淺析RFID技術及其應用發(fā)展
作者:楊柳
來源:RFID世界網
日期:2009-07-23 14:52:49
摘要:本文重點介紹RFID技術工作原理和在實際應用中的優(yōu)點,并分析該技術在工業(yè)、商業(yè)及其他行業(yè)中的應用。
射頻識別 (RFID,Radio Frequency Identification)就是采用自動識別技術在無線電方面的具體應用與發(fā)展。它綜合無線電技術和雷達技術,利用無線電波和微波能量在電子標簽和讀寫器之間進行非接觸的雙向通信,以實現自動識別和數據交換功能。其比 在于高速群采、高穿透能力、極強的適應能力,被越來越多的應用于物流、商品零售、工業(yè)制造、交通管理等各應用領域,具有廣泛的應用前景。
1 基本組成和工作原理
基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成:標簽(即射頻卡),讀寫器(也稱閱讀器),天線。 其工作原理是:閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)射一定頻率的射頻信號,當標簽進入發(fā)射天線工作區(qū)域時;產生感應電流,標簽獲得能量后被激活,在電磁波的激勵下,LC諧振電路產生共振,從而使電容內有了電荷。在這個電容的另一端接有—個單向導通的電子泵,將電容內的電荷送到另—個電容內儲存。當所積累的電荷達到2V時,此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓,標簽將自身編碼等信息通過卡內置發(fā)送天線發(fā)送出去或接取讀寫器的數據:系統(tǒng)接收天線接收到從標簽發(fā)送來的載波信號,經天線調節(jié)器傳送到閱讀器,閱讀器對接收的信號進行解調和解碼,然后通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數據傳送至計算機網絡。
射頻識別系統(tǒng)的優(yōu)點作為一種全新的自動數據采集技術,具備很多突出優(yōu)點:
2.1防水、防磁、耐高溫、不受環(huán)境影響、具有防沖突功能,體積小型化、形狀多樣化讀取距離大、閱讀速度陜、標簽上數據可以加密、存儲數據容量更大。實現了無源和免接觸操作,應用便利,無機械磨損,壽命長,機具無直接對最終用戶開放的物理接口,能更好地保證機具的安全性。
2.2 RFID標簽無需像條碼標簽那樣瞄準讀取,只要被置于讀取設備形成的電磁場內就可以準確讀到,同時減少甚至排除因人工干預數據采集而帶來的效率降低和糾錯的成本。
2.3 RFID每秒鐘可進行上千次的讀取,能同時處理許多標簽,高效且準確從而使企業(yè)大幅度提高管理精細度,讓整個作業(yè)過程實時透明,創(chuàng)造巨大的經濟效益;
2.4 RFID標簽上的數據可反復修改,既可以用來傳遞一些關鍵數據,也使得RFID標簽能夠在企業(yè)內部進行循環(huán)重復使用,將一次l生成本轉化為長期攤銷的成本。
2.5 RFID標簽的識瀆,不需要以目視可見為前提,因為它不依賴于可見光.因而可以在那些條碼技術無法適應的惡劣環(huán)境下使用,如高粉塵污染、野外等。
2.6 RFID芯片是非常不易被偽造的。黑客需要對無線工程、編碼演算以及解密技術等各方面有深入知識。此外,在標簽上可以對數據采取分級保密措施,使得數據在供應鏈上的某些點可以讀取。而在其它點卻不行。
3 技術應用與發(fā)展
RFID被廣泛應用于加工與制造業(yè)的生產自動化(如工具跟蹤與資產管理、裝配流水線自動化等1、安全認證、商品防偽、圖書檔案管理、醫(yī)療衛(wèi)生、商業(yè)自動化和交通運輸控制管理眾多領域:火車、汽車等交通監(jiān)督;高速公路自動收費系統(tǒng);停車場管理系統(tǒng);物品管理(女口郵包及航空行李的跟蹤);倉儲管理和動物識別管理等。
