射频识别技术(RFID)毕业论文

内蒙古工业大学本科毕业论文PAGE摘要RFID作为自动识别技术的杰出代表，具有识别距离远、环境适应性强、数据存储量大、可同时识别多个物体等诸多优势,已被广泛应用于工业、零售、物流、交通等多个领域。本文介绍了RFID技术的组成部分、工作原理，研究了RFID技术以其自身的特点和优势，分析RFID技术目前在国内外的发展应用状况和技术存在的问题，并研究分析了RFID标签在的印刷制作中的技术、工艺要点与发展趋势。本文重点分析研究RFID技术在交通领域、零售业领域、信息管理领域的应用，通过用VB设计车辆通过ETC时RFID系统工作的模拟过程的程序，展示RFID在为我们生活带来的多种功能。最后对RFID技术的应用功能等进行总结，对其未来的发展趋势以及将对社会经济发展产生的积极影响进行了展望和预测，更加明确RFID技术应用和发展的方向及其广阔的市场前景。关键字：RFID技术；交通；ETC；印刷；图书馆内蒙古工业大学本科毕业论文PAGE34AbstractBeinganexcellentrepresentativeofautomaticidentificationtechnology,RFIDhasarecognitiondistance,strongenvironmentadaptability,largedatastoragecapacity,canidentifymultipleobjectsatthesametime,andmanyotheradvantages,iswidelyusedinindustrial,retail,logistics,transportationandotherfields.ThispaperintroducesthecomponentandworkingprincipleofRFIDtechnology,RFIDtechnologyisstudied,withitsowncharacteristicsandadvantages,analysesthedevelopmentandapplicationofRFIDtechnologyatpresent,bothathomeandabroadandtheproblemsoftechnology.ResearchanalysisoftheRFIDtagintheprintingproductiontechnology,technologyanddevelopmenttrend.ThispapermainlyanalysisandresearchofRFIDtechnologyinthefieldoftransportation,retailingfield,applicationinthefieldofinformationmanagement.UsingVisualBasictodesignthevehiclethroughtheETCofRFIDsystemsimulationprogram,displayofRFIDinlifefromavarietyoffunctionsforus.FinallysummarizesontheapplicationofRFIDtechnology,etc,foritsfuturedevelopmenttrend,andwillhaveapositiveimpactonsocialandeconomicdevelopmentisdiscussedandforecast,themorecleartheRFIDtechnologyapplicationandbroadmarketprospectanddevelopmentdirection.Keywords:RFIDtechnology;Library;TheETC;Thetraffic;Printing

TOC\o"1-4"\h\z\u第一章RFID技术简介 41.1RFID定义及其分类 41.2RFID系统构成与工作过程 61.3RFID技术特点 71.4RFID技术发展现状 91.4.1国内发展现状 91.4.2国外发展现状 101.4.3RFID技术存在的问题 101.5RFID标签的制作 111.5.1天线印制 111.5.2表面印制 12第二章RFID技术的应用 142.1交通领域 142.1.1高速公路应用 142.1.2铁路 192.1.3城市交通 （补充） 202.2零售业领域——沃尔玛 202.3RFID在图书馆的应用 222.3.1图书馆应用RFID优势 232.3.2图书馆应用RFID存在的问题 242.4医疗领域 242.4.1体温监测 242.4.2安全用药 252.4.3病人动向追踪 252.4.4医疗废弃物管理 252.4.5新生儿安全管理 26第三章RFID技术及应用发展趋势 273.1系统技术趋势 273.1.1RFID标签趋势 273.1.2高频化 273.1.3网络化 283.1.4多能化 283.1.5数据处理能力更强 283.2市场应用趋势 293.2.1市场产值更高 29第四章展望与总结 30参考文献 33

第一章RFID技术简介RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别技术，是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据。是20世纪90年代兴起的一项新型自动识别技术，它成功地将射频技术与微电子技术及IC卡技术结合起来，利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。被称为21世纪最具发展的信息技术之一。RFID技术自在二战中为识别敌我飞机应用已有60年，随着技术的不断进步，尤其是电子网络的飞速发展，使得RFID技术得到了很大的发展，与之相关产品的种类将越来越丰富，应用也越来越广泛。RFID作为自动识别技术的杰出代表，具有识别距离远、环境适应性强、数据存储量大、可同时识别多个物体等诸多优势,已被广泛应用于工业、零售、物流、交通等多个领域。