦查觉有人发病，二十分钟内就可以清楚知道发病者

37、和活动路径;而台北医学大学也使用配置RFID芯片及体温传感器的腕带型标签来掌握病患与员工的状况及接触史，未来，RFID芯片更可以藉由PHS及ADSL传送讯号以提供独居老人居家生活照顾呢!而台湾部分高科技制造业者，如晶圆厂、封装厂，也有以RFID追踪晶圆及容易遗失物品的应用方式。RFID存在的问题:1)技术不成熟:RFID是个充满希望的行业，但它的推广需要下面每一步的坚定与成熟:标准的制订、芯片设计与制造技术、天线设计与制造技术、芯片封装技术、读写设备开发与生产技术、系统集成和数据管理软件平台、应用系统开发等。最具潜力的UHF频段市场上能支持的设备并不多，射频识别讯号容易被物体所阻断，这些都是技

38、术上的挑战。2)成本居高不下:仅RFID标签一项在日本的成本就达到十几元人民币，而条码标签的单位成本只有2分钱。目前全球RFID标签的年需求量大约是1000万片，而只有需求量超过50亿片后，价格才能降到2美分(约0.15元人民币)。沃尔玛的RFID技术合作商Tag-istics公司总裁克里斯多夫介绍说，一套RFID系统在美国定价(包括项目实施)一般在250万美元左右，大型系统还要高的多。中铁快运这几年一直在不断测试RFID系统的效果，并将其小范围试点，最终发现投入太大，作为一个企业无法单独承担这部分的投入。中铁快运一位负责人抱怨，从北京到上海，一个10万件货物总体运输应用RFID的解决方案的投

39、资要超过l千万，这是极不划算的。3)标准不统一的问题:RFID缺乏统一技术标准。目前的技术还不能保证所有的标签和阅读器实现兼容。因此，在希望应用RFID的仓库中，也许需要不止一种阅读器，以此来分别处理来自不同硬件提供商生产的不同标签。4)侵犯隐私权的问题:由于在非接触的条件下，可以对标签中的数据进行读取，这引发了人们对RFID技术侵犯个人隐私权的争议。其中又涉及到各个国家的立法。5)失业问题:采用射频识别系统后，将接手原来由人工完成的工作并进一步取代人工操作，其衍生而来的问题，将是许多的劳工面临失去工作的危机。6)安全保密问题:尽管RFID芯片的内存容量只能存储128个字符的信息，但还是容易被

40、软件病毒感染，这是由06年于比萨如开的计算机学术会上一个欧洲的计算机研究团体指出的，大多数计算机安全专家对其是否感染病毒的可能性并不重视，但对RFID芯片试图进入监控等安全领域，存在颇多争议。RFID的发展趋势:RFID的应用范围非常的广泛，举凡我们日常生活中的食、衣、住、行、育、乐所有牵涉到的物品，皆能使用RFID。.门禁管制:人员出入门禁监控、管制及上下班人事管理.回收资产:栈板、货柜、台车、笼车等可回收容器管理.货物管理:航空运输的行李识别，存货、物流运输管理.物料处理:工厂的物料清点、物料控制系统.废物处理:垃圾回收处理、废弃物管控系统.医疗应用:医院的病历系统、危险或管制之生化物品管

41、理.交通运输:高速公路的收费系统.防盗应用:超市的防盗、图书馆或书店的防盗管理.动物监控:畜牧动物管理、宠物识别、野生动物生态的追踪.自动控制:汽车、家电、电子业之组装生产.联合票证:联合多种用途的智能型储值卡、红利积点卡RFID应用分为两个层次，一是在闭环系统内部应用;二是在开放系统中应用。目前RFID的应用还主要是在闭环系统(比如企业或单位内部)内应用，使用独立的一套设备、频率、流程和编码标准体系。因此其市场规模受到了极大的限制，但随RFID技术的发展演进以及成本的降低，RFID势必向外部拓展，成为一个开放式的信息共享链条。未来几年内RFID技术将主要以供应链的应用为赢利的主体，从采购、仓