在交通管理方面,采用RFID技術實時跟蹤車輛,然后由交通指揮中心進行督導,能有效地減少交通堵塞。在鐵路系統(tǒng)運營中,采用RFID對車廂進行監(jiān)控,可以防止遺漏在軌道上的車廂發(fā)生撞車信息技術事故,還能及時了解貨車內裝的物品信息,提高鐵路運輸安全。
在軍事物流管理方面,RFID被應用于人員和物品管理。在伊拉克戰(zhàn)爭期間,聯(lián)軍在軍用物品的管理,醫(yī)院傷病員、戰(zhàn)俘和平民的管理都采用過RFID技術,取得了較好效果,美軍宣稱未來要全部采用RFtD進行管理。
在工業(yè)安全方面,RFID被用于監(jiān)控人員安全和人員定位。最近頻繁的礦難事故、礦井人員的生命安全更是牽動著無數人的心。
礦井由于受地質等客觀因素影響,生產環(huán)境普遍惡劣,存在諸多安全隱患。由于巷道多,礦工分散陛極強,在礦難發(fā)生后,很難對遇困人員進行準確定位,往往錯失最佳救援時機,讓生命白自流逝。井下動態(tài)目標的監(jiān)控是行業(yè)多年來期盼解決的問題,RFID的出現為實現這一夙愿提供了技術保障。為了更好的保障礦井工作人員的安全,最大限度的挽救他們的生命??稍诿總€礦工的安全帽上貼一個電子標簽。
通過將RFID技術與礦井的日常管理相結合,可以構件一個實時而有效的監(jiān)控系統(tǒng),包括工人進出巷道的權限。各巷道的人員分布晴況,人員的具體資料等。這一舉措不僅可以加強礦井的生產安全,對實現井下管理信息化、可視化等都具有非常重要的意義。此外,RFID在電子物品監(jiān)視系統(tǒng)、車輛防盜和汽車點火系統(tǒng)等新興領域也 導到應用。目前沃爾瑪、吉列和德國零售企業(yè)Metro在全部物流管理中,已開始試用RFID標簽。
4 結論
綜上所述,RFID是一項綜合無線電技術、雷達技術、數字通信技術的高新技術,具有廣泛的應用前景。它解決了傳統(tǒng)的單一識別、識別速度慢、抗干擾性弱、安全性低等難題,結合現代通信技術和計算機技術,為提高工業(yè)和零售、物流等行業(yè)生產力起到不可或缺作用。不久將來,RFID技術一定會像其它技術一樣釋放出其全部潛力,引領一場新的經濟、產業(yè)和消費革命。
1 基本組成和工作原理
基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成:標簽(即射頻卡),讀寫器(也稱閱讀器),天線。 其工作原理是:閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)射一定頻率的射頻信號,當標簽進入發(fā)射天線工作區(qū)域時;產生感應電流,標簽獲得能量后被激活,在電磁波的激勵下,LC諧振電路產生共振,從而使電容內有了電荷。在這個電容的另一端接有—個單向導通的電子泵,將電容內的電荷送到另—個電容內儲存。當所積累的電荷達到2V時,此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓,標簽將自身編碼等信息通過卡內置發(fā)送天線發(fā)送出去或接取讀寫器的數據:系統(tǒng)接收天線接收到從標簽發(fā)送來的載波信號,經天線調節(jié)器傳送到閱讀器,閱讀器對接收的信號進行解調和解碼,然后通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數據傳送至計算機網絡。
射頻識別系統(tǒng)的優(yōu)點作為一種全新的自動數據采集技術,具備很多突出優(yōu)點:
2.1防水、防磁、耐高溫、不受環(huán)境影響、具有防沖突功能,體積小型化、形狀多樣化讀取距離大、閱讀速度陜、標簽上數據可以加密、存儲數據容量更大。實現了無源和免接觸操作,應用便利,無機械磨損,壽命長,機具無直接對最終用戶開放的物理接口,能更好地保證機具的安全性。