它涉及到电子通信技术、材料科学、微波技术、计算机软件、印刷技术等许多领域，技术综合性强，应用空间广阔，与各行各业和我们的生活有着千丝万缕的联系。RFID标签与传统标签相比，它在标签领域中属高新技术产品，在一些高科技领域中扮演着重要角色，在一些领域将逐步替代传统的产品标签和条形码。特别是在国民经济结构调整、社会运用信息技术提高经济运行效益和质量的形势下，RFID技术将会逐渐应用到社会经济、生活的方方面面，发挥越来越大的作用。1.1RFID定义及其分类无线射频识别技术，俗称RFID。它透过无线电波做到非接触的快速信息交换与存技术，通过无线通讯(WirelessCommunication)结合资料存取技术(InformationTechnology)，再连结资料库系统，实现非接触式的双向通信，达到识别的目的，并进行数据交换，形成一个非常庞大且串联在一起的系统。在这个识别系统中，读写器和电子标签之间的通信通过电磁波来实现。按照通信距离，可以划分为近场和远场。相应的，读写器和电子标签之间的数据交换方式也被划分为负载调制和反向散射调制。RFID标签主要构成是：微型天线和半导体芯片。将微型天线和芯片以某种形式封装在一起，有源标签还会连接电池，即构成一个完整的RFID标签。的几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信，芯片上有内存部分用来储存识别号码或其它数据信息：通常内存容量为几个比特到几十千比特。微型天线通常是一圈金属线圈。如图图1-1对RFID标签的分类，通常根据RFID标签有无工作电源和工作频段两种来分。根据电源分为有源、无源和半有源三类，也称主动式、被动式和半主动式，不同类型标签其工作原理也是不同的。有源RFID标签是向读写器发射无线电波，读写器收到信息也以无线电波的形式反馈，将新的信息写入标签，完成信息交换，工作频率很高；无源RFID标签是在其内部有微型天线，在读写器工作区域内，收到读写器发出的电磁波，利用磁电互感原理在产生感应电流并发出电磁波信号，进行数据的交换，工作频率较低，目前我们生活中常见的RFID标签基本都是无源的；半有源标签有高频和低频两个工作频段，同时具备两种标签的技术特点。常见有源标签与无源标签的性能对比见表1-1。表1-1有源标签与无源标签性能对比识别范围使用寿命价格有源标签1002-4年高无源标签3-5较长低根据工作频率，RFID可分为低频、中频、高频和微波频段。低频标签工作在100-500KHz，用于短距离、低成本的应用，如门禁控制、货物跟踪、动物管理等；高频标签工作在10-15MHz，应用在门禁控制和需要传输大量数据的应用；超高频标签工作在850-950MHz,应用于长距离、高速读写的场合，如火车监控、高速公路收费系统等；微波标签工作在2.4-5GHz，距离更长，读写速度更快。不同的工作频率，工作的范围也是不同的。具体性能见表1-2。表1-2不同频段标签的识别范围低频高频超高频微波频段识别范围451-33-93对于RFID标签的识别距离主要取决于工作频率的高低、阅读器的功率输出和天线结构，天线结构又要更具应用、阅读期间的环境、工作频率来定。标签的内部电源则可以显著延长识别距离。1.2RFID系统构成与工作过程射频技术涉及射频信号的编码、调制、传输、解码等多个方面。将射频技术用于自动识别系统中，就构成了射频识别系统。RFID射频识别系统主要由RFID标签、计算机数据处理系统和标签读写器终端组成，如图1-2所示。图1-2RFID标签安装或粘贴在物品上，并记载详细的物品信息。标签读写器会在一定范围内不断地发射出无线电波，形成电磁场，RFID标签经过这个区域时检测到读写器的信号后，标签内的芯片对接收到的信号进行解码并做出应答，应答信号同样以无线电波的方式将内部存储信息传送给读写器；读写器接收到射频标签发送的信号，解码并校验数据的准确性。标签读写器接受并反馈信息，控制与RFID标签的通信，直到完成对标签内部数据的读取；最后标签读写器将RFID标签承载的信息通过网络等方式传递给计算机数据处理系统，实现对物体信息的采集、处理及远程传送等管理功能。RFID标签将无线电能转换成稳定电源给内部的IC芯片，IC芯片读取接收到的信号，解码后做出应答，并同样以电磁波的形式将信息传送到标签读写器；标签读写器分析标签反馈的信息，并控制与RFID标签的通信，直到完成对标签内部数据的读取；最后标签读写器将RFID标签承载的信息通过网络等方式传递给计算机数据处理系统，实现对目标物体的信息采集、处理及远程传送等管理功能。最基本的RFID系统由标签(Tag)、读写器(Reader)、天线(Antenna)三部分组成。最常见的射频识别系统的工作过程是：读写器在一个区域发射无线电波形成电磁场，射频标签经过这个区域时检测到读写器的信号后发送储存的数据，读写器接收RFID阅读器工作过程1.3RFID技术特点=1\*GB3①数据的读写功能。RFID标签通过阅读器，不需要直接接触，在一定距离内就能够通过电磁波的形式与RFID系统实现数据的交换。它的读取速度快速，可以同时读取多个标签，无需人工干预，具有很强的穿透性，还可以将物流状态写入标签，供下一段物流处理的读取判断之用。而且数据的重复读写可以是RFID标签重复使用，降低其应用的单位成本。=2\*GB3②小型化和多样化。RFID在读取上不收储存大小和形状的限制，不需要为了读取精确度而配合特定的基材、固定的尺寸及印刷品质。此外，RFID标签更可以向小型化、多样化、智能化发展，以满足不同类型产品的要求。=3\*GB3③耐环境性好。纸张等标签沾上脏污字符，就会看不清楚，丢失信息，但RFID标签对水、油和有机溶剂及其他脏污物却又有很好的耐受性，还具有耐高温、防磁性的特点。即使在黑暗中或被污染的环境下，仍可以读取数据。=4\*GB3④数据记忆容量大。随着社会不断发展，未来物品所需要携带的信息量也越来越大，这是传统标签所无法胜任的，这种携带大量信息的任务，只有RFID标签才能胜任。