射频识别技术在中国的发展

1、 HYPERLINK 中国最庞大的下载资料库 (整理. 版权归原作者所有) 如果您不是在 网站下载此资料的, 不要随意相信. 请访问3722, 加入必要时可将此文件解密射频识别技术在中国的发展2005-9-44单片机及嵌嵌入式系系统应用用 射频频识别作作为一种种新兴的的自动识识别技术术，在中中国拥有有巨大的的发展潜潜力。本本文简单单介绍射射频识别别技术及及其分类类，以及及目前射射频识别别技术在在我国几几个代表表性领域域的发展展情况。 射射频识别别技术(RFIID，Raddio Freequeencyy Iddenttifiicattionn)实际际上是自自动识别别技术(AEII，Auttoma

2、aticc Eqquippmennt IIdenntifficaatioon)在在无线电电技术方方面的具具体应用用与发展展。该项项技术的的基本思思想是，通通过采用用一些先先进的技技术手段段，实现现人们对对各类物物体或设设备 (人员、物物品) 在不同同状态(移动、静静止或恶恶劣环境境)下的自自动识别别和管理理。 目目前，应应用最广广泛的自自动识别别技术大大致可以以分为光光学技术术和无线线电技术术两个方方面。本本文主要要介绍自自动识别别技术在在无线电电技术方方面的应应用。 11 射频频识别技技术简介介 220世纪纪80年代代，由于于大规模模集成电电路技术术的成熟熟，射频频识别系系统的体体积大大大缩

3、小，使使得射频频识别技技术进入入实用化化的阶段段，成为为一种成成熟的自自动识别别技术。 射射频识别别技术是是利用射射频方式式进行非非接触双双向通信信，以达达到识别别目的并并交换数数据。它它与同期期或早期期的接触触式识别别技术不不同。RRFIDD系统的的射频卡卡和读写写器之间间不用接接触就可可完成识识别，因因此它可可在更广广泛的场场合中应应用。 典典型的射射频识别别系统包包括射频频卡和读读写器两两部分。 射射频卡是是将几个个主要模模块集成成到一块块芯片中中，完成成与读写写器的通通信。芯芯片上有有EEPPROMM用来储储存识别别码或其其它数据据。EEEPROOM容量量从几比比特到几几万比特特。 芯

4、片外外围仅需需连接天天线(和电池池)，可以以作为人人员的身身份识别别卡或货货物的标标识卡。卡卡封装可可以有不不同形式式，比如如常见的的信用卡卡及小圆圆片的形形式等。与与条码、磁磁卡、IIC卡等等同期或或早期的的识别技技术相比比，射频频卡具有有非接触触、工作作距离长长、适于于恶劣环环境、可可识别运运动目标标等优点点。 在在多数RRFIDD系统中中，读写写器在一一个区域域内发射射电磁波波(区域大大小取决决于工作作频率和和天线尺尺寸)。卡片片内有一一个LCC串联谐谐振电路路，其频频率与读读写器发发射的频频率相同同。当射射频卡经经过这个个区域时时，在电电磁波的的激励下下，LCC谐振电电路产生生共振，从

5、从而使电电容内有有了电荷荷。在这这个电容容的另一一端，接接有一个个单向导导通的电电子泵，将将电容内内的电荷荷送到另另一个电电容内储储存。当当所积累累的电荷荷达到22V时，此此电容可可作为电电源为其其它电路路提供工工作电压压，将卡卡内数据据发射出出去或接接取读写写器的数数据。读读写器接接收到卡卡的数据据后，解解码并进进行错误误校验来来决定数数据的有有效性，然然后，通通过RSS2322、RS4422、RS4485或或无线方方式将数数据传送送到计算算机网络络。简单单的RFFID产产品就是是一种非非接触的的IC卡，而而复杂的的RFIID产品品能和外外部传感感器接口口连接来来测量、记记录不同同的参数数，

6、甚至至可与GGPS系系统连接接来跟踪踪物体。工工作原理理如图11所示。图1 RFFID工工作原理理图 22 射频频识别技技术的分分类 射射频识别别技术主主要按以以下四种种方式分分类。 (1) 工作频频率 根根据工作作频率的的不同可可分为低低频和高高频系统统。低频系系统一般般指其工工作频率率小于330MHHz的系系统。其其基本特特点是：射频卡卡的成本本较低、标标签内保保存的数数据量较较少、阅阅读距离离较短(无源情情况，典典型阅读读距离为为10ccm)、射射频卡外外形多样样(卡状、环环状、钮钮扣状、笔笔状)、阅读读天线方方向性不不强等。低低频系统统多用于于短距离离、低成成本的应应用中，如如多数的的