2.2 RFID標簽無需像條碼標簽那樣瞄準讀取,只要被置于讀取設備形成的電磁場內就可以準確讀到,同時減少甚至排除因人工干預數據采集而帶來的效率降低和糾錯的成本。
2.3 RFID每秒鐘可進行上千次的讀取,能同時處理許多標簽,高效且準確從而使企業(yè)大幅度提高管理精細度,讓整個作業(yè)過程實時透明,創(chuàng)造巨大的經濟效益;
2.4 RFID標簽上的數據可反復修改,既可以用來傳遞一些關鍵數據,也使得RFID標簽能夠在企業(yè)內部進行循環(huán)重復使用,將一次l生成本轉化為長期攤銷的成本。
2.5 RFID標簽的識瀆,不需要以目視可見為前提,因為它不依賴于可見光.因而可以在那些條碼技術無法適應的惡劣環(huán)境下使用,如高粉塵污染、野外等。
2.6 RFID芯片是非常不易被偽造的。黑客需要對無線工程、編碼演算以及解密技術等各方面有深入知識。此外,在標簽上可以對數據采取分級保密措施,使得數據在供應鏈上的某些點可以讀取。而在其它點卻不行。
3 技術應用與發(fā)展
RFID被廣泛應用于加工與制造業(yè)的生產自動化(如工具跟蹤與資產管理、裝配流水線自動化等1、安全認證、商品防偽、圖書檔案管理、醫(yī)療衛(wèi)生、商業(yè)自動化和交通運輸控制管理眾多領域:火車、汽車等交通監(jiān)督;高速公路自動收費系統(tǒng);停車場管理系統(tǒng);物品管理(女口郵包及航空行李的跟蹤);倉儲管理和動物識別管理等。
在交通管理方面,采用RFID技術實時跟蹤車輛,然后由交通指揮中心進行督導,能有效地減少交通堵塞。在鐵路系統(tǒng)運營中,采用RFID對車廂進行監(jiān)控,可以防止遺漏在軌道上的車廂發(fā)生撞車信息技術事故,還能及時了解貨車內裝的物品信息,提高鐵路運輸安全。
在軍事物流管理方面,RFID被應用于人員和物品管理。在伊拉克戰(zhàn)爭期間,聯(lián)軍在軍用物品的管理,醫(yī)院傷病員、戰(zhàn)俘和平民的管理都采用過RFID技術,取得了較好效果,美軍宣稱未來要全部采用RFtD進行管理。
在工業(yè)安全方面,RFID被用于監(jiān)控人員安全和人員定位。最近頻繁的礦難事故、礦井人員的生命安全更是牽動著無數人的心。
礦井由于受地質等客觀因素影響,生產環(huán)境普遍惡劣,存在諸多安全隱患。由于巷道多,礦工分散陛極強,在礦難發(fā)生后,很難對遇困人員進行準確定位,往往錯失最佳救援時機,讓生命白自流逝。井下動態(tài)目標的監(jiān)控是行業(yè)多年來期盼解決的問題,RFID的出現為實現這一夙愿提供了技術保障。為了更好的保障礦井工作人員的安全,最大限度的挽救他們的生命??稍诿總€礦工的安全帽上貼一個電子標簽。
通過將RFID技術與礦井的日常管理相結合,可以構件一個實時而有效的監(jiān)控系統(tǒng),包括工人進出巷道的權限。各巷道的人員分布晴況,人員的具體資料等。這一舉措不僅可以加強礦井的生產安全,對實現井下管理信息化、可視化等都具有非常重要的意義。此外,RFID在電子物品監(jiān)視系統(tǒng)、車輛防盜和汽車點火系統(tǒng)等新興領域也 導到應用。目前沃爾瑪、吉列和德國零售企業(yè)Metro在全部物流管理中,已開始試用RFID標簽。
4 結論
綜上所述,RFID是一項綜合無線電技術、雷達技術、數字通信技術的高新技術,具有廣泛的應用前景。它解決了傳統(tǒng)的單一識別、識別速度慢、抗干擾性弱、安全性低等難題,結合現代通信技術和計算機技術,為提高工業(yè)和零售、物流等行業(yè)生產力起到不可或缺作用。不久將來,RFID技術一定會像其它技術一樣釋放出其全部潛力,引領一場新的經濟、產業(yè)和消費革命。