基于RFID 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用探討

王 華

（閩江師范高等專(zhuān)科學(xué)校， 福建 福州350108）

1 引言

射頻識(shí)別技術(shù)，即Radio Frequency Identification，縮寫(xiě)：RFID。 作為非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)之一，它的基本原理是通過(guò)射頻信號(hào)以及其所具有的空間耦合與傳輸特性等的利用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)靜止或者移動(dòng)物體所進(jìn)行的自動(dòng)識(shí)別。 該技術(shù)的應(yīng)用，成為繼條碼技術(shù)之后，對(duì)包括物流配送以及產(chǎn)品跟蹤等諸多應(yīng)用管理進(jìn)行更新的又一項(xiàng)新技術(shù)。 正是從這個(gè)角度出發(fā)，本文對(duì)基于RFID 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用進(jìn)行探討。

2 物聯(lián)網(wǎng)與射頻識(shí)別技術(shù)概述

伴隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，以及《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)布，物聯(lián)網(wǎng)的影響越來(lái)越大[1]。 物聯(lián)網(wǎng)作為傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的延伸， 實(shí)現(xiàn)了不同物體之間的信息交換。 物聯(lián)網(wǎng)指的是通過(guò)RFID 技術(shù)以及傳感設(shè)備的應(yīng)用來(lái)取得具體的信息，進(jìn)而以約定的協(xié)議為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行傳遞， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息的智能化處理與監(jiān)控，其本身是作為規(guī)模較大的組織網(wǎng)絡(luò)存在的。 而RFID 技術(shù)則是作為簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng)之一，是信息技術(shù)和無(wú)線電技術(shù)兩者在自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域內(nèi)的有效結(jié)合， 基于RFID 技術(shù)所構(gòu)建的射頻識(shí)別系統(tǒng)通常情況下由電子標(biāo)簽（TAG）、閱讀讀器(Reader)以及天線(Antenna)組成, 這三大組件一般都可由不同的生廠商生產(chǎn)。 如圖1 所示：

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，射頻識(shí)別系統(tǒng)是讀寫(xiě)器和電子標(biāo)簽間通過(guò)無(wú)線電頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)通訊的無(wú)線通訊系統(tǒng)。

圖1 RFID 系統(tǒng)組成

3 RFID 技術(shù)分析

在RFID 技術(shù)的應(yīng)用中， 通過(guò)無(wú)線射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象來(lái)取得相應(yīng)的數(shù)據(jù)， 由于該技術(shù)的應(yīng)用使得識(shí)別工作不需要人工的干預(yù)， 因而該技術(shù)可以應(yīng)用在各類(lèi)惡劣的環(huán)境中[2]。 RFID 技術(shù)的同時(shí)識(shí)別， 方便操作。RFID 技術(shù)之所有能夠廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)樵摷夹g(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在具有非接觸的特點(diǎn)，因而讀取的距離遠(yuǎn)，且具有讀寫(xiě)速度快的特性， 能夠?qū)Ω咚龠\(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行有效的識(shí)別。 除此以外，RFID 技術(shù)的應(yīng)用中還具有穿透力很強(qiáng)的特點(diǎn)，該技術(shù)在應(yīng)用中可以穿過(guò)玻璃、布料以及塑料等等諸多的非金屬物體來(lái)實(shí)現(xiàn)識(shí)別， 加之技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，還能夠在油污以及粉塵等惡劣的環(huán)境進(jìn)行工作，有著有效的防水以及耐高溫的特性，而且不受風(fēng)、雨等惡劣天氣的影響來(lái)實(shí)現(xiàn)二十四小時(shí)的全天候工作。除此以外，RFID 技術(shù)具有數(shù)據(jù)讀寫(xiě)方面的功能，同時(shí)具有易小型化與易多樣化的形狀，且能進(jìn)行快速的自動(dòng)掃描，具有較強(qiáng)的耐久， 還可以重復(fù)進(jìn)行使用， 保密性與記憶容量都很好。 以基于RFID 技術(shù)的電子標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)為例，其本身通過(guò)電子標(biāo)簽、閱讀器、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)設(shè)備以及系統(tǒng)軟件完成在識(shí)別方面的技術(shù)要求。RFID 技術(shù)和傳統(tǒng)的條形碼掃描技術(shù)相比， 其能夠有效的對(duì)磁場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)物體實(shí)施檢測(cè)， 不但能夠進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)而且還不會(huì)受到方向限制[3]。 同時(shí)該技術(shù)和傳統(tǒng)的條形碼技術(shù)相比還具有重復(fù)實(shí)用性的優(yōu)勢(shì)， 即基于RFID 技術(shù)的電子標(biāo)簽?zāi)軌蜻M(jìn)行重復(fù)使用與修改，能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行及時(shí)的更新，且具有較大的數(shù)據(jù)容量。 在RFID 技術(shù)的使用中，物品的信息是被儲(chǔ)存在芯片中，因而很難受到損壞。