7、门禁控控制、动动物监管管、货物物跟踪。高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。 (2) 射频卡卡 根根据射频频卡的不不同可分分成可读读写(RRW)卡卡、一次次写入多多次读出出(WOORM)卡和只只读(RRO)卡卡三种。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费

8、的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。RO卡最便宜。 (3) 射频卡卡的有源源与无源源 射射频卡可可分为有有源及无无源两种种。有源源射频卡卡使用卡卡内电池池的能量量、识别别距离较较长，可可达十几几m，但是是它的寿寿命有限限(310年年)，且价价格较高高；无源源射频卡卡不含电电池，利利用读写写器发射射的电磁磁波提供供能量，重重量轻、体体积小、寿寿命长、很很便宜，但但它的发发射距离离受限制制，一般般是几十十cm，且且需要读读写器的的发射功功率大。 (

9、4) 调制方方式 根根据调制制方式的的不同还还可分为为主动式式和被动动式。主动式式的射频频卡用自自身的射射频能量量主动地地发送数数据给读读写器。被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。 目目前使用用的多数数系统中中，一次次只能读读写一个个射频卡卡。射频频卡之间间要保持持一定距距离，确确保一次次只能有有一个卡卡在读写写区域内内。读写写距离长长，射频频卡之间间的距离离就要大大，应用用起来很很不方便便。现在在的射频频卡具有有防碰撞撞的功能能，这对对于RFFID来来说十分分重要。所所谓碰

10、撞撞是指多多个射频频卡进入入识别区区域时信信号互相相干扰的的情况。具具有防碰碰撞性能能的系统统可以同同时识别别进入识识别距离离的所有有射频卡卡，它的的并行工工作方式式大大提提高了系系统的效效率。 33 国际际射频识识别技术术发展状状况 射射频识别别技术在在国外发发展得很很快。RRFIDD产品种种类很多多，像德德州仪器器、 MMotooro11a、Phiilipps、Miccrocchipp等世界界著名厂厂家都生生产RFFID产产品。他他们的产产品各有有特点，自自成系列列。射频频识别技技术被广广泛应用用于工业业自动化化、商业业自动化化、交通通运输控控制管理理等众多多领域。如如澳大利利亚将它它的R

11、FFID产产品用于于澳机场场旅客行行李管理理中并发发挥了出出色的作作用；瑞瑞士国家家铁路局局在瑞士士的全部部旅客列列车上安安装RFFID自自动识别别系统，调调度员可可以实时时掌握火火车运行行情况，不不仅利于于管理，还还大大减减小了发发生事故故的可能能性；德德国BMMW公司司将射频频识别系系统应用用在汽车车生产流流水线的的生产过过程控制制中等。 据据有关权权威数据据显示，射射频识别别产品在在全世界界的销量量以每年年25.3%的的比例增增长。由由此可见见，射频频识别技技术具有有广阔的的市场前前景。 44 射频频识别技技术在我我国的发发展 我我国政府府在19993年年制定的的金卡工工程实施施计划，是

12、是一个旨旨在加速速推动我我国国民民经济信信息化进进程的重重大国家家级工程程，由此此各种自自动识别别技术的的发展及及应用十十分迅猛猛。现在在，射频频识别技技术作为为一种新新兴的自自动识别别技术，也也将在中中国很快快地普及及。 目目前，我我国的射射频识别别技术在在下列几几种应用用中发展展前景较较好。当当然，这这里仅仅仅罗列了了射频识识别技术术应用的的一部分分。任何何一种技技术如果果得到普普及，都都将会孕孕育一个个庞大的的市场。射射频识别别将是未未来一个个新的经经济增长长点。 44.1 安全防防护领域域 (1) 门禁保保安 将将来的门门禁保安安系统均均可应用用射频卡卡。一卡卡可以多多用。比比如，可可

13、以作工工作证、出出入证、停停车卡、饭饭店住宿宿卡甚至至旅游护护照等，目目的都是是识别人人员身份份、安全全管理、收收费等等等。好处处是简化化出入手手续、提提高工作作效率、安安全保护护。只要要人员佩佩戴了封封装成IID卡大大小的射射频卡、进进出入口口有一台台读写器器，人员员出入时时自动识识别身份份，非法法闯入会会有报警警。安全全级别要要求高的的地方、还还可以结结合其它它的识别别方式，将将指纹、掌掌纹或颜颜面特征征存入射射频卡。 公公司还可可以用射射频卡保保护和跟跟踪财产产。将射射频卡贴贴在物品品上面，如如计算机机、传真真机、文文件、复复印机或或其它实实验室用用品上。该该射频卡卡使得公公司可以以自动

