電子標(biāo)簽技術(shù)及其應(yīng)用研究

黃犇

摘 要：隨著科技的迅猛發(fā)展，電子標(biāo)簽技術(shù)即無線射頻技術(shù)RFID，在世界各地各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注和使用，市場應(yīng)用前景巨大。本文介紹了電子標(biāo)簽的概念、分類及使用原理，分析了其在我國發(fā)展的過程及現(xiàn)狀，并介紹了電子標(biāo)簽技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：電子標(biāo)簽技術(shù)；RFID；應(yīng)用

射頻識(shí)別技術(shù)最早應(yīng)用于二次大戰(zhàn)期間，到現(xiàn)在已經(jīng)過了幾十年。最初的時(shí)候，只是單純地使用RFID進(jìn)行識(shí)別敵機(jī)和友機(jī)；現(xiàn)在該項(xiàng)技術(shù)迅速興起，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

一、電子標(biāo)簽簡介

（一）電子標(biāo)簽的基本構(gòu)造與原理

電子標(biāo)簽由無線通信電線和IC芯片組成，電子數(shù)據(jù)以特定的格式存儲(chǔ)在標(biāo)簽中，在使用的時(shí)候，無線標(biāo)簽需要附著于物體表面，由閱讀器讀取和接收芯片中的數(shù)據(jù)，并通過處理器解讀與管理信息[1]。電子標(biāo)簽和之前的條形碼不同，它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，工作過程不需要人工干預(yù)，在各種環(huán)境中都能使用，而且能夠同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，這是條形碼所不具備的優(yōu)勢(shì)。

無線射頻識(shí)別技術(shù)的原理就是利用空間耦合與射頻信號(hào)的傳輸特征，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別，其主要由電子標(biāo)簽、閱讀器和后臺(tái)控制軟件三個(gè)模塊構(gòu)成[2]。電子標(biāo)簽與閱讀器之間共有兩種耦合方式：電感耦合及電磁耦合。電感耦合是變壓器模型，應(yīng)用電磁感應(yīng)定律，用于低、中頻的視頻識(shí)別系統(tǒng)，工作頻率有13.56MHz、125KHz和225KHz；電磁耦合是雷達(dá)模型，應(yīng)用電磁波在空間的傳播規(guī)律，即利用發(fā)射出去的電磁波碰到目標(biāo)發(fā)射后攜帶回目標(biāo)信息，這種方式適用于高頻、微波工作遠(yuǎn)距離視頻識(shí)別系統(tǒng)，工作頻率有5.8GHz、433MHz、2.45GHz、915MHz[2]。

（二）電子標(biāo)簽的分類

一是主動(dòng)式與被動(dòng)式標(biāo)簽。主動(dòng)式標(biāo)簽?zāi)軌蜻B續(xù)供電，通信距離遠(yuǎn)，但是價(jià)格昂貴且使用壽命短，因此適用于遠(yuǎn)距離和貴重物品的監(jiān)測；被動(dòng)式標(biāo)簽使用壽命長，價(jià)格低廉，但是需要能量的支持，且數(shù)據(jù)傳輸距離有限。

二是只讀標(biāo)簽與刻度標(biāo)簽。只讀標(biāo)簽出廠時(shí)已固定數(shù)據(jù)，用戶不能更改；可讀標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)?shù)據(jù)進(jìn)行擦除和重新寫入，定時(shí)更新。

三是標(biāo)識(shí)標(biāo)簽與便攜數(shù)據(jù)文件。標(biāo)簽標(biāo)識(shí)是將數(shù)字與字母串存儲(chǔ)于標(biāo)簽之中；便攜數(shù)據(jù)文件是一個(gè)存儲(chǔ)量大、用戶可以自由編程的數(shù)據(jù)文件。