4 基于RFID 的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

從上文的物聯(lián)網(wǎng)與射頻識(shí)別技術(shù)概述以及RFID 技術(shù)分析可以看出， 基于RFID 的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用有著廣泛的發(fā)展前景。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示意圖如2 所示。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示意圖

本文結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有的RFID 技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀， 對(duì)基于RFID 的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用做以下論述：

4.1 在物流領(lǐng)域中的應(yīng)用

基于RFID 的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，在物流領(lǐng)域中，從物流公司的層面來(lái)看，RFID 識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的提高企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的工作效率，極大的降低物流公司在驗(yàn)貨以及出入庫(kù)方面的成本。 貨物的EPC （即Electronic Product Code）電子標(biāo)簽中設(shè)置的編碼所具有的唯一性特點(diǎn)能夠有效的對(duì)貨物真?zhèn)芜M(jìn)行鑒別。 出入庫(kù)產(chǎn)品信息在信息取得上具有的方便、 快速以及準(zhǔn)確的特點(diǎn)。 同時(shí)還可以直接把取得的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息輸入到相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理，完成了產(chǎn)品的挑選工作，進(jìn)而進(jìn)行分類(lèi)堆碼與相關(guān)的管理。 物流企業(yè)安置在倉(cāng)儲(chǔ)空間中的傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)掃描，同時(shí)對(duì)儲(chǔ)存貨物進(jìn)出進(jìn)行必要的記錄，進(jìn)而有效的提高了物流企業(yè)的庫(kù)存管理的工作效率。 同時(shí)加上物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用， 能夠?qū)崟r(shí)的取得貨物位置方面的信息，進(jìn)而有效的對(duì)貨物進(jìn)行調(diào)配，加強(qiáng)了準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)率的工作水平， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)貨物運(yùn)送地點(diǎn)的追蹤。 基于RFID 的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用有效的提高了物流企業(yè)送貨的可靠性以及工作效率，提高了企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率。 基于RFID 的物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域中的應(yīng)用除了以上的情況外，還可以應(yīng)用在鐵路調(diào)度系統(tǒng)、集裝箱識(shí)別系統(tǒng)以及郵件自動(dòng)分揀系統(tǒng)等方面。 簡(jiǎn)而言之， 通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用有效的提高了物流領(lǐng)域的工作效率[4]。

4.2 在銷(xiāo)售領(lǐng)域中的應(yīng)用

基于RFID 的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，在銷(xiāo)售領(lǐng)域中，從產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的層面來(lái)看，管理的核心是產(chǎn)品的原材料供應(yīng)與產(chǎn)品的銷(xiāo)售。 通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)以及RFID 識(shí)別技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，能夠讓廠家實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品銷(xiāo)售信息的動(dòng)態(tài)獲取，進(jìn)而以更快的速度對(duì)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求產(chǎn)生反應(yīng)。 生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品的銷(xiāo)售數(shù)據(jù)信息傳遞到企業(yè)產(chǎn)品賣(mài)場(chǎng)的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)， 在此基礎(chǔ)上傳遞給上一級(jí)分銷(xiāo)商或者生產(chǎn)廠家。進(jìn)而促進(jìn)生產(chǎn)廠家組織生產(chǎn)水平的提高，降低了由于牛鞭效應(yīng)而給自身帶來(lái)的經(jīng)營(yíng)管理方面的風(fēng)險(xiǎn)。

從零售商的層面來(lái)看，RFID 技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)ω浳飩}(cāng)儲(chǔ)數(shù)量進(jìn)行合理的安排，進(jìn)而有效的減少庫(kù)存積壓對(duì)自身所帶來(lái)的負(fù)面影響， 同時(shí)還避免了缺貨問(wèn)題的存在。 貨物銷(xiāo)售數(shù)據(jù)能夠及時(shí)的進(jìn)行有效傳遞，RFID 技術(shù)應(yīng)用時(shí)，標(biāo)簽內(nèi)部所存儲(chǔ)的EPC 代碼是每個(gè)物品自身所擁有的惟一代碼，因而可以用于提升零售商所具有的鑒別能力[5]。 以英國(guó)著名的瑪莎百貨公司為例，該公司就通過(guò)該技術(shù)的利用降低了正品商品退貨所產(chǎn)生的欺詐率。