14、跟跟踪管理理这些有有价值的的财产，可可以跟踪踪一个物物品从某某一建筑筑离开，或或是用报报警的方方式限制制物品离离开某地地。结合合GPSS系统利利用射频频卡，还还可以对对货柜车车、货舱舱等进行行有效跟跟踪。(2) 汽汽车防盗盗 这这是RFFID较较新的应应用。目目前已经经开发出出了足够够小的、能能够封装装到汽车车钥匙当当中含有有特定码码字的射射频卡。它它需要在在汽车上上装有读读写器，当当钥匙插插入到点点火器中中时，读读写器能能够辨别别钥匙的的身份。如如果读写写器接收收不到射射频卡发发送来的的特定信信号，汽汽车的引引擎将不不会发动动。用这这种电子子验证的的方法，汽汽车的中中央计算算机也就就能容易易

15、防止短短路点火火。 另另一种汽汽车防盗盗系统是是，司机机自己带带有一射射频卡，其其发射范范围是在在司机座座椅455555cm以以内，读读写器安安装在座座椅的背背部。当当读写器器读取到到有效的的ID号号时，系系统发出出三声鸣鸣叫，然然后汽车车引擎才才能启动动。该防防盗系统统还有另另一强大大功能：倘若司司机离开开汽车并并且车门门敞开引引擎也没没有关闭闭，这时时读写器器就需要要读取另另一有效效ID号号；假如如司机将将该射频频卡带离离汽车，这这样读写写器不能能读到有有效IDD号，引引擎就会会自动关关闭，同同时触发发报警装装置。 (3) 电子物物品监视视系统 电电子物品品监视系系统(EElecctroo

16、nicc Arrticcle Surrveiillaancee, EEAS)的目的的是防止止商品被被盗。整整个系统统包括贴贴在物体体上的一一个内存存容量仅仅为1比比特(即即开或关关)的射射频卡，和和商店出出口处的的读写器器。射频频卡在安安装时被被激活。在在激活状状态下，射射频卡接接近扫描描器时会会被探测测到，同同时会报报警。如如果货物物被购买买，由销销售人员员用专用用工具拆拆除射频频卡(典典型的是是在服装装店里)，或者者用磁场场来使射射频卡失失效，或或者直接接破坏射射频卡本本身的电电特性。EEAS系系统已被被广泛使使用。据据估计每每年消耗耗60亿亿套。 44.2 商品生生产销售售领域 (1)

17、生产线线自动化化 用用RFIID技术术在生产产流水线线上实现现自动控控制、监监视，提提高生产产率，改改进生产产方式，节节约了成成本。举举个例子子以说明明在生产产线上应应用RFFID技技术的情情况。 用用于汽车车装配流流水线。德德国宝马马汽车公公司在装装配流水水线上应应用射频频卡，以以尽可能能大量地地生产用用户定制制的汽车车。宝马马汽车的的生产是是基于用用户提出出的要求求式样而而生产的的。用户户可以从从上万种种内部和和外部选选项中，选选定自己己所需车车的颜色色、引擎擎型号和和轮胎式式样等。这这样一来来，汽车车装配流流水线上上就得装装配上百百种式样样的宝马马汽车，如如果没有有一个高高度组织织的、复

18、复杂的控控制系统统是很难难完成这这样复杂杂的任务务的。宝宝马公司司在其装装配流水水线上配配有RFFID系系统，使使用可重重复使用用的射频频卡。该该射频卡卡上带有有汽车所所需的所所有详细细的要求求，在每每个工作作点处都都有读写写器，这这样可以以保证汽汽车在各各个流水水线位置置，能毫毫不出错错地完成成装配任任务。 (2) 仓储管管理 将将RFIID系统统用于智智能仓库库货物管管理，能能有效地地解决与与货物流流动有关关的信息息管理，不不但增加加了处理理货物的的速度，还还可监视视货物的的一切信信息。射射频卡贴贴在货物物所通过过的仓库库大门边边上，读读写器和和天线都都放在叉叉车上，每每个货物物都贴有有条