一个RFID标签存储数据的大小为12字节～4兆，并随着芯片制作技术的提高，数据存储量还会得到提升。=5\*GB3⑤可连接互联网。依靠强大的RFID系统的支持，以RFID技术为基础形成物流网，实现物资全资可视、空间定位与跟踪的实时监控功能，在物流日益发达的今天，RFID在物流中发挥的作用是毋庸置疑的，尤其是对一些特殊物品、重要设备管理和交通管理领域等。=6\*GB3⑥防伪性能高。RFID的工作原理和大容量的信息量，难以复制，防伪性能较高。随着社会个人的信息量不断增多，对个人信息的保护也将越来越收到重视。因为银行卡采用磁条的信息读取技术而造成信息泄露，将来要改用RFID的芯片卡的趋势可见一斑。由此可见RFID技术拥有自己非常突出的特点，他与其他识别技术比较有自己独特的优势，如下表表：常见自动识别技术比较识别统参数条码光学字符语音识别图像识别磁卡智能卡射频识别信息载体纸或物质表面物质表面－－磁条EEPROMEEPROM信息量小小大大较小大大数据密度小小高高很高很高很高读写性能RRRRR/WR/WR/W读取方式CCD或激光束扫描光电转换机器识读机器识读电磁转换电擦写无缝通信读取距离近很近很近很近接触接触远识别速度低低很低很低低低很快使用寿命一次性较短－－短长很长识别统参数条码光学字符语音识别图像识别磁卡智能卡射频识别人工识读性受约束简单不可不可不可不可不可保密性无无好好一般好好环境适应性不好不好－不好一般一般很好光遮盖全部失效全部失效－全部失效－－没有影响国际标准有无无无有有有成本最低一般较高较高低较高较高多标签同时识别不能不能不能不能不能不能能1.4RFID技术发展现状1.4.1国内发展现状上世纪40年代，RFID技术的理论得到了奠定，从实验研究阶段开始了一些应用尝试，70年代后，技术与产品进入大发展期，出现早期的应用。80年代后进入商业应用阶段，各种形式层出不穷。到现在，它已渗透到我们生产生活的方方面面。在我国，RFID技术的发展很快，已经有了一定的行业标准，国家标准委早就成立了“RFID标签”标准工作小组，由科技、信息产业等部委联合一些专业的研究院，起草、制定了这方面的国家标准，为走向规范化和标准化打下基础。在政府政策的推动下，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。目前，国内已有许多公司在引进国外的先进技术,开发自己的射频识别系统，应用最好的应该是当前的高速公路收费系统。在不远的将来，物联网会广泛的普及和应用，随着社会的发展和信息技术的完善，射频技术的应用潜力应该是非常巨大的。可以毫不夸张的预测,任何一种应用如果成为现实。都将会孕育一个庞大的市场。RFID技术应用将是未来一个新的经济增长点。我国的射频识别应用还处于初级阶段，还存在一些问题有待完善：频率规划不一、信息安全受到攻击、核心硬件产品生产技术有待提高、成本较高等问题。在超高频芯片天线的设计与制造、RFID卷标封装技术与装备、读写器关键芯片、测试技术和设备中间件和重要营运系统软件的开发应用仍处于劣势。在低频和高频RFID方面比较成熟，高频领域的国产产品在精度和性能稳定性上都达到国际领先水平；超高频领域发展还不够成熟，微波领域，国内基本还处于研发阶段，成熟的产品和批量化产品都比较少。对于普通的印刷业者来说，想要跻身进入这个新型业务，还是有难度的。一是需要较大的起始投资购买加工设备，二是要有专业的人才，既要懂印刷质检又要懂软件测试。目前，国内已有不少的企业、研究单位先后加入到RFID产品及系统的开发。它们的加入，将大大促进RFID产业的发展，这些问题将会被逐步解决、完善。1.4.2国外发展现状RFID技术在国外发展的很快，RFID产品种类很多，在经济发达国家应用更为广泛，主要应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，如：汽车火车等交通监控、停车场管理系统、高速公路自动收费系统、物品仓储管理、流水线生产自动化、门禁安保系统、图书馆管理系统等等。同时，有一些企业正在积极进行FRID技术的推广，如全球最大的零售巨头—沃尔玛正在推进RFID其旗下全球店铺的应用，这项技术的使用将大大降低其物流成本、管理成本，提高公司整体运行效率。RFID在新领域的应用也层出不穷，如行李管理、RFID机票门票应用。这些应用也会更加方便消费者的出行、消费、参与各种活动。在国外，RFID技术在一些企业已经得到了很好的应用，企业也从中获得不菲的收益，值得我们借鉴，而且这项技术的应用正在向我们生产生活的方方面面渗透；部分企业非常看好RFID技术，正在积极研究和推进RFID技术的使用，它有着很大发展空间。1.4.3RFID技术存在的问题首先是RFID的标准制定问题。目前制定该技术标准的有：国际标准化组织(ISO)、美国的EPCGlobal、日本的UbiquitousID,他们各自推出自己的系列标准，3个标准在通讯方式、防冲突协议和数据格式方面相互之间不兼容，形成三足鼎立的局面。要想使RFID的在全球范围内广泛的应用，这是必须要解决的问题，目前的应对方法是在识别系统做到可以识别一个以上的技术标准系统，这样会加大成本，但同时也会推动RFID技术标准更快的统一。其次是成本问题。对于RFID标签广泛应用的最大问题，莫过于成产成本。RFID技术已经应用到多个行业，但应用市场主要以高成本的产品为主。就拿图书馆管理应用为例，目前一本书的RFID标签的生产成本大约是4元，对于一本书来说，它的成本甚至都高于一本普通书籍的印刷装订成本。再次是RFID技术的识别问题。目前的识别率只能达到99.5%，在数量庞大的应用中它还不能很好的满足需求，尤其是有在有金属类物品干扰时，识别效率更低。同时，在多个阅读器同时工作时，或同时读取多个射频卡时，也会相互干扰，存在读取的“盲区”。最后是安全隐私问题。