4.3 在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用

基于RFID 的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，在醫(yī)療領(lǐng)域中，從醫(yī)院的層面來(lái)看，不僅幫助醫(yī)院實(shí)施對(duì)住院病人全天候小時(shí)的監(jiān)控和醫(yī)院不同部門(mén)共享病人的醫(yī)療記錄，還可以時(shí)間對(duì)醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)療器械的使用和流動(dòng)情況等進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤。 以美國(guó)的新澤西醫(yī)療公司VirtuaHealth 為例就在自身的四家醫(yī)院安裝了RFID 系統(tǒng)， 通過(guò)該系統(tǒng)追蹤過(guò)千名的患者與公司的工作人員，同時(shí)還對(duì)超過(guò)一萬(wàn)件的資產(chǎn)進(jìn)行追蹤[6]。 該系統(tǒng)在應(yīng)用中不僅可以用來(lái)進(jìn)行設(shè)備、患者、工作人員的追蹤，還可以用來(lái)對(duì)資產(chǎn)、病房及急救室進(jìn)行管理。

4.4 在公共管理領(lǐng)域中的應(yīng)用

基于RFID 的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，在公共管理領(lǐng)域中，從高速公路管理的層面來(lái)看， 該技術(shù)被應(yīng)用在高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)。 該系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，在高速公路沿線設(shè)置了天線，在車(chē)內(nèi)則安裝了射頻卡，以天線與電子標(biāo)簽為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳遞，并對(duì)車(chē)輛實(shí)施識(shí)別，對(duì)收費(fèi)數(shù)據(jù)做信息方面的處理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)收費(fèi)。 基于RFID 的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用有效的提高了高速公路管理的工作效率， 進(jìn)而提高了車(chē)輛的通過(guò)率，降低了高速公路交通擁堵的發(fā)生率，降低了人工方面所支出的成本，因而有著較好的經(jīng)濟(jì)效益[7]。除此以外，公共交通系統(tǒng)中的IC 卡也采用了RFID 技術(shù)，方便操作的同時(shí)有效的降低了在人工方面支出的人力成本。

5 物聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題

在物聯(lián)網(wǎng)信息的處理中，感知信息在經(jīng)過(guò)了采集、匯聚、融合以及傳輸?shù)鹊冗^(guò)程，通過(guò)全部信息的處理過(guò)程來(lái)體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)所具有的安全性與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在安全性關(guān)注點(diǎn)上有著巨大的區(qū)別。

5.1 感知層安全問(wèn)題

感知節(jié)點(diǎn)具有多源異構(gòu)性的特點(diǎn)，一般情況下，感知節(jié)點(diǎn)所具有的功能比較簡(jiǎn)單且因?yàn)槭褂秒姵厮袛y帶的能量也較少， 因而感知節(jié)點(diǎn)的安全保護(hù)能力相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單。 與感知節(jié)點(diǎn)相比感知網(wǎng)絡(luò)的種類(lèi)較多， 無(wú)論是溫度測(cè)量、水文監(jiān)控、道路導(dǎo)航以及自動(dòng)控制，在數(shù)據(jù)傳輸與消息方面不存在特定標(biāo)準(zhǔn)， 因而無(wú)法確保安全保護(hù)體系的統(tǒng)一。

5.2 傳輸層安全問(wèn)題

核心網(wǎng)所具有的安全保護(hù)能力相對(duì)來(lái)說(shuō)比較完整，由于物聯(lián)網(wǎng)本身具有節(jié)點(diǎn)數(shù)量多同時(shí)存在的方式為集群， 就會(huì)造成在數(shù)據(jù)傳播過(guò)程中因?yàn)榘l(fā)送數(shù)據(jù)較多而出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況，進(jìn)而容易發(fā)生拒絕服務(wù)攻擊的情況。除此以外， 已有的通信網(wǎng)絡(luò)在安全架構(gòu)上是以人通信的層面出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)的， 也就是說(shuō)對(duì)以物為主體的物聯(lián)網(wǎng)需要構(gòu)建適合感知信息傳輸和應(yīng)用的安全架構(gòu)。

5.3 應(yīng)用層安全問(wèn)題

能夠有效支撐物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的平臺(tái)所采用的安全策略較多，包括云計(jì)算以及分布式系統(tǒng)等等，這些支撐平臺(tái)本身要為上層服務(wù)管理與大規(guī)模行業(yè)應(yīng)用構(gòu)建一個(gè)高效的系統(tǒng),而大規(guī)模、多平臺(tái)以及、多業(yè)務(wù)類(lèi)型使物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)層次的安全是針對(duì)不同應(yīng)用所確立的安全策略， 因而需要構(gòu)建出相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)安全架構(gòu)。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于RFID 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍很廣，因而有必要結(jié)合RFID 技術(shù)、 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及不同管理領(lǐng)域的實(shí)際情況， 有針對(duì)性的確定基于RFID 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用策略，并在技術(shù)以及管理方式等不斷發(fā)展的同時(shí)，優(yōu)化應(yīng)用策略，進(jìn)而發(fā)揮該技術(shù)所具有的積極作用，促進(jìn)技術(shù)的良性發(fā)展。

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