二、電子標(biāo)簽在我國的發(fā)展現(xiàn)狀

我國在90年代初期開始對(duì)電子標(biāo)簽技術(shù)進(jìn)行研究，研發(fā)的內(nèi)容主要是工芯片、讀寫器、天線等技術(shù)，截止2005年，該項(xiàng)研究已經(jīng)取得了有效的進(jìn)展，并逐步應(yīng)用于車輛、票證及門禁管理等各個(gè)領(lǐng)域之中，但在物流領(lǐng)域還很少見。到了2010年，電子標(biāo)簽技術(shù)又有了新的突破，除了應(yīng)用于交通運(yùn)輸業(yè)之外，還被政府部門應(yīng)用于二代身份證項(xiàng)目中。電子標(biāo)簽技術(shù)的迅猛發(fā)展促使了相關(guān)企業(yè)的發(fā)展，在北京、上海、廣州、深圳等一線城市，主要從事電子標(biāo)簽、讀寫器及中間件開發(fā)的企業(yè)數(shù)量逐年增長。這些核心企業(yè)的發(fā)展為電子標(biāo)簽技術(shù)在物流領(lǐng)域的廣泛使用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。電子標(biāo)簽技術(shù)仍然具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ驗(yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)與生物識(shí)別和GPS技術(shù)的結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域及跨行業(yè)的結(jié)合，但是由于這項(xiàng)技術(shù)在我國依然是一種新型技術(shù)，在編碼抗干擾技術(shù)、天線技術(shù)、數(shù)據(jù)變換、標(biāo)準(zhǔn)問題等方面仍有待進(jìn)一步的研究。

三、電子標(biāo)簽的應(yīng)用

（一）電子標(biāo)簽技術(shù)與現(xiàn)代物流的結(jié)合

1、電子標(biāo)簽在零售環(huán)節(jié)的應(yīng)用

在零售環(huán)節(jié)，電子標(biāo)簽可以幫助零售商管理和改善庫存，還能實(shí)時(shí)跟蹤運(yùn)輸環(huán)節(jié)，這樣可以降低錯(cuò)誤率，顯著提升管理效率。同時(shí)還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控具有時(shí)效性的商品，對(duì)零售商具有很大的吸引力。

2、電子標(biāo)簽在儲(chǔ)存環(huán)節(jié)的應(yīng)用

存儲(chǔ)過程中，要完成庫存盤點(diǎn)和存取獲取，將電子標(biāo)簽技術(shù)應(yīng)用于存儲(chǔ)環(huán)節(jié)正好可以實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)化存取，并將收貨、取貨、裝運(yùn)計(jì)劃等供應(yīng)鏈中的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，方便高效，還能節(jié)省成本，減少運(yùn)輸過程中商品損害、偷竊、送錯(cuò)等原因造成的損失，節(jié)省庫存空間和勞動(dòng)力，并有效提高服務(wù)質(zhì)量[2]。

3、電子標(biāo)簽在運(yùn)輸環(huán)節(jié)的使用

將電子標(biāo)簽直接貼在要運(yùn)輸?shù)呢浳锛败囕v上，在接收裝置收到對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽信息后，將相關(guān)信息上傳到通信衛(wèi)星，再經(jīng)過調(diào)度中心將數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)庫。

4、電子標(biāo)簽在配送以及分銷環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

使用閱讀器讀取商品上的電子標(biāo)簽，可以獲得相關(guān)的信息，然后更新電子標(biāo)簽，合理控制庫存，讓管理人員獲得詳細(xì)的商品信息，提高配送的效率和準(zhǔn)確率，并降低費(fèi)用成本。

（二）電子標(biāo)簽技術(shù)在檔案管理中的應(yīng)用

電子標(biāo)簽技術(shù)同樣可以應(yīng)用到檔案管理中，實(shí)現(xiàn)檔案的自動(dòng)化管理，這種系統(tǒng)主要由RFID數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和檔案管理信息系統(tǒng)組成。

1、RFID數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和信息的輸入輸出，由一個(gè)中心數(shù)據(jù)庫與一個(gè)終端管理器組成。終端管理器包括兩種，一種為讀寫器，另一種是手持式閱讀器，這兩種管理器是數(shù)據(jù)獲取和信息輸出的重要端口。讀寫器實(shí)現(xiàn)信息的輸入，將數(shù)據(jù)庫的信息輸入電子標(biāo)簽或者將標(biāo)簽中的信息導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫；手持式閱讀器可以幫助管理員采集信息，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入中心數(shù)據(jù)庫，為檔案管理系統(tǒng)提供各種數(shù)據(jù)的支持[3]。