虽然RFID标签具有很强的防伪性能，但RFID系统感应器中的唯一标示符也较容易被复制,其基本验证机制也存在严重的安全缺陷，还没有非常可靠的安全机制，芯片在与读卡器交换信息的过程中容易被黑客所利用，无法对数据进行很好的保密，无论是个人信息还是企业的商业机密,都有可能被人窃取，这也是因为RFID芯片本身及其无需接触即可进行数据读写的特点造成的。而且，如果拿着一台RFID阅读器，任何一个人在店外便可以知道商场里摆放了什么商品，在屋外即可知道某个家里买了什么商品，甚至有人用阅读器通过身份证随意获取个人信息，这个问题需要我们的政府注意起来，通过立法对用户的隐私加以保护逐步解决。同时也要提高技术水平的提升，通过防伪性能的提升、识别距离的控制等来应对这这个问题。1.5RFID标签的制作RFID标签主要由面层、芯片层(主要为天线和集成电路芯片)和底层3部分组成。标签的印制也分为天线印制与表面印制两部分。1.5.1天线印制RFIDRFID标签天线制造常用的技术方法有：绕线法、蚀刻法、电镀法和直接印制法(导电油墨印刷法)，后三者都属于天线的印制技术。目前国内外主要是以蚀刻法和电镀法为主，直接印制法是最近正在兴起和研究的印制技术。绕线法直接以底基为载体，绕上铜线或铝线制作天线。这种方法生产效率低，标签质量不高，目前基本被取代。蚀刻法是在基材上的金属表面上，通过印刷的方式，预先均匀涂布一定量抗蚀剂，以保护金属不被侵蚀，未覆盖的金属被腐蚀剂溶化，露出的基材成为天线线路的间隔，最后用脱膜液洗去抗腐蚀剂，制成天线。电镀法是指在基材上通过印刷涂覆一层特殊的油墨层，这种油墨中含有金属颗粒，因此在电镀过程中，起导电作用的金属被油墨吸附，附着在有油墨的位置，形成天线。直接印制法是直接用导电油墨在绝缘底基(薄膜、纸张等)上印制油墨，形成天线和电路。在导电油墨的推动下，直接印制发具有可批量生产、小型化、精度高成本低、无污染的优点，这是新兴的正在被广泛研究的方法。目前较广泛的印刷方式为丝网印刷，根据当前研究得出的有益经验，网孔选用六角形的孔形，这样有利于导电油墨的彻底转移；导电油墨选用溶剂型的油墨更佳；创造优良的油墨干燥条件（如：减小烘箱内的风速，加热温度在140℃，加热时间在30秒到120秒之间），有利于印刷线圈图形轮廓的精确成形。传统的蚀刻法和电镀法具有以下缺点：工艺复杂，成品制作时间长；要消耗大量的金属材料，成本较高；制作过程产生大量含金属和化学物质的废液，对环境造成较大的污染。而直接印制法制作RFIDRFID标签天线不仅高效快速，而且成本低、无污染。虽然印制天线对温湿度、灰尘等印刷作业环境的要求较高，初期设备投资较大，但随着管理水平和行业技术的组不发展，毫无疑问，这种印制方法将成为RFID标签天线制作最主流的方法。1.5.2表面印制对于RFID标签表面的制作，通常面层和底层需要印有视觉标识的文字或图像，如我们的二代居民身份证、校园一卡通、市政交通卡等，面层材料通常为PVC或PET。印刷方式主要有成卡前UV胶印和成卡后印刷两种。成卡前UV胶印指在完成表面UV胶印后再进行芯片的封装。这种印刷方式通常为整版印刷(印刷层上的卡片数与芯片排版数相等)，印刷完毕后再层压、冲切成卡。成卡前的表面UV胶印工艺中，根据普通胶印的工艺要求注意水墨的平衡调节，对色序的安排要综合考虑胶印工艺和不同颜色的UV固化性能，同时也要考虑UV型油墨的工艺要求，调整好UV灯的功率和固化时间等参数。RFID标签的芯片成本高，如果整版的印刷层中有1～2张废品，制成卡后芯片的损失是巨大的，通常报废整版印刷层比丢掉一个芯片的损失还要小，所以成卡前的UV整版印刷对印刷质量的要求很高，要求印刷层的废品率(包括色差、色斑、污点等)须控制在3％以内。但对于普通UV胶印来说，这种工艺水平很难达到。另一种印刷方式是成卡后印刷，也称单卡印刷，即指在芯片封装后的单张卡片上完成印刷工序，这是目前RFID标签表面印刷最先进的印刷方式之一。因为这种印刷方式采用特殊的树脂版，在印刷过程中不需要使用润版液，不存在水墨平衡问题，能较好地控制印刷质量，其废卡率可控制在3％以内，这对生产商来说可大大减少芯片的损失，降低生产成本。我国现在使用的单卡印刷设备多为德国和日本生产的无水单卡胶印机。但是，无水单卡胶印机的一次性投资较大，其功能仅限于印刷单张卡片，设备的利用率相对较低。同时，这种印刷方式对印刷环境、卡体质量的要求也较高。总体来说，单卡印刷相对于整版印刷来说，成本较高，但其能降低因冲切位置偏差，大大降低废品率，总制卡成本会大幅下降。随着印刷行业的不断整合，企业管理和生产水平的不断提高，成卡印刷的方式将逐渐走向主流。

第二章RFID技术的应用RFID的应用领域主要有：=1\*GB3①物流。物流过程中对物资的全程可视、空间定位与跟踪、信息自动采集，仓储应用、港口管理、邮政、快递等。=2\*GB3②零售。商品的销售数据的实时监控、质量追踪、自动化生产。=3\*GB3③服装业。餐厨管理、品牌管理、单品管理、渠道管理。=4\*GB3④医疗。医疗器械管理、病人身份识别、婴儿防盗、疾病治疗、特殊药品监管。=5\*GB3⑤身份识别。电子护照、身份证、校园一卡通等各种电子证件、=6\*GB3⑥防伪。贵重物品的防伪、票证的防伪等。=7\*GB3⑦交通。高速路桥的不停车收费、出租车管理、交通运输流量管理。=8\*GB3⑧食品。水果蔬菜、生鲜视频等保鲜的管理。下面主要具体分析研究RFID在交通、零售和图书馆领域的应用。2.1交通领域2.1.1高速公路应用高速公路自动收费系统是RFID技术最成功的应用之一，也叫不停车收费系统，简称ETC（ElectronicTollCollection）。它包括由数据采集、车道管理、车道控制机及结算网络接口、业主管理和查询系统这些单元组成。它的工作过程大致是这样的：车辆驶入自动收费车道的感线圈，RFID标签产生感应电流，向ETC系统发出信号，将进站车辆的数据信息传送给收费中心；收费中心将数据信息判断收集来的信息，并将计算结果通过网络传送至收费管理中心；收费管理中心处理传送过来的数据，将处理结果即收费标准等传输至收费站，收费站对用户进行自动扣费。