42、储、生产、包装、卸载、流通加工、配送、销售到服务，这些供应链上的业务流程和环节来增强企业对商流、物流、信息和资金的掌控能力。RFID在制造业，机场，汽车，医药，医疗保健这五大领域深具潜力。RFID技术的发展趋势必然会朝着标签成本的降低，读写距离的提高，标签存储容量增大，处理时间缩短这些方向前进。1.4 RFID的应用与市场前景上个世纪70年代，半导体技术的突飞猛进实现了将数据存储器和保护逻辑电路集成到一块硅片上，导致了IC卡的诞生，而当整个微处理器也能集成到一片硅片上并且安装在一个识别卡内的时候，IC得到了迅速的发展。自80年代中期以来，人们一直反复尝试在市场上推出非接触IC卡。90年代前期，

43、开发成功了采用13.56MHz工作频率的应答器系统，它所需要的应答器线圈只由约5匝绕线组成，这样就有可能将应答器系统包装到细小的容器(如塑料卡片)内，终于导致了射频识别系统的极大发展，如今，射频识别技术己经在难以想象多的领域中得到了应用，比如进出控制、自动工厂控制、自动引导车第二章射频识别技术原理与应用辆定位、装配线标识防盗、动物标识、资产跟踪、轿车锁定、配料管理、电子钥匙、舰队管理、叉车定位、行李标签、后勤管理、付费电话、采矿、人员定位、公共交通、道路收费闭等等。射频识别技术在国外发展的很快，RFID产品种类很多，像德州仪表、Motorola. Philips等等世界著名厂家都生产RFID产

44、品，并且它们的产品各有特点，自成系列。射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如澳大利亚将它的RFID产品用于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可能性，19%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射频卡作为飞机票，改变了传统的机票购销方式，简化了机场入关的手续，德国

45、BMW公司将射频识别系统应用在汽车生产流水线的生产过程控制中Motorola公司在超净车间里利用RED系统来控制流水线的零件流向等等。据有关权威数据显示，射频识别产品在全世界的销量:1993年为990万套，1994年就猛增到2030万套，1997年有关产品的销量将为9810万套，而在全世界范围内射频产品的销额，1989年为0.81亿美元，1992年为1.41亿美元，1997年为4.33亿美元，1999年则为6.85亿美元，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25.3%。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划及全国

46、范围的金融卡网络系统的10年规划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程。由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及，可以说、我国射频识别产品的市场是十分巨大的，举一个例子来说明，利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向，人工收费包括IC卡的停车收费方式也终将被淘汰。随着经济交流、旅游的发展、我国的高速公路发展势头十分强劲、对自动收费系统的需求会日益增长、我国的国土面积大、公路多、车辆多，预计在未来十年内将有数十亿元的需求。国内己有几家公司在引进国外的先进技术，开发自己的射频识别系统。现在，

47、在锦山的一条高速公路上己应用了非接触射频卡自动收费，很多地方的公共汽车使用了电子月票、北京的机场高速公路上、深圳的皇岗口岸也使用了射频识别系统等等第二章射频识别技术原理RFID技术从20世纪80年代开始走向成熟的一项自动识别技术，近年来发展十分迅速。RFID技术可以用来识别和跟踪几乎所有的物理对象，并由此可以构建一个容纳和连接世界上所有物品的广泛的智能网络，RFID发展带来的影响将极大地改变人们的生活，给全世界带来一场新的革命。2.1 RFID系统组成与特征从概念上来说，RFID类似于条形码扫描。对于条形码技术而言，它是将已经编码的条形码附着于目标物并使用读写器通过光信号将条形码信息传送到读写

48、器：而RFID技术则是使用读写器和粘贴于目标物上的射频标签，利用射频信号将物品相关信息由射频标签传至读写器。2.1.1 RFID系统的组成一般来说，射频识别系统包含标签、读写器和数据管理系统三部分。其中射频标签由天线及芯片组成，每个芯片都含有唯一的识别码，一般保存由约定格式的电子数据，在实际应用中，射频标签粘贴在待识别物体的表面：读写器是可非接触地读取和写入标信息的设备，它通过网络与其计算机系统进行通信，从而完成对射频标签信息的获取、解码、识别和数据管理，可设计为手持式或固定式；数据管理系统重要完成数据信息的存储和管理，并可以对标签进行读写控制。数据管理系统可以由简单的小型数据库担当，也可以是集成了RFID管理模块的大型ERP（企业资源管理）数据库管理软件。射频识别（RFID）技术是利用无线电波或微波能量进行非接触双向通信，来识别和数据交换功能的自动识别系统。射频识别系统的组成结构如图2-1所示。其中射频标签和读写器之间通过耦合元件实现射频信号空间（非