19、码，所所有条码码信息都都被存储储在仓库库的中央央计算机机里，与与该货物物有关的的信息都都能在计计算机里里查到。当当货物出出库时，由由另一读读写器识识别并告告知中央央计算它它被放在在哪个拖拖车上。这这样，管管理中心心可以实实时地了了解到已已经生产产了多少少产品和和发送了了多少产产品。 (3) 产品防防伪 伪伪造问题题在世界界各地都都是令人人头疼的的问题，将将射频识识别技术术应用在在防伪领领域有它它自身的的技术优优势。防防伪技术术本身要要求成本本低，且且难于伪伪造。射射频卡的的成本就就相对便便宜，而而芯片的的制造需需要有昂昂贵的芯芯片工厂厂，使伪伪造者望望而却步步。射频频卡本身身有内存存，可以以储

20、存、修修改与产产品有关关的数据据，利于于销售商商使用；体积十十分小、便便于产品品封装。像像电脑、激激光打印印机、电电视等产产品上都都可使用用。 (4) RFIID卡收收费 国国外的各各种交易易大多利利用各种种卡来完完成，而而我国普普遍采用用现金交交易。现现金交易易不方便便也不安安全，还还容易出出现税收收的漏洞洞。目前前的收费费卡多用用磁卡、IIC卡，而而射频卡卡也开始始占据市市场。原原因是在在一些恶恶劣的环环境中，磁磁卡、IIC卡容容易损坏坏，而射射频卡则则不易磨磨损，也也不怕静静电及其其它情况况；同时时，射频频卡用起起来方便便、快捷捷，甚至至不用打打开包，在在读写器器前摇晃晃一下，就就完成收

21、收费。另另外，还还可同时时识别几几张卡并行收收费，如如公共汽汽车上的的电子月月票。我我国大城城市的公公共汽车车异常拥拥挤、环环境条件件差，射射频卡的的使用有有助于改改善这种种情况。 44.3 管理与与数据统统计领域域 (1) 畜牧管管理 该该领域的的发展起起步于赛赛马的识识别，是是用小玻玻璃封装装的射频频卡植于于动物皮皮下。射射频卡大大约100mm长长，内有有一个线线圈，约约10000圈的的细线绕绕在铁氧氧体上，读读写距离离是十几几cm。从从赛马识识别发展展到了标标识牲畜畜。牲畜畜的识别别提供了了现代化化管理牧牧场的方方法。 (2) 运动计计时 在在马拉松松比赛中中，由于于人员太太多，有有时第

22、一一个出发发的人同同最后一一个出发发的人能能相隔440分钟钟。如果果没有一一个精确确的计时时装置，就就会出现现差错。射射频卡应应用于马马拉松比比赛中，运运动员在在自己的的鞋带上上很方便便地系上上射频卡卡，在比比赛的起起跑线和和终点线线处放置置带有微微型天线线的小垫垫片。当当运动员员越过此此垫片时时，计时时系统便便会接收收运动员员所带的的射频卡卡发出的的ID号号，并记记录当时时的时间间。这样样，每个个运动员员都会有有自己的的起始时时间和结结束时间间，不会会出现不不公平竞竞争的可可能性了了。在比比赛路线线中，如如果每隔隔5kmm就设置置这样一一个垫片片，还可可以很方方便地记记录运动动员在每每个阶段

23、段所用的的时间。 RRFIDD还可应应用于汽汽车大奖奖赛上的的精确计计时。在在跑道下下面按照照一定的的距离间间隔埋入入一系列列的天线线，这些些天线与与读写器器相连，而而射频卡卡安装到到赛车前前方。当当赛车每每越过一一个天线线时，赛赛车的IID号和和时间就就被记录录下来，并并存储到到中央计计算机内内。这样样到比赛赛结束时时，每个个参赛选选手将会会有一个个准确的的结果。 44.4 交通运运输领域域 (1) 高速公公路自动动收费及及交通管管理 高高速公路路自动收收费系统统是射频频识别技技术最成成功的应应用之一一。目前前，中国国的高速速公路发发展非常常快，而而高速公公路收费费却存在在一些问问题：一一是在收收费站口口，许多多车辆要要停车排排队，成成为交通通瓶颈问问题；二二是少数数不法的的收费员员贪污路路费，使使国家损损失了相相当的财财政收入入。RFFID技技术应用用在高速速公路自自动收费费上，能能够充分分体现它它非接触触识别的的优势让车车辆高速速通过收收费站的的同时自自动完成成收费，同同时可以以解决收收费员贪贪污路费费及交通通拥堵的的问题。利利用射频频识别技技术的不不停车高高速公路路自动收收费系统统是将来来的发展展方向；人工收收费，包包