“要想富，先修路”，便利的交通条件是地区经济发展的先决条件，中国的高速公路发展非常快，而高速公路收费却存在一些问题：一是在收费站，车辆缴费需要停车、交钱、起步，至少要用30秒，容易造成交通堵塞，成为交通的瓶颈问题；二是人工收费中存在贪污路费现象，使国家因此蒙受损失；三是所有行驶车辆都要停车再起步，造成时间和能源上的浪费和车辆设备的磨损。这笔浪费在数量和时间的累积下是巨大的。RFID技术在高速公路上的应用，能够充分发挥其远距离、高速识别的优势，让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费。同时可以解决收费员贪污路费、交通拥堵和资源时间浪费的问题。对于公路自动收费系统，车辆种类型号较多，需要大约4米的读写距离和快速度的读写速度，所以系统的频率应该在900MHz和2500MHz。RFID标签一般置于车辆挡风玻璃后。因为没有RFID标签高速公路不停车收费系统工作示意图为了模拟RFID系统工作过程，下面以两辆车为例，用VB设计一个车辆通过ETC通道时模拟RFID系统工作过程的程序。程序中直观的展示了RFID标签内的车主信息、车辆信息及收费情况。感受其应用带来的多种功能。首先用数据库Access建立高速ETC车辆信息表，即车主在申请使用ETC射频卡时的登记信息。用于识别车辆时读取车辆信息，通过系统对其进行判断、信息记录、收费等。如下表再用Access建立一个高速收费信息表。高速收费信息表说明：在车辆通过ETC通道时，阅读器会对车辆内射频卡进行信息的读取和写入。这个信息表的建立，就是为了模仿阅读器的写入和读取功能，在程序运行时能显示出卡内固有信息和写入信息，同时还有本次识别要写入的信息。用VB设计出如下界面，用于显示车辆的相关信息。各相关控件的属性设置如下表控件名属性名属性值Adodc1DatabaseNameD\vb98\高速收费.mdbRecordSource高速收费信息VisibleFALSEText1DatasourceAdodc1DataField车主Text2DatasourceAdodc1DataField车牌Text3DatasourceAdodc1DataField车型Text4DatasourceAdodc1DataField归属地Text5DatasourceAdodc1DataField上站Text6DatasourceAdodc1DataField本站Text7DatasourceAdodc1DataField通过时间1Text8DatasourceAdodc1DataField通过时间2Text9DatasourceAdodc1DataField通过路程Text10DatasourceAdodc1DataField收费Text11DatasourceAdodc1DataField余额Text12DatasourceAdodc1DataField最短时间Check1DataFieldAdodc1DataField年检用VB连接数据库：1.打开Adodc1的ConnectionString属性，采用“使用连接字符串”的方式连接数据源。单击“生成”按钮，系统自动生成连接字符串。2.数据库为Access，所以在“提供程序”选择MicrosoftJet4.0OLEDBProvider。3.RecordSource设置连接记录源，“命令类型”选择“2-adCmdTable”，数据库中的表选择建立好的“高速收费信息”。这样就完成了数据库控件的连接工作。程序代码见附表程序设计及运行介绍：当装有RFID标签车辆经过站点时，通道中的阅读器会读取车辆装载的RFID标签，得到车辆的车型、年检情况，同时读取到车辆的行驶信息，如经过站点、通过时间，从而可以判断是否超速等信息，并根据车辆的车型、行驶里程对ETC用户进行自动扣费，同时对RFID标签写入数据并将新数据上传到系统。整个过程在一秒内完成，所以车辆的通过车速可达20-30公里/小时，总体通过用时3秒，比人工收费快5-6倍，减少30秒左右。这个程序中加入车辆的超速判断功能，根据通过站点的时间与最高限速所用时间即最短时间的比较，对车辆进行超速判断。如果超速，可以控制自动栏杆或减速设施，向给驾驶者发出警告，也会被记录到系统，再由相关部门进行处理。这个功能在当下应该是非常实用的，因为现在的车辆基本都装有电子狗等“反侦察”设备，在即将进入高速测速段，它会提示驾驶者，所以超速车辆会逃过高速公路上的测速设备检测，而在没有测速的区域仍然会选择超速驾驶，这样非常不利于行车安全。因此，在两个收费点之间加一个时间的判断，超速车辆即使能逃过测速器的检测，也不能逃过收费站的判断，打消人们的侥幸心理，相信对于遏制超速驾驶和行车安全将会有较大的作用。同时，这个系统还可以“通缉”偷盗、肇事等违法车辆，当这些车辆通过ETC通道时，系统会检测到其出现，并控制相关设备进行拦截，同时向有关部门及时发出相应信息，增加对违法行为的打击手段。据悉，到今年，北京市高速公路ETC用户数量目前已达91.5万户，成为国标ETC应用规模最大、覆盖最广、使用率最高的电子收费系统。交易量日均31万辆次，收费站拥堵得到很大程度缓解。经过北京环境交易所专项评测，与停车人工收费相比，一氧化碳、二氧化碳分别减少71.3%和48.9%，两年间ETC的实施和推广，因避免车辆起步停车，碳排放减少超过6000吨。由于京津冀鲁晋采用的是统一的技术标准和密钥体系，今年年底有望实现两市三省联网电子不停车收费（ETC），安装一张ETC卡，即可不停车而畅行京津冀鲁晋的高速公路。RFID技术在高速公路的应用从2003年开始在浙江、广州等地开始广泛应用，在高速公路的快速发展下，RFID的技术优势将会在更多的地区应用，以至今后在全国所有的高速公路应用，所有的车辆都安装RFID标签，而且要嵌入车辆内部，伴随车辆的终生，成为每辆车的“身份证”，新型技术的成熟和应用必将取代传统的模式，这将是不可阻挡的趋势。2.1.2铁路过去，我国铁路系统的车头调度都是靠手工统计与调度，但这种方式不仅费时费力，工作效率低，而且正确率不能得到保证。为解决这一问题，在20世纪90年代中期，国内有多家研究机构参与了该项技术的研究，最终确定使用RFID技术为解决这一问题的最佳方案。