2、檔案管理信息系統(tǒng)

（1）儲(chǔ)位管理子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)可以完成檔案盒編號(hào)和儲(chǔ)位編號(hào)的自動(dòng)匹配，從而能夠確保檔案在出入庫時(shí)準(zhǔn)確定位。

（2）查詢管理子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)具有查詢檔案的功能。在需要查閱檔案時(shí)，該系統(tǒng)提供密級(jí)查詢、檔案編目查詢等多種查詢方式，并發(fā)出相關(guān)指令，將查詢信號(hào)發(fā)送至檔案架，管理人員根據(jù)檔案架上的指示燈做出出庫作業(yè)。

（3）銷毀管理子系統(tǒng)：在該系統(tǒng)中設(shè)置檔案的保管期限，到期之后，提醒管理人員做出進(jìn)一步的處理。

（4）安全管理子系統(tǒng)：當(dāng)檔案盒離開儲(chǔ)位，出現(xiàn)異常，管理系統(tǒng)中的監(jiān)控模塊會(huì)通過警報(bào)模塊向計(jì)算機(jī)控制中心發(fā)出警報(bào)。

四、RFID技術(shù)面臨的問題

（一）RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

當(dāng)前我國的RFID行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及其相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)還沒有實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。目前為止，電子標(biāo)簽也沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)階段，世界上共有3個(gè)RFID標(biāo)準(zhǔn)陣營，即ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)、UID標(biāo)準(zhǔn)與EPC標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)不能夠兼容，所以使得不同廠商生產(chǎn)的RFID產(chǎn)品的整合互通、系統(tǒng)更新以及信號(hào)交錯(cuò)較為困難。此外，還增加了用戶運(yùn)維與購置的成本，限制了RFID應(yīng)用的范圍。

（二）信息的安全、隱私保護(hù)等方面仍存在爭議

RFID系統(tǒng)安全性問題非常復(fù)雜，包括標(biāo)簽安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全和保護(hù)隱私等方面。目前，RFID系統(tǒng)的安全問題已成為制約RFID技術(shù)推廣應(yīng)用的主要因素之一。如果RFID系統(tǒng)受到攻擊，也許就會(huì)出現(xiàn)工廠停產(chǎn)，社會(huì)秩序混亂，甚至于直接威脅人類的生命安全。RFID系統(tǒng)隱私保護(hù)具有資源約束嚴(yán)峻、應(yīng)用高度相關(guān)等特征。當(dāng)前的隱私保護(hù)技術(shù)面臨著應(yīng)用性挑戰(zhàn)、資源約束以及數(shù)據(jù)新特點(diǎn)等問題。對(duì)RFID系統(tǒng)隱私保護(hù)的研究存在很多的局限性，比如密鑰管理方法研究不足、隱私數(shù)據(jù)泄露技術(shù)研究不足以及隱私數(shù)據(jù)保護(hù)系統(tǒng)研究不足等等，所以需要對(duì)RFID系統(tǒng)環(huán)境下新型隱私數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)進(jìn)行研究。

結(jié)語

電子標(biāo)簽技術(shù)有著傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。在現(xiàn)代物流領(lǐng)域，使用電子標(biāo)簽技術(shù)不僅能提高企業(yè)的管理水平和工作人員的工作效率，還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，方便高效，節(jié)省成本；在檔案管理方面，讀取檔案便捷迅速，還能減少錯(cuò)架亂架率，查找檔案非常方便。當(dāng)然這種技術(shù)仍然存在一定的缺陷，但是相信隨著科學(xué)家的深入研究，技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)存的一些問題都會(huì)得到有效的解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志偉，閆秀霞，孫寶連.RFID技術(shù)應(yīng)用研究綜述及研究趨勢(shì)展望[J].物流技術(shù)，2014（9）：1-5.

[2]胡泊，海金梅.基于RFID技術(shù)的高校圖書館智能化服務(wù)與應(yīng)用研究[J].農(nóng)業(yè)圖書情報(bào)學(xué)刊，2016，28（10）：222-224.

[3]房翠.RFID技術(shù)在現(xiàn)代倉儲(chǔ)管理中的應(yīng)用研究[J].楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，15（4）：26-28.