最终建成拥有我国自主知识产权的铁路车号自动识别系统（ATIS）。铁路车号自动识别系统有四个子系统：：火车头与车厢的RFID标签、地面识别系统(读取器)、管理系统伺服器、铁道部中央数据库管理系统，这四个系统实现了铁路车号识别的自动化。这样，火车按既定线路运行，通过读写器时，可以将火车的编号、车次、运行时间、完整性等信息传送到系统中，对铁路车辆进行自动化管理，同时结合卫星定位系统，对列车的运行与位置进行实时监控，为火车调度工作和安全运行提供最准确的数据，保障火车运行的安全和效率，降低管理成本，提高铁路资源利用率。同时也方便相关的数据统计，信息透明度也大大增加，包括列车和其承载的货物的时间位置信息等，方便人员出行与货物流通。应用RFID技术，可在列车车厢的车轴上安装感应器系统，检测车轴温度，对轨道、桥梁、隧道作相关数据的收集检测，增加车辆保安能力，提升安全指标。这一技术将在我国得到广泛的应用。2.1.3城市交通 （补充）现在城市交通拥堵状况日趋严重，解决交通问题，进行扩路、修路、线路改造等已近极限，而通过加强交通的指挥、控制、疏导，发挥现有的交通潜能是非常重要的手段。用RFID技术实时跟踪车辆，并进行督导，计算最佳路线的电子地图也将很快实现。使交通流向均匀，大大提高道路利用率。还可以自动查处违章车辆，记录违章情况；停车场自动管理系统；应用RFID技术的市政一卡通，在公交系统中，不仅方便快速，还省去了人工售票的成本，极大便利市民的出行。2.2零售业领域——沃尔玛早在2003年，沃尔玛就吹响了RFID技术应用的号角。与当初沃尔玛公司推广条码一样，没有多少人想象到它会对生产、生活的影响是如此广泛，而今天，沃尔玛公司又是第一个强行推广应用RFID标签的公司。同时，另外两家世界零售巨鳄家乐福和麦德龙，也不约而同的选择了RFID作为技术创新。作为世界零售业的三大巨头，他们将怎样应用RFID技术，通过这个应用又能有怎样的效益？以沃尔玛为例来说明在货物配送中应用RFID的工作过程。沃尔玛的供应商按照配送中心发来的货物订单分拣好所有物品，交给物流方面运输；在到达沃尔玛的接货处时，贴有RFID标签的商品通过门口时会被设置在门口的阅读器识别，将货物完成自动盘点，并将商品的种类、数量、时间等信息传送到数据库；配送中心会根据各个门店需要的进行配货，只需将物品送上传送带即可，不需要对其进行固定方向的摆放；之后商品会发往到各个门店，在货物的运送途中，可以通过RFID技术对物品进行全程的监视，准确了解货物的状况，而且在GPS与RFID两种定位方式中，RFID的成本更低；商品到达门店后会与配送中心一样，自动完成对货物的清点并更新数据库；商品被摆上售货架后，可以通过覆盖整个商店的RFID阅读器准确的定位货物的种类、数量、位置信息等，及时掌握货物信息，以便进行补货、促销等活动；顾客购物完成后，推着购物车从阅读器前走过即可完成商品的统计结算，这时便可进行付款；付款的方式不仅可以使用现金、银行卡，也可以使用商场专用卡，同我们学校使用的饭卡一样，刷卡后自动完成扣费。零售业应用RFID技术的效益可以通过一下几个方面来分析，首先是节省人工成本。零售业中，物流中心的成本组成中，人工成本是主要的支出成本，占总成本的70％。因此，要想降低成本，最好的方式便是降低人工成本。对于零售商，在物流中心各项活动中，有40～50％的人力在做物品的分拣工作，应用RFID技术可以取代人工分拣的大部分工作，可大大减少人工成本。其次为提高工作精确性，确保产品质量，加快处理速度。RFID可以免除传统的检查、查账作业，不需要逐一清点货品的数量和存放位置，提升物流管理的准确性。例如RFID可以确保收货过程中作业处理的正确性，避免在分拣过程中对商品品类、数量等作业错误。在仓储物流过程中可以有效控制产品的生产日期、有效日期以及相关的货品质量。例如，利用RFID标签来鉴别香蕉是从哪儿运来的，它们成熟了会释放出多少的氮，香蕉放在货架上的最佳时机是什么等等。RFID可以有效加速相关作业的处理速度，使货品在客户要求期限内交付，更快满足订单需求。因为物流中心将会面对大量的供应商，所以使用RFID可以快速识别供应货物，节省从卸货到入库的时间。分拣人员不需要再逐个扫描货物条码的工作，进而加快了全部的作业处理程序。使用RFID可以让分拣人员将装着货物的栈板直接装运，避免出去检验和装货人员的重复工作，增加产出，减少周转区域的拥挤。对于一天的货物流通量达到7000车箱的大厂商，这对效率的提高无疑是巨大的。再次可以有效跟踪物流动态。由于物流引起的库存成本搬运成本、缺货成本，是每个企业都不可避免的损失，这笔损失往往是很大的。而RFID可以增加货物流通过程的能见度和咨询的正确性，减少存货持有的成本、搬运成本和缺货造成的损失。此外，整个供应链使用RFID还可以使得各个公司的产品需求预测更为精确，存货管理更加方便。同时还可以通过物流中心的装置的读取设备，有效降低货物被偷窃和断货的损失，优化库存。研究机构估计，RFID技术能够帮助沃尔玛把失窃和存货水平降低25%。据统计，单是盗窃一项，沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元。最后对消费者来说，购物服务更加便捷优质。顾客在面对琳琅满目的商品时，寻找到自己所需要的才是最重要的，这种感觉也是最迫切的。当寻找了一段时间未果后，失望和烦躁情绪会严重影响消费者的购买欲望和对商店的忠诚度。但是今天，沃尔玛能够利用RFID技术提供足够的信息，让你很快而且准确的找到你想找的商品。同时在购物借书结账的时候，我们不需要再对商品进行逐一的扫描，推着购物车在经过标签阅读器时“秒结”，服务的质量和水准提升了，那么，消费者的满意度将随之提高，客户群也会随之增大。人们购买的不仅仅是商品，还有服务、心情、时间和效率。同时，如果商店专用卡得到应用，企业还可以获得更多的流动资金。2.3RFID在图书馆的应用近年来，RFID技术在图书馆管理中的应用也在逐步推广，截至2009年底，我国已有39家图书馆使用了RFID技术，RFID图书馆在国内的发展速度越来越快。上海已经制订了上海FRID图书馆应用标准。这项标准的出台，标志着图书馆FRID技术应用已经进入了一定的发展阶段。目前，在图书馆管理使用最广泛的识别技术是条形码技术。这种光学字符识别技术是当前最为经济实惠的识别手段，它具有输入速度快、可靠性高、信息采集量较大、灵活实用得优点，而且条码标签易于制作，设备便宜、操作简单，投入成本底。对于图书的防盗，使用可多次充磁消磁的磁条，成本很低，因此应用也最广泛。但图书管理中还存在以下缺点：对于条码识别来讲，首先，条码使用效率低，印制后就无法再更改，容易损坏；其次条码阅读时需要有扫描光源照射才可识别，每次都需要管理员打开图书翻到扉页才能扫描，操作流程机械繁琐，降低了书籍借还的效率。对于书籍的防盗，书籍每次的借还都需要对磁条进行一次充磁消磁工作，容易出现充磁消磁不彻底的现象，工作效率较低，且功能过于简单，不能显示具体的书籍丢失信息。2.3.1图书馆应用RFID优势第一，图书馆应用RFID，可以取代所有条形码和防盗磁条的全部功能，简化文献加工流程，实现典藏的实时化、精确化和高效率。文献信息的采集时，将要采集的书本放在一起，尤其是有新的文献要入库时，用RFID移动终端设备即射频卡阅读器，扫过这些书，就可以同时采集到所有书本的详息信息，并且将数据传输到数据库，用计算机对其进行归类处理，建立智能信息处理实体，对图书入库实现物流式管理。这样会使文献上架的工作简化，效率成倍增加。在新馆藏上架环节实现高效、准确、实时的数据采集和管理，图书入库实现物流式管理。为管理系统提供及时、准确的图书馆藏及流通数据，使新馆藏入库上架环节实现高效、准确、及时的数据采集和管理功能。确保图书馆实现高效运转，提高流通量及内部管理的精确度。在新书入藏、架位变更、地点变更、文献剔除和文献清点等工作中，发挥极大的作用。第二，应用RFID技术，可以实现书籍的自助借还服务。由于图书馆借还书籍人数众多，而每次的借还都需要较为繁杂、机械的工作，需要一定的等待时间，而对于条码磁条技术的限制，图书的自助借存在一定的漏洞，且一次只能借还一本，并不能实现真正的书籍自助借还，对于图书馆的管理工作没有实质性的提高。采用RFID自助借还系统，读者选定好要借还的书籍后，将图书放在阅读设备的识别区域，图书只需短暂的“经过”即可以完成多本书籍的借还，并详息记录图书及其借还信息，完全实现图书自助借还，缩短借还时间，大大减少管理人员的工作量，借还效率成倍提高。第三，应用RFID技术，实现图书盘点、典藏一体化管理。现有条件下图书馆的盘存工作，只能依靠大量的人工进行图书的盘点，工作量大而且效率低。图书管理员要依靠图书上的手写编号进行分类放置，费时劳神。使用RFID技术后，可实现图书盘点的智能化。在盘点过程中，工作人员首先扫描架位的标签，查询存放在架位上所有的馆藏清单，然后通过手持扫描设备对架位上馆藏进行扫描、清点。清点后的数量直接发送给主机，盘点书籍的数量、摆放是否正确等信息，实时保证清点正确，便于图书的统计、补缺等工作。对于还回的图书，只需扫描一下便可清楚图书的类别、摆放位置，向主机发送数据后可及时更新数据库，实现典藏的实时化、精确化和高效率。并进一步简化图书管理工作。第四，应用RFID技术，实现门禁防盗、信息管理智能化目前，图书馆大多采用磁条进行防盗，防盗系统还是孤立系统，在图书借出时要消磁，在归还后上架前要进行充磁，工作量大且简单机械，不利于图书的快速流通和管理效率的提升，对于丢失图书的数量和信息则无法记录，在日常的盘点和补缺工作影响极大。图书是我们的宝贵资源，应用RFID技术后，可以对进入图书馆的人员设置门禁权限，对指定人群进行开放，方便管理，并且对人员的出入信息进行详息的记录，例如我们学校的图书馆。RFID系统可以支持多种识别载体，如杭州图书馆，可以同时支持身份证和市民卡最为读者证。对读者信息的处理也更加详息，如在同一个系统中，读者可以登入系统查询书籍信息、预约借书、向图书馆推荐书籍，系统也可以提醒读者还书日期等。同时，对于书籍的偷盗，可以详息记录丢失书籍的信息和数量，甚至在启动警报的同时启动摄像头对偷盗者进行拍照记录。2.3.2图书馆应用RFID存在的问题首先是投入成本较高。初期的RFID阅读器、服务器、门禁等设备投入要比传统的条码磁条设备高，投入成本较高。尤其是RFID标签的成本，现在的价格一个大约为4元，而磁条为2分钱，标签贴在书籍书名页上，容易被读者发现或者撕毁损坏。其次在书籍借还的环节存在隐患，虽然应用RFID技术的门禁系统读取非常灵敏，但在采取严密遮挡措施时，也同样会产生信号屏蔽问题，在借书室如果读者前后距离太近可能会导致借出书的情况。在这些方面，还需要RFID系统在技术方面得到进一步提升。2.4医疗领域在医院应用RFID系统，需要RFID腕带、RFID阅读器、应用软件、无线网络系统、控制中心。2.4.1体温监测随着经济与医疗的发展，住院病人的数量很大，为了及时了解病人的生命体特征，医护人员需要频繁测量体温。传统测量体温的方法时间长、效率低，测量工作费时费力。应用RFID传感系统，包括体温传感器和RFID阅读器。RFID体温传感器贴在病人的下腹部，将体温信息发送到RFID阅读器，再由RFID阅读器将读取到的体温数据通过无线网络传送到系统中心。系统中心为医务工作者提供管理和监控系统运行、查询患者体温数据的相关工具，在系统的参数设置中，这只正常体温区间值等参数值，为系统运行提供参数。系统会判断患者RFID腕带传来的数据，将体温信息整合到具体病人的详细信息中，最后更新到数据库，为医生治疗病人提供依据。如果发现病人体温异常，系统会及时向医护人员发出提醒，对病人进行及时的监护管理。2.4.2安全用药病人的相关资料和病例输入到腕带上的RFID芯片上，以此区别每个病人。医护人员为病人治疗和用药的时，通过手持设备轻松地读取和辨识病人RFID腕带中的信息，比如姓名、所需药物信息、所患何种疾病、注意事项、医疗记录等。最后将这些信息和病人药物包装上的信息进行比较，从而确认用药的种类和具体药量。在完成病人的用药环节后，医护人员通过手持设备更新病人在医院信息系统中相关信息，系统将自动安排病人下一步治疗方案。这样就会有效防止用药错误的发生。2.4.3病人动向追踪在医院内部定点设置RFID阅读器，只要住院患者在医院的范围内活动，系统就可以随时监控到每一位患者的位置信息，并对病人进行反馈，从而限制病人进出医院的禁止区域，或者提醒病人在服药时间内不要离开自己的病房。当病人离开规定的区域或者进入禁止的区域，他们的RFID手环可以发出信号告知医护人员，从而使医护人员采取对病人有力的保护措施。尤其是针对老年失智或有疑似传染病的病患者，需要随时照看并掌握其行踪。医护人员巡房时，不需要进入病房打扰病人，只需携带手持RFID阅读功器从门口经过或者通过系统中心查询位置即可。可以提升病患者安全保护，降低医护人员工作负担。2.4.4医疗废弃物管理RFID技术与GPS、GPRS、视频监控等技术结合，实现可视化医疗废物运输管理和实时定位，作业流程是：生成医疗废物、电子联单和派车任务单，出车收取医疗废物。为环保部门的全程监管提供了信息支持和保障，更为医院完善管理提供保障。给医疗废物周转桶称重同时分配RFID标签信息。废物装车运输至中转中心，再运输至焚烧中心，由焚烧中心接收需焚烧废物，将医疗废物周转桶重量进行比对记录、信息上传。2.4.5新生儿安全管理当婴儿出生时，将一个RFID标签粘贴在一个柔软的纤维带上，通过固定器缠绕在婴儿前臂或脚上。婴儿的健康记录、出生日期、时间及父母姓名等信息被输入安装在中心服务器上的系统，接着员工采用一台RFID阅读器读取分配给该婴儿的ID码，将ID码与存储在软件里的数据相对应心。每个新生儿都有唯一的ID号码，防止孩子被“抱错”。如果有婴儿靠近出口或有人企图移去婴儿安全带时，系统会发送警报，警报以弹出式窗口的形式显示在员工的电脑上，及时对婴儿进行照看第三章RFID技术及应用发展趋势3.1系统技术趋势3.1.1RFID标签趋势体积更小。日本日立公司日前展示了全世界最小的RFID（无线射频识别）芯片，其体积仅有，可直接嵌入图书的纸张中，电子标签隐蔽性更好。首先成本要降低。随着标准的制定、应用领域的广泛、应用数量的增加、工艺的不断提高、技术的飞速进步（如在图书方面，在封面或版权页上用导电油墨直接在印制RFID天线），其成本会更低；其次识别距离更远，即使是无源RFID标签也能达到几十米；体积也将更小，目前最小的RFID芯片体积为0.05mm×0.05mm×0.005mm，能嵌入到纸张中，隐蔽性更好。对于读写速度也将更快，保密性能跟高，寿命更长。可百万次以上地读写；寿命可长达数十年以上；可在较为恶劣的环境下正常工作；数据交换的密匙级别更高。3.1.2高频化目前,低频系统比较常见，但由于超高频射频识别系统与低频系统相比，具有别距离远、数据交换速度更快、伪造难度更高、对外界的抗干扰能力更强、体积小巧,且随着制造成本的降低和高频技术的进一步完善，超高频系统的应用将会更加广泛。此外，由于双频系统同时具有低频和高频的优点，可以具有更多的功能和更广的适用性，双频系统也会得到广泛应用。为了节省系统资源，射频芯片向着高集成和低功耗的方向发展。特别是最近这几年，这一行业的终端产品在竞争上越来越激烈，降低成本是企业不懈追求，从而使芯片向着更轻、更薄、更小的方向发展，出现了集模拟和数字于一体的芯片产品。3.1.3网络化大的应用场合需要将不同系统(或多个读写器)所采集的数据进行统一处理，然后提供给用户使用，如我们使用二代身份证在自动取票机取火车票，这就需要将射频识别系统网络化管理，来实现系统的远程控制与管理。由于目前标准不统一，造成多家厂商的产品之间互不兼容。这就要求系统能够具有很强的兼容性，能够兼容处理多家厂商的产品。3.1.4多能化随着3G移动技术、IT技术的不断提高、普及，RFID读写器设计与制造的发展趋势是将向多功能、多接口、多制式，并向模块化、小型化、便携式、嵌入式方向发展；同时，多读写器协调与组网技术将成为未来发展方向之一。未来RFID阅读器变得更精致、更便携、读取率更高。RFID标签不仅能应用于液体、金属等环境，甚至可以集成到温度传感器中，可水洗并能承受极端温度，可以用来监测记录温度。目前无线射频技术对那些对温度变化异常敏感的食品的低温运输和遥感勘测应用的帮助非常大。如今这类传感器标签在冷链/食物链行业中应用广泛且效果突出，在食物链上，RFID可以实现从田间到饭桌的全程化跟踪。江苏恒宝股份研发出了智能卡与电子标签制造等产品解决方案，称“从一粒种子开始，到最后被谁吃了，都能追踪到。”3.1.5数据处理能力更强RFID在所有的标识技术中，数据存储量无疑是最大的，正是基于这个特点，需要承载更多数据信息的企业会使用RFID技术，所以企业需要处理RFID技术带来的海量数据，有效处理应用这些海量数据以降低成本，提高管理效率是非常迫切的问题。如果处理不好，企业可能会被大量的数据淹没，不仅无法享受RFID技术带来的益处，还会带来一定的经济损失，甚至影响到企业的正常运作。因此，要运用RFID系统技术，处理RFID系统生成的大量数据，需要更强的数据存储能力和数据处理能力，这离不开应用程序、后端数据库以及正确的分析能力的全面提升。然而，当前的RFID系统中，软件的应用比较简单，据统计，平均费用不超过整体RFID项目的13%。随着系统的网络化，RFID系统集成软件将向嵌入式、智能化、可重组方向发展，通过构建RFID公共服务体系，将使RFID信息资源的组织、管理和利用更为深入和广泛，其产生的信息量将更加巨大，在信息处理、传输和安全方面，对RFID的系统集成和应用技术提出了新的挑战。应对这些挑战，就要依靠强大的软件支持，软件/中间件在RFID整体市场的份额将会不断提高，成为RFID项目支出中成为相当重要的一部分。3.2市场应用趋势3.2.1市场产值更高由于RFID独特的特性及优点，在短短的十多年中，其发展异常迅猛，已经成为世界经济中重要的发展领域之一。据有关权威数据统计显示，射频识别产品在全世界的销量1